Page 156 - 航空电子传感器技术的研究与应用

第三章 航空电子传感器技术

实验结果表明了该校准实验系统的稳定性与可靠性。
目前，实际工作环境下的传感器校准装置研制尚未覆盖全部传感器参数，且
有些测量系统及计量校准装置由于其校准原理、校准技术、校准软件和方法等方

面原因，在所涉及的变化环境或极限环境下，不再具备优良的适应性以及测量准
确度，该类测量系统及计量校准装置不适于作为模拟实际恶劣环境的校准装置或
难度较大。因此，开展模拟实际工作环境的传感器校准装置研制具有局限性，仅
能满足部分传感器、部分参数、部分环境因素下的性能评价需求。

2. 传感器性能补偿技术
有些航空传感器，在实际使用过程中已经发现某些环境因素会对其性能产生
影响。大量传感器的敏感元件采用金属或半导体材料，由于金属和半导体材料对
温度变化具有固有的敏感特性，因此，当环境温度变化时，传感器的初始零点和

输出灵敏度会产生温度漂移。为了削弱外部环境因素对传感器的性能影响，人们
开展了对传感器的补偿技术研究，其中，较为常见的是温度补偿。
对应变式传感器和压阻式传感器进行温度补偿主要采用硬件补偿和软件补偿
方法。硬件补偿包括桥臂并联电阻法，桥臂热敏电阻补偿法，桥外串并联热敏电

阻补偿法等。硬件补偿通常根据高低温环境下传感器的测试数据，选择对应的温
度补偿元件，对传感器的初始零点和输出灵敏度漂移进行补偿。常见的软件补偿
方法有插值法、最小二乘法拟合、BP 神经网络算法等。软件补偿是以测温元件
采集的实时环境温度为依据，将传感器的零点、灵敏度与温度变化的算法集成到

高速运算的单片机里，实现传感器的实时温度补偿。采用硬件修正无法进行复杂
算法补偿并且补偿电路也容易受电磁环境等的影响，相比之下，软件补偿方法精
度高，应用范围广，调试简单，因此成为传感器温度补偿的常用方法。
应变式天平是一种测力传感器，可用于进行航空发动机矢量喷管六分量测力，

对航空发动机矢量喷管进行性能试验时，由于燃烧室的热传递和热辐射，会给应
变天平带来温度的影响。重庆大学的湛海华采用具有温度自补偿功能的应变计和
在测量桥路上串联补偿电阻相结合的方法对应变式天平进行温度补偿，保证天平
性能的稳定性。

东华大学的张倩等人采用差分进化算法优化 BP 神经网络的算法，对压阻式
压力传感器进行温度补偿，改善 BP 神经网络在通过训练得到权值和阈值时易陷
入局部极小的问题，有效降低温度对压阻式压力传感器的影响。南京航空航天大

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