1 导言
牢靠性是指产品在规则条件下和规则时刻内，完结规则功用的才能。牢靠性是对一种产品投入运用时无故障作业才能的衡量。产品牢靠性的凹凸是标明产品在规则条件下、规则时刻内，完结规则功用可能性的巨细。牢靠性一般选用牢靠度、失功率及MTBF来标明，传感器等元器件牢靠性水平的凹凸一般用失功率来标明，而设备牢靠性多用牢靠度、MTBF、有用度等目标来标明。
压力是出产进程和科学实验中进行丈量和操控的最根本参数之一，而对压力进行丈量的并能把压力通过必定的规则转换成电信号的压力传感器就成为丈量这一信号的重要元器件，它被广泛地应用在工业、石油、化工、生物医学、帆海、航天、航空等范畴的出产和科研傍边。传感器的牢靠性是十分重要的，它直接联系着运用该传感器的体系的功用，影响着出产和建造的质量和发展速度，甚至会带来严峻的人身安全问题。在传感器的运用进程中，其牢靠性概念可以作为无故障性，即作为确保按技能条件所要求的极限的运用目标的功用总合性。当改换详细物理量的传感器失效时，就可理解损坏其元件机械完整性以及输出丈量参数差错而导致整个装置此传感器的产品不能完结使命的组成事情。而在传感器的出产进程中，为了确保压力传感器对压力信号的丈量、传递的精确性、稳定性及一致性，就有必要对压力传感器的测验进程的牢靠性进行剖析。
2 压力传感器测验原理
压力传感器包括运用压阻效应制作出来的压阻式压力传感器，运用压电效应制作出来的压电式压力传感器、运用应变效应制作的应变式压力传感器等，本文仅以压阻式压力传感器为例，阐明其测验原理。
压阻式压力传感器芯体如图1，R1，R2，R3，R4是4片电阻片，当受外力效果时，电阻片R1，R3亦受拉伸效果电阻增大，R2，R4电阻减小，这样外力F的效果使4个电阻片电阻值发生改变。传感器上的电阻R1，R2，B3，R4接成图2所示的直流桥路。cd两头接稳压电源E，ab两头为电桥电压输出端，输出电压为U0，如图2。
式（2）便是电桥平衡条件。在传感器上贴的电阻片是相同的4片电阻片，在抱负状态下，设其电阻值相同，即有
R1=R2=R3=R4=R （3）
所以传感器不受外力效果时，电桥满意平衡条件，a，b两头输出的电压U0=0。当梁遭到载荷F的效果，如图3所示，电桥不平衡，则有
从式（6）可知电桥输出的不平衡电压U0是和电阻的改变△R成正比的，这便是不平衡电桥的作业原理。明显丈量出的U0的巨细可反映外力F的巨细。此外由式（6）还可知，若要取得较大的输出电压U0，可以选用较高的电源电压E，一起亦阐明电源电压不稳定将给丈量成果带来差错。在实践的出产测验进程中，桥臂的4个电阻是不可能完全相同的，测验时所加的环境条件相同也会对传感器的输出发生影响。这样，在环境条件发生改变时，它们的增量△R也是不完全相同的，终究导致测验的成果和抱负的成果发生差错。
3 压力传感器测验进程
压力传感器的测验首要是指温度输出特性测验和压力输出特性测验。温度输出特性测验首要是指压力传感器在不同的温度条件下对传感器输出的影响，首要是指零点温漂和灵敏度温漂；压力输出特性是指压力在传感器的同一环境条件下对不同压力所反映的输出特性，它首要是丈量传感器的静态特性目标。
压力传感器丈量体系首要同由压力源、被测验压力传感器、丈量电路和显现记载四部分组成，它们的联系如图4所示。
待测的压力传感器在必定的环境条件（凹凸温环境试验箱供给）下，并由电源供电后，对压力源（活塞式压力计或数字压力操控器）发生的信号进行丈量，丈量后发生的信号通过丈量电路（多通道数据采集器）终究传输到显现设备（核算机）进行显现和记载。
4 压力传感器测验设备在测验进程中影响牢靠性的要素
压力传感器测验进程的牢靠性目标是跟着规划的修正、运用条件的不同，以及作业进程中的功用退化而不断改变的。因而有必要从多方面进行考虑。
4.1 规则运用的条件
任何产品研发的时分都是依据规则的运用条件进行的。这个运用条件包括作业条件（如功用形式、操作方法、负载条件、作业动力、保护条件等）和环境条件（如温度、湿度、气压、振荡等）。同一种产品在不同的作业条件和环境条件下其牢靠性是不同的。对压力传感器进行测验的设备也不破例。
