Page 112 - 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

国宇航局 Lewis 研究中心在超高温合金、SiC，Si 3 N 4 ，A1 2 O 3 陶瓷等不同耐高温
材料的衬底上，采用溅射工艺沉积微米级的 Pt，Pt-Rh13，Pd-Cr14 等薄膜，形成
热电偶两极，据报道，其研制的该类型高温薄膜温度传感器测温可达到 1100℃，

且实现了误差在 ±0.3℃范围内的指标。
2013 年，Otto J.Gregory 等人开展进一步研究，将溅射方法制备的 In 2 O 3 /ITO
薄膜热电偶同 S 型、K 型和 Pt/Pd 薄膜热电偶进行比对，认为 In2O3/ITO 薄膜热
电偶应用于 1000℃以上有氧环境，比 S 型和 K 型热电偶性质更加稳定，其热电

势相对金属薄膜热电偶具有量级上的提高，而且具有更高的塞贝克系数和更优良
的化学稳定性。国内，北京遥测技术研究所研制的薄膜热电堆热流传感器已经完
成多次飞行试验验证，工作温度达到 600℃。

3. 高精度微机械陀螺
自 1987 年，美国 Draper 实验室研制出世界上第一款微机械陀螺，微机械陀
螺一直是国内外重点支持的研究领域，由于小体积、低成本、低功耗、高可靠性、
适宜大批量生产的特点，并且随着 MEMS 工艺技术发展，目前多种结构形式的
微机械陀螺仪已达到战术级水平，并形成了完善的产品体系，取代部分传统机械

陀螺和光学陀螺，大量应用至军事国防和航空航天领域，而一些新结构或者新原
理的微陀螺，已经完成样机研制，具备导航级准确度的水平和潜力。
（1）战术级微机械陀螺
战术级精度微机械陀螺目前已有一系列成熟产品，包含石英微陀螺和硅微

陀螺两大类，目前石英音叉微陀螺的性能居于已产品化的微陀螺的最前列。早在
1994 年，美国 Systron Donner 公司研制的石英音叉陀螺就先后在宇航员太空行
走的无缆绳背包稳定控制系统，旅居者号和探路者号火星车的辅助定向系统等宇
航领域应用。近几年，石英音叉陀螺产品的全工作环境零偏稳定性已经突破达到

0.5 ～ 1(° )/h，大量应用在美海军 MK54，MK48 制导鱼雷和 JDAM 航空制导炸
弹等领域。“十五”期间，国内开始石英 MEMS 陀螺的研究，其中，北京遥测
技术研究所已建立完整石英 MEMS 工艺线、惯性实验室，突破了石英音叉陀螺
工艺加工、结构优化、噪声控制等技术，并完成多工况状态下的飞行验证及多型

号小批量应用。目前产品性能常温零偏稳定性优于 5(° )/h，全温零偏稳定性优
于 10(° )/h，先后用于纳卫星姿态测量、远程火箭弹和航空炸弹的导航制导等。

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