一种用于模拟空间环境的应变测试系统及其用途的制作方法

本发明涉及一种应变测试装置，具体涉及一种用于模拟空间环境的应变测试系统及其用途。

背景技术：

环境与能源是21世纪人类面临的两大问题。如何在合理利用环境的基础上开发更多能源已成为全人类共同面对的挑战。近几十年来，新能源的开发利用已逐渐被人类所接受和使用，充分利用太阳能源可有效解决人类面临的能源枯竭问题。

目前，太阳电池因其超高的光电转化效率、稳定的工作时间、以及较轻的重量在航天以及重大民用工程上得到了很好的应用。国内外已经有许多成功将太阳电池应用于航天飞行器、卫星、飞船以及空间站的例子。太阳翼是卫星的能量来源，即太阳能帆板，是一种收集太阳能的装置，通常应用于卫星、宇宙飞船的供能，也可用于安装在环保型汽车顶部。通常，在空间中使用太阳翼是由粘贴于轻质钢性或柔性基板上的数千片太阳电池组成。根据卫星或空间站的用电及综合要求制成特定形状，利用光生伏打效用在空间环境中将收集到太阳光的能量转化成电能。

然而，太空中运行的航天飞行器太阳翼会受到恶劣的空间环境影响。据资料记载，在太空中真空度极高，并且太空温度差异非常大，在地球同步轨道飞行器朝向太阳的一面的表面温度可达100℃以上，而背离太阳的一面的表面温度则在-80℃以下。航天飞行器在空间中服役的5-10年时间会数万次地经过高温区域和低温区域，太阳翼会经历数万次的高真空温度冲击的考验，而在高低温交变过程中太阳电池则会经受尤为恶劣的空间环境影响。

因此，精确地表征在太阳翼上的太阳电池在经受太空恶劣环境影响下的形变，可帮助研究人员有效掌握和控制太阳电池阵在空间环境下的形变、减少因温度交变引起的太阳电池热应力集中导致的破裂，保证在轨飞行器的功率正常，有效提高我国航天飞行器的可靠性。然而，目前国内外对太阳电池阵在空间环境影响下的应变并没有相关的研究，对太阳电池阵在空间环境下的应力变化的表征也没有相应成熟标准的方法。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于模拟空间环境下的应变测试系统。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于模拟空间环境的应变测试系统，其包含：

用于模拟空间环境的工作容器，待测元件置于该工作容器中；

固定在所述待测元件上的应变传感器；

设置在所述工作容器内的第一数据传输线；

设置在所述工作容器外的第二数据传输线；及

与第二数据传输线连接的信号接收装置；

其中，所述的第一数据传输线与第二数据传输线连接；通过对工作容器内和工作容器外的数据传输线的连接，可实现对工作容器内真空度和温度控制的保证。

较佳地，该测试系统包含：用于对工作容器升温的加热装置。

较佳地，所述的工作容器选择鼓风干燥箱、真空加热箱、真空镀膜机及热真空加热罐中的任意一种。

较佳地，所述的待测元件包含太阳电池、太阳电池阵基板以及太阳电池与太阳电池阵基板之间的胶黏剂中的任意一种以上。

较佳地，所述应变传感器选择电阻应变计。

较佳地，所述的数据传输线为空间用导线、耐高温导线或普通导线。

较佳地，所述的信号接收装置为数字应变仪、安装软件的电脑设备及示波器中的任意一种。

较佳地，所述的第二数据传输线通过信号接收装置的第三数据传输线与信号接收装置连接。

本发明还提供了一种根据上述的用于模拟空间环境的应变测试系统的用途，该测试系统用于表征待测元件在各种空间环境下的应变。

较佳地，所述的空间环境为模拟太空环境，对工作容器施加高温低气压真空、低温低气压真空或这两种环境的交替组合，其中，所述的高温为30℃-400℃，所述的低温为-300℃-30℃；所述的低气压真空的真空度为小于10⁴pa，所述的模拟空间环境的湿度为小于50％。本发明对工作容器内的待测元件施加模拟空间环境，可实现对空间恶劣环境的近似模拟，最大限度模拟空间环境，使待测元件呈现出与空间环境一致的应变效果。因此，利用本发明提供的方法可有效地模拟和还原空间环境下待测元件所发生的形变。

