傳感器基板的製作方法

2023-06-03 19:43:06 1

應變可以看作是本體由於被施加的力而產生的形變量.形變量可以是本體長度上的微小變化.應變可以是正的(拉伸的)或負的(壓縮的).

應變可以利用多種方法進行測量。在多個應用中，應變計被用來測量應變.例如，應變計經常被用來測量汽車中的可能引起汽車中的部件上的應變的扭矩或其它力。

應變計可以以多種形式出現.應變計的一種常見形式是金屬應變計.典型的金屬應變計正比於應變計中的應變量而改變它的電阻.

更具體地，金屬應變計通常包含以網格設置的非常細的線或金屬箔片.該網格可以使可承受應變的金屬線或箔片的量最大化.網格的橫截面面積可以最小化以減少剪切應力和泊松應變效應。隨著應變作用到網格上，網格的電阻會變化。網格電阻的變化量與作用到網格上的應變量成比例.

附圖的簡更說明

所引入並構成本說明書一部分的附圖描繪了在此描述的一個或更多個實施例，並且與說明書一起解釋了這些實施例.在附圖中：

附圖1描述了傳感器基板的示例性實施例；

附圖2描述了傳感器基板的示例性安裝；

附圖3描述了安裝好的傳感器基板的特寫視圖；以及

附圖4描述了傳感器基板的另一個示例性實施例。

詳細說明

傳感器基板是承載一個或多個傳感器的基板.這些傳感器可感測不同的條件，例如物理條件。例如，傳感器基板可包含結合到傳感器基板的一個或更多應變計。該傳感器基板可以附接到一軸上.該應變計可以感測作用到軸上的應變(例如扭矩)。

此處描述的示例性實施例包括承載一個或多個應變計的傳感器基板.該傳感器基板可以附接到可以是扭矩傳感器的一部分的軸上。該傳感器基板可以包含將基板附接到軸上的多個附接位置.所述附接位置可以被調整(例如調節)以適於感測作用到軸上的應變.

附圖1描述了具有多個感測元件180的傳感器基板100的示例性實施例.參考附圖1，傳感器基板100包括第一端110a、第一頸部120a、主體130，第二頸部120b以及第二端110b.

注意，第一端110a與第二端110b相反.第一端110a可以稱為近端，第二端110b可以稱作遠端。

還注意到，附圖1描述了傳感器基板100的示例性實施例.傳感器基板100的其它實施例可包括比附圖1中描述的特徵更多的特徵或更少的特徵.

第一端110a和第二端110b包括附接位置114和曲線部分112.可以提供曲線部分112以適於將傳感器基板100附接到一裝置(例如軸)上.例如，曲線部分112可用於在包括將傳感器基板100附接到所述裝置上的附接過程中使傳感器基板100在所述裝置上對齊.

附接位置114可以隔開預定的距離140.距離140可以限定傳遞到端部110中的應變量.例如，如將要在下文進一步說明的，傳感器基板100可以附接到軸.距離140可以被限定以便使第一端110a和/或第二端110b響應於可能作用到軸上的各種力。基於距離140，傳感器基板100響應於作用到軸上的特定力可彎曲預定的量.

距離140可以是附接位置114的外側邊之間的距離。例如，附接位置114a和附接位置114b的距離140可以是附接位置114a和附接位置114b的離傳感器基板100的中心軸190最遠的兩側邊之間的距離.

第一頸部120a和第二頸部120b可以被成型為能夠增強傳感器基板100的柔性的形狀.可以調整由頸部120a-b提供的柔性以控制傳感器基板100的彎曲.

例如，距離170代表頸部120的寬度。可以調整(例如增加、減少)第一頸部120a的距離170以在特定的力施加到第一端110a之後控制第一端110a的彎曲。類似地，可以調整第二頸部120b的距離170以在特定的力施加到第二端110b之後控制第二端110b的彎曲.另外地或可替換地，第一頸部120a和第二頸部120b可以彎曲或以其它方式成型以在力作用到這些端部110a-b後分別控制第一端110a和第二端110b的彎曲.

第一頸部120a可以位於第一端110a和主體130的第一側之間.第二頸部120b可以位於第二端110b和主體130的第二側之間。主體130的第一側和第二側可以在主體的相反的兩端。

第一頸部120a的形狀和/或寬度可以限定從第一端110a傳遞到主體130的第一側的應變的量.此外，第二頸部120b的形狀和/或寬度可以限定從第二端110b傳遞到主體130的第二側的應變的量.

頸部120a-b的形狀和/或距離140可以調整(例如調節)以限定感測元件180處的應變的量.例如，假設一力作用到第一端110a.第一端110a可以響應於該力彎曲.所述彎曲可以經由傳感器基板100傳遞到可基於所述彎曲感測力的感測元件180。

現在假設已確定感測元件180不足夠敏感到能感測作用到第一端110a的特定力.可以調整附接位置114a-b之間的距離140和/或第一端110a處的頸部120a的形狀以使當力作用時第一端110a能夠彎曲預定量。調整可以包括例如增寬第一端110a處的距離140和/或增加頸部120a的深度.所述調整可以引起傳感器基板100的足夠的彎曲，使得感測元件180能夠感測到之前不能感測到的力，因而導致感測元件180的敏感度提高。主體130可以包括用於容納感測元件180的構造.這些構造可以包括可接收(容納)感測元件180的平坦部分。例如，主體130可以包括可以基本上平坦的平臺.感測元件180可以粘合(例如玻璃粘合)到平臺.

