【航天工业行业标准(QJ)】 压阻式压力传感器特性与试验规范

中华人民共和国航天工业部部标准QJ1025-86
压阻式压力传感器特性与试验规范1986--07-26批准
1987-03-01实施
中华人民共和国航天工业部发布中华人民共和国航天工业部部标准压阻式压力传感器特性与试验规范QJ1025-86
本标准适用于航天部新设计和生产的压阻式压力传感器，可作为设计、试验和验收压阻式压力传感器技术条件的编制依据。利用压阻器件制成的多功能传感器，其压力测量部份应遵循本规范，其非压力参数的特性和试验方法不属于本规范之内。与本标准有关的部标准
QJ28—87《压力传感器静态精度计算方法》QJ29一83《传感器的图形符号》QJ30-81《传感器名词术语》
QJ2784《传感器产品代号命名方法》QJ1022一86《压力传感器精度等级及量程系列》1特性
1.1一般要求
1.1.1被测压力的类型
绝对压力（P，）
表压力（P，）
密封参考压力（Ps）
压差（P。）：压差分单项的P。，双向的P。，参考压力Ps（指密封腔内存在的压力）。1.1.2被测介质的类型
气体、液体、腐蚀介质和非腐蚀介质等。1.1.3与被测介质接触的材料、材料名称和牌号。1.1.4传感器的外形和尺寸。
1.1.5传感器的三个轴向用笛卡尔坐标来表示。1.1.6传感器安装方法和安装尺寸。1.1.6.1螺纹连接：应给出螺纹的公称直径、精度和密封面的要求。法蓝连接：应给出安装深度、孔数、孔径和公差要求。1.1.6.2
1.1.7传感器的安装力矩：
1.1.8压力敏感头的形式
直接式，隔离膜片式，
全桥型、半桥分压型，单臂型；b.
航天工业部1986-07-26批准
1987-03-01实施
c.扩散型，外延型。
1.1.9传感器质量
1.1.10传感器标志
QJ1025--86
标志包括：传感器名称，产品代号，产品编号，生产单位代号或商标，压力类型，测量范围，工作温度，出厂日期。
特殊要求（如禁油等）的传感器，应有特殊区分的标志。上述内容可有选择的标在壳体上，或写在产品说明书及产品合格证中。但产品代号和产品编号必须标在壳体上。
1.1.11电气连接方式
插座式或外接电缆式，并提供电连接原理图。1.1.12外观
传感器外观不得有机械损伤，标志应完整。1.2性能指标
1.2.1测量范围
测量范围从
对于压差传感器，还应给出参考压力范围从1.2.2输出
1.2.2.1零位输出
1.2.2.2满量程输出
1.2.3激励电源
额定工作电压或电流值，允许土mA。
1.2.4电气性能
1.2.4.1输人阻抗或阻值
V（mV或mA）。
V（mV或mA）。
V或电流mA。最大极限电压土
输入阻抗是在输出端为开路时测量其值，表示为土。，1.2.4.2输出阻抗或阻值
V或电流
输出阻抗是在输入端为短路时测量其值，表示为±。，±Hz。1.2.4.3负载阻抗
负载阻抗表示为。Q。保证传感器特性条件下允许输出的最小负载。1.2.4.4绝缘电阻
传感器的测量电路输出线与壳体之间的绝缘电阻。规定为直流100V时大于500MQ。带放大线路的传感器为直流，V，大于M2。1.2.5静态特性
1.2.5.1特性方程：
y=a+bx
式中X校准压力值；bzxz.net
一对应于各校准压力值的电输出值；a-
特性方程的截距；
b—特性方程的斜率。
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1.2.5.2非线性（0L）表示为“±%”。1.2.5.3迟滞（0）表示为“±_%”。1.2.5.4重复性（0R）表示为±%”。1.2.5.5重复性与迟滞的综合（8RH表示为“±%”。1.2.5.6精度A表示为±
精度等级为“
1.2.5.7输出灵敏度
量）。
1.2.6动态特性
20×100%
A=±一
V/Mpam/Mpa或
mA/MP.（在额定激励电源下测
1.2.6.1谐振频率，表示为“
1.2.6.2频率响应
Hz”或“
通常用幅频特性和相频特性表示，或“从0到位偏移不大于（°）。
1.2.6.3阻尼比：表示为“
1.2.7稳定性
1.2.7.1预热时间：表示为“
1.2.7.2零点稳定性：
a.零点时漂αot
min”
kHz”。
Hz”，幅频误差不大于土%，相
在额定的激励电源和静态校准环境条件下，不加压力（差）时，预热后，在时间--h内的零位变化±—-%h-1。
b.热零点漂移αoT
传感器在不同温度下校准时而引起的零点输出的最大变化。一般以变化一度时零点的相对变化率表示（%°C-1）。表示为“温度从一一°C到C热零点漂移不大于
%C-1”
yor-yo
×100%（%C-1）
yasT-T。)
式中：yo-——室温时的零位值；yFs-室温时的满量程输出值，
yoT——温度T°C时的零位值，
T_-.试验温度；
T。室温。
1.2.7.3灵敏度的稳定性：
a.灵敏度时漂αst
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在额定的激励电源和静态校准温度条件下，加上满量程压力（压差）在时间一一h内的满量程输出的变化值与满量程输出值的百分比表示为：“αmt一一%h-1”。b.热灵敏度漂移α.n
传感器热灵敏度漂移：传感器在不同温度下校准时而引起的灵敏度输出的最大变化。一般以每变化一度时灵敏度的相对变化率表示（%C-1）。表示为“温度从°C到C热灵敏度漂移不大于——%C-1”bT-b。
at=b.(T-T,)
×100%
式中：bT一-温度T°C时的输出灵敏度b。
一室温时的输出灵敏度。
也可以近似计算如下：
式中：
yF.ST-yF.s
yF..(T-T.)