本发明提供的应变测试系统，能根据不同的环境要求设置工作容器的工作环境，将待测元件置于模拟的工作环境中，经应变传感器测试的应变信号，通过分别设置在工作容器内外的第一数据传输线及第二数据传输线，将该应变信号发送到信号接收装置，该系统结构简单，可重复使用，成本低，可全程记录待测元件在模拟空间环境变化过程中的应变情况，实现对任意待测元件以及同一片待测元件不同位置的应变采集，尤其适用于太阳电池、太阳电池阵基板以及太阳电池与太阳电池阵基板之间的粘结剂的在空间环境下的应力测试，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的一种用于模拟空间环境的应变测试系统的结构示意图。

图2为本发明的实施例5中使用太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法得到的太阳电池应变曲线。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示为本发明的一种用于模拟空间环境的应变测试系统，其包含：

用于模拟空间环境的工作容器10，待测元件1置于该工作容器10中；

固定在所述待测元件上的应变传感器20；

设置在所述工作容器10内的第一数据传输线30；

设置在所述工作容器10外的第二数据传输线40；及

与第二数据传输线连接的信号接收装置50；

其中，所述的第一数据传输线30与第二数据传输线40连接。

所述的第二数据传输线40通过信号接收装置的第三数据传输线60与信号接收装置50连接。

所述的工作容器10选择鼓风干燥箱、真空加热箱、真空镀膜机及热真空加热罐中的任意一种。

所述的待测元件1包含太阳电池、太阳电池阵基板以及太阳电池与太阳电池阵基板之间的粘结剂中的任意一种以上。

所述太阳电池包含晶体硅太阳电池、硅基薄膜太阳电池、化合物薄膜太阳电池、有机薄膜太阳电池或ⅲ-ⅴ族化合物半导体太阳电池；所述的硅基薄膜太阳电池包括非晶硅太阳电池、柔性硅基薄膜太阳电池和多节叠层硅基薄膜太阳电池；所述的化合物薄膜太阳电池包括铜铟镓硒薄膜太阳电池和碲化镉薄膜太阳电池，所述的有机薄膜太阳电池包括染料敏化太阳电池、钙钛矿太阳电池、铜锌锡硫太阳电池和硫化锡太阳电池，所述的ⅲ-ⅴ族化合物半导体太阳电池包括单结砷化镓太阳电池、多结砷化镓太阳电池和柔性薄膜砷化镓太阳电池。所述的太阳电池阵基板为刚性太阳电池阵基板或柔性太阳电池阵基板；所述的刚性太阳电池阵基板包括刚性铝蜂窝基板、刚性铝板、刚性聚甲基丙烯酰亚胺(pmi)基板、刚性nomex蜂窝基板，所述的柔性基板包括pet基板和pi基板。所述的粘结剂为单组份室温硫化硅橡胶或双组份室温硫化硅橡胶。

应变传感器可以从应变传感器领域常规规格的传感器中进行选择，但需要满足以下要求：(1)所选择的应变传感器不会在模拟空间环境下发生反应或降解。(2)所选择的应变传感器需要在一定的高低温环境和真空环境下使用。(3)所选择的应变传感器不需要再经过处理(如焊接处理和绝缘处理等)。优选地，所述的应变传感器为高低温特殊用途传感器，可选择电阻应变计。所述的应变传感器的厚度为0.01-0.5mm，优选为0.05mm；宽度为3-8mm，优选为4mm；长度为7-15mm，优选为9mm。

