[實用新型]基于陶瓷基底應變片的力敏傳感器

有效

• 申請號: 201220703248.0
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN202974521U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 周敬訓
• 申請（專利權）人: 無錫萊頓電子有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L9/04
• 代理公司: 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 孫力堅

技術領域

本實用新型涉及力敏傳感裝置，特別涉及一種基于陶瓷基底應變片的壓力、稱重等力敏傳感器。

背景技術

通常的電阻應變式壓力、稱重等力敏傳感器是由電阻應變片用有機粘接劑粘貼在傳感器彈性體上制成。常規的電阻應變片主要由基底、電阻敏感柵和保護層構成，基底是將傳感器彈性體表面的應變傳遞到電阻敏感柵上的中間體，并起到敏感柵和彈性體之間的絕緣作用，用有機粘合劑將電阻應變片和彈性體粘接在一起，電阻敏感柵可以將彈性體的應變轉換成電阻變化。這種傳感器存在三大難以克服的缺陷：1.應變片和彈性體粘接不牢，直接影響傳感器的性能，2.因有機粘合劑易老化，造成傳感器使用壽命短3.不適合高溫條件下使用。

另有一種傳感器，它的彈性體是由陶瓷材料制成，應變電阻是厚膜電阻，采用絲網印刷工藝將導體和電阻漿料印刷在彈性體表面，通過高溫（通常是850℃）燒結將導體材料和電阻材料附著在彈性體表面，因電阻漿料燒結后具有壓阻效應，從而將彈性體的應變轉換成電阻變化，這種傳感器雖然避免了使用粘合劑粘貼應變片的一些缺陷，但不適合金屬彈性體：1.需要解決電阻和金屬的絕緣問題，2.金屬材料經過850℃高溫后性能嚴重下降，已經無法達到傳感器彈性體的性能要求。

采用濺射工藝生產的濺射薄膜傳感器，工藝復雜、成本高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種能有效的解決上述問題，性能穩定、工藝簡單、成本低、耐高溫的基于陶瓷基底應變片的力敏傳感器。

本實用新型的技術方案如下：

一種基于陶瓷基底應變片的力敏傳感器，包括陶瓷基底應變片以及傳感器彈性體，用封接玻璃層將陶瓷基底應變片和傳感器彈性體牢固連接。

其進一步的技術方案為：所述陶瓷基底應變片由陶瓷基片、導體層、電阻層組成，導體層和電阻層在陶瓷基片的上表面。

其進一步的技術方案為：所述封接玻璃層是用封接玻璃漿料通過絲網印刷方式置于陶瓷基底應變片的底面或傳感器彈性體上。

本實用新型的有益技術效果是：

本實用新型包括陶瓷基底應變片以及傳感器彈性體，陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、機械強度高、熱膨脹系數低等諸多優點，連接陶瓷基底應變片和傳感器彈性體的是封接玻璃，是將封接玻璃漿料印刷于陶瓷基底應變片的底面或傳感器彈性體上形成的，將陶瓷基底應變片放置在傳感器彈性體的敏感區，經加熱，封接玻璃層熔化，冷卻后使陶瓷基底應變片和傳感器彈性體牢固結合；根據所述封接玻璃層漿料配方不同，加熱固化溫度范圍為400～700度，傳感器彈性體在應力作用下會產生應變，并傳遞給陶瓷基底應變片，導致該應變片上的應變電阻阻值成線性關系的變化。

本實用新型提供的基于陶瓷基底應變片的力敏傳感器，適合金屬彈性體和非金屬彈性體，特別在金屬彈性體上使用更具明顯優勢，可以滿足高溫環境要求，且工藝簡單可靠、成本低，性能穩定、精度高。

本實用新型附加的優點將在下面具體實施方式部分的描述中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

圖1是本實用新型中具有由四個應變電阻組成完整惠斯通電橋的陶瓷基底應變片的層次圖。

圖2是本實用新型中具有由四個應變電阻組成完整惠斯通電橋的陶瓷基底應變片的俯視圖。

圖3是本實用新型中具有單個應變電阻的陶瓷基底應變片的層次圖。

圖4是本實用新型中具有單個應變電阻的陶瓷基底應變片的俯視圖。

圖5是本實用新型實施例一的主視圖。

圖6是本實用新型實施例一的俯視圖。

圖7是本實用新型實施例二的主視圖。

圖8是本實用新型實施例二的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步說明。

陶瓷基底應變片是本實用新型力敏傳感器的一個組成部分。圖1、圖2是具有由四個應變電阻組成完整惠斯通電橋的陶瓷基底應變片的示意圖，包括氧化鋁陶瓷基片101，在陶瓷基片101的上表面有導體層102和電阻層103，電阻層103是具有壓阻效應的厚膜電阻。圖3、圖4是具有單個應變電阻的陶瓷基底應變片的示意圖，包括氧化鋁陶瓷基片201，在陶瓷基片201的上表面有導體層202和電阻層203，電阻層203是具有壓阻效應的厚膜電阻。

實施例一：