yF.sT—温度T°C时的满量程输出1.2.8温度性能
1.2.8.1工作温度范围：表示为“从——°C到——°C”1.2.8.2安全温度范围：表示为“从—°到——°C”1.2.9过载
%”。（一般采用50%）。
表示为“允许过载
1.2.10环境性能
1.2.10.1耐振稳定性
表示为“沿轴，频率为
Hz到Hz之间，承受振幅
cm/s2，振动时间、min。其零位输出的变化率不大于±_%”。1.2.10.2耐振强度
表示为“沿
轴，频率为
cm/s2，振动时间，
件不得松动。”
1.2.10.3冲击误差
表示为“沿
mm或加速度
Hz之间，承受振幅
min。其零位输出的变化率不大于土轴，承受
和次，其零位变化率不大于土
1.2.10.4离心加速度误差
cm/s2冲击，持续时间
%。”
表示为“沿轴，施以加速度
率不大于±%。”
1.2.10.5湿度误差
表示为“在相对湿度92%～98%，温度大于土
%，绝缘电阻不小于
6气密性
cm/s2，保持
°C保持时间
mm或加速度
%，全部零、部
ms，冲击波形为
min，其零位输出的变化
h，零位输出变化率不
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a：对于绝压和密封参考压力传感器：表示为“在
Pa的真空度下，保持时间_h，零位输出变化不大于±%”。b．对于单向和双向压差传感器：表示为“当压力为Pa，温度为C时，在时间h内，压力变化不大于．Pa。”1.2.10.7其他环境误差
如热辐射、磁场、低气压、声波、核辐射、真空冷、热浸等等影响带来的附加误差可以根据使用单位对产品的要求自行确定。1.2.11寿命
1.2.11.1工作寿命
表示为“从
1.2.5节的要求。
1.2.11.2贮存寿命
%测量范围内，工作，次循环，传感器的特性应符合表示为“在规定的环境条件下，产品在贮存时间、年内”，传感器能正常工作。1.2.12校准期
表示为“月”。规定大于6个月。1.2.13压阻敏感元件电气参数的特性1.2.13.1反向击穿电压
扩散型半导体电阻条与衬底或其它电阻条之间的击穿电压为性。
1.2.13.2漏电流
扩散型半导体电阻条之间或与衬底之间的漏电流为。mA。1.2.13.3阻值分散度
桥路上各臂阻值R1、R2、Rs、R.为平均阻值R=（R,+R2+R3+R4）/4的最大偏差百分率。阻值分救度=L（Ri-R）max×100%R
i=1，2，3，或4
2试验方法
2.1文件检查
检查与传感器试验有关的技术文件。2.2外观检查
V，并要求呈硬特
用目测检查传感器外观质量和标志应符合1.1.10、1.1.11、1.1.12的要求。2.3电气性能检测
2.3.1绝缘电阻的测量
在相对湿度80%以下，用测试高阻的仪器，施加直流100V，测出传感器引出线与壳体之间的绝缘电阻应大于500MQ。对于带放大器的传感器根据电子元器件的耐压情况，施加5
相应的电压均应符合1.2.4.4的要求。2.3.2输出、输人阻抗测量
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用数字欧姆表或数字万用表，测出传感器的输出阻抗、输入阻抗应符合1.2.4.1和1.2.4.2的要求。
2.3.3负载阻抗
输入端给以额定激励电源，输出端接上变阻器。逐步调小变阻器的阻值，直至传感器的输出随变阻器阻值的减小而变化。这时变阻器指示的阻值就是极限负载阻抗，应符合1.2.4.3要求。使用传感器时负载阻抗不能小于极限值。2.3.4额定激励电源和最大极限激励电源压阻式压力传感器的激励电源有两种，一是恒压源，另一是恒流源。根据设计参数对传感器输入其额定值，同时在输出端接上不小于规定的负载阻抗，再测其输出电讯号。微调激励电源的输出值，使其输出电讯号的变化率小于基本误差的1/5～1/10，该微调值就是额定激励电源的允许误差。
