[實用新型]高精度薄膜壓力傳感器

有效

• 申請號: 201720021746.X
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206399577U
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京中航興盛測控技術有限公司
• 主分類號: G01L7/10
• 分類號: G01L7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種壓力傳感器，尤其涉及一種將均勻分散力集中作用于彈性體的、靈敏度高、非線性誤差小的高精度薄膜壓力傳感器。

背景技術

薄膜壓力傳感器是一種性能優良的壓力傳感器，它具有量程大、綜合精度高、工作溫度范圍寬、穩定性好、耐腐蝕等優點，在航空航天、武器裝備、石油化工、能源、冶金、汽車、工業過程自動控制等許多領域得到應用。

現有的薄膜壓力傳感器彈性體結構如圖1所示，由于薄膜壓力傳感器的彈性體是不銹鋼材料制成，當它受到均勻分布的壓力作用時，彈性體應變部位的變形量小，傳感器的靈敏感度較低。同時傳感器的非線線誤差比傳感器的重復性誤差和遲滯誤差大，導致傳感器的綜合精度不能進一步提高。

因此，開發一種靈敏度高、非線線誤差小、能適用更加嚴苛環境的高精度薄膜壓力傳感器極其重要。

采用不銹鋼、鈦或非晶材料作膜片，同時將分散力集中作用在彈性體上的方法制造的高精度薄膜壓力傳感器能解決上述存在的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種高精度薄膜壓力傳感器，針對現有技術的不足，解決薄膜壓力傳感器靈敏度不高、非線性誤差大等問題，實現在嚴苛環境下對壓力的精確測量以及在民用領域廣泛應用的目的。

為解決以上技術問題，本實用新型的技術方案是：一種高精度薄膜壓力傳感器，包括開口呈淺“U”形的圓形膜片，下端焊接所述圓形膜片、中心開圓孔、上端焊接彈性體的支撐座，下端焊接在所述支撐座的上部邊緣、帶有中心梁的“E”形彈性體，穿過所述支撐座的中心圓孔、下端焊接在所述圓形膜片中心、上端焊接在所述彈性體的中心梁處的傳力柱和外殼組成，其特征在于：所述彈性體外周焊接有支撐電路板的電路板支架，所述電路板支架上固定有電路板；所述彈性體是采用濺射薄膜技術在彈性體上表面上制造有四個應變電阻并形成惠斯電橋，當所述圓形膜片受到壓力作用時，均勻分布的壓力通過所述傳力柱集中并傳遞到所述彈性體的中心梁上，所述彈性體上表面上的所述四個應變電阻阻值發生變化，惠斯電橋失去平衡，通過一端焊接在焊盤、另一端焊接在所述電路板的內引線輸出與所受壓力成比例的電信號；所述電信號通過焊接在所述電路板上的外引線向外輸出。

所述圓形膜片采用不銹鋼、鈦、非晶材料中的一種制成。

所述電路板上方灌注有保護所述電路板、所述內引線和所述外引線的質軟保護膠。

與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果為：由于采用了將分散力集中作用在彈性體上，傳感器的靈敏度系數提高，非線性誤差減小，傳感器綜合精度得到提高。

另外，除可采用不銹鋼材料做與介質接觸的膜片外，還可采用耐溫和耐腐蝕性能更好的鈦或非晶材料做與介質接觸的膜片，能適用更加嚴苛環境。

同時，受力膜片與彈性體之間通過傳力柱接觸，彈性體對溫度的敏感性降低，傳感器能在更低溫或更高溫的環境下工作，拓展了傳感器的工作溫度范圍。

通過上述工藝后，薄膜壓力傳感器的靈敏度提高、非線性誤差減小、工作溫度范圍擴寬、耐腐蝕性能提高，而其它薄膜壓力傳感器的優良性能得到保留。

本實用新型的高精度薄膜壓力傳感器的主要性能指標如下：

測量范圍：0～0.05～150MPa 綜合精度：0.02％FS～0.2％FS

介質溫度范圍：-200℃～400℃ 靈敏度系數：≥4mV/V

零點溫度漂移：≤±0.001％FS/℃ 長期穩定性：≤±0.1％FS/年

本實用新型解決了現有薄膜壓力傳感器靈敏度低、非線性誤差大、抗干擾能力不強、不適應惡劣環境下對壓力進行精確測量的問題。

附圖說明

圖1為現有技術的薄膜壓力傳感器的彈性體結構及其受力情況示意圖。

圖2為本實用新型的高精度薄膜壓力傳感器的彈性體結構及其受力情況示意圖。

圖3為本實用新型的高精度薄膜壓力傳感器的圓形膜片結構及其受力情況示意圖。

圖4為本實用新型的高精度薄膜壓力傳感器的剖視圖。

圖5為本實用新型的高精度薄膜壓力傳感器的彈性體應變電阻布置圖。

具體實施方式

如圖1所示，現有技術的薄膜壓力傳感器彈性體3，受到壓力作用時，由于壓力均勻分散作用于彈性體3上，所述彈性體3發生形變量小，靈敏度系數小，同時傳感器的非線性誤差大，在小量程范圍時尤其突出。