用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻的製作方法
2023-10-25 01:59:57
專利名稱：用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及薄膜應變電阻，尤其涉及用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻的技術改進。
背景技術：
薄膜壓力傳感器自1951年美國申請專利以來，壓力傳感器的彈性體鋼杯至今大多數採用周邊固支圓形平膜片鋼杯，在鋼杯的平膜片上僅布置四個平行的條形柵狀薄膜應變電阻或者四個較複雜的薄膜應變電阻，構成惠斯登電橋。這種方式構成的電橋，其橋臂四個電阻的阻值離散性較大，傳感器配阻很困難，給傳感器的後工序生產帶來很多不便，使其性能受到較大影響；另外一旦橋臂的一個電阻或多個電阻與鋼杯的絕緣性能失效，將帶來產品無法彌補的缺陷，使得產品成品率大大降低。
發明內容
本實用新型所要解決技術的問題是，提供一種位於正交軸線上且由四個內電阻、四個外電阻構成的四個薄膜應變電阻柵和一個薄膜條形電阻組所組成的、配阻容易、補償方便、成品率大大提高的用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻。
為此，本實用新型的技術方案是一種用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻，由四個完全相同的薄膜應變電阻柵和一個薄膜條形電阻組組成，其特徵是四個薄膜應變電阻柵均勻分布在內徑為φ11mm的鋼杯平膜片的正交軸線上，各薄膜應變電阻柵內端距中心軸交點0.28mm，外端距中心軸交點5.2mm；薄膜條形電阻組位於正交軸線的任意一端，垂直軸線且對稱分布，距中心軸交點6mm。
所述的薄膜應變電阻柵由內電阻焊盤、內電阻焊盤引線條、六條內電阻柵條、五條內電阻連接條、內電阻公共焊盤引線條、公共焊盤、外電阻公共焊盤引線條、五條外電阻連接條、六條外電阻柵條、外電阻焊盤引線條、外電阻焊盤連接而成，其中六條尺寸為長560μm、寬25μm至40μm的內電阻柵條由五條長100μm、寬100μm的內電阻連接條串行連接，構成一個內電阻；六條內電阻柵條彼此平行，間距為20μm至40μm；六條尺寸為長560μm、寬25μm至40μm的外電阻柵條由五條長100μm、寬100μm的外電阻連接條串行連接，構成一個外電阻；六條外電阻柵條彼此平行，間距為20μm至40μm。
所述的內電阻柵條的一端通過尺寸為0.6mm×0.4mm的內電阻焊盤引線條與1mm×1mm的內電阻焊盤連接，內電阻柵條的另一端通過1.4mm×0.4mm的內電阻公共焊盤引線條與尺寸為1mm×1mm的公共焊盤相連；外電阻柵條的一端通過尺寸為0.6mm×0.4mm的外電阻焊盤引線條與1mm×1mm的外電阻焊盤連接，外電阻柵條的另一端通過1.0mm×0.4mm的外電阻公共焊盤引線條與尺寸為1mm×1mm的公共焊盤相連。
所述的薄膜條形電阻組長5.2mm、寬0.7mm，由四個尺寸為0.7mm×0.7mm的條形電阻焊盤，以及由條形電阻焊盤相間分隔為1.2mm×0.7mm、0.7mm×0.7mm、0.5mm×0.7mm的三個補償電阻組成。
由於採用了上述結構改進，薄膜應變電阻柵由位於一個軸線上的二個增加到位於二個正交軸線上的四個，同時增加一個位於任意軸線上的薄膜條形電阻組，這樣就擁有了四個內電阻、四個外電阻，它們可以任意配對構成二個應變電阻橋。橋臂電阻的離散性、絕緣性能失效所帶來的影響有了解決的辦法，同時由薄膜條形電阻組所構成的與橋臂電阻材料一樣、溫度係數相同的補償電阻，可方便地平衡電橋的零點，實現非溫度補償的零點補償技術，大大提高產品的質量與成品率。
以下結合附圖對本實用新型作出說明。
圖1為本實用新型的總體平面示意圖。
圖2為薄膜應變電阻柵的結構示意圖。
圖3為薄膜條形電阻組的結構示意圖。
圖4為鋼杯結構剖視示意圖。
具體實施方式
如圖1、4所示一種用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻，由四個完全相同的薄膜應變電阻柵1、2、3、4和一個薄膜條形電阻組5組成，其中薄膜應變電阻柵1、3處於鋼杯7的內徑為φ11mm的平膜片6的縱軸上；薄膜應變電阻柵2、4處於鋼杯7的內徑為φ11mm的平膜片6的橫軸上，整體看來，薄膜應變電阻柵2、3、4是薄膜應變電阻柵1沿正交軸中心在平面上逆時鐘旋轉90°、180°、270°得到。四個薄膜應變電阻柵1、2、3、4的內端距中心軸交點0.28mm，外端距中心軸交點5.2mm。薄膜條形電阻組5位於正交軸線的任意一端(圖1標示位於Y軸正方面)，垂直軸線且對稱分布，距中心軸交點6mm。
如圖2所示薄膜應變電阻柵1或2或3或4由內電阻焊盤8、內電阻焊盤引線條15、六條內電阻柵條13、五條內電阻連接條11、內電阻公共焊盤引線條17、公共焊盤10、外電阻公共焊盤引線條18、五條外電阻連接條12、六條外電阻柵條14、外電阻焊盤引線條16、外電阻焊盤9連接而成，其中六條尺寸為長560μm、寬25μm至40μm的內電阻柵條13由五條長100μm、寬100μm的內電阻連接條11串行連接，構成一個內電阻；六條內電阻柵條13彼此平行，間距為20μm至40μm；六條尺寸為長560μm、寬25μm至40μm的外電阻柵條14由五條長100μm、寬100μm的外電阻連接條12串行連接，構成一個外電阻；六條外電阻柵條14彼此平行，間距為20μm至40μm。
