[實用新型]一種小型化壓阻式壓力傳感器

有效

• 申請號: 201520794102.5
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN205209668U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 張艷華;陳玉玲;馬佳;趙爽;史巖峰;邰愛民
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于壓力傳感器技術領域，具體涉及一種壓阻式壓力傳感器。

背景技術

沿著半導體的某一軸向施加力的作用，半導體的電阻率會發生顯著的變化，這種 現象稱為半導體的壓阻效應。利用半導體的壓阻效應制成的壓力傳感器即為壓阻式壓力傳 感器。

壓阻式壓力傳感器在軍事和航空航天領域應用廣泛，許多應用場合對傳感器的可 靠性和溫度誤差都有嚴格的要求，而應用于航天型號的產品對產品的質量和尺寸又有嚴格 的要求。目前研制的高可靠性壓力傳感器中，硅-藍寶石結構的壓力傳感器因具有絕佳的結 構強度和溫度特性而占有大量市場，但是該傳感器價格昂貴，質量大且結構復雜，不利于產 品的小型化趨勢。

本發明提出了一種小型化壓阻式壓力傳感器的結構設計，既能縮小產品的尺寸和質量，還能保證產品具有優良的溫度特性和結構強度。結構設計主要包括傳感器的機械結構、電路板的結構設計及產品的內部裝配結構設計。采用本發明提出的結構設計，壓阻式壓力傳感器整機尺寸為質量小于100g，同時全溫度范圍總精度小于1％，可承受3倍設計量程壓力。

本發明設計的壓力傳感器機械結構包括引壓嘴、轉接件、外殼、頂蓋和電連接器。 壓力傳感器的敏感元件通過焊接連接到引壓嘴上，外殼與引壓嘴焊接連接，轉接件連接引 壓嘴并固定電路板，外殼和頂蓋通過螺釘連接，電連接器與頂蓋通過螺釘連接。傳感器的電 路板設計采用了智能溫度補償技術，既能消除溫度誤差，又能調整傳感器的輸出范圍。該技 術調試過程高效整潔，可以顯著地提高生產效率和可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種小型化壓阻式壓力傳感器，既能縮小產品的尺寸和質 量，還能保證產品具有優良的溫度特性和結構強度。

本發明提供了一種小型化壓阻式壓力傳感器，包括：頂蓋、外殼、引壓嘴、轉接件、 敏感元件，頂蓋與外殼固定連接，轉接件與引壓嘴固定連接，引壓嘴上端焊接敏感元件，轉 接件與外殼焊接連接。

所述壓阻式壓力傳感器還包括電路板，固定在轉接件上端，所述電路板基于信號 調理芯片設計智能溫度補償電路。

所述的壓阻式壓力傳感器還包括電連接器，通過2個螺釘固定在頂蓋上，螺釘上端 涂覆硅橡膠。

進一步的，所述轉接件材料是鋁，所述轉接件上端有螺紋孔和弧形槽，下端有內螺 紋孔，用于固定電路板和連接引壓嘴。

進一步的，所述敏感元件為MEAS87N。

進一步的，所述外殼通過4個螺釘固定頂蓋，螺釘上涂膠。

進一步的，所述電路板尺寸

進一步的，所述傳感器尺寸外徑為質量小于100g。

本發明的有益效果如下：

本發明設計采用了基于MEMS技術制作的壓阻敏感元件，該元件體積小、質量輕且 過載能力強。為了防止傳感器發生泄露，本發明敏感元件和引壓嘴之間焊接連接，該密封結 構可保證產品具備3倍設計量程的過載能力，引壓嘴和外殼材料為不銹鋼，外殼和引壓嘴焊 接連接；頂蓋和轉接件材料為鋁，該材料輕且工藝性好。外殼和頂蓋表面處理經導電氧化后 具有更好的耐腐蝕性，所述壓力傳感器全溫度范圍內精度小于1％。

為檢驗該結構設計的傳感器的效果，應用這種結構設計生產了3只樣機，整機尺寸為質量均小于100g。傳感器能夠承受3倍量程的壓力過載，并且順利通過振動、溫循、沖擊、過載及低氣壓等嚴酷條件的試驗。試驗后壓力傳感器測試結果表明，傳感器的零位輸出電壓分布在200mV～202mV之間，滿量程輸出電壓分布在4.798V～4.801V之間，常溫精度分布在0.121％～0.206％之間，全溫度范圍總精度分布在：0.326％～0.877％之間，均能很好的滿足設計指標的要求。

附圖說明

圖1是本發明的壓阻式壓力傳感器的結構圖；

1-引壓嘴2-轉接件3-敏感元件4-螺釘5-外殼6-電路板7-導線8- 螺釘9-螺釘10-頂蓋11-電連接器A-焊縫B-焊縫

圖2是本發明引壓嘴的結構圖；

圖3是本發明轉接件的主視圖；

圖4是本發明轉接件的俯視圖；

圖5是本發明外殼的結構圖；

圖6是本發明頂蓋的主視圖；

圖7是本發明頂蓋的俯視圖。

具體實施方式