[實用新型]分體式濺射薄膜壓力傳感器

有效

• 申請號: 201520445766.0
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN204679199U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 唐俐;黎啟勝;李思忠;劉偉;王小龍;鄧書權;汪勝;王農;季錫林;姜蜀寧;朱昌亞;何建軍;趙川梅
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G01L9/04
• 分類號: G01L9/04
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本實用新型涉及一種壓力傳感器，尤其涉及一種分體式濺射薄膜壓力傳感器。

背景技術

測量氣體或液體壓力時，傳統的壓力傳感器采用的是整體結構式應變壓力傳感器，它由引壓腔體、彈性盲孔元膜片和封裝外殼連為一體的整體式結構，并在彈性盲孔元膜片表面用粘接膠粘貼應變計、焊接引線插座而組成。其工作原理是：介質壓力通過引壓腔體將壓力加至內部彈性盲孔元膜片上，元膜片受力彎曲變形，膜片另一面粘貼的應變計產生徑向和周向應變，通過組成的惠斯通電橋，將應變轉換成正比例變化的電信號輸出，從而實現對介質壓力的測量。

這種連為一體的整體結構式壓力傳感器的敏感膜片為內置盲孔式，敏感膜片與引壓部分為整體結構并嵌入在外殼內部，需要一塊整體材料切削加工而成，材料浪費較多，加工成本高，加工難度大，膜片加工精度難以控制，不易于在磨床加工及研磨處理，不易于敏感元件的制成以及工藝的改進，無法采用目前先進的MEMS技術制作工藝，不易于實現傳感器的批量生產，而且內置彈性元膜片的厚度、厚度的一致性及形位公差很難控制，這嚴重影響了傳感器最重要的線性指標；傳感器的敏感元件必須依賴粘接膠粘貼應變計制成，致使最終性能對機械加工和對人工制作的工藝過程具有較大的依耐性，粘接膠的使用使得傳感器敏感元件對周圍環境的影響比較敏感，穩定性和可靠性較低，特別是當環境溫度過高或過低時，傳感器的性能將受到嚴重影響甚至失效。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種分體式濺射薄膜壓力傳感器。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

一種分體式濺射薄膜壓力傳感器，包括引壓腔體、敏感元件、信號調理電路板、封裝外殼和組合插座，所述引壓腔體與所述敏感元件的壓力感應端連接，所述敏感元件的信號輸出端與所述信號調理電路板的壓力檢測端連接，所述信號調理電路板的信號輸出端與所述組合插座的內端連接；所述敏感元件包括一個具有彈性的杯狀本體，所述杯狀本體的閉口端外端面上設有濺射而成的合金薄膜，所述合金薄膜上設有光刻而成的圓膜式應變片，所述圓膜式應變片的信號輸出端與所述信號調理電路板的壓力檢測端連接，所述杯狀本體的開口端與所述引壓腔體的內端連接且與所述引壓腔體的引壓孔相通，所述分體式濺射薄膜壓力傳感器還包括安裝螺栓、電路板支撐墊圈和“S”形彈簧式接觸片，所述引壓腔體與所述封裝外殼的第一端之間通過所述安裝螺栓連接，所述封裝外殼的第二端與所述組合插座連接，所述信號調理電路板的信號輸出端與所述“S”形彈簧式接觸片的一端連接，所述“S”形彈簧式接觸片的另一端與所述組合插座的內端接觸，所述信號調理電路板通過所述電路板支撐墊圈安裝于所述安裝螺栓上，所述敏感元件、所述電路板支撐墊圈、所述信號調理電路板和所述“S”形彈簧式接觸片均置于所述封裝外殼內。

具體地，所述引壓腔體的內端設有定位空心圓柱，所述定位空心圓柱的圓周外形成外徑依次增大的第一引壓腔體環形平臺和第二引壓腔體環形平臺，所述敏感元件的杯狀本體的開口端套裝于所述定位空心圓柱上且其開口端端面焊接于所述第一引壓腔體環形平臺上，所述安裝螺栓套裝于所述引壓腔體的內端且所述安裝螺栓的第一端端面焊接于所述第二引壓腔體環形平臺上；所述安裝螺栓的第二端端面設有外徑依次增大的第一安裝螺栓環形平臺和第二安裝螺栓環形平臺，所述電路板支撐墊圈的一端端面置于所述第一安裝螺栓環形平臺上，所述封裝外殼的一端端面焊接于所述第二安裝螺栓環形平臺上，所述信號調理電路板粘接于所述電路板支撐墊圈的另一端端面。

所述敏感元件的圓膜式應變片的信號輸出端與所述信號調理電路板的壓力檢測端通過金絲連接。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型通過采用光刻的圓膜式應變片作為應變元件并與敏感元件的杯狀本體形成固化結構，消除了傳統粘貼應變片在生產中環境溫度對粘接膠的嚴重影響而引起性能不穩定的問題，提高了壓力傳感器的穩定性和可靠性；具體表現如下：

1、敏感元件是由直接真空濺射金屬合金薄膜并采用光刻工藝制備成圓膜式應變片，便于批量制備圓膜式應變片，也使得生產工藝中不再使用應變計粘接膠，徹底消除了粘接膠帶來的影響而引起傳感器性能的不穩定，提高了壓力傳感器的穩定性和可靠性，并降低了加工成本。

2、敏感元件與引壓腔體、安裝螺栓采用分離設計，三個元件逐件焊接，便于批量加工引壓腔體和安裝螺栓，降低材料的加工損耗，消除了引壓腔體內微小盲孔的加工，降低加工難度，降低加工成本。