工程類實驗室銅仁-審廠

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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。

對于高頻信號測量時，探頭的鱷魚接地線是萬惡之源，無論多好的儀器都無法發揮價值，這是為什么呢？1.高頻晶振實測對比我們先來感受一下，探頭地線長與短其測量結果有何不同。以晶振信號測量為例，如所示為常規的鱷魚線接地測量方法，可看到信號過沖嚴重伴隨振蕩，和想像中的方波不一樣。而所示的短地線簧接地測量方法，波形端正不少，顯然工程師的方法沒錯。常規（鱷魚線）測量方法（錯誤）短地（簧地）測量方法（正確）2.核心區別：電感種種跡象表明兇手就是“地線”，那證據在哪呢？且看圖解，如所示為示波器使用探頭進行信號測量理論上的等效模型。
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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在電動和混合動力汽車中，需要一種方法將高壓電池與車輛的其他部分斷連接。專門設計的大電流繼電器(接觸器)歷來一直是執行此功能的方案。此繼電器的設計必須支持在負載下斷連接，而不受損壞。這是通過使用帶有真空封裝觸點的繼電器來實現的。這些接觸器通常充滿惰性氣體，包圍觸點以消除空氣。通常，在高壓電池系統中，需要三個接觸器：一個用于兩個主要電池導體，另一個更小的版本用于預充電功能。傳統的電池斷電路圖如所示。
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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接駁盒節點硬件結構所示為接駁盒電能分配節點的硬件結構框圖。系統采用兩個控制模塊進行電能的控制，采用三級控制策略對各種傳感設備、供電模塊進行通、斷控制。級別是岸基工作人員通過基站監控中心向接駁盒內部ADAM4060進行控制命令的下達，ADAM4060控制模塊實現相應的操作，完成對傳感設備和供電 自主完成對傳感設備的控制 軟件設計中，設定相應采集電壓的閾值，在主控模塊工作中通過模擬外設ADC0進行各種傳感模塊電壓的采集，如果采集到的電壓不在閾值范圍之內則觸發P1口控制繼電器工作，進行斷命令，防止電壓過大使設備損壞，同時向岸基發送相應的控制信息。

(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。

工程類實驗室銅仁-審廠儀器儀表使用過程中 擔心的問題是什么？莫過于儀器故障，如同大家在電腦前奮力工作，電腦突然死機黑屏，辛苦白費，全部重來…儀器故障也是如此，使用過程中出現故障，不僅耽誤使用，而且延誤時間。近幾個月以來，東方中科技術服務部陸續收到多臺數字萬用表6514出現故障。針對客戶送修的故障現象，我們進行了整理總結，發現主要故障有兩點，如下：故障一6514的COMM口與電腦通訊異常，底噪不斷上升，但6514面板顯示正常。