热真空试验是模拟太空环境的重要手段，用于评估设备在极端条件下的性能，在热真空环境下，传感器的工作条件极为苛刻，高温及真空可能导致传感器内部材料异常，影响传感器的机械和电化学性能稳定性。

本文通过热真空试验，探索极限电流型氧传感器在热真空试验中性能的影响，主要内容如下。

试验设备：环仪仪器 空间环境仿真系统

试验内容：

为研究热真空对传感器性能的影响，选取了2批共10只氧气传感器进行试验，其中1#~5#进行热真空试验，试验前后测试传感器氧分压输出、精度、响应时间τ0.9，试验后对样品进行稳定性加电考核。

6#~10#作为对比样品，在高纯氮(纯度99.99 %，含氧量约为0.2 Pa)中通电测试。

设置试验条件为：真空度1.0*10^-3Pa，温度范围-35~+50 ℃；加电3.5循环，每循环5.5 h。

试验结果分析：

下表为1#~5#产品热真空试验前后数据变化。

由表可知，5只产品正常环境输出均出现下降，氧分压下降幅度在-0.12~-1.47 kPa范围内；响应时间均有所增加，增加范围为4.64~36.13s。根据试验数据，5只产品试验后性能出现不同程度的衰减，5只样品中1#、2#产品性能衰减表现最为严重。

热真空试验过程中试验数据分析：

将1#～5#和6#～10#两组产品的测试数据进行对比，结果如下表所示。

由表可知，虽然2组样品均经历无氧环境，但是结果不同。

a.样品1#~5#在经历热真空过程中，理论输出应趋近于零，但是其输出信号在无氧的条件下仍然表现出氧含量很多的情况，初期表现为0.6~3.0 kPa, 后期为0.3~1.6 kPa, 这与理论值相差较大。

b.样品6#~10#在经历高纯氮环境时，其输出始终与理论值接近。通过两项试验对比可知，同样经历无氧环境，在热真空条件下，传感器输出为有氧信号，说明产品内部芯体发生氧化还原反应，有氧气析出。

总结与建议：

1.经分析及验证，试验后传感器的正常环境输出降低、响应时间延长，精度出现下漂，试验后长期稳定性考核中部分产品输出继续持续下漂，表明热真空可导致传感器出现较大的漂移失效。

2.热膨胀系数不匹配及氧化锆固体电解质在热真空条件下发生自身部分电解是影响传感器性能的主要因素。后续可通过优化材料及电路温度补偿，提高传感器在极端环境下的可靠性。

以上就是极限电流型氧传感器的热真空试验分析，如有试验疑问，可以咨询环仪仪器相关技术人员。