主體130還可以包括一個或多個彎曲部分122和/或一個或多個開口124.彎曲部分122和/或開口124的形狀例如可以部分地基於主體130的所需柔性來限定.應該注意的是，可以使用其它的標準來限定彎曲部分122和/或開口124的形狀。例如，彎曲部分122和/或開口124可以用於在包括將傳感器基板100附接到一裝置上的附接過程中適於使傳感器基板100在裝置上對齊。應該注意的是，主體130的其它實施例可以不包括彎曲部分122和/或開口124，或者包含其它用於對齊傳感器基板100和/或向主體130提供所需柔性的構造.應該進一步注意的是，傳感器基板100的其它實施例例如可以具有不同形狀的端部、頸部和/或主體。

附圖2示出了傳感器基板100的示例性裝配200.參考附圖2，傳感器基板100例如可以裝配到軸210上。軸210可以是扭矩傳感器的一部分.軸210可以包括主體部分230和附接區域240.傳感器基板可以在附接區域240內附接到軸210.

附接區域240可以包括一個或多個平臺220a-b(例如環)，其尤其可以適於將傳感器基板100附接到軸210.平臺220a-b可以通過在軸210內切出溝槽而形成。在一個實施例中，平臺220a-b包括一個或多個平坦部分且傳感器基板100的附接位置114在一個或多個平坦部分處附接到軸210上.

傳感器基板100利用焊接技術(例如電阻焊)可以附接到平臺220a-b上.然而應該注意的是，也可以使用其它用於將傳感器基板100附接到平臺220a-b的技術.這些技術可以包括但是不限於卷邊、鉚接、粘合和夾緊.

平臺220a-b可以起到減少附接區域240處的應力的作用.另外，在平臺220a-b上具有平坦部分可以起到使附接位置114與軸210的主體部分230隔離的作用.

附圖3描述了安裝好的傳感器基板100的特寫視圖300。參考附圖3並且如上所述，平臺220可以包含一個或更多平坦部分。傳感器基板100可以在附接位置114處附接到平臺220的平坦部分。附接的傳感器基板100的主體130可以被提高到軸210以上，以便使主體130遠離軸一距離310.從軸210提高主體130可以在主體130和軸210之間產生間隙。該間隙可以起到將傳感器基板100與額外的和/或不想要的應變隔離的作用，如果不存在該間隙，該應變可由軸210引入到傳感器基板100.

附圖4描述了帶有感測元件480的傳感器基板400的另一個示例性實施例.參考附圖4，傳感器基板400包括第一端410a、第二端410b、頸部420a-d以及主體430.

注意到，第一端410a與第二端410b相反.第一端410a可以稱作近端且第二端410b可以稱作遠端。

第一端410a和第二端410b包括附接位置414。附接位置414可以間隔預定距離440.距離440可以限定傳遞到端部410中的應變的量.例如，傳感器基板400可以附接到軸上，所述軸例如是軸210(附圖2).距離440可以被限定以使第一端410a和/或第二端410b響應於施加到軸上的各種不同力.基於距離440，傳感器基板400可以響應於施加到軸上的特定的力而彎曲預定的量。

距離440可以是附接位置414的外側邊之間的距離.例如，附接位置414a和附接位置414b的距離440可以是附接位置414a和附接位置414b的離傳感器基板400的中心軸490最近的兩側邊之間的距離.

頸部420a-d可以被成型為增強傳感器基板400的柔性的形狀.頸部420a-d提供的柔性可以被調整以控制傳感器基板400的彎曲.

例如，頸部420a-b的寬度和/或長度可以被調整(例如增加、減少)以在特定的力施加到第一端410a之後控制第一端410a的彎曲.

頸部420a-b和/或距離440可以被調整(例如調節)以限定傳遞到可附接在傳感器基本400上的感測元件480的應變量.例如，假設一力施加到第一端410a.第一端410a可以響應於該力彎曲.所述彎曲經由傳感器基板400可以傳遞到可基於所述彎曲感測所述作用力的感測元件480上.

現在假設確定了感測元件480對於檢測施加到第一端410a的特定的力不足夠敏感。可以調整附接位置414a-b之間的距離440和/或第一端410a處的頸部420a-b的形狀以便當施加力時使第一端410a能夠彎曲預定的量.調整可以包括例如增寬第一端410a處的距離440和/或增加頸部420a-b的寬度和/或長度.所述調整可以引起傳感器基板400的足夠的彎曲，使得感測元件480能夠檢測到之前檢測不到的力，因此使得感測元件480的敏感度提高.

主體430可以包括用於容納感測元件480的構造.感測元件480可以感測加在傳感器基板400上的應變.主體430提供的所述構造可以包括可接收(容納)感測元件480的平坦部分.例如，主體430可以包括可大體平坦的平臺.感測元件480可以粘合(例如玻璃粘合)到平臺上.

主體430可以包括一個或多個彎曲部分422.彎曲部分422的形狀例如可以部分地基於主體430的所需柔性限定.應該注意的是，其它的標準可以被用於限定彎曲部分422的形狀.例如，彎曲部分422可以用於使傳感器基板400在裝置上對齊以便附接到一裝置.應該注意的是，主體430的其它實施例可以不包括彎曲部分422和/或包含其它特徵(例如開口)。應該進一步注意的是，傳感器基板400的其它實施例例如可以具有各種不同形狀的端部、頸部和/或主體。

實施例的前述說明是想提供描述和說明但不是想成為窮盡的或將本發明限制成所公開的明確的形式。根據上文的啟示多種改變和變化是可能的或可以從本發明的實踐獲得.

本文使用的元件、作用或指令設有一個應該被理解為對本發明是決定性的或是必要的，除非明確地照此說明.還有，本文所使用的冠詞「一」是想包括一個或更多項。在僅想要表示一個項目的地方，使用術語「一個」或類似的語言.進一步地，短語「基於」是想意味著「至少部分地基於」，除非另行明確陳述。