QK型石英晶体微量天平频温效应的初步研究

2011-06-08臧卫国院小雪

航天器环境工程 2011年4期

关键词：晶片

臧卫国，院小雪，于钱

（北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室，北京 100094）

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在进行航天器的真空热试验时，一般采用石英晶体微量天平（QCM）来全程监测关键位置的污染量，通过监测其振荡频率获得晶片表面污染沉积量的变化，为污染过程控制及评价提供依据[1]。

由于QCM所用石英晶片振荡频率与晶片特性参数（密度和声速）有关，而晶片的特性参数与温度有关，因此晶片的振荡频率也与温度有关。在石英晶体微量天平所获得的频率变化数据中，不仅包含由于污染物增加或减少造成的频率变化，还包含由于晶片的温度变化造成的频率变化。后者将影响石英晶体微量天平的测量，增加后续数据判读的难度，限制石英晶体微量天平的适应性。

美国专门研制航天器用石英晶体微量天平的QCM公司从20世纪80年代就对石英晶体微量天平的频温效应开展研究，并进行了辐射补偿石英晶体微量天平的研制试验，将温变频差从数百Hz降低到几十Hz[1-2]。北京卫星环境工程研究所从20世纪90年代开始研制出QK型石英晶体微量天平，并对其温度-频率效应进行研究[3]，在国内率先使用温控技术减少温度差异造成的频差，并广泛应用到航天器真空热试验中。