[發(fā)明專利]一種小型硅藍寶石壓差傳感器

在審

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• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107505081A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 王臻;李文璋;楊明;王偉;余菲;王彥奎
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01L13/06
• 分類號: G01L13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種小型硅藍寶石壓差傳感器，尤其是航天系統(tǒng)技術中適用于其伺服系統(tǒng)的一種小型硅藍寶石壓差傳感器。

背景技術

航天系統(tǒng)技術中，其伺服系統(tǒng)中常用的壓差傳感器為硅壓阻式壓差傳感器，此種硅壓阻式壓差傳感器具備壓力測量及動壓反饋的功能，且需要滿足耐高溫、小型化、高精度的要求?，F有技術中，該硅壓阻式壓差傳感器內部使用的壓力敏感芯體的封裝結構為油封式，即敏感芯片內部用于傳遞壓力的硅油需要通過薄膜與被測介質隔離。由于硅壓阻式壓差傳感器在伺服系統(tǒng)中也是液壓油路密封的一部分，硅油密封失效不僅引起硅壓阻式壓差傳感器失效，還會污染液壓油，嚴重的會引起伺服系統(tǒng)無法正常運轉。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的上述缺點和不足，提供一種小型硅藍寶石壓差傳感器，用于液壓或氣壓的壓力壓差測量，其不僅避免了目前油封式硅壓阻壓差傳感器中硅油泄露帶來的隱患，還具有小型化、精度高、抗干擾能力強、可靠性高、環(huán)境適應性強的特點，其各項性能指標均能滿足伺服系統(tǒng)使用要求。

(二)技術方案

為了實現上述目的，本發(fā)明的技術解決方案如下：

一種小型硅藍寶石壓差傳感器，包括殼體、電路板、轉接板、敏感芯體、密封圈、保護蓋、螺柱、硅藍寶石芯片、基座，基座是殼體的一部分，其中，敏感芯體的頂部加工出金屬膜片，金屬膜片上設置硅藍寶石芯片，金屬膜片和硅藍寶石芯片高溫燒結為一體并通過轉接板和第一導線與電路板相連，敏感芯體整體置于基座內，敏感芯體上段為螺紋段，與基座螺紋連接，敏感芯體下段為密封段，與基座密封連接，基座上端面設置敏感芯體的保護蓋，電路板通過螺柱支撐在基座上部，并通過第二導線連接至插座；基座、保護蓋、第一導線、螺柱、第二導線均置于殼體內，插座伸出殼體。

進一步的，所述小型硅藍寶石壓差傳感器內部安裝兩個敏感芯體，用于分別感應兩壓力腔的壓力，通過調理電路輸出與兩壓力腔壓差成比例的直流電壓信號。

進一步的，所述金屬膜片材質為鈦合金TC11，其結構為C型。

進一步的，所述螺紋連接的螺紋為M12。

進一步的，所述密封連接中的密封件為雙層密封圈。

進一步的，所述敏感芯體的材質為鈦合金TC11。

進一步的，所述殼體的材料為不銹鋼1Cr18Ni9Ti。

進一步的，所述調理電路中，放大器A1和放大器A2組成第一級同向并聯(lián)差動放大器，放大器A3構成第二級差動放大。

進一步的，所述調理電路中，在電源線、輸出信號線和所述小型硅藍寶石壓差傳感器的輸出線上均使用磁珠和三端電容。

(三)有益效果

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的小型硅藍寶石壓差傳感器為無硅油介質傳感器，避免了目前油封式硅壓阻壓差傳感器中硅油泄露帶來的隱患。

2、本發(fā)明的殼體材料為不銹鋼，敏感芯體的材料為鈦合金，敏感芯體與殼體中的基座間采用螺紋連接和雙密封圈密封連接，安裝便利，突破了傳統(tǒng)硅藍寶石敏感芯體與成本高昂的鈦合金殼體進行焊接的結構，大幅度降低了材料成本，同時，也大幅降低了殼體的加工難度。

3、本發(fā)明的硅藍寶石芯片和敏感芯體為一體化通用結構，且尺寸控制在Φ12mm范圍內，從而適應了目前壓差傳感器的小型化的要求。

4、本發(fā)明中的調理電路選擇了放大器對信號進行放大調理，同時采用了三端電容、磁珠抗干擾設計技術，提高了產品抗干擾能力。

5、傳感器整體結構采用三段一體式焊接結構，提高了傳感器抗空間電磁輻射的能力，以及環(huán)境耐受性。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的小型硅藍寶石壓差傳感器結構圖。

圖2是本發(fā)明的小型硅藍寶石壓差傳感器內部電路原理圖。

圖中：1-殼體；2-電路板；3-轉接板；4-敏感芯體；5-密封圈；6-保護蓋；7-螺柱；8-硅藍寶石芯片；9-基座。

具體實施方式