[實(shí)用新型]應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120186881.2
• 申請(qǐng)日: 2011-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN202126319U
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡偉全;李峰;左妮娜;宋偉琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蚌埠高靈傳感系統(tǒng)工程有限公司
• 主分類號(hào): G01L1/22
• 分類號(hào): G01L1/22
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所 34113
• 代理人: 楊晉弘

技術(shù)領(lǐng)域??

本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器。

背景技術(shù)

測(cè)力或測(cè)壓力的傳感器有許多種，如擴(kuò)散硅壓力傳感器，應(yīng)變式厚膜傳感器，電阻應(yīng)變式傳感器，薄膜傳感器等。擴(kuò)散硅壓力傳感器是在一個(gè)硅片上采用擴(kuò)散、光刻、腐蝕的工藝方法制作而成的；厚膜傳感器則是在一個(gè)陶瓷芯片上采用厚膜電路工藝制作而成。電阻應(yīng)變式傳感器，是在金屬?gòu)椥泽w采用粘貼電阻應(yīng)變計(jì)的方法制作而成的。由于電阻應(yīng)變計(jì)采用粘貼方法與金屬?gòu)椥泽w聯(lián)為一體，大多采用手工生產(chǎn)，使得生產(chǎn)效率低，橋路電阻值不可能做大，最終使得該傳感器具有精度較差、溫度范圍宅、溫度系數(shù)大、體積大、生產(chǎn)效率低等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中粘貼的電阻應(yīng)變式傳感器固有的缺陷，提出的一種改進(jìn)的應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器，其特征在于彈性體上先設(shè)置一層絕緣層，絕緣層上再設(shè)置一層四個(gè)應(yīng)變電阻以及一組導(dǎo)帶，導(dǎo)帶將四個(gè)應(yīng)變電阻連接組成惠斯頓電橋，最后在應(yīng)變電阻及導(dǎo)帶上設(shè)置一層絕緣保護(hù)層。

所述的應(yīng)變電阻是先在絕緣層濺射一層電阻層，利用光刻技術(shù)光刻電阻圖形，再利用濕法腐蝕電阻的方法對(duì)電阻層進(jìn)行腐蝕形成需要的應(yīng)變電阻及其設(shè)計(jì)的阻值。

所述的一組導(dǎo)帶是由真空鍍膜一層金屬導(dǎo)帶層，利用光刻技術(shù)光刻導(dǎo)帶圖形，形成一組對(duì)稱的導(dǎo)帶，它將四個(gè)應(yīng)變電阻按照惠斯頓電橋和差特性和電阻受力發(fā)生變化的原理組成一個(gè)惠斯頓電橋。

最后蒸發(fā)一層應(yīng)變電阻及導(dǎo)帶的絕緣保護(hù)層，形成應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器。

在這種一體式傳感器彈性體上，還可以用濺射工藝制作成各種信號(hào)調(diào)理電路，使傳感器和調(diào)理電路集成為一體的形式。

本實(shí)用新型提供的應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器，其他類型的傳感器相比較具有量程范圍寬、橋路電阻值可以做的很大、精度高、可靠性好、使用溫度范圍寬、溫度系數(shù)小、體積小、生產(chǎn)效率高適合大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型提供的壓力傳感器中的彈性體的剖視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本實(shí)用新型提供的應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器的外形結(jié)構(gòu)圖；

圖4為惠斯頓電橋；

圖5為本實(shí)用新型提出的彈性體兩面設(shè)有應(yīng)變電阻的測(cè)力傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1、如圖2，在彈性體1上先濺射一層絕緣層2，絕緣層2可以采用二氧化硅，再濺射一層應(yīng)變電阻層，利用光刻技術(shù)光刻電阻圖形，再利用濕法腐蝕電阻層的方法對(duì)電阻層進(jìn)行腐蝕形成需要應(yīng)變電阻R1、R2、R3、R4以及電阻值。然后真空鍍膜一層導(dǎo)帶層，利用光刻技術(shù)光刻導(dǎo)帶圖形，形成一組對(duì)稱設(shè)置的導(dǎo)帶3、3a，它將四個(gè)應(yīng)變電阻R1、R2、R3、R4按照惠斯頓電橋和差特性和電阻受力發(fā)生變化的原理組成一個(gè)惠斯頓電橋（如圖4所示），最后蒸發(fā)一層絕緣保護(hù)層4對(duì)應(yīng)變電阻及導(dǎo)帶進(jìn)行保護(hù)，形成應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器。

圖2中的導(dǎo)帶3的布線結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要布置的各種需要的形狀，這部分屬于公知技術(shù)領(lǐng)域。導(dǎo)帶3a起到橫向連接作用。

圖3為本實(shí)用新型提供的應(yīng)變電阻與彈性體一體式傳感器的外形圖，它由彈性體1（包括其上面設(shè)置的一體式應(yīng)變電阻）、引線5、外殼6和五芯插座7組成。其中引線5與彈性體1中的導(dǎo)帶對(duì)應(yīng)連接后、再與五芯插座7連接。

圖4為惠斯頓電橋，把四個(gè)用濺射工藝制作的應(yīng)變電阻R1、R2、R3、R4根據(jù)受力情況組成一個(gè)惠斯頓電橋，當(dāng)電橋加上電壓并且傳感器受到力的作用時(shí)，外力將引起彈性體變形，產(chǎn)生應(yīng)變，電阻受到應(yīng)變的作用而產(chǎn)生電阻變化，其中兩個(gè)電阻阻值增加，另兩個(gè)電阻阻值減少，根據(jù)電橋的和差特性，將在電橋的另兩端產(chǎn)生于一個(gè)正比于力（或壓力）變化的電信號(hào)輸出。

圖5為本實(shí)用新型提供的另一種測(cè)力傳感器的示意圖，分別在彈性體1的每個(gè)受力面上濺射兩個(gè)應(yīng)變電阻及相應(yīng)的導(dǎo)帶3，并組成惠斯頓電橋從而形成帶有應(yīng)變電阻一體式的彈性體。