所述的数据传输线为空间用导线、耐高温导线或普通导线。

所述的信号接收装置为数字应变仪、安装软件的电脑设备及示波器中的任意一种。

一些较佳的实施例中，所述的测试系统还包含：用于对工作容器10升温的加热装置70。

本发明的测试系统用于表征待测元件在各种空间环境下的应变，可对工作容器施加高温低气压真空、低温低气压真空或这两种环境的交替组合，其中，高温为30℃-400℃，优选为30℃-150℃；低温为-300℃-30℃，优选为-135℃-30℃；低气压真空的真空度为小于10⁴pa，优选为小于10pa，进一步优选为小于10^-3；所述的模拟空间环境的湿度为小于50％。所述的交替组合循环的次数为1.5-100次，优选为1.5-6.5次。

本发明提供的在模拟空间环境下的应变测试方法包括以下步骤：

步骤1，将应变传感器与待测元件通过胶黏剂粘贴，指压使得应变传感器与待测元件之间没有气泡存在，胶黏剂厚度均匀地将两者粘贴在一起；

步骤2，将应变传感器与模拟空间环境的工作容器内的第一数据传输线连接；

步骤3，将工作容器外的第二数据传输线与信号接收装置连接；

步骤4，连接第一数据传输线与第二数据传输线，并调试信号；

步骤5，通过工作容器对待测元件施加模拟空间环境，采集该环境下待测元件产生的应变。

步骤1中所述的胶黏剂可以从胶黏剂领域常规规格的材料中进行选择，但需要满足以下要求：(1)所选择的胶黏剂不会与应变传感器或待测元件表面发生反应。(2)所选择的胶黏剂需要在一定的高温、低温环境和真空环境下使用。优选地，所选择的胶黏剂为硅橡胶、中温固化胶、耐高温胶或高温固化胶，优选为中温固化胶。所述的硅橡胶为双组分硅橡胶或单组分硅橡胶。硅橡胶的使用温度为-200℃-+200℃。所述高温固化胶的固化温度为50-300℃,优选为120℃，所述耐高温胶的耐受温度为80-400℃，优选为160℃。所述胶黏剂的用量为20ul-200ul，优选为50ul。

所述的数据传输线的连接方式为导线缠绕、手工锡焊、绕焊或电阻焊。导线缠绕是指将应变传感器的引出导线与工作容器内的数据传输线相互缠绕。手工锡焊是指将应变传感器的引出导线与工作容器内的数据传输线手动焊接在一起。绕焊是指将工作容器内的数据传输线的一小段绕在应变传感器引出线上，之后使用手工锡焊将缠绕处焊接好。电阻焊是指利用电阻焊接方式将应变传感器引出导线与工作容器内数据传输线焊接在一起。

所述第一数据传输线与第二数据传输线的连接为将两端的数据线连接，具体连接方式包括以下四种：

第一数据传输线与第二数据传输线分别连接到安装在工作容器壁上的法兰盘的导线蕊上。

第一数据传输线与第二数据传输线分别制作集线接口，两个集线接口通过在安装工作容器壁上的法兰盘相连。

第一数据传输线与第二数据传输线一一对应相连后置于工作容器内，第二数据传输线通过工作容器壁上的气密通道引出。

第一数据传输线与第二数据传输线通过集线接口相连后置于工作容器内，第二数据传输线通过工作容器壁上的气密通道引出。

所述的调试信号包括测试线路是否导通、测试曲线是否有信号或测试曲线是否正常。按照应变采集领域常规方法调试信号并判断信号正常即可。若测试曲线正常则表明测试曲线有信号并且测试线路导通。较佳地，在全部测试应变片中应当包括一片温度补偿片，该温度补偿片的设置只需要在软件中单独设置。进一步优选地，该温度补偿片应当粘贴在特殊材料上，如铝板、钢板、塑料板、玻璃板或大理石板，进一步优选择地，该温度补偿片的粘贴的材料应与其自补偿系数一致，优选为钢板。

所述的太阳电池的形状为圆形、矩形、正方形、一端有缺角的矩形、一端有缺角的正方形或其它未列出的但所需测试形变的形状。

所述的太阳电池的尺寸为长：2mm-30cm；宽：2mm-30cm，或直径2mm-30cm，或其它未列出的但所需测试形变的形状。

所述的太阳电池厚度为1um-50mm。

所述的太阳电池阵基板的外形为圆形、矩形、正方形、中间有圆孔或其它未列出的但所需测试形变的形状。所述的太阳电池阵基板的尺寸为长：5cm-500cm；宽：1cm-400cm。所述的太阳电池阵基板厚度为1mm-200mm。

