[實(shí)用新型]低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320558902.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203490009U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎明誠(chéng);戚龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西電器研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01L1/22
• 分類(lèi)號(hào): G01L1/22
• 代理公司: 西安文盛專(zhuān)利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型內(nèi)容屬于電子感測(cè)衡器技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種測(cè)力傳感器，尤其涉及一種高可靠性、長(zhǎng)壽命并耐惡劣環(huán)境的低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器。

背景技術(shù)

常見(jiàn)測(cè)力或者稱(chēng)重傳感器多采用粘貼電阻應(yīng)變計(jì)的方式，適用溫度范圍窄，體積大，但對(duì)于可靠性要求高、質(zhì)量輕、體積小的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，傳統(tǒng)的粘貼式傳感器無(wú)法滿(mǎn)足要求。

作為改進(jìn)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，濺射鍍膜應(yīng)力傳感器技術(shù)也有公開(kāi)的報(bào)道，如專(zhuān)利號(hào)為ZL200910022781.3的發(fā)明專(zhuān)利——集成溫度的薄膜壓力傳感器，該專(zhuān)利將濺射成膜技術(shù)應(yīng)用到壓力傳感器的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，可以制造小尺寸、集成化的壓力傳感器，但是受到傳感器結(jié)構(gòu)的限制，該技術(shù)仍難以在較寬的溫度范圍內(nèi)、可靠地實(shí)現(xiàn)低量程的應(yīng)力參數(shù)測(cè)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是解決現(xiàn)有傳感器存在的難以在較寬的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低量程的應(yīng)力參數(shù)測(cè)量的缺陷，提供一種體積小、質(zhì)量輕、使用壽命長(zhǎng)、可靠性好的低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器。

本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：

一種低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器，包括彈性體、底座、蓋板和連接螺桿，彈性體的中部為薄片，薄片上濺射有薄膜電阻應(yīng)變敏感單元；底座中心為凹陷結(jié)構(gòu)，底座和彈性體固為一體，且彈性體中部可在底座的凹陷處產(chǎn)生形變；連接螺桿的一端固定在彈性體上，另一端作為拉力或壓力的一個(gè)施力端。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，蓋板中心設(shè)置有通孔，連接螺桿穿過(guò)蓋板中心的通孔，其一端固定在彈性體上，另一端作為拉力或壓力的一個(gè)施力端；底座的外端中心設(shè)置有延長(zhǎng)桿，并作為拉力或壓力的另一個(gè)施力端。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，底座中心設(shè)置有通孔，連接螺桿穿過(guò)底座中心的通孔裝入彈性體中，連接螺桿的外端作為拉力或壓力的一個(gè)施力端；蓋板上均布有螺紋孔，可用于固定施力部件，并作為拉力或壓力的另一個(gè)施力端。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，連接螺桿與彈性體的固定端設(shè)置有鎖緊螺母。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，彈性體的中部為三個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的彈性梁，彈性梁呈中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，一端設(shè)置在彈性體中心，另一端設(shè)置在彈性體的外周，在彈性梁的表面濺射有薄膜電阻應(yīng)變敏感單元。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，薄膜電阻應(yīng)變敏感單元由內(nèi)層的氧化硅介質(zhì)膜和外層的鎳鉻合金膜組成。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，彈性梁的寬度為1mm～3mm，厚度為0.3mm～1.0mm。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，彈性梁的寬為1mm、2mm或3mm，厚度為0.3mm、0.6mm或1mm。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，底座和彈性體通過(guò)激光焊接在一起。

上述低量程濺射薄膜型測(cè)力傳感器中，彈性體、底座、蓋板、連接螺桿和鎖緊螺母的制作材料均為17-4PH。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

1、本實(shí)用新型通過(guò)半導(dǎo)體制程工藝，采用將薄膜電阻應(yīng)變敏感單元濺射在薄片的彈性體上的工藝結(jié)構(gòu)并采用中心凹陷的底座對(duì)傳感器進(jìn)行保護(hù)，產(chǎn)品的尺寸小、質(zhì)量輕、精度高、壽命長(zhǎng)，同時(shí)具有高可靠性，該測(cè)力傳感器的使用溫度范圍為-60℃～120℃，適用真空環(huán)境低至10^-5Pa，環(huán)境濕度對(duì)產(chǎn)品基本無(wú)影響，利于傳感器在惡劣環(huán)境下使用，從而拓展了濺射技術(shù)在低量程力學(xué)量測(cè)量中的應(yīng)用；

2、本實(shí)用新型的彈性體上設(shè)置了三個(gè)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的彈性梁，薄膜電阻應(yīng)變敏感單元濺射在彈性梁上，彈性梁厚度和寬度較小，增加了系統(tǒng)的靈敏度，使得其可用于低量程的應(yīng)力處理，且不同的傳感器測(cè)量量程可通過(guò)改變彈性梁的厚度和寬度制成，具有廣泛的適用性；

3、本實(shí)用新型的連接螺桿與彈性體的固定端設(shè)置有鎖緊螺母，一方面保證了二者的可靠連接，同時(shí)鎖緊螺母對(duì)彈性體的應(yīng)變起起保護(hù)和過(guò)載限位作用，增加了傳感器的可靠性；

4、本實(shí)用新型的敏感單元采用濺射成膜工藝，通過(guò)拋光、濺鍍介質(zhì)膜、濺鍍合金膜、光刻、等離子刻蝕、激光調(diào)阻等多步工序，與集成電路生產(chǎn)工序精密結(jié)合在一起，既提高了產(chǎn)品性能，同時(shí)增大了產(chǎn)能，降低了成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型彈性體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型另一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：1－彈性體，2－底座，3－蓋板；4－連接螺桿，5－鎖緊螺母，6－固定螺釘，7－薄膜電阻應(yīng)變敏感單元，8－延長(zhǎng)桿，9—彈性梁。