理化實驗室浙江-校準單位

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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。

在很多情況下，引起密閉空間內危險氣體存在的源頭也許并不在密閉空間之內。比如，在很多煉油廠、化工廠中，設備中有（有氣體報器）和（可燃氣體報器）氣體的釋放是經常存在的，而由于氣體的可流動性，一個區域的危險氣體釋放會很快擴散到其它區域，而在遇到密閉空間的結構時，這些氣體就可能通過擴散、滲透、下沉等方式進入密閉空間，因此在決定密閉空間進入的有有害氣體檢測方法時，要充分考慮到所有可能的發生情況。
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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新能源汽車具有環保、節約、簡單三大優勢。在純電動汽車上體現尤為明顯：以電動機代替燃油機，由電機驅動而無需自動變速箱。相對于自動變速箱，電機結構簡單、技術成熟、運行可靠，甚至被視為在新能源汽車行業實現汽車工業“彎道超車”的希望領域之一。新能源電動汽要是由電機驅動系統、電池系統和整車控制系統三部分構成，其中的電機驅動系統是直接將電能轉換為機械能的部分，決定了電動汽車的性能指標。對于驅動電機的選擇就尤為重要。
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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測試圖IT65C/D模擬量接口電源上升時間的測試電源上升時間與機時間的區別，上升時間（RiseTim：電壓從沒有上升至穩定的這段時間（一般量測輸出電壓的上下限為1%~9%或5%~95%），如上圖所示，Va為輸出電壓的1%，Vb為輸出電壓的9%，Va，Vb之間的時間即為機電壓上升時間。測試方法：啟動測試：選擇啟動測試觸發源為電平觸發方式，觸發電平設定為Va，當待測電源輸出電壓達到Va時，始測試；結束測試：選擇結束測試觸發源為電平觸發方式，觸發電平設定為Vb，當待測電源輸出電壓達到Vb時，停止測試；負載計算出兩個觸發信號之間的時間差，即為待測電源的上升時間。

(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。

理化實驗室浙江-校準單位而對于這些設備來說，信號的完整性變得非常重要，特別是線路板的阻抗對信號完整性起到了至關重要的作用。SequidTDR作為專業的線路板阻抗測量工具擁有優越的性能，抖動Jrms500fs的差分階躍信號源，物理上升時間65ps，Sequid特有的算法，能通過算法計算出上升時間不同上升時間的阻抗差別，算法上升時間可達25ps，這完全可以測試距離非常短的高速線路。由于距離越短的線路測試的誤差會越大，通過的校準給線路補償是非常必要的，Sequid的TDR有帶有 的補償功能，通過open、short及負載的校準，讓連接位置及線路損耗得到了很好的補償。