[發(fā)明專利]新型傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611228613.6
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106802199A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 濮毅德
• 申請（專利權(quán)）人: 吳中區(qū)穹窿山德毅新材料技術(shù)研究所
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L9/06
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務(wù)所(普通合伙)11264
• 代理人: 劉俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傳感器，具體涉及一種新型傳感器，尤其是一種新型壓力傳感器。

背景技術(shù)

上世紀80年代傳統(tǒng)的壓力傳感器使用厚膜陶瓷技術(shù)，經(jīng)過多年的發(fā)展雖然其現(xiàn)在陶瓷芯體的制作成本已有大幅的下降，但由于陶瓷材料極其脆性特點，不能抗液體壓力沖擊過載，抗震動能力差，靈敏度輸出很低，可靠性差，從而被淘汰。上世紀90年代又出現(xiàn)了一種新的壓力傳感器，在芯體的制作成本上其仍然保持這低成本的特性，其解決了厚膜陶瓷抗震動能力差，同時提高了一定的抗壓力沖擊過載能力，但由于其結(jié)構(gòu)原理使用了膠粘金屬應(yīng)變片技術(shù)，有機膠的疲勞導(dǎo)致傳感器整體壽命較短，由于膠的蠕變導(dǎo)致測量精度會隨使用時間降低同時靈敏度輸出依然很低。

近年來將此技術(shù)進行了改進，利用高溫玻璃粉燒結(jié)硅應(yīng)變片技術(shù)代替了膠粘金屬應(yīng)變片技術(shù)，其芯體制作成本雖然有小幅上升卻解決了傳感器的壽命問題和測量精度隨時間變化問題，同時利用硅應(yīng)變片大幅提高了靈敏度輸出但由于燒結(jié)玻璃粉工藝中玻璃粉層很薄，面積就相對較大，對于較為脆性的玻璃材料來說，在受到壓力快速過載沖擊及溫度沖擊時會出現(xiàn)燒結(jié)玻璃層斷裂的現(xiàn)象，

另外，現(xiàn)有壓力傳感器，當它靈敏度高的時候，測量精度就差，這一直本領(lǐng)域的一個難以化解的矛盾體。

鑒于此，提出一種新型傳感器本發(fā)明所要研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型傳感器，旨在解決以上缺點，在不降低靈敏度的同時提高壓力傳感器的測量精度，并且提高壓力傳感器的使用壽命。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：新型傳感器，包括一激勵電源、三個壓力傳感器本體、一熱電阻以及三個壓力傳感器數(shù)據(jù)表，所述三個壓力傳感器本體并聯(lián)，針對每個壓力傳感器本體均連接一壓力傳感器數(shù)據(jù)表，三個壓力傳感器本體均分別與所述激勵電源和熱電阻連接，所述激勵電源給所述壓力傳感器本體、熱電阻以及壓力傳感器數(shù)據(jù)表供電；

每個所述壓力傳感器本體均包括一外部封裝殼以及設(shè)在該封裝殼內(nèi)的芯體、芯座以及集成電路板；所述外部封裝殼包括一基板和一罩殼，所述罩殼上設(shè)有若干通孔，所述基板上設(shè)有定位凹部、一電路板固定槽，在該定位凹部內(nèi)均設(shè)有一緩沖墊片，且緩沖墊片的高度低于所述定位凹部的深度，芯體的頂部與基板的平面齊平；緩沖墊片均為一空心墊片，且墊片的中部設(shè)有卡槽，在裝配狀態(tài)下，所述芯座卡設(shè)在該緩沖墊片的卡槽中，并通過該緩沖墊片定位在該定位凹部當中；所述芯體包括一硅壓阻敏感元件，該硅壓阻敏感元件內(nèi)部設(shè)有電橋，所述硅壓阻敏感元件外部由外至內(nèi)依次覆蓋有氧化硅層和氮化硅層；所述芯體設(shè)在芯座內(nèi)，所述集成電路板固設(shè)于電路板固定槽內(nèi)；

每個壓力傳感器本體上還包括上、下電極以及壓力膜；三個壓力傳感器本體的下電極分別通過金屬鋁線匯總。

作為本發(fā)明的進一步改進，三個壓力傳感器本體的下電極分別通過金屬鋁線匯總。

作為本發(fā)明的進一步改進，每個所述壓力膜均呈正方形。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述罩殼包括一框架和一頂板，所述頂板和基座平行布置，且框架垂直于基座或頂板布置，且框架設(shè)置與基板和頂板之間。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述框架和所述頂板通過一體成型連接。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述緩沖墊片采用中部空心的片狀橡膠墊圈。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述壓力傳感器本體和基板可拆卸連接。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述集成電路板中還包括一微處理芯片和一壓力信號采集模塊，所述壓力傳感器的下電極與壓力信號采集模塊連接，所述壓力采集模塊與微處芯片連接。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述微處理芯片采用AT89S52單片機。

作為本發(fā)明的進一步改進，每個電路板固定槽中均設(shè)有多個在電路板固定槽中均勻分布的支撐柱，所述集成電路板架設(shè)在電路板固定超重的支撐柱上。

本發(fā)明工作原理以及效果如下：

本發(fā)明涉及一種新型傳感器，包括一激勵電源、三個壓力傳感器本體、一熱電阻以及三個壓力傳感器數(shù)據(jù)表，每個壓力傳感器本體均包括一外部封裝殼以及設(shè)在該封裝殼內(nèi)的芯體、芯座以及集成電路板；外部封裝殼包括基板和罩殼，基板上設(shè)有定位凹部、一電路板固定槽，在該定位凹部內(nèi)均設(shè)有一緩沖墊片，且緩沖墊片的高度低于定位凹部的深度；緩沖墊片中部設(shè)有卡槽；芯體包括一硅壓阻敏感元件，硅壓阻敏感元件內(nèi)部設(shè)有電橋，硅壓阻敏感元件外部由外至內(nèi)依次覆蓋有氧化硅層和氮化硅層；芯體設(shè)在芯座內(nèi)，集成電路板固設(shè)于電路板固定槽內(nèi)。本發(fā)明可靠性好，成本低、測量精度高、靈敏度高、測量范圍廣，不易損壞，壽命長，適用性強。