影响测验进程牢靠性发生影响的环境条件一般包括下列几个：气候环境条件、机械环境条件、生物条件、化学条件、电与电磁条件、辐射条件、体系衔接条件和人的要素等。这儿首要考虑气候环境条件、化学条件和体系衔接条件。其间气候环境条件包括的要素有温度、湿度、气压、风、雨、霜冻和沙尘等。化学条件包括的要素有电源的不稳定性、传导线体系的搅扰信号、来自电磁场的搅扰及雷电、电晕和放电等。体系衔接条件包括的要素有大体系内各功用单元之间的衔接，一个体系或一台设备与其他设备衔接在一起运用。以上3个方面的要素对设备牢靠性都有影响，可是各种要素对不同的设备影响的程度是不一样的。
4.2 运用的时刻
传感器测验设备的牢靠性是时刻的函数，跟着时刻的推移而不断下降，即便元器件通过挑选和整机通过老炼及修理，设备在偶尔失效区作业的情况下，这一段时刻内的失功率是一个常数。可是，设备随时刻的散布规则却契合图5所示的规则，即：运用的时刻越长，测验设备的牢靠性就越低。
4.3 所能到达的功用
所谓“功用”便是产品的首要功用目标和技能要求。这是产品完结规则使命和效果的确保。所谓产品不牢靠，就足性针对产品是否满意规则的功用目标和技能要求而言的。产品的功用目标和技能要求越高，答应改变的规模越小，产品要完结“规则功用”的可能性就越小，那么产品的牢靠性水平就越低。反之，产品的功用目标和技能要求越低，答应改变的规模越宽，产品可以完结“规则功用”的可能性就越大，那么产品的牢靠性水平就越高。对传感器的测验设备而言，其对传感器的测验精度要求越高，其牢靠性水平相对就越低，但能过该测验设备测得的传感器的数据就越实在。反之，假如对压力传感器的测验精度要求越低，那么该设备的牢靠性水平就越高，但其对取得传感器的实在数据的影响就越大。
还应特别指出的是，从测验设备运用的视点来看，在根本功用目标满意运用要求的前提下，设备最重要的目标是牢靠性目标。假如设备不牢靠，功用不稳定，常常坏，测验设备的开始功用再好也是没有实践意义的，更不用说得到传感器的实在数据了。
4.4 牢靠性剖析
假定在必定置信度值下，压力源的牢靠度为R1（t），环境供给设备的牢靠度的为R2（t），丈量电路的牢靠度为R3（t），供电体系的牢靠度为R4（t），那么取得传感器实在数据的牢靠度R（t）必定和R1（t），R2（t），R3（t），R4（t）有关，即
R（t）=f［R1（t），R2（t），R3（t），R4（t）］ （7）
由式（7）和图4的丈量体系可知
R（t）=K？R1（t）？R2（t）？R3（t）？R4（t） （8）
式中K为一系数，和各种设备的运用时刻、运用条件密切相关。
现以运用我单位的传感器测验没备对压力传感器的测验为例：在其他测验条件相同的情况下，运用两台不同的环境设备分别对10台未补偿的压力传感器进行零点温度测验。两台烘箱的参数目标见表1，传感器的测验数据见表2。
由表2数据标明，在其他条件完全相同的情况下，运用不同的温箱，所得到的测验成果是不相同的，而对咱们来说最重要是要确认哪组数据更牢靠，是更挨近传感器器功用的实在数据。由表1可知1#调温箱作业近两年，2#凋温箱作业现已超越十年，依据设备的牢靠性随时刻的散布规则，1号设备的牢靠性要高于2#设备的牢靠性。所以用1#设备测得的传感器数据愈加可信。
4.5 添加测验进程牢靠性的办法
①加强对压力传感器测验设备的办理，定时检修和保护，在功用满意条件的根底上，进步设备的运用寿命。
②严格操控测验场所的温度、湿度、洁净度等环境条件；缩短各道工序间的周转时刻，进步传感器的测验功率。
③定时对各种检定设备进行检测和标定，确保测验设备功用满意对传感器测验的要求，从而确保所取得的测验数据的牢靠性。
④坚持对传感器的测验数据进行汇总、核算和剖析，找出测验进程中影响传感输出的要素，并加以解决，为进步传感器产品的质量打下坚实的根底。
5 结 语
本文在压力传感器牢靠性的根底上，提出了压力传感器测验进程牢靠性的概念，并对测验进程中影响压力传感器输出的各项要素进行了论述，提出了添加传感器测验进程牢靠性的办法，并为深入研究压力传感器供给一条新的思路。
