一种硅压阻压力传感器稳定性的快速评价方法与流程

本发明涉及压力传感，尤其涉及一种硅压阻压力传感器稳定性的快速评价方法。

背景技术：

1、硅压阻压力传感器是硅微压力传感器中技术最成熟的一类，具有体积微小、易于集成、灵敏度高、过载能力强、工艺难度小、成本低等优点，被广泛应用于航空航天、工业控制、消费电子等领域。利用微机械加工和集成化技术，硅压阻压力传感器已实现微型化、集成化、智能化、系列化、标准化，并向高可靠性方向发展。

2、但是，硅压阻压力传感器存在固有的漂移缺陷，传感器在应用过程中的性能会发生随时间漂移的现象，具体指标表现为传感器的稳定性。传感器的稳定性是评价传感器在后续应用过程中性能以及产品使用寿命的一项重要指标，一般以相对于传感器满量程输出的相对变化量进行评价，以年为考核时间单位，因此，也称为长期稳定性。进行一次稳定性测量的耗时太长，又无合适的加速方法，因此，从实用化和可操作性角度出发，有必要提供一种硅压阻压力传感器稳定性的快速评价方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种硅压阻压力传感器稳定性的快速评价方法，能够解决现有技术中传感器稳定性指标测试时间长导致难以实现快速评价的技术问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种硅压阻压力传感器稳定性的快速评价方法，方法包括：

3、s1，对硅压阻压力传感器进行性能测试以得到性能测试数据；

4、s2，对s1中性能测试后的硅压阻压力传感器进行一次随机振动，并对该次随机振动后的硅压阻压力传感器进行性能测试以得到性能测试数据；

5、s3，判断s1和s2中得到的两次性能测试数据的变化量是否大于第一预设门限值，如果是，则转至s4，如果否，则转至s6；

6、s4，重复s2，判断重复s2前后的性能测试数据的变化量是否大于第一预设门限值，如果是，则转至s5，如果否，则转至s6；

7、s5，重复s4，且当重复次数到达预设振动次数上限时停止重复并剔除该硅压阻压力传感器，判断该剔除的硅压阻压力传感器为故障传感器；

8、s6，对s3和/或s4得到的硅压阻压力传感器所在环境的温度进行调整以使其依次在多个预设的温度点进行多轮循环，在每个预设的温度点下对环境的压力进行调整以使其循环多次达到多个预设的压力点，采集硅压阻压力传感器在每轮温度循环中每个温度点下每个压力点对应的输出数据；

9、s7，对s6得到的硅压阻压力传感器进行性能测试后进行一次随机振动，并在该次随机振动后再次进行性能测试，获取硅压阻压力传感器在该次随机振动前后的性能测试数据；

10、s8，判断s6中每相邻两轮温度循环中同一温度点下同一压力点对应的两轮输出数据的变化量的最大值是否大于第二预设门限值，如果是，转至s9，如果否，则转至s11；

11、s9，判断s7中随机振动前后的性能测试数据的变化量是否大于第三预设门限值，如果是，则转至s10，如果否，则转至s11；

12、s10，重复s1至s9，并且当重复次数达到预设重复次数时停止重复并剔除该硅压阻压力传感器，判断该剔除的硅压阻压力传感器为故障传感器；

13、s11，对s8和/或s9得到的硅压阻压力传感器进行预设时长的连续性能监测以得到预设时长内的短期稳定性误差，并根据预设时长内的短期稳定性误差计算得到一年或多年内的长期稳定性误差。

14、进一步地，在s2和s7的随机振动中，以垂直于硅压阻压力传感器的压力敏感芯片的方向作为振动方向。

15、进一步地，对s8和/或s9得到的硅压阻压力传感器进行预设时长的连续性能监测以得到预设时长内的短期稳定性误差包括：计算性能监测过程中个各测试点下硅压阻压力传感器输出的最大值与最小值的差值，取所有差值中最大的一个作为预设时长内的短期稳定性误差。

16、进一步地，通过以下公式根据预设时长内的短期稳定性误差计算得到一年或多年内的长期稳定性误差：

17、

18、上式中，δc表示长期稳定性误差，δd表示预设时长内的短期稳定性误差，t表示预设时长，t表示长期稳定性误差的计算时长，v表示硅压阻压力传感器的满量程输出。

19、进一步地，预设时长不少于一周且预设时长内的连续性能监测次数不少于3次。

20、进一步地，判断s6中每相邻两轮温度循环中同一温度点下同一压力点对应的两轮输出数据的变化量的最大值是否大于第二预设门限值包括：

21、计算s6中硅压阻压力传感器在每轮温度循环中每个温度点下每个压力点对应的输出数据的平均值；

22、计算每相邻两轮温度循环中同一温度点下同一压力点对应的两轮输出数据的平均值的差值绝对值，判断所有差值绝对值中的最大值是否大于第二预设门限值。

23、进一步地，第一预设门限值、第二预设门限值和第三预设门限值不大于硅压阻压力传感器的设计精度指标。

24、应用本发明的技术方案，提供了一种硅压阻压力传感器稳定性的快速评价方法，该方法首先通过随机振动——温度与压力循环——随机振动的环境应力筛选过程，通过采集环境应力筛选过程中的数据，并设置相关判据，一方面剔除故障传感器，另一方面释放硅压阻压力传感器内部的残余应力以使其性能指标趋于稳定，之后通过对释放残余应力后的硅压阻压力传感进行连续性能监测，通过测试数据推算出传感器在一年或者多个年内的长期稳定性误差，能够实现对传感器稳定性的快速定量评价。该方法简单，易于理解，实施方便有效，通过与相关自动化测试设备相结合，能够实现传感器稳定性的批量化快速评价，进而有效提升生产效率，降低生产成本。

技术特征：

1.一种硅压阻压力传感器稳定性的快速评价方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在s2和s7的随机振动中，以垂直于硅压阻压力传感器的压力敏感芯片的方向作为振动方向。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对s8和/或s9得到的硅压阻压力传感器进行预设时长的连续性能监测以得到所述预设时长内的短期稳定性误差包括：计算性能监测过程中个各测试点下硅压阻压力传感器输出的最大值与最小值的差值，取所有差值中最大的一个作为所述预设时长内的短期稳定性误差。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据所述预设时长内的短期稳定性误差计算得到一年或多年内的长期稳定性误差：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设时长不少于一周且所述预设时长内的连续性能监测次数不少于3次。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断s6中每相邻两轮温度循环中同一温度点下同一压力点对应的两轮输出数据的变化量的最大值是否大于第二预设门限值包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一预设门限值、所述第二预设门限值和所述第三预设门限值不大于硅压阻压力传感器的设计精度指标。

技术总结
本发明提供了一种硅压阻压力传感器稳定性的快速评价方法，该该方法首先通过随机振动——温度与压力循环——随机振动的环境应力筛选过程，通过采集环境应力筛选过程中的数据，并设置相关判据，一方面剔除故障传感器，另一方面释放硅压阻压力传感器内部的残余应力以使其性能指标趋于稳定，之后通过对释放残余应力后的硅压阻压力传感进行连续性能监测，通过测试数据推算出传感器在一年或者多个年内的长期稳定性误差。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中传感器稳定性指标测试时间长导致难以实现快速评价的技术问题。

技术研发人员：祖建晶,柏楠,朱晓,牛光星
受保护的技术使用者：北京自动化控制设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5