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世通儀器關于高溫微壓力傳感器校準實的研究

在航天領域，常常需要在惡劣環境下實時測量環境的各種相關參量，其中就包括微小壓力測量。由于測試工作處于高溫、高熱流、強電磁干擾、劇烈振動等惡劣的條件下，并且待測壓力微小，此外還要求小型化、低功耗，故而傳統的硅微壓力傳感器已難以滿足測試需求。

光纖的主要材料是石英玻璃，與金屬傳感器相比具有更大的耐久性，而且光纖本身也具有結構簡單、體積小、質量輕、耗能少等優勢；4）抗干擾：光纖是非金屬、絕緣材料，避免了電磁、雷電等干擾，況且電磁干擾噪聲的頻率與光頻相比很低，對光波無干擾。此外，光波易于屏蔽，外界光的干擾也很難進入光纖。分布式光纖應變傳感技術根據探測光輸出方式、信號光檢測方法以及探測原理的不同分門別類形成了各種基于分布式光纖傳感的應變探測技術，在應變測量精度、測量距離、空間分辨率以及數據刷新速度等方面各具優勢。
相比之下光纖壓力傳感器有著無可比擬的優勢:測量精度高、抗電磁干擾能力良好、絕緣性能好、性能穩定等，因此光纖壓力傳感器*接近測試需求。F-P光纖壓力傳感器更是以極高的測量靈敏度和精度、成熟的微壓測量技術成為*，且只需在探頭結構上輔以耐高溫技術手段，使其能夠適應高溫環境，即能*終滿足測試的要求。

高溫微壓力傳感器基于F-P干涉敏感原理，使用耐高溫材料外殼和支撐架，部件連接采用固體焊接等耐高溫工藝，實現了在無引壓管情況下對800℃高溫介質微小壓力的直接測量，并且通過對性敏感組件等易損件采取專門的限位、加固措施，提高了抗沖擊、振動能力。
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城建施工、洪水侵襲、人為破壞、地殼運動等人為行為或者天災的破壞，都很容易造成光纖線路的故障。如何有效地保證光纖通信系統的可靠性，一直是一個有待解決的技術難題。本設計在光纖通信的基礎之上，通過對光纖通信監測系統的可靠性進行研究。以FPGA代替傳統的MCU架構完成數據的采集和，能完成高速的實時數據采集，測量誤差小，工作可靠性高。光纖通信系統的測量原理目前的光纖測量中，主要是要測量光纖的損耗和斷點。主要基于瑞利散射和菲涅爾反射兩種光學現象來進行測量。
為了在地面實驗室模擬傳感器的實際測量環境，我們設計了一種適用于高溫微壓力傳感器的儀器校準實驗系統，通過高低溫真空試驗裝置和人機軟件的結合，為儀器校準了一個穩定可靠、安全便捷的實驗。

1、傳感器測量原理

(1) 微壓力測量原理

高溫微壓力傳感器采用的是F-P干涉敏感原理，根據Fabry-Perot共振效應，F-P共振腔反射光的波長變化與兩反射面之間的距離呈函數關系。如圖1所示，為傳感器原理示意圖，感壓反射面及其支撐膜片和靜止反射面就構成了一個完整的F-P共振式壓力敏感結構。根據薄膜性形變原理，壓力敏感膜片在外界壓力的作用下發生形變，從而改變F-P腔腔長，引起干涉譜變化，通過測量干涉光譜，即可得到作用在壓力敏感膜上的壓力變化，從而達到測量壓力的目的。該結構的特點是靈敏度極高，可感受兩個鏡面之間納米級的位移變化，可滿足500 Pa微小壓力的測量需要。

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帶有高頻尖脈沖干擾信號的總線信號CANH和CANL，在經過低帶寬的收發器后，其攜帶的干擾信號被濾除（輸出的RXD信號是無干擾的數字信號）；而同樣的CANH和CANL信號，在經過高帶寬的信號調理電路后，其攜帶的干擾信號依然保留（波形采集模塊采集到有干擾的CANH和CANL信號后，經過軟件差分后，得到的差分信號依然存在干擾，所以軟件轉換后的邏輯信號依然存在干擾）。波形差異根據以上分析，干擾信號的存在使得后續的CAN波形解碼會出現與報文解碼不同的情況。

(2) 傳感器的儀器校準原理

在傳感器探頭確定的情況下，參數k1,k的值可以通過公式直接計算求得，而溫度敏感系數k2以及補償修正常數C則需要通過校準實驗才能確定。

將被校傳感器與壓力、溫度標準具置于同一載荷環境，通過標準具得到壓力、溫度的標準量，通過解調模塊得到傳感器的輸出值。將標準輸人量與被校傳感器的輸出值繪制成傳感器的校準曲線，再根據校準數據采用*小二乘法確定傳感器的工作直線，用工作直線反映傳感器的輸人和輸出之間的關系，從而確定k2及C的取值。通過校準曲線與工作直線的比較，可以計算得到被校傳感器的靜態基本性能指標。

儀器外校宜昌-第三方公司如果有一種方法可以僅在必要時檢驗和保養裝置，就能減少直接和間接的故障排除成本。預測性維護計劃為確保工廠中儀器發揮的性能，同時減少停機時間，許多公司都將預測性維護(PDM)計劃作為資產管理或優化計劃的一部分。ABB的專業服務機構能使這些計劃的成本顯著低于傳統的預防性維護服務。PDM的目標是預測儀器裝置何時會發生故障，從而減少突發停機時間，以在不影響質量的情況下提高生產率?？刹捎镁哂袡C載監測、 算法和通信技術的智能化裝置，在儀器內添加微器驅動的診斷和應用軟件，實現這一目標。