探空儀溫度傳感器的封裝與測(cè)試.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，人們致力于大氣探測(cè)設(shè)備的研究。迄今為止，無(wú)線電探空儀已經(jīng)成為重要的氣象觀測(cè)設(shè)備之一。常見(jiàn)的探空儀大氣探測(cè)高度為10km至30km甚至更高。高空大氣中，濕度檢測(cè)范圍從0％RH（相對(duì)濕度）到100％RH。氣壓檢測(cè)范圍從1080hPa（百帕）到10hPa甚至更低。溫度檢測(cè)范圍從40℃到-90℃甚至更低。國(guó)外探空儀技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而國(guó)內(nèi)技術(shù)相對(duì)落后。進(jìn)口探空儀價(jià)格昂貴，且國(guó)內(nèi)氣象監(jiān)測(cè)所需探空儀數(shù)量巨大，所以有必要研發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的探

2、空儀。本論文主要研究探空儀溫度傳感器及其封裝結(jié)構(gòu)，解決高空惡劣環(huán)境溫度測(cè)量問(wèn)題，設(shè)計(jì)相關(guān)測(cè)試電路。
　　本文研究工作主要包括以下方面:
　　本文設(shè)計(jì)的溫度傳感器為薄膜式鉑電阻溫度傳感器。溫度傳感器被設(shè)計(jì)成折彎形，減小了芯片面積，縮短了溫度響應(yīng)時(shí)間。采用半導(dǎo)體制作工藝完成芯片制備。薄膜式鉑電阻溫度傳感器具有測(cè)溫線性度好，熱響應(yīng)時(shí)間短，可重復(fù)測(cè)量，制作工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文著重于探空儀溫度傳感器的封裝研究。采用傳統(tǒng)的電

3、路封裝工藝完成基于PCB基座的芯片封裝，實(shí)現(xiàn)了溫度傳感器的機(jī)械保護(hù)和電學(xué)連接。當(dāng)探空儀溫度傳感器用于高空探測(cè)時(shí)，會(huì)面臨太陽(yáng)輻射帶來(lái)的顯著測(cè)溫誤差。本文采用涂覆反輻射涂層削弱了太陽(yáng)輻射的影響。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，諸多的金屬本身具有較強(qiáng)的反輻射能力。為了滿足反輻射波段寬，反射率高，實(shí)用性條件，最終選擇鋁金屬作為本論文的反輻射材料，并研究了相關(guān)制備工藝。文中反射涂層的制作方法有磁控濺射金屬鋁和蘸涂鋁銀漿兩種方式。采用磁控濺射鋁膜時(shí)，設(shè)置合適的濺射參數(shù)，

4、以此保證鋁膜反輻射率達(dá)到最高。實(shí)驗(yàn)中，濺射鋁膜的反射效果好。蘸涂鋁銀漿方法的關(guān)鍵在于配制出具有高反射率的鋁銀漿。本文中，鋁銀漿的配制材料為鋁銀粉，松香水以及光漆。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)三者質(zhì)量比為1∶3∶2時(shí)，制得的鋁膜具有最高的反輻射率。蘸涂鋁銀漿制得的鋁膜反射效果相比于濺射鋁膜有所下降，但是其制作成本低，易于批量制備。這兩種方法具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　本文設(shè)計(jì)了探空儀溫度傳感器測(cè)試系統(tǒng)。硬件上，采用DA和AD實(shí)現(xiàn)傳感器的激勵(lì)和輸