Page 110 - 航空电子传感器技术的研究与应用

第二章 航空电子传感器发展

号的测量需求，并逐步制定一系列的规范和标准，形成了各类航天特色鲜明的特
种传感器产品系列，涵盖了压力、温度、液位、过载、振动、冲击、角速率、位
移、流量、烧蚀、噪声、湿度、应变、风速、气体、辐射等测量参数。特别是近

年来，在国家超高密度航天型号任务的牵引下，我国下一代航天传感器技术在新
型 MEMS 智能传感器技术、极限环境特种传感器技术、高性能光学传感系统技术、
无线传感网络技术方面取得了众多具有国际先进水平的成果，可为各类航天型号
任务提供更全面、更精确的测量服务。目前，传感器技术已经进入到一个飞速发

展的时代，现代意义上的传感器已经不再如过去一般仅仅能够敏感被测对象的单
一信息，而是集多参数信息测量、融合分析处理和高速传输于一体的多学科产物。
在国内科研团队的团结协作和不懈努力下，我国下一代航天传感器正朝着微型化、
芯片化、智能化和网络化等世界前沿方向快速发展，必将为我国航天强国的建设

做出更大的贡献。
（二）典型航天传感器技术介绍
1. 压力传感器
现代压力传感器技术发展以 1954 年史密斯（C.S.Smith）发现硅与锗的压阻

效应为重要标志，历经 20 世纪 50 年代将应变电阻片粘贴在金属薄膜上的简易压
阻传感器技术，60 年代利用硅扩散技术直接把应变电阻扩散在晶面上硅杯加工
工艺技术，70 年代应用硅的各向异性的腐蚀技术发展而成的可以适应大规模生
产的自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术，直至 20 世纪末利用纳米技术进

行微纳机械加工的先进工艺技术。到目前为止，阻式压力传感器是应用最为广泛、
市场份额最大、技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。
在高精度压力测量方面，谐振式压力传感器比起压阻式等其他原理的压力传
感器具有更高的准确稳定性，是高精度压力测量技术的发展热点。目前硅谐振式

压力传感器和石英谐振式压力传感器都具有非常优异的测量准确度、长期稳定性
以及环境适应性，随着深反应离子刻蚀技术、高可靠键合技术、高可靠整机封装
等关键工艺技术水平的提升，谐振式压力传感器的测量误差可控制在 0.01%FS 以
内，如美国 GE 公司的 RPS8000 系列硅谐振压力传感器，以及美国 Paroscientific

公司的 3000 系列石英谐振压力传感器等。目前北京遥测技术研究所研制的高精
度石英压力传感器误差已经小于 0.01%FS，硅谐振压力传感器误差小于 0.02%FS，
分别应用于航天发动机压力系统测试以及深空探测等重点领域。

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