所述的胶黏剂的用量为20ul-200ul。

所述的应变传感器的尺寸为长：7mm-15mm；宽：2mm-8mm。

采集待测元件产生的应变所使用的采集装置为安装了指定采集软件的电脑或示波器。

实施例1

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为硅基薄膜太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为耐高温胶。将胶黏剂均匀涂在应变传感器的背面，将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压2分钟，固化时间24小时。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的工作罐内的数据传输线连接，具体为：

a、制作工作罐真空镀膜机内的数据传输线。

将真空镀膜机内所需的数据传输线全部集中焊接到集线接口上。所述的集线接口为电连接器。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与镀膜机内的数据传输线相连接。

(3)工作罐外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、制作真空镀膜机外部用的数据传输线。

将真空镀膜机外部所需的数据传输线全部集中焊接到集线接口上。所述的集线接口为电连接器。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将镀膜机外的数据传输线另一端与信号接收装置的数据传输线相连接。

(4)工作罐内与罐外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

真空镀膜机内部与外部的数据传输线通过集线接口相连，所述的集线接口为65星电连接器，罐内与罐外的数据传输线分别通过电连接器与安装在真空镀膜机罐壁上的法兰盘相连接。

线路连接完成后，打开安装了测试软件的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10^-3pa，施加30分钟后，继续保持续抽真空的状态，此时对真空镀膜机施加高温，通过镀膜机内部的加热管来实现，升温速率为10℃/min，加热到200℃结束后保温120分钟，之后关闭加热装置，随镀膜机冷却至室温。使用测试电脑全程采集应变值。

实施例2

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为多结砷化镓太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为硅橡胶。将胶黏剂均匀涂在应变传感器的背面，将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压1分钟，固化时间36小时。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的热真空罐内的数据传输线连接，具体为：

a、连接热真空罐内的数据传输线。

将热真空罐内所需的数据传输线全部集中焊接到罐壁内法兰盘的导线蕊上。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与热真空罐内的数据传输线相连接。

(3)热真空罐外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、连接热真空罐外部用的数据传输线。

将热真空罐外部所需的数据传输线全部集中焊接到罐壁外法兰盘的导线蕊上。

b、利用电阻焊的焊接方法，将热真空罐外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线相连接。

(4)热真空罐内与罐外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

热真空内部与外部的数据传输线连接通过罐壁上的法兰盘的线蕊相连，所述的法兰盘的线蕊为55星电连接器。

线路连接完成后，打开安装了测试软件的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10^-4pa，施加120分钟后，继续保持续抽真空的状态，此时对热真空罐施加高温，通过热真空罐内部的红外加热管来实现，升温速率为6℃/min，加热到180℃结束后保温30分钟。之后开启冷却装置，使用液氮降温冷却，90分钟后冷却至-90℃。保温30分钟后开始升温，升至180℃后保温30分钟。之后关闭加热装置，随热真空罐冷却至室温。使用测试电脑全程采集太阳电池的应变值。

实施例3

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为单结砷化镓太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为常温固化胶。将胶黏剂均匀涂在应变传感器的背面，将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压2分钟，固化时间36小时。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的真空镀膜机内的数据传输线连接，具体为：

a、制作真空镀膜机内的数据传输线。

将真空镀膜机内所需的数据传输线全部集中焊接到罐内电连接器上。

b、利用电阻焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与镀膜机内的数据传输线相连接。

(3)真空镀膜机外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、连接真空镀膜机外部用的数据传输线。

将真空镀膜机外部所需的数据传输线全部集中焊接到罐外电连接器上。

b、利用电阻焊的焊接方法，将镀膜机外的数据传输线的另一端与信号接收装置的数据传输线相连接。

(4)工作罐内与罐外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

真空镀膜机内部与外部的数据传输线连接通过电连接器接口相连，所述的电连接器为65星接口电连接器。通过在真空镀膜机壁预留的开孔处安装气密接口，罐外线缆通过该气密接口引出罐外与信号接收装置进行连接。

