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世通仪器关于高温微压力传感器校准实的研究

在航天领域，常常需要在恶劣环境下实时测量环境的各种相关参量，其中就包括微小压力测量。由于测试工作处于高温、高热流、强电磁干扰、剧烈振动等恶劣的条件下，并且待测压力微小，此外还要求小型化、低功耗，故而传统的硅微压力传感器已难以满足测试需求。

而楼内仪器仪表之间传递信号的端口受到浪涌冲击相当于电源线上的浪涌冲击，采用1.2/50（8/20）μs组合波，线到线、线到地浪涌电压限值不变。一旦超过限值，信号端口和端口后的设备有可能遭受损坏。电源端口电源端口是分布 广泛也 容易感应或传导雷电浪的部位，从配电箱到电源插座这些电源端口可以处在任何位置。标准规定在1.2/50（8/20）μs波形下线与线之间浪涌电压限值为0.5kV，线到地浪涌电压限制为1kv。
相比之下光纤压力传感器有着无可比拟的优势:测量精度高、抗电磁干扰能力良好、绝缘性能好、性能稳定等，因此光纤压力传感器*接近测试需求。F-P光纤压力传感器更是以极高的测量灵敏度和精度、成熟的微压测量技术成为*，且只需在探头结构上辅以耐高温技术手段，使其能够适应高温环境，即能*终满足测试的要求。

高温微压力传感器基于F-P干涉敏感原理，使用耐高温材料外壳和支撑架，部件连接采用固体焊接等耐高温工艺，实现了在无引压管情况下对800℃高温介质微小压力的直接测量，并且通过对性敏感组件等易损件采取专门的限位、加固措施，提高了抗冲击、振动能力。
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用编程器不仅不能编程效率，反而出现了极高的 率品，更要命的是很多 率芯片已损坏，这不是赔了夫人又折吗（花钱编程器编坏芯片）？其实客户的咨询及反馈，也印证着我们编程器技术一路以来的发展及变革史，细节决定成败。通常，使用编程器编写芯片出现 品率，是有众多因数造成的，比如芯片批次质量波动、编程烧录房环境及人员习惯素质、夹具使用寿命、编程器老化、编程器时序的兼容性等原因。解决这些基本问题，一般可以通过加强人员培训，设备维护升级或者及时更新芯片时序算法就可解决，并且也达到了一定的效果。
为了在地面实验室模拟传感器的实际测量环境，我们设计了一种适用于高温微压力传感器的仪器校准实验系统，通过高低温真空试验装置和人机软件的结合，为仪器校准了一个稳定可靠、安全便捷的实验。

1、传感器测量原理

(1) 微压力测量原理

高温微压力传感器采用的是F-P干涉敏感原理，根据Fabry-Perot共振效应，F-P共振腔反射光的波长变化与两反射面之间的距离呈函数关系。如图1所示，为传感器原理示意图，感压反射面及其支撑膜片和静止反射面就构成了一个完整的F-P共振式压力敏感结构。根据薄膜性形变原理，压力敏感膜片在外界压力的作用下发生形变，从而改变F-P腔腔长，引起干涉谱变化，通过测量干涉光谱，即可得到作用在压力敏感膜上的压力变化，从而达到测量压力的目的。该结构的特点是灵敏度极高，可感受两个镜面之间纳米级的位移变化，可满足500 Pa微小压力的测量需要。

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先来看看电容，电容的作用简单的说就是存储电荷。我们都知道在电源中要加电容滤波，在每个芯片的电源脚放置一个0.1uF的电容去耦。等等，怎么我看到要些板子芯片的电源脚旁边的电容是0.1uF的或者0.01uF的，有什么讲究吗。要搞懂这个道道就要了解电容的实际特性。理想的电容它只是一个电荷的存储器，即C。而实际出来的电容却不是那么简单，分析电源完整性的时候我们常用的电容模型如下图所示。图中ESR是电容的串联等效电阻，ESL是电容的串联等效电感，C才是真正的理想电容。

(2) 传感器的仪器校准原理

在传感器探头确定的情况下，参数k1,k的值可以通过公式直接计算求得，而温度敏感系数k2以及补偿修正常数C则需要通过校准实验才能确定。

将被校传感器与压力、温度标准具置于同一载荷环境，通过标准具得到压力、温度的标准量，通过解调模块得到传感器的输出值。将标准输人量与被校传感器的输出值绘制成传感器的校准曲线，再根据校准数据采用*小二乘法确定传感器的工作直线，用工作直线反映传感器的输人和输出之间的关系，从而确定k2及C的取值。通过校准曲线与工作直线的比较，可以计算得到被校传感器的静态基本性能指标。

计量器具校准商洛-认证中心数字示波器的带宽越高，信号的上升沿越陡，显示的高频分量成分越多，再现的信号越准确。实际应用中考虑到价格因素（数字示波器带宽越高价格越贵），经过实践经验的积累，我们发现只要数字示波器带宽为被测信号频率的3-5倍，即可获得±3%到±2%的精度，满足一般的测试需求。频率响应曲线同一阶跃信号基于不同带宽数字示波器的测量结果上升时间上升时间的定义为脉冲幅度从10％上升到90％的这段时间（如所示），它反映了数字示波器垂直系统的瞬态特性。