本發(fā)明涉及壓力傳感，尤其涉及一種硅壓阻壓力傳感器穩(wěn)定性的快速評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

1、硅壓阻壓力傳感器是硅微壓力傳感器中技術(shù)最成熟的一類，具有體積微小、易于集成、靈敏度高、過(guò)載能力強(qiáng)、工藝難度小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)控制、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。利用微機(jī)械加工和集成化技術(shù)，硅壓阻壓力傳感器已實(shí)現(xiàn)微型化、集成化、智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，并向高可靠性方向發(fā)展。

2、但是，硅壓阻壓力傳感器存在固有的漂移缺陷，傳感器在應(yīng)用過(guò)程中的性能會(huì)發(fā)生隨時(shí)間漂移的現(xiàn)象，具體指標(biāo)表現(xiàn)為傳感器的穩(wěn)定性。傳感器的穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)傳感器在后續(xù)應(yīng)用過(guò)程中性能以及產(chǎn)品使用壽命的一項(xiàng)重要指標(biāo)，一般以相對(duì)于傳感器滿量程輸出的相對(duì)變化量進(jìn)行評(píng)價(jià)，以年為考核時(shí)間單位，因此，也稱為長(zhǎng)期穩(wěn)定性。進(jìn)行一次穩(wěn)定性測(cè)量的耗時(shí)太長(zhǎng)，又無(wú)合適的加速方法，因此，從實(shí)用化和可操作性角度出發(fā)，有必要提供一種硅壓阻壓力傳感器穩(wěn)定性的快速評(píng)價(jià)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種硅壓阻壓力傳感器穩(wěn)定性的快速評(píng)價(jià)方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中傳感器穩(wěn)定性指標(biāo)測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)快速評(píng)價(jià)的技術(shù)問(wèn)題。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種硅壓阻壓力傳感器穩(wěn)定性的快速評(píng)價(jià)方法，方法包括：

3、s1，對(duì)硅壓阻壓力傳感器進(jìn)行性能測(cè)試以得到性能測(cè)試數(shù)據(jù)；

4、s2，對(duì)s1中性能測(cè)試后的硅壓阻壓力傳感器進(jìn)行一次隨機(jī)振動(dòng)，并對(duì)該次隨機(jī)振動(dòng)后的硅壓阻壓力傳感器進(jìn)行性能測(cè)試以得到性能測(cè)試數(shù)據(jù)；

5、s3，判斷s1和s2中得到的兩次性能測(cè)試數(shù)據(jù)的變化量是否大于第一預(yù)設(shè)門(mén)限值，如果是，則轉(zhuǎn)至s4，如果否，則轉(zhuǎn)至s6；

6、s4，重復(fù)s2，判斷重復(fù)s2前后的性能測(cè)試數(shù)據(jù)的變化量是否大于第一預(yù)設(shè)門(mén)限值，如果是，則轉(zhuǎn)至s5，如果否，則轉(zhuǎn)至s6；

7、s5，重復(fù)s4，且當(dāng)重復(fù)次數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)振動(dòng)次數(shù)上限時(shí)停止重復(fù)并剔除該硅壓阻壓力傳感器，判斷該剔除的硅壓阻壓力傳感器為故障傳感器；

8、s6，對(duì)s3和/或s4得到的硅壓阻壓力傳感器所在環(huán)境的溫度進(jìn)行調(diào)整以使其依次在多個(gè)預(yù)設(shè)的溫度點(diǎn)進(jìn)行多輪循環(huán)，在每個(gè)預(yù)設(shè)的溫度點(diǎn)下對(duì)環(huán)境的壓力進(jìn)行調(diào)整以使其循環(huán)多次達(dá)到多個(gè)預(yù)設(shè)的壓力點(diǎn)，采集硅壓阻壓力傳感器在每輪溫度循環(huán)中每個(gè)溫度點(diǎn)下每個(gè)壓力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)；

9、s7，對(duì)s6得到的硅壓阻壓力傳感器進(jìn)行性能測(cè)試后進(jìn)行一次隨機(jī)振動(dòng)，并在該次隨機(jī)振動(dòng)后再次進(jìn)行性能測(cè)試，獲取硅壓阻壓力傳感器在該次隨機(jī)振動(dòng)前后的性能測(cè)試數(shù)據(jù)；

10、s8，判斷s6中每相鄰兩輪溫度循環(huán)中同一溫度點(diǎn)下同一壓力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩輪輸出數(shù)據(jù)的變化量的最大值是否大于第二預(yù)設(shè)門(mén)限值，如果是，轉(zhuǎn)至s9，如果否，則轉(zhuǎn)至s11；

11、s9，判斷s7中隨機(jī)振動(dòng)前后的性能測(cè)試數(shù)據(jù)的變化量是否大于第三預(yù)設(shè)門(mén)限值，如果是，則轉(zhuǎn)至s10，如果否，則轉(zhuǎn)至s11；

12、s10，重復(fù)s1至s9，并且當(dāng)重復(fù)次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)重復(fù)次數(shù)時(shí)停止重復(fù)并剔除該硅壓阻壓力傳感器，判斷該剔除的硅壓阻壓力傳感器為故障傳感器；

13、s11，對(duì)s8和/或s9得到的硅壓阻壓力傳感器進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的連續(xù)性能監(jiān)測(cè)以得到預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差，并根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差計(jì)算得到一年或多年內(nèi)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性誤差。