线路连接完成后，打开测试使用的示波器，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10^-3pa，施加120分钟后，继续保持抽真空的状态，此时对真空镀膜机施加高温，通过镀膜机内部的加热管来实现，升温速率为6℃/min，加热到180℃结束后保温30分钟，之后关闭加热装置，随镀膜机冷却至室温。使用测试示波器全程采集太阳电池的应变值。

实施例4

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为多结砷化镓太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为常温固化胶。将胶黏剂均匀涂在应变传感器的背面，将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压1分钟，固化时间24小时。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的热真空罐内的数据传输线连接，具体为：

a、制作热真空罐内的数据传输线。

将热真空罐内所需的数据传输线的一端全部集中焊接到罐内电连接器上。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与热真空罐内的数据传输线另一端相连接。

(3)热真空罐外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、连接热真空罐外部用的数据传输线。

将热真空罐外部所需的数据传输线全部集中焊接到罐外电连接器上。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将热真空罐外的数据传输线的另一端与信号接收装置的数据传输线相连接,并包绝缘胶带做好绝缘。

(4)热真空罐内与罐外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

热真空罐内部与外部的数据传输线连接通过电连接器接口相连，所述的电连接器为65星接口电连接器。罐内与罐外的数据传输线分别通过电连接器与安装在热真空罐罐壁上的法兰盘相连接。

线路连接完成后，打开测试使用的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10^-4pa，施加120分钟后，继续保持续抽真空的状态，此时对热真空罐施加高温，通过热真空罐内部的灯阵来实现，升温速率为8℃/min，加热到130℃结束后保温60分钟。之后开启冷却装置，使用液氮降温冷却，180分钟后冷却至-120℃。保温60分钟后开始升温，按照与上述一致的升温方式和保温方式，一共进行6次高温与低温的循环，最后一个循环低温保温结束时，继续升温至130℃后保温60分钟。之后关闭加热装置，随热真空罐冷却至室温。使用测试电脑全程采集太阳电池的应变值。

实施例5

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为多结砷化镓太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为常温固化胶。将胶黏剂均匀涂在应变传感器的背面，将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压2分钟，固化时间24小时。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的热真空罐内的数据传输线连接，具体为：

a、制作热真空罐内的数据传输线

将热真空罐内所需的数据传输线的一端全部集中焊接到罐内电连接器上。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与热真空罐内的数据传输线另一端相连接。

(3)热真空罐外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、连接热真空罐外部用的数据传输线。

将热真空罐外部所需的数据传输线全部集中焊接到罐外电连接器上。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将热真空罐外的数据传输线的另一端与信号接收装置的数据传输线相连接,并包绝缘胶带做好绝缘。

(4)热真空罐内与罐外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

热真空罐内部与外部的数据传输线连接通过电连接器接口相连，所述的电连接器为65星接口电连接器。罐内与罐外的数据传输线分别通过电连接器与安装在热真空罐罐壁上的法兰盘相连接。

线路连接完成后，打开测试使用的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10^-3pa，施加240分钟后，继续保持续抽真空的状态，此时对热真空罐施加高温，通过热真空罐内部的灯阵来实现，升温速率为7℃/min，加热到135℃结束后保温120分钟。之后开启冷却装置，使用液氮降温冷却，冷却至-123℃保温120分钟，之后开始升温，按照与上述一致的升温方式和保温方式，继续升温至135℃后保温120分钟。之后关闭加热装置，随热真空罐冷却至室温。使用测试电脑全程采集太阳电池的应变值，做应变曲线图如图2所示，该曲线实时记录了太阳电池在1.5个真空高低温循环过程中发生的应变变化。

