溫度穩定性又稱為溫度漂移，它是指感測器在外界溫度變化情況下輸出量發出的變化。測試時先將感測器置於一定溫度(例如20°C)下，將其輸出調至零點或某一特定點，使溫度上升或下降一定的度數(例如5°C或10°C)，再讀出輸出值，前後兩次輸出之差即為溫度穩定性誤差。
基本介紹
- 中文名：溫度穩定性
- 外文名：Temperature stability
- 性質：溫度變化範圍
- 加熱水浴：測試時間為不少於30min
- 案例：高溫循環器 HT30
概念,SAW頻率溫度穩定性,雷射器P-I特性、溫度穩定性和老化,壓電陶瓷材料的溫度穩定性,
概念
溫度穩定性是指壓電材料的性能隨溫度變化的特性。不同材料的各種性能隨溫度變化沒有一個共同的規律，因此只表征材料主要參數的變化關係。通常用“正溫最大相對頻移”和“負溫最大相對頻移”的方法來表示壓電材料諧振頻率隨溫度的變化特性，其關係為：
正溫最大相對漂移=[△fr(正溫最大)]/[fr(25)]
負溫最大相對漂移=[△fr(負溫最大)]/[fr(25)]
式中fr(25)表示在常溫(通常指25°C)測得的頻率值，△fr(正溫最大)表示正溫範圍內(如25～85°C)相對於fr(25)的頻率最大變化值，△fr(負溫最大)表示負溫範圍內(如-55~25°C)相對於fr(25)的頻率最大變化值。
壓電材料其它參數的溫度穩定性，也可用上述方法來表示。
另外，還有一種用諧振頻率溫度係數來表示材料溫度穩定性的方法。諧振頻率溫度係數是指每變化1°C時諧振頻率的相對變化值。這種方法對線性變化的材料是合適的，但對非線性變化的材料是不合理的。由於壓電陶瓷的溫度特性基本上都屬非線性變化，因此，一般均不用後一種方法來表示。
SAW頻率溫度穩定性
為了提高SAW諧振敏感元件的頻率穩定性，需要在電路中加入一定的補償電路。這樣，在很寬的溫度範圍內，SAW諧振敏感元件就能以高精度在一個給定的頻率上振盪。
為了提高穩定性，在製造SAW器件時，必須在工作頻率範圍內(例如300~400 MHz)進行老化試驗，以確定SAW器件老化特性的幾種因素的影響。例如，為減小老化的影響，必須採取密封裝置、真空烘乾和抽真空封裝等措施。另外，在安裝SAW器件的密封盒中，不應該有會放出氣體的物質，也不要在SAW空腔諧振器內噴塗單分子有機物或其他材料，以免影響諧振器長期工作性能或導致頻率漂移及穩定性的降低。所有這些措施都將會大大提高SAW諧振敏感元件的頻率穩定度。
定量分析諧振器的老化情況是分析研究穩定度的一個主要任務。無論是石英諧振器、體波諧振器還是SAW諧振敏感元件，它們的特性隨時間的變化都是很小的。在它們工作一年以後，其頻率穩定精度仍可達101或更小。這是因為諧振器是無源裝置，一般都是將諧振器作為頻率反饋元件而構成諧振器電路。另外，採用集成溫度補償、雙通道SAW諧振敏感元件以及先進的高真空封裝技術，可使頻率和溫度穩定度達到很高水平。
雷射器P-I特性、溫度穩定性和老化
圖1雷射器
特性隨溫度的變化如圖2(a)所示。隨著溫度升高，閾值電流
增大，而曲線的斜率變化很小。不過，雷射器的波長越長，隨溫度升高曲線的斜率減小越明顯(圖2(a)中虛線所示）。當泵浦電流恆定時，溫度升高時雷射器輸出功率將下降，因此，雷射器需要在恆溫下運行才能保證輸出功率穩定。
圖2
圖2雷射器的老化過程(圖2(b))與溫度升高的情況類似，除了閾值電流，增大外，曲線的斜率也減小。因此，隨著雷射器老化，保持輸出功率恆定要求增大泵浦電流。雷射器壽命的定義：當泵浦電流恆定時，輸出功率降低到初始值一半的時間，通常可達幾千小時。
壓電陶瓷材料的溫度穩定性
把壓電陶瓷材料放在各種環境溫度下進行性能測試，發現在不同溫度下，性能參數發生改變，改變的大小要看具體材料的具體參數而定，似乎沒有一個共同的規律．這種隨溫度而變化的情況，用“溫度穩定性”來標誌．對溫度穩定性的描述，目前有好幾種方法。
國外多採用性能參數的溫度係數或溫度變化率來描述。例如，諧振頻率溫度係數即所謂
，定義為溫度每變化1°C時，諧振頻率的相對變化值，即：
圖3