一种热电-压阻型传感器性能测试装置

本技术属于传感器性能测试，涉及一种热电-压阻型传感器性能测试装置。

背景技术：

1、目前传感器的发展朝着集成化，多功能化，柔性化发展。热电材料作为一种能直接将温差转换为电能的材料，不需要外部电源供电，因此非常适合用作温度传感器，而压阻材料由于在受到外力作用时电阻会发生变化，因此，其非常适合用作压力传感材料。到目前为止，结合压阻效应和热电效应而制成的集成式温度压力双参数传感器较少，也没有其对应的性能测试装置，因此急需一种能同时测量温度传感性能和压力传感性能的装置来满足热电-压阻型传感器的性能表征。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种热电-压阻型传感器性能测试装置，可以测试热电-压阻型温度压力双参数传感器温度传感灵敏度，压力传感灵敏度，温度传感响应时间，压力传感响应时间。

2、本实用新型提供一种热电-压阻型传感器性能测试装置，包括：温控系统、高精度机械位移系统、六轴位移台、压力传感器、压力表、多通道万用表以及上位机；

3、所述温控系统包括：铜块、加热棒、第一温控仪、热敏电阻、制冷片、第二温控仪、水冷台和水冷机；所述六轴位移台位于底部，压力传感器固定在六轴位移台上并与压力表连接；水冷台固定在压力传感器上并通过管道连接水冷机；制冷片通过导热硅脂紧贴在水冷台上并与第二温控仪连接，热敏电阻设置在制冷片表面并与第二温控仪连接；待测传感器紧贴于制冷片上并与多通道万用表连接；铜块设置于待测传感器上方，铜块内部嵌有一根集成测温热电偶的加热棒，所述加热棒和测温热电偶都与第一温控仪连接；所述铜块通过铜块固定杆与高精度机械位移系统连接，并在高精度机械位移系统带动下沿垂直待测传感器方向上下移动；所述上位机分别与第一温控仪、第二温控仪、万用表、压力表以及高精度机械位移系统连接。

4、进一步的，高精度机械位移系统包括：z轴固定座、滑台和依次连接的步进电机、电机驱动板和运动控制卡；所述z轴固定座上设有滑轨，所述滑台设置在滑轨上，所述滑台在步进电机的驱动下沿滑轨上下运动，所述铜块固定杆与滑台固定连接。

5、进一步的，待测传感器包括温度传感测试单元和压力传感测试单元；所述温度传感测试单元连接至多通道万用表的电压通道，所述压力传感测试单元连接至多通道万用表的电阻通道。

6、进一步的，所述上位机分别与第一温控仪和第二温控仪连接，控制和调整制冷片和铜块的温度；

7、所述上位机与高精度机械位移系统的运动控制卡连接，通过步进电机控制滑台以最小步进1微米，最大范围100毫米的上下运动；

8、所述上位机分别与多通道万用表、压力表连接存储实时采集的压力值、铜块温度、制冷片温度、待测传感器的输出电压和输出电阻。

9、进一步的，所述铜块固定杆下方通过螺纹连接至铜块；能根据待测传感器的尺寸大小选择不同体积的铜块。

10、本实用新型设计思路如下：

11、首先，测试热电型温度传感器温度传感性能时，需要维持传感器两端的温度保持恒定，特别是对于微型传感器来说，控温难度更大，因此，本实用新型采用激光器中常用的制冷片配合水冷台进行控温以达到高精度的温控标准。其次，本实用新型将高精度的压力传感器集成到位移台上，可以实现测温的同时测量压力。最后，本实用新型采用上位机，可以实现数据的自动保存，方便测试者进行数据分析。

12、正是基于以上三点主要的设计指导思想，本实用新型成功的实现了测试热电-压阻型传感器温度传感灵敏度，压力传感灵敏度，温度传感响应时间，压力传感响应时间。

13、本实用新型的优点及有益效果如下：

14、1、本实用新型所使用的装置和方法可以适用于各种尺寸热电-压阻型温度压力传感器，也可以分别测量温度传感器和压力传感器。

15、2、本实用新型所使用的装置稍加拓展还可以用于测试常温热电器件的发电性能，可拓展性较强。

16、3、本实用新型所使用的装置和方法自动化程度较高，可以节省人力。

技术特征：

1.一种热电-压阻型传感器性能测试装置，其特征在于，包括：温控系统、高精度机械位移系统、六轴位移台、压力传感器、压力表、多通道万用表以及上位机；

2.根据权利要求1所述的热电-压阻型传感器性能测试装置，其特征在于，高精度机械位移系统包括：z轴固定座、滑台和依次连接的步进电机、电机驱动板和运动控制卡；所述z轴固定座上设有滑轨，所述滑台设置在滑轨上，所述滑台在步进电机的驱动下沿滑轨上下运动，所述铜块固定杆与滑台固定连接。

3.根据权利要求1所述的热电-压阻型传感器性能测试装置，其特征在于，待测传感器包括温度传感测试单元和压力传感测试单元；所述温度传感测试单元连接至多通道万用表的电压通道，所述压力传感测试单元连接至多通道万用表的电阻通道。

4.根据权利要求1所述的热电-压阻型传感器性能测试装置，其特征在于，所述上位机分别与第一温控仪和第二温控仪连接，控制和调整制冷片和铜块的温度；

5.根据权利要求1所述的热电-压阻型传感器性能测试装置，其特征在于，所述铜块固定杆下方通过螺纹连接至铜块；能根据待测传感器的尺寸大小选择不同体积的铜块。

技术总结
本技术涉及传感器测试领域，具体涉及一种热电‑压阻型传感器性能测试装置和测试方法。该装置包括温控系统、高精度机械位移系统、六轴位移台、压力传感器、压力表、多通道万用表以及上位机。利用上述装置可以测试热电‑压阻型传感器的温度传感灵敏度，压力传感灵敏度，温度传感响应时间和压力传感响应时间。

技术研发人员：邰凯平,喻海龙,于治,徐明,李胜前
受保护的技术使用者：中国科学院金属研究所
技术研发日：20240228
技术公布日：2024/9/23