传感器的环境试验条件检测技术要求

传感器已成为当代生产与生活的“神经末梢”。在工业领域,MEMS 压力/温度节点以 0.1 %F.S. 的精度将过程参数实时映射到 OPC-UA 数字孪生中,实现毫秒级闭环控制;NDIR-CO₂ 传感器通过温度补偿算法在-40 ℃~60 ℃范围内保持 ±30 ppm 的漂移指标,为冷链仓储提供可追溯的 ppm 级数据。在农业应用场景,气体传感器阵列结合统计数据,对花椒产地进行分类,验证集准确率达到95%,显著优于传统感官评定。消费级应用方面,可穿戴电化学传感器可在 0-50 %RH 内同步检测气/液两相甲醇,其灵敏度经石墨烯薄膜修饰后提升至1.85 µA ppm⁻¹ cm⁻²,为酒精燃料电池提供实时安全屏障等等。


传感器等电子元件所必测的试验主要有三项:高温、低温及湿热恒定,根据归类分组差异,有着不同的严酷等级和环境试验条件。必要时还要做温度变化及湿热交变试验。


环境试验与严酷等级可以搭配出若干组合,在有关传感器元件标准中,为减少组合数量可以选择少量的标准组合,通常会有一组适应于原件的气候条件基本编码系统,分别代表元件能够承受的低温试验、高温试验和湿热恒定试验天数等,这也是在传感器的检测标准中,经常能看到温湿度的检测要求,比如GB/T 18806-2002 电阻应变式压力传感器总规范中就有如下规定:

温度的影响


传感器的温度影响试验应按照GB/T2423.1试验A和GB/T2423.2试验B的规定进行,调节到符合相关规范规定严酷等级的工作温度范围,分别在上限值和下限值温度,测量零点和满量程输出值的变化,如果此工作温度范围包括下列温度,还应在这些环境温度下进行测量。

温度应按照顺序逐渐变化,变化速度不应超过2℃/min,除非另有规定,在每一档温度下应至少恒温1.5小时,使传感器所有部分的温度稳定。

湿热的影响


GB/T2423.3试验Ca的规定,将被试传感器放置在恒温恒湿试验箱内,在规定的温度40℃±2℃和湿度91-95%下保持48h后,将传感器取出,放到试验环境中,在10mins内测量传感器的绝缘电阻,2h后测量传感器的零点输出值。

测试

项目

标准

推荐

低温

GB/T 2423.1-2008

IPPecoplus

ICP

高温

GB/T 2423.2-2008

UFplus

WTB

湿热恒定

GB/T2423.3-2016

HCP

CTC

温度变化

GB/T 2423.22-2012

UFplus

ICP

CTC

交变湿热

GB/T2423.3-2016

CTC

参考文献

  1. GB/T 18806-2002 电阻应变式压力传感器总规范

  2. GB/T 20521-2006 半导体器件 第14-1部分:半导体传感器——总则和分类

  3. GB/T 20522-2006 半导体器件 第14-3部分:半导体传感器——压力传感器

  4. GB/T 19801-2005 无损检测 声发射检测声发射传感器的二级校准

  5. GB/T 18901.1-2002 光纤传感器 第1部分:总规范

  6. GB/T 18459-2001 传感器主要静态性能指标计算方法

  7. GB/T 36378.1-2018 传感器分类与代码 第1部分:物理量传感器

  8. GB/T 7666-2005 传感器命名法及代码

  9. GB/T 7665-2005 传感器通用术语

  10. GB/T 30121-2013工业铂热电阻及铂感温元件(IDT IEC60751)

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