● 摘要
随着国内航空发动机的迅速发展，为满足发动机参数的测量及控制要求，对机载传感器的性能指标要求越来越高，尤其是传感器的测温要求已逼近1500℃，寿命指标提升了数十倍，可靠性指标从无到有，从几万小时到数十万小时，甚至上百万小时。因此，如何提高机载传感器的可靠性，特别是高温温度传感器的可靠性是目前国内机载传感器领域亟待解决的重要问题。
本文以某型R型铠装热电偶传感器为研究对象，首先对其热电极、保护套管、接线座等关键零部件的结构进行设计，解决了R型铠装热电偶研制的关键技术问题，为后续对该型热电偶进行可靠性分析、可靠性试验及测量误差的分析提供了可能性。其次对R型铠装热电偶进行了振动特性有限元仿真分析，失效模式影响及危害度分析（FMECA）和故障树分析（FTA），通过分析发现了产品的各种缺陷和薄弱环节，并采取有效的改进和补偿措施，提高了产品的可靠性水平，为热电偶可靠性强化试验方案的制定奠定了基础，有效减少了验证试验后的改进工作量。之后，针对该热电偶的薄弱环节，选取温度、振动、冲击应力作为强化应力，对该热电偶进行了可靠性强化试验，并对失效试件进行了失效分析。最后，对R型铠装热电偶在测量过程中的主要误差：静态误差和动态误差（速度误差、导热误差和辐射误差）进行了分析，并估算了动态误差的修正值。使得热电偶在现有结构的基础上，能够较准确地测量温度，提高测量准确度。在结构可靠性提高的基础上，进一步提高了热电偶测温性能的可靠性。