市场上的热流密度传感器大多仿制国外的产品,对于高温情况下的热流密度测量大都由国外厂商提供,尤其用于飞行器的高温瞬态热流密度传感器的研究少之又少,并且由于每一个热流密度传感器制作方面出现的差异,工艺不成熟,传感器一致性较差,灵敏度受到限制。因此,研制一款用于高温瞬态热流密度测量的传感器对飞行器防热系统的设计和适航审定具有深远的意义。本论文取得以下研究成果:(1)提出利用热电偶组成热电堆的方式组成热流密度传感器的温差检测元件,确定200对铜—康铜热电偶组合热电堆,线宽为0.1mmm,线长为1mm,选取厚度为1 μm的氧化铝带作为热阻层。(2)建立了一套成熟的新型高温瞬态热流密度传感器的制作工艺,基于光刻工艺和离子束溅射镀膜技术的制备方法来制作传感区域。确定在800eV下镀膜速率一致性最好,薄膜均匀性更高。最佳工艺参数为:离子束能量800eV、离子束流120mA、中和电流156mA。(3)采用自行搭建的标定系统对3支新型热流密度传感器进行标定,传感区域系数分别 8.222kW/m2 · mV)、8.273kW/m2 · mV)、8.269kW/m2 · mV),提出通过补偿量△yi对测试环境下的输出结果的校正,提高测量结果的准确性。一致性测试误差为0.211%,通过重复性测试,精度可达99.65%,99.787%,99.86%。对误差进行分析,主要来源为环境中空气扰动和标定装置的延迟响应。研究表明创新研制的新型高温瞬态热流密度传感器的一致性非常好,制备工艺具备良好重复性和可移植性,能够实现高温瞬态热流检测需要,为热流密度传感器的推广应用及标准化、批量化生产提供了良好的技术支撑。