实施例6

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为钙钛矿太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为高温固化胶。通过“先涂胶在太阳电池表面再粘贴”的操作使应变传感器与太阳电池粘贴,即将胶黏剂均匀地涂在所要粘贴的太阳电池的表面，使胶黏剂均匀薄薄地覆盖一层在所粘贴位置的表面，胶黏剂涂覆的面积等于应变传感器的面积。将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压2分钟。之后进行高温加压固化，具体为使用模具对应变片进行施压，施压压力为20kg，施压温度为120℃，施压48小时后完成固化。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的真空罐内的数据传输线连接，具体为：

a、制作热真空罐内的数据传输线。

将热真空罐内所需的数据传输线的一端全部集中焊接到罐内电连接器上，所述的电连接器为55星接口电连接器。

b、利用电阻焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与热真空罐内的数据传输线另一端相连接。

(3)真空罐外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、连接热真空罐外部用的数据传输线

将热真空罐外部所需的数据传输线全部集中焊接到罐外电连接器上。

b、利用电阻焊的焊接方法，将热真空罐外的数据传输线的另一端与信号接收装置的数据传输线相连接,并包绝缘胶带做好绝缘。

(4)工作罐内与罐外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

热真空罐内部与外部的数据传输线连接通过电连接器接口相连，所述的电连接器为55星接口电连接器。罐内与罐外的数据传输线分别通过电连接器与安装在热真空罐罐壁上的法兰盘相连接。

线路连接完成后，打开测试使用的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10^-4pa，施加20分钟后，继续保持续抽真空的状态，此时对热真空罐施加高温，通过热真空罐内部的红外灯阵来实现，升温速率为5℃/min，加热到120℃结束后保温20分钟。之后开启冷却装置，使用液氮降温冷却，240分钟后冷却至-130℃。保温20分钟后开始升温，按照与上述一致的升温方式和保温方式，一共进行3次高温与低温的循环，最后一个循环低温保温结束时，继续升温至120℃后保温20分钟。之后关闭加热装置，热真空罐冷却至室温。使用测试电脑全程采集太阳电池的应变值。

实施例7

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池阵基板在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池阵基板粘贴，具体为：

太阳电池阵基板为刚性铝蜂窝基板，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为常温固化胶。通过“先涂胶在应变传感器再粘贴”的操作使应变传感器与太阳电池阵基板粘贴。具体为：将胶黏剂均匀地涂在应变传感器的背面，使胶黏剂均匀薄薄地覆盖一层在应变传感器的背面；将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池阵基板的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池阵基板粘贴位置，保持指压2分钟，固化时间24小时。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的真空加热箱内的数据传输线连接，具体为：

a、制作真空加热箱内的数据传输线

将真空加热箱内所需的数据传输线全部集中焊接到箱内电连接器上。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与真空加热箱内的数据传输线相连接。

(3)真空加热箱外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、连接真空加热箱外部用的数据传输线。

将真空加热箱外部所需的数据传输线全部集中焊接到箱外电连接器上。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将真空加热箱外的数据传输线的另一端与信号接收装置的数据传输线相连接。

(4)真空加热箱内与箱外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

真空加热箱内部与外部的数据传输线连接通过电连接器接口相连，所述的电连接器为65星接口电连接器。通过在真空加热箱箱壁预留的开孔处安装气密接口，罐外线缆通过该气密接口引出罐外与信号接收装置进行连接。

线路连接完成后，打开测试使用的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池阵基板施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池阵基板产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10pa，施加120分钟后，继续保持抽真空的状态，此时对真空加热箱施加高温，通过真空加热箱内部的加热套管来实现，升温速率为4℃/min，加热到180℃后保温120分钟，之后关闭加热组件，随真空加热箱冷却至室温。使用测试电脑全程采集太阳电池阵基板的应变值。

实施例8

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为染料敏化太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为高温固化胶。“先涂胶在应变传感器再粘贴”的操作使应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：将胶黏剂均匀地涂在应变传感器的背面，使胶黏剂均匀薄薄地覆盖一层在应变传感器的背面；将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压1分钟。之后进行高温加压固化，具体为使用模具对应变片进行施压，施压压力为40kg，施压温度为90℃，施压72小时后完成固化。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的工作罐内的数据传输线连接，具体为：

a、制作热真空罐内的数据传输线

将热真空罐内所需的数据传输线的一端全部集中焊接到罐内电连接器上，所述的电连接器为65星接口电连接器。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与热真空罐内的数据传输线另一端相连接。