如圖2所示內電阻柵條13的一端通過尺寸為0.6mm×0.4mm的內電阻焊盤引線條15與1mm×1mm的內電阻焊盤8連接，內電阻柵條13的另一端通過1.4mm×0.4mm的內電阻公共焊盤引線條17與尺寸為1mm×1mm的公共焊盤10相連；外電阻柵條14的一端通過尺寸為0.6mm×0.4mm的外電阻焊盤引線條16與1mm×1mm的外電阻焊盤9連接，外電阻柵條14的另一端通過1.0mm×0.4mm的外電阻公共焊盤引線條18與尺寸為1mm×1mm的公共焊盤10相連。
如圖3所示薄膜條形電阻組5長5.2mm、寬0.7mm，由四個尺寸為0.7mm×0.7mm的條形電阻焊盤19，以及由條形電阻焊盤19相間分隔為1.2mm×0.7mm的補償電阻20、0.7mm×0.7mm的補償電阻21、0.5mm×0.7mm的補償電阻22組成。由於三個補償電阻的大小不一樣，其阻值也就各不相同，而它們的材質與橋臂電阻材質一樣，溫度係數也就和橋臂電阻的溫度係數相同，這樣可方便地對由二個薄膜應變電阻柵構成的電橋進行零點補償，實現非溫度補償的零點補償技術，使產品的性能大大提高。
四個薄膜應變電阻柵製作完之後，通過測試，可選擇電阻一致性最好，橋臂與鋼杯之間絕緣電阻最大的二個薄膜應變電阻柵構成一個電橋，這樣不再因一個或二個薄膜應變電阻柵橋臂電阻離散性大、絕緣性能失效而造成整個產品報廢，大大提高了產品的成品率。
本實用新型例中鋼杯平膜片內徑為φ11mm，如果將該內徑值乘以一個大於0.5小於3的係數，將產生一個不同內徑大小的平膜片系列，對應該系列的薄膜應變電阻柵和薄膜條形電阻組的大小只需作相應改變即可，這些改變也屬於本實用新型的保護之中。
權利要求1.一種用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻，由四個完全相同的薄膜應變電阻柵和一個薄膜條形電阻組組成，其特徵是四個薄膜應變電阻柵均勻分布在內徑為φ11mm的鋼杯平膜片的正交軸線上，各薄膜應變電阻柵內端距中心軸交點0.28mm，外端距中心軸交點5.2mm；薄膜條形電阻組位於正交軸線的任意一端，垂直軸線且對稱分布，距中心軸交點6mm。
2.如權利要求書1所述的用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻，其特徵是所述的薄膜應變電阻柵由內電阻焊盤、內電阻焊盤引線條、六條內電阻柵條、五條內電阻連接條、內電阻公共焊盤引線條、公共焊盤、外電阻公共焊盤引線條、五條外電阻連接條、六條外電阻柵條、外電阻焊盤引線條、外電阻焊盤連接而成，其中六條尺寸為長560μm、寬25μm至40μm的內電阻柵條由五條長100μm、寬100μm的內電阻連接條串行連接，構成一個內電阻；六條內電阻柵條彼此平行，間距為20μm至40μm；六條尺寸為長560μm、寬25μm至40μm的外電阻柵條由五條長100μm、寬100μm的外電阻連接條串行連接，構成一個外電阻；六條外電阻柵條彼此平行，間距為20μm至40μm。
3.如權利要求書2所述的用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻，其特徵是所述的內電阻柵條的一端通過尺寸為0.6mm×0.4mm的內電阻焊盤引線條與1mm×1mm的內電阻焊盤連接，內電阻柵條的另一端通過1.4mm×0.4mm的內電阻公共焊盤引線條與尺寸為1mm×1mm的公共焊盤相連；外電阻柵條的一端通過尺寸為0.6mm×0.4mm的外電阻焊盤引線條與1mm×1mm的外電阻焊盤連接，外電阻柵條的另一端通過1.0mm×0.4mm的外電阻公共焊盤引線條與尺寸為1mm×1mm的公共焊盤相連。
4.如權利要求1所述的用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻，其特徵是所述的薄膜條形電阻組長5.2mm、寬0.7mm，由四個尺寸為0.7mm×0.7mm的條形電阻焊盤，以及由條形電阻焊盤相間分隔為1.2mm×0.7mm、0.7mm×0.7mm、0.5mm×0.7mm的三個補償電阻組成。
專利摘要一種用於周邊固支圓形平膜片鋼杯的薄膜應變電阻，由四個完全相同的薄膜應變電阻柵和一個薄膜條形電阻組組成，其特徵是四個薄膜應變電阻柵均勻分布在內徑為φ11mm的鋼杯平膜片的正交軸線上，各薄膜應變電阻柵內端距中心軸交點0.28mm，外端距中心軸交點5.2mm。薄膜條形電阻組位於正交軸線的任意一端，垂直軸線且對稱分布，距中心軸交點6mm。任意兩個薄膜應變電阻柵可構成一個電橋。由於有了兩個備用的薄膜應變電阻柵不因橋臂電阻的離散性、絕緣性能失效而影響產品的合格率。同時由薄膜條形電阻組所構成的與橋臂電阻溫度係數相同的補償電阻，可方便地平衡電橋的零點，實現非溫度補償的零點補償技術，大大提高產品的質量。
文檔編號G01L9/04GK2541830SQ01257599
公開日2003年3月26日 申請日期2001年12月25日 優先權日2001年12月25日
發明者雷衛武, 楊彪, 安志超 申請人:湖南長沙索普測控技術有限公司