把激励电源的输出提高到设计的最大极限值，并保持5分钟，然后回到额定值，传感器仍能正常工作，该极限值就是最大极限激励电源。2.4静态特性校准试验和数据整理2.4.1校准系统
校准系统中所用设备和仪器，必须有检定单位的有效合格证。本标准所规定的特性指标应在“室内条件”下进行。室内条件的环境温度为：
在相对湿度不大于80%时
0.05~0.1级
0.2~0.5级
其他级别
大气压力为：
2.4.1.1压力源
20±1℃
20±2℃
20±3°℃
20±5℃
0.1±0.01MPa
标准压力源的允许基本误差不应超过被检传感器允许误差的1/3～1/5。对0.05级的被检传感器可以选用土0.02%的压力标准器。2.4.1.2测试仪器
其误差为被检传感器允许误差的1/5～1/10。2.4.1.3激励电源
其误差为被检传感器允许误差的1/5~1/10。2.4.2静态特性校准过程
传感器以规定的安装力矩装置在压力源上，并通以额定的激励电源。预热后接上输入阻抗大于传感器负载阻抗的测试仪器。从量程下限加载到量程上限的压力，观察装置的气密情况，检查测试仪器和电源电压，6
（A）Caw
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（A）（A）
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(% ）
I (s=)
（s）
教励大款
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根据量程范围，确定均勾分布的检定级（不少于5级）。按检定级逐点进行正、反三个压力循环。根据这三个循环的测试数据，按部标准QJ28一87计算出1.2.5的各项指标。静态特性试验记录见表1。
2.4.3静态特性的检查
按静态特性校准过程同样的条件，对传感器进行一次正、反压力循环的测试，将其数据与静态特征比较，其误差应符合1.2.5的要求。这是用来对产品在校准期内的静态特性检查。超过校准期的必须重新进行静态特性校准。
2.5动态特性试验
2.5.1瞬态激励法
传感器安装在激波管的侧面或端面。当激波管产生一个阶跃压力，用麟态记录仪器记录传感器的响应波形，对其进行分析处理得出传感器的谐振频率、幅频和相频特性，阻尼比、上升时间等，应符合1.2.6的要求。对于负压传感器可用爆破膜片发生器产生一个负的压力阶跃。上述情况，阶跃压力的上升时间至少应是传感器的上升时间的五分之一或更短2.5.2正弦激励法
当传感器使用频率在儿百赫以下，可用正弦压力发生器直接得到幅频和相频特性。如果传感器本身的谐振频率在正弦压力发生器的频率范围之内，还可以得到传感器的谐振频率和阻尼比。其性能指标应符合1.2.6的要求。采用正弦激励法时，正弦压力发生器上必须安装有标准传感器，它的动态响应性能要大于被测传感器五倍。
动态试验记录见表2。
2.6零漂试验
传感器空载时，通以额定的激励电源，按规定时间预热、，记录零点输出，以后至少每60min记录一次，测出八小时内的零点最大变化值应符合1.2.7.2的a的要求。零点时漂按下式计算：
α.lαmax×100%/h
式中：△max一一在试验时，零位的最大变化值yFs—静态校准时的满量程输出值。2.7温度试验
2.7.1热零点漂移试验
将传感器置于高低温箱内，测出室温时的零位输出，然后再逐步加温到工作温度的上限，应符合1.2.7.2的b的要求，保温一二min以后，测出上限温度零点值，然后逐渐降温到工作温度的下限值，保温min后，测出下限温度时零点值。按1.2.7.2的b的公式计算出热零点漂移αoT。2.7.2热灵敏度漂移试验
将传感器置于高低温箱内，测出室温时的满量程输出，然后逐渐加温到工作温度的上限9
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