14、進(jìn)一步地，在s2和s7的隨機(jī)振動(dòng)中，以垂直于硅壓阻壓力傳感器的壓力敏感芯片的方向作為振動(dòng)方向。

15、進(jìn)一步地，對(duì)s8和/或s9得到的硅壓阻壓力傳感器進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的連續(xù)性能監(jiān)測(cè)以得到預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差包括：計(jì)算性能監(jiān)測(cè)過(guò)程中個(gè)各測(cè)試點(diǎn)下硅壓阻壓力傳感器輸出的最大值與最小值的差值，取所有差值中最大的一個(gè)作為預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差。

16、進(jìn)一步地，通過(guò)以下公式根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差計(jì)算得到一年或多年內(nèi)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性誤差：

17、

18、上式中，δc表示長(zhǎng)期穩(wěn)定性誤差，δd表示預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差，t表示預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)，t表示長(zhǎng)期穩(wěn)定性誤差的計(jì)算時(shí)長(zhǎng)，v表示硅壓阻壓力傳感器的滿量程輸出。

19、進(jìn)一步地，預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)不少于一周且預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的連續(xù)性能監(jiān)測(cè)次數(shù)不少于3次。

20、進(jìn)一步地，判斷s6中每相鄰兩輪溫度循環(huán)中同一溫度點(diǎn)下同一壓力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩輪輸出數(shù)據(jù)的變化量的最大值是否大于第二預(yù)設(shè)門(mén)限值包括：

21、計(jì)算s6中硅壓阻壓力傳感器在每輪溫度循環(huán)中每個(gè)溫度點(diǎn)下每個(gè)壓力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)的平均值；

22、計(jì)算每相鄰兩輪溫度循環(huán)中同一溫度點(diǎn)下同一壓力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩輪輸出數(shù)據(jù)的平均值的差值絕對(duì)值，判斷所有差值絕對(duì)值中的最大值是否大于第二預(yù)設(shè)門(mén)限值。

23、進(jìn)一步地，第一預(yù)設(shè)門(mén)限值、第二預(yù)設(shè)門(mén)限值和第三預(yù)設(shè)門(mén)限值不大于硅壓阻壓力傳感器的設(shè)計(jì)精度指標(biāo)。

24、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種硅壓阻壓力傳感器穩(wěn)定性的快速評(píng)價(jià)方法，該方法首先通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)——溫度與壓力循環(huán)——隨機(jī)振動(dòng)的環(huán)境應(yīng)力篩選過(guò)程，通過(guò)采集環(huán)境應(yīng)力篩選過(guò)程中的數(shù)據(jù)，并設(shè)置相關(guān)判據(jù)，一方面剔除故障傳感器，另一方面釋放硅壓阻壓力傳感器內(nèi)部的殘余應(yīng)力以使其性能指標(biāo)趨于穩(wěn)定，之后通過(guò)對(duì)釋放殘余應(yīng)力后的硅壓阻壓力傳感進(jìn)行連續(xù)性能監(jiān)測(cè)，通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)推算出傳感器在一年或者多個(gè)年內(nèi)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳感器穩(wěn)定性的快速定量評(píng)價(jià)。該方法簡(jiǎn)單，易于理解，實(shí)施方便有效，通過(guò)與相關(guān)自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器穩(wěn)定性的批量化快速評(píng)價(jià)，進(jìn)而有效提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)特征：

1.一種硅壓阻壓力傳感器穩(wěn)定性的快速評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在s2和s7的隨機(jī)振動(dòng)中，以垂直于硅壓阻壓力傳感器的壓力敏感芯片的方向作為振動(dòng)方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)s8和/或s9得到的硅壓阻壓力傳感器進(jìn)行預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的連續(xù)性能監(jiān)測(cè)以得到所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差包括：計(jì)算性能監(jiān)測(cè)過(guò)程中個(gè)各測(cè)試點(diǎn)下硅壓阻壓力傳感器輸出的最大值與最小值的差值，取所有差值中最大的一個(gè)作為所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下公式根據(jù)所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的短期穩(wěn)定性誤差計(jì)算得到一年或多年內(nèi)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性誤差：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)不少于一周且所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的連續(xù)性能監(jiān)測(cè)次數(shù)不少于3次。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，判斷s6中每相鄰兩輪溫度循環(huán)中同一溫度點(diǎn)下同一壓力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩輪輸出數(shù)據(jù)的變化量的最大值是否大于第二預(yù)設(shè)門(mén)限值包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)門(mén)限值、所述第二預(yù)設(shè)門(mén)限值和所述第三預(yù)設(shè)門(mén)限值不大于硅壓阻壓力傳感器的設(shè)計(jì)精度指標(biāo)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種硅壓阻壓力傳感器穩(wěn)定性的快速評(píng)價(jià)方法，該該方法首先通過(guò)隨機(jī)振動(dòng)——溫度與壓力循環(huán)——隨機(jī)振動(dòng)的環(huán)境應(yīng)力篩選過(guò)程，通過(guò)采集環(huán)境應(yīng)力篩選過(guò)程中的數(shù)據(jù)，并設(shè)置相關(guān)判據(jù)，一方面剔除故障傳感器，另一方面釋放硅壓阻壓力傳感器內(nèi)部的殘余應(yīng)力以使其性能指標(biāo)趨于穩(wěn)定，之后通過(guò)對(duì)釋放殘余應(yīng)力后的硅壓阻壓力傳感進(jìn)行連續(xù)性能監(jiān)測(cè)，通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)推算出傳感器在一年或者多個(gè)年內(nèi)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性誤差。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，以解決現(xiàn)有技術(shù)中傳感器穩(wěn)定性指標(biāo)測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)快速評(píng)價(jià)的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：祖建晶,柏楠,朱曉,牛光星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5