(3)热真空罐外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、连接热真空罐外部用的数据传输线。

将热真空罐外部所需的数据传输线全部集中焊接到罐外电连接器上。

b、利用手工锡焊的焊接方法，将热真空罐外的数据传输线的另一端与信号接收装置的数据传输线相连接,并包绝缘胶带做好绝缘。

(4)工作罐内与罐外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

热真空罐内部与外部的数据传输线连接通过电连接器接口相连，所述的电连接器为65星接口电连接器。罐内与罐外的数据传输线分别通过电连接器与安装在热真空罐罐壁上的气密接口通道相连接。

线路连接完成后，打开测试使用的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10^-4pa，施加30分钟后，继续保持续抽真空的状态，此时对热真空罐施加高温，通过热真空罐内部的灯阵来实现，升温速率为2℃/min，加热到95℃结束后保温30分钟。之后开启冷却装置，使用液氮降温冷却，240分钟后冷却至-130℃。保温30分钟后开始升温，按照与上述一致的升温方式和保温方式，一共进行4次高温与低温的循环，最后一个循环低温保温结束时，继续升温至95℃后保温20分钟。之后关闭加热装置，热真空罐冷却至室温。使用测试电脑全程采集太阳电池的应变值。

实施例9

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为钙钛矿太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为耐高温胶。通过“先涂胶在太阳电池表面再粘贴”的操作使应变传感器与太阳电池粘贴,即将胶黏剂均匀地涂在所要粘贴的太阳电池的表面，使胶黏剂均匀薄薄地覆盖一层在所粘贴位置的表面，胶黏剂涂覆的面积等于应变传感器的面积。将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压2分钟。之后常温常压固化48小时后完成固化。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的真空加热箱内的数据传输线连接，具体为：

a、制作真空加热箱内的数据传输线

将真空加热箱内所需的数据传输线全部集中焊接到箱内电连接器上。

b、利用电阻焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与真空加热箱内的数据传输线相连接。

(3)真空加热箱外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

a、连接真空镀膜机外部用的数据传输线。

将真空加热箱外部所需的数据传输线全部集中焊接到箱外电连接器上。

b、利用电阻焊的焊接方法，将真空加热箱外的数据传输线的另一端与信号接收装置的数据传输线相连接。

(4)真空加热箱内与箱外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

真空加热箱内部与外部的数据传输线连接通过电连接器接口相连，所述的电连接器为55星接口电连接器。通过在真空加热箱箱壁上的法兰盘将罐外线缆与罐内线缆的电连接器进行连接。

线路连接完成后，打开测试使用的示波器，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空5pa，施加120分钟后，继续保持抽真空的状态，此时对真空加热箱施加高温，通过真空加热箱内部的加热套管来实现，升温速率为2℃/min，加热到100℃结束后保温60分钟，之后关闭加热组件，真空加热箱冷却至室温。使用测试示波器全程采集太阳电池的应变值。

实施例10

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池与太阳电池阵基板之间的粘结剂(待测粘结剂)在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)将应变传感器与待测粘结剂粘贴，具体为：

太阳电池与太阳电池阵基板之间的粘结剂为双组份室温硫化硅橡胶，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为常温固化胶。通过“先涂胶在应变传感器再粘贴”的操作使应变传感器与待测粘结剂粘贴。具体为：将胶黏剂均匀地涂在应变传感器的背面，使胶黏剂均匀薄薄地覆盖一层在应变传感器的背面；将应变传感器对准所要粘贴的待测粘结剂的位置，使用指压将传感器固定在待测粘结剂上，保持指压1分钟，固化时间120小时。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的工作罐内的数据传输线连接，具体为：

利用绕焊和手工锡焊联合的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与鼓风干燥箱内的数据传输线相连接。

