飛行器以高超聲速飛行時瞬間溫升可達1 600℃以上,為了保證飛行器的可靠和運行安全,準確實時測量熱防護系統(tǒng)表面溫度顯得尤為重要。針對高溫環(huán)境實時測溫的技術(shù)難題,結(jié)合磁控濺射技術(shù)和陶瓷燒結(jié)技術(shù),提出了一種引線和傳感器基底一體化的微小型高溫薄膜溫度傳感器結(jié)構(gòu)。采用高溫檢定爐對傳感器陶瓷基底的高溫絕緣性進行了測試,并使用多種微觀形貌表征方法對傳感器主要結(jié)構(gòu)材料進行篩選,得到薄膜溫度傳感器制備所需的最佳材料組合。進行了薄膜溫度傳感器靜態(tài)標定和綜合性能高溫考核試驗,結(jié)果表明,所研制傳感器靈敏度、重復性的變化與標準熱電偶基本保持一致,在實際環(huán)境溫度低于1 500℃時,傳感器測量誤差不超過4‰,可在1 200℃高溫環(huán)境中連續(xù)準確測溫6h以上,且測溫上限高達1 800℃,驗證了該傳感器在高溫環(huán)境中進行測溫的可行性和實用性,為航天器表面溫度測量和熱防護系統(tǒng)優(yōu)化提供科學依據(jù)。 

【文章來源】：航空學報. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

薄膜溫度傳感器結(jié)構(gòu)

在試驗過程中，控制爐膛溫度由300℃開始，每升高100℃保溫30 min，待爐溫穩(wěn)定后，記錄陶瓷絕緣基底在各溫度點處的電阻值，直至最高爐溫1 200℃。利用Origin軟件對測得的實驗數(shù)據(jù)進行擬合處理，結(jié)果如圖3所示。圖3 絕緣電阻測量曲線

圖2 絕緣電阻測量試驗裝置從圖3的試驗測量結(jié)果可以看出，隨著爐膛溫度不斷升高，陶瓷絕緣基底的電阻值呈現(xiàn)指數(shù)下降趨勢，且下降速率逐漸變緩。在溫度由300℃升高至1 200℃的過程中，陶瓷絕緣基底的電阻值由1.23×1011Ω降至1.18×106Ω。按照國標對儀表絕緣基底電阻值應不小于1 MΩ的要求，采用高純度氧化鋁陶瓷作為薄膜溫度傳感器的基底材料是可行的。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3538748