[发明专利]一种用于风洞模型底部压力测量的微型组合式压力传感器

说明书

本发明公开了一种用于风洞模型底部压力测量的微型组合式压力传感器，包括芯体基座和连接在芯体基座两侧的盖板，连接为一体后的结构为六面形柱体；所述芯体基座上沿着长度方向设置有若干个温度传感器，相互两个温度传感器之间设置有一个压力传感器，沿着芯体基座的高度方向、压力传感器一侧是参考压力端，另一侧是测试压力端；本发明通过在电路中外接温度补偿电阻，以及利用与压力传感器芯片紧邻的温度传感器芯片所测得的各压力传感器芯片的实时温度，对压力传感器测值进行精细化数字温度补偿修正这两种温度补偿方式，降低了风洞试验过程中环境温度变化对压力测量精准度的影响，满足了风洞试验模型底部压力测量的快速精准需求，进而提升了风洞试验的运行效率和数据质量。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及到为风洞试验中用于模型底部压力测量的一种微型组合式压力传感器。

背景技术

风洞试验时需快速准确地获取飞行器模型底部多个压力测点在风洞试验环境中随模型迎角的压力变化情况。目前，对该压力的测量一般采用多个独立的压力传感器测得。这样的测量方式存在以下几个问题：

一是模型底部附近空间有限，这些多个独立的压力传感器设备体积较大，很难实现压力测量设备的抵近安装，使得测量气路的管路较长，进而导致试验中较低底压的压力传导时间相应变长。极端情况下，压力传导时间可达到10秒，不得不采用延长试验阶梯的压力稳定时间的方式来换取底压测量的精准度，极大影响了风洞试验数据的精准度和试验的效率；

二是风洞试验时，特别是超声速风洞试验时，受风洞温度变化范围较大的影响，常规压力传感器的精准度将下降到0.3%左右，无法满足先进飞行器风洞试验底压测量精准度需求；

三是模型底部压力的测量多为4～8个压力测点，需在狭小的支杆穿线孔中安装敷设多组复杂的电气路线缆，因空间狭小、操作不便而带来的线路缠绕挤压的影响、风洞试验振动的影响、模型机构运动牵扯的影响等，都使得风洞试验时底压测量设备的故障率普遍较高，影响了风洞试验的顺利进行。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前风洞试验中模型底部压力测量所用传感器存在的尺寸较大，无法抵近安装，压力传导迟滞严重、风洞温度变化使得测压精准度下降严重、电气路连接复杂、故障率偏高等问题。

本发明提供了一种用于风洞模型底部压力测量的微型组合式压力传感器，通过将多只压力传感器芯片、温度传感器芯片的集成组合，以及适用于柱型穿线孔安装的外形结构及电气路的优化设计等，实现多只底压传感器的小型化，以便于在风洞模型支杆孔内的安装敷设，达到压力传感器抵近安装、缩短测量气路的目的；

本发明同时通过外接温度补偿电阻，以及利用传感器实时测定的温度数据，对压力传感器进行温度漂移补偿这两种温度补偿方式，确保了压力传感器在变温环境下的测量精准度；而传感器集成化的电气路设计，改善了过去多只单个压力传感器电气路零乱的铺设状态，提高了底压测量的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于风洞模型底部压力测量的微型组合式压力传感器，所述传感器包括芯体基座和对称连接在芯体基座两侧的盖板，基座与盖板连接为一体后的结构为六面形柱体，

所述芯体基座上沿着长度方向设置有若干个通孔，每一个通孔内设置一个压差型压力传感器芯片，所有压力传感器芯片同向设置在通孔内，沿着芯体基座的高度方向、压力传感器芯片一侧是参考压力端，另一侧是测试压力端，相邻两个压力传感器之间设置一个温度传感器；

所述盖板包括一块测量气路盖板和一块参考气路盖板，所述测量气路盖板上与压力传感器芯片对应的位置处设置有密封槽，芯体基座和测量气路盖板盖合后，一个压力传感器芯片的测试压力端对应设置在一个密封槽内，所述测量气路盖板内设置有若干个气路，每一个密封槽通过一个独立的气路与外部连通；