[發明專利]厚膜壓力傳感器中補償電阻和感應電阻的位置結構

無效

• 申請號: 200810041274.X
• 申請日: 2008-08-01
• 公開（公告）號: CN101639394A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 伍正輝
• 申請（專利權）人: 上海朝輝壓力儀器有限公司
• 主分類號: G01L19/00
• 分類號: G01L19/00;G01L19/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 胡美強

技術領域

本發明涉及一種厚膜壓力傳感器，尤其涉及該傳感器中的補償電阻和感應電阻。

背景技術

厚膜陶瓷壓阻式壓力變送器已廣泛應用于：工業過程控制、環境監控、液壓和氣壓系統、自動裝置和制動系統。采用厚膜陶瓷壓力芯體組裝的壓力變送器、遠傳壓力表、液位變送器可廣泛應用于石油、化工、機械、冶金、電力、水文、環保、動力、農業、礦業、市政、汽車及國防、科研等部門和行業。

國際厚膜壓力傳感器廠家同步進行了一體化厚膜壓力傳感器的研究和開發。試制成功了HB2018一體化厚膜壓力傳感器。一體化厚膜壓力傳感器是國際上近年來才試制成功的第三代陶瓷壓力傳感器。HB2018陶瓷壓力傳感器是采用鋼玉陶瓷基體(99％A1203)，專利壓阻漿料Hybrid工藝和功能激光修調技術，確保每個傳感器具有一致的電特性和可靠性。專利制造技術的一體化結構的采用，使傳感器的工作溫度達-40℃…+135℃，過載壓力5倍以上，一體化厚膜壓力傳感器克服了普通厚膜壓力傳感器芯片與陶瓷環采用黏結工藝而采用芯片與陶瓷環實現一體化，從而使傳感器的線性、重復和遲滯性(Linearity，Hysteresis&Repeatabil?ity)有顯著的提高。同時，一體化結構克服了普通厚膜壓力傳感器芯片與陶瓷環的電氣聯接采用導電樹脂互聯而采用直接互聯，傳感器的可靠性、穩定性和工作溫度范圍大大得到提高。一體化厚膜壓力傳感器的優異性能，是壓力傳感器的發展方向。

HB2018厚膜壓力傳感器主要技術參數：

壓力范圍bar?2?5?10?20?50

過載壓力bar?7?12?25?50?120

靈敏度Mv/v?1.8-3.0??2.6-4.5??3.6-6.0??2.6-3.8??4.3-6.5

序號特性單位規范：

1.激勵電壓VDC/stabilized?5-30

2.橋路阻抗KΩ±20％11

3.滿度信號范圍Mv/v1.8-6.5

4.零位輸出Mv/v?0-±0.2

5.線性、重復性和遲滯性％FS0?typ≤±0.2-0.4

6.參考溫度范圍℃25

7.工作溫度范圍℃-40-+125

8.穩定性％FS/每年±0.2

9.靈敏度溫飄％FS/℃≤±0.0150-70℃

10.零位溫飄％FS/℃≤±0.020-70℃

11.時飄％≤0.02

總體來說，其性能是比較優越，但有存在這樣的缺點：

第一，工藝繁瑣：補償和感應電阻采用不同方阻材料，工序復雜(見

圖1)；其中：R1、R2、R3、R4為感應電阻10K每方(在感應區內見圖2、

圖3)，R5、R6為補償電阻100R每方。由于是兩種方阻就要準備兩種的電

阻料，而這種料制備也是及其繁瑣和昂貴的，分兩次印刷；

第二，輸入阻抗控制難：因厚膜工藝有其特殊性只有燒結好才知阻值的多少，常規的方數和方阻加上在一定范圍內的厚度變化，通常控制精度在正負20％，也就是說如要求10K的阻抗，也只能控制在8k～12K之間；

溫漂難控制：因為感應電阻不能修阻導致R1和R2只能靠印刷精度保證即有正負20％的偏差，從圖3上看出R1和R2從左向右看是分壓電阻，從右向左看因R3和R4可通過R5和R6調阻平衡。假設R1為11K、R2為9K、R6+R4為10K，輸入10VDC，攝氏25度到85度電阻變化0.1％，調零點后R6+R4+R1＝R5+R3+R2，R6+R4＝R5+R3，

那輸出為25度時，

為0mv；

85度時，

10V/[(R6+R4+R1)(1+0.1％)]*R1(1+0.1％)-10V/[(R5+R3+R2)(1+0.1％)]*R2(1+0.1％)＝10V/[(R6+R4+11K)(1+0.1％)]*11.011K-10V/[(R6+R4+9K)(1+0.1％)]*9.009K＝5.238-4.766＝0.498mv。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供了一種厚膜壓力傳感器中補償電阻和感應電阻的位置結構，旨在解決上述的問題。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：