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探空仪温度传感器的封装与测试

更新时间：2020-04-14 05:54:36 大小：23M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：温度传感器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

长期以来，人们致力于大气探测设备的研究。迄今为止，无线电探空仪已经成为重要的气象观测设备之一。常见的探空仪大气探测高度为10km至30km甚至更高。高空大气中，湿度检测范围从0％RH（相对湿度）到100％RH。气压检测范围从1080hPa（百帕）到10hPa甚至更低。温度检测范围从40℃到-90℃甚至更低。国外探空仪技术已经非常成熟，而国内技术相对落后。进口探空仪价格昂贵，且国内气象监测所需探空仪数量巨大，所以有必要研发具有自主产权的探空仪。本论文主要研究探空仪温度传感器及其封装结构，解决高空恶劣环境温度测量问题，设计相关测试电路。

本文研究工作主要包括以下方面:

本文设计的温度传感器为薄膜式铂电阻温度传感器。温度传感器被设计成折弯形，减小了芯片面积，缩短了温度响应时间。采用半导体制作工艺完成芯片制备。薄膜式铂电阻温度传感器具有测温线性度好，热响应时间短，可重复测量，制作工艺简单等优点。

本文着重于探空仪温度传感器的封装研究。采用传统的电路封装工艺完成基于PCB基座的芯片封装，实现了温度传感器的机械保护和电学连接。当探空仪温度传感器用于高空探测时，会面临太阳辐射带来的显著测温误差。本文采用涂覆反辐射涂层削弱了太阳辐射的影响。调研发现，诸多的金属本身具有较强的反辐射能力。为了满足反辐射波段宽，反射率高，实用性条件，最终选择铝金属作为本论文的反辐射材料，并研究了相关制备工艺。文中反射涂层的制作方法有磁控溅射金属铝和蘸涂铝银浆两种方式。采用磁控溅射铝膜时，设置合适的溅射参数，以此保证铝膜反辐射率达到最高。实验中，溅射铝膜的反射效果好。蘸涂铝银浆方法的关键在于配制出具有高反射率的铝银浆。本文中，铝银浆的配制材料为铝银粉，松香水以及光漆。通过实验对比发现，当三者质量比为1∶3∶2时，制得的铝膜具有最高的反辐射率。蘸涂铝银浆制得的铝膜反射效果相比于溅射铝膜有所下降，但是其制作成本低，易于批量制备。这两种方法具有各自的优缺点。

本文设计了探空仪温度传感器测试系统。硬件上，采用DA和AD实现传感器的激励和输出，C51单片机完成信息采集、数据处理以及通信。软件上，使用单片机C语言完成信号处理、数据标定、数据传输等功能。通过测试，给出温度传感器性能。探空仪温度传感...