随着我国的科学技术与航天事业的快速发展, 我国已经迈入了世界航天大国的行列, 种类繁多的新型航天飞行器对测控传感器提出了更多与更高的要求, 一些传统的航天传感器技术已经不能很好地满足

新型号对传感器提出的要求, 急待技术更新, 归纳起来有以下几方面:

①为提高有效载荷的能力, 航天飞行器对测控传感器提出了体积小、重量轻、功耗低的要求, 对一些小型飞行器、再入飞行器与载人飞行器, 这方面的要求更高(用量大, 对体积、重量与供电有严格要求)。

②航天飞行器提出了更严酷的环境条件要求。
战术武器中子母弹要在一定区域进行抛撒, 通过弹性包带沿着径向把许多子弹进行抛撒, 在ms 级的时间内, 把子弹在径向的速度提高到几十到上百m s , 这样, 在抛撒时产生的冲击加速度将高达10000g 。例如, 某些飞行器就需要满足4ms 、10000g 的冲击力学环境。

③各种不同的飞行器对传感器的可靠性提出了更高的要求

目前, 飞行器上正在应用的某些产品原理、技术比较落后, 限制了产品的精度, 影响了测量可靠性, 例如, 结构型的压力开关和加速度开关、电位器原理的压力传感器等。为解决这类传感器的问题, 需要进行原理更新。通过大力开展对薄膜式压力传感器等为代表的新原理传感器在飞行器上的应用研究, 实现优胜劣汰, 使型号应用产品更新换代。在这方面由于MEMS 传感器元件少, 直接在加工工艺中就进行装配, 具有固有可靠性高的优势, 非常适合替代某些结构型的传感器(如加速度开关、压力开关等)。

④新型航天飞行器提出了对网络化传感器与智能化传感器的要求

随着微电子技术的发展, 总线技术在航天型号的应用成为现实, 要求传感器必须满足总线的要求。

新一代运载火箭避开遥测的说法, 提出了测量系统的概念, 最突出的一个特点是该系统采用总线制, 要求所有测点的传感器都满足箭上统一供电的要求, 同时部分动力系统的压力传感器能直接挂在总线上。

跟踪世界航天测控传感器发展趋势, 遵循“型号牵引、专业推动”的原则, 以自主创新为导向, 加大对自主创新与新拓展专业的投入力度, 以达到在技术上能超前满足未来航天飞行器发展对测控传感器的需求。


未来几年航天测控传感器的发展重点为:

①采用新材料、新工艺、新技术对传统的航天传感器进行改进和发展, 仍是航天测控传感器发展的重要方向。航天测控传感器四十余年的发展, 研制出一大批适应航天环境、具有较高可靠性、技术成熟度高的传感器。在此基础上, 采用一些新材料、新技术, 对传统的传感器技术进行改进与发展, 使其性能与可靠性得到进一步的提升。

②开发具有航天特色的MEMS 传感器, 如压力、过载、振动、角速率、热流、噪声传感器, 重点解决新型航天传感器敏感元件的设计制造技术, 以实现航天测控传感器的更新换代。

③为了提高MEMS 传感器对航天飞行器中工作环境的适应性, 必须开展抗航天飞行器中恶劣工作环境的微传感器加固技术的研究, 以提高新一代以MEMS 技术为基础的传感器对航天工作环境的适应能力。此举涉及到一个全新的微器件加固方法的研究它对一些小型战术武器中应用的微传感器有着极其重要的意义。

④结合微电子和计算机的发展, 开发具有自诊断BIT(Built in test)、自调整、自补偿功能, 符合未来航天测控总线技术的智能化、网络化传感器。

⑤发展航天特殊参数传感器, 如高g 冲击、复杂背景下低频振动、低温液位、烧蚀、空间无接触式相对位移量、泄漏等传感器等。

 

随着我国载人航天工程进入新的阶段、探月工程和深空探测等项目的逐步发展, 未来航天飞行器的发展将会对测控传感器提出更多的需求, 以MEMS 技术为基础的微传感器技术是未来航天测控传感器发

展的最重要的方向。智能传感器、光传感器以及传感器系统等与它都有着技术上密切的联系, 它将带动与促进航天传感器技术的更新与发展。

在未来的几年内, 根据新型航天飞行器对传感器需求, 采用新材料、新工艺、新技术对传统的航天传感器进行改进和发展, 开发具有航天特色的MEMS 传感器, 更好地完成航天飞行测控传感器新的任务, 使我国的航天传感器技术赶上世界仪表传感器与航天飞行仪表传感器发展的步伐。

我国航天传感器技术历经近四十余年的发展, 积累了一大批可靠性高、性能优良的仪表传感器资源与一支经验丰富的人才队伍, 根据国家提出的“军民结合, 寓军于民”的重要方针, 在做好航天仪表传感器

发展的同时, 注意国内民用市场需求, 将已有的航天成果推向民用市场, 做大市场, 形成规模, 为振兴我国航天事业而奋斗。