(3)工作罐外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

利用绕焊和手工锡焊联合的焊接方法，将鼓风干燥箱外的数据传输线的一端与信号接收装置的数据传输线相连接。

(4)工作罐内与罐外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

鼓风干燥箱内部与外部的数据传输线连接通过手工锡焊直接将罐内与罐外的数据传输线焊接完成，通过在鼓风干燥箱箱壁预留的开孔处安装气密接口，罐外线缆通过该气密接口引出罐外。

线路连接完成后，打开安装了测试软件的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对待测粘结剂施加模拟空间环境，采集该环境下待测粘结剂产生的应变，具体为：

对鼓风干燥箱施加高温，通过鼓风干燥箱内部的加热套管来实现，升温速率为6℃/min，加热到150℃结束后保温120分钟，之后关闭加热组件，随鼓风干燥箱冷却至室温。使用安装了测试软件的电脑全程采集待测粘结剂的应变值。

实施例11

本实施例提供了一种用于模拟空间环境下的应变测试系统用于测试太阳电池在模拟空间环境下的应变测试方法，具体包括以下步骤：

(1)使用胶黏剂将应变传感器与太阳电池粘贴，具体为：

太阳电池为钙钛矿太阳电池，应变传感器为电阻应变计，胶黏剂为常温固化胶。将胶黏剂均匀涂在应变传感器的背面，将应变传感器对准所要粘贴的太阳电池的位置，使用指压将传感器固定在太阳电池粘贴位置，保持指压1分钟，固化时间24小时。

(2)将粘贴后的应变传感器与模拟空间环境的工作罐内的数据传输线连接，具体为：

利用电阻焊的焊接方法，将每一片应变传感器的两端导线与镀膜机内的数据传输线相连接。

(3)真空镀膜机外的数据传输线与信号接收装置的数据传输线连接，具体为：

利用电阻焊的焊接方法，将真空镀膜机外的数据传输线的一端与信号接收装置的数据传输线相连接。

(4)真空镀膜机内与机外数据传输线连接，并调试信号，具体为：

真空镀膜机内部与外部的数据传输线连接通过手工锡焊方法直接焊接完成，通过在真空镀膜机机壁预留的开孔处安装气密接口，镀膜机外线缆通过该气密接口引出罐外。

线路连接完成后，打开安装了测试软件的电脑，调试线路，观测线路是否导通或测试曲线是否正常。

(5)对太阳电池施加模拟空间环境，采集该环境下太阳电池产生的应变，具体为：

施加的模拟空间环境为真空10^-3pa，施加30分钟后，继续保持抽真空的状态，此时对真空镀膜机施加高温，通过真空镀膜机内部的加热套管来实现，升温速率为10℃/min，加热到110℃结束后保温120分钟，之后关闭加热组件，随真空镀膜机冷却至室温。使用测试示波器全程采集太阳电池的应变值。

本发明主要采用两大措施保证采集应变值可靠。

首先，使用的应变传感器为专门的应变传感器厂家生产的耐高温应变传感器，其实际使用温度范围严格控制在其说明书中规定的工作范围内。

其次，为充分排除环境因素对应变片的自身形变的影响，在每次测试时都会设置一片应变片(待测元件)作为温度补偿片，以消除应变片自身形变带来的误差。

采集上述太阳电池的应变值主要是要反应太阳电池在模拟空间环境下所受到的应变应力情况，根据此应变情况，结合太阳电池的机械应力极限值，就可以找出太阳电池在模拟空间环境下应变较大的区间，找出易发生电池片碎裂的时间区域，指导技术人员制定相应的设计或工艺措施，减少太阳电池在模拟空间环境下所受到的应变，提高太阳电池片产品的可靠性。

通过对太阳电池在模拟空间环境下的应变信息的掌据，同样可以应用到航天飞行器中，因为直接在空间环境做此试验难度太大，只能通过对太阳电池施加模拟空间环境，对于模拟空间环境中采集到的太阳电池应变数据可以较好地反应出航天飞行器太阳电池所受到的应力应变，对于发生较大应变的空间环境，则可以帮助科研工作人员提早对太阳电池做出工艺或设计的改进，以减小应变值，减少太阳电池的碎片数量，保证航天器的安全可靠。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。