新型傳感器的製作方法

2023-05-04 07:28:56

本發明涉及一種傳感器，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：

上世紀80年代傳統的壓力傳感器使用厚膜陶瓷技術，經過多年的發展雖然其現在陶瓷芯體的製作成本已有大幅的下降，但由於陶瓷材料極其脆性特點，不能抗液體壓力衝擊過載，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年代又出現了一種新的壓力傳感器，在芯體的製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衝擊過載能力，但由於其結構原理使用了膠粘金屬應變片技術，有機膠的疲勞導致傳感器整體壽命較短，由於膠的蠕變導致測量精度會隨使用時間降低同時靈敏度輸出依然很低。

近年來將此技術進行了改進，利用高溫玻璃粉燒結矽應變片技術代替了膠粘金屬應變片技術，其芯體製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，同時利用矽應變片大幅提高了靈敏度輸出但由於燒結玻璃粉工藝中玻璃粉層很薄，面積就相對較大，對於較為脆性的玻璃材料來說，在受到壓力快速過載衝擊及溫度衝擊時會出現燒結玻璃層斷裂的現象，

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

鑑於此，提出一種新型傳感器本發明所要研究的課題。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的在於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，並且提高壓力傳感器的使用壽命。

為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案：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據表，所述三個壓力傳感器本體並聯，針對每個壓力傳感器本體均連接一壓力傳感器數據表，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據表供電；

每個所述壓力傳感器本體均包括一外部封裝殼以及設在該封裝殼內的芯體、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，所述罩殼上設有若干通孔，所述基板上設有定位凹部、一電路板固定槽，在該定位凹部內均設有一緩衝墊片，且緩衝墊片的高度低於所述定位凹部的深度，芯體的頂部與基板的平面齊平；緩衝墊片均為一空心墊片，且墊片的中部設有卡槽，在裝配狀態下，所述芯座卡設在該緩衝墊片的卡槽中，並通過該緩衝墊片定位在該定位凹部當中；所述芯體包括一矽壓阻敏感元件，該矽壓阻敏感元件內部設有電橋，所述矽壓阻敏感元件外部由外至內依次覆蓋有氧化矽層和氮化矽層；所述芯體設在芯座內，所述集成電路板固設於電路板固定槽內；

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。

作為本發明的進一步改進，每個所述壓力膜均呈正方形。

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

作為本發明的進一步改進，所述框架和所述頂板通過一體成型連接。

作為本發明的進一步改進，所述緩衝墊片採用中部空心的片狀橡膠墊圈。

作為本發明的進一步改進，所述壓力傳感器本體和基板可拆卸連接。

作為本發明的進一步改進，所述集成電路板中還包括一微處理晶片和一壓力信號採集模塊，所述壓力傳感器的下電極與壓力信號採集模塊連接，所述壓力採集模塊與微處晶片連接。

作為本發明的進一步改進，所述微處理晶片採用AT89S52單片機。

作為本發明的進一步改進，每個電路板固定槽中均設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在電路板固定超重的支撐柱上。

本發明工作原理以及效果如下：

本發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據表，每個壓力傳感器本體均包括一外部封裝殼以及設在該封裝殼內的芯體、芯座以及集成電路板；外部封裝殼包括基板和罩殼，基板上設有定位凹部、一電路板固定槽，在該定位凹部內均設有一緩衝墊片，且緩衝墊片的高度低於定位凹部的深度；緩衝墊片中部設有卡槽；芯體包括一矽壓阻敏感元件，矽壓阻敏感元件內部設有電橋，矽壓阻敏感元件外部由外至內依次覆蓋有氧化矽層和氮化矽層；芯體設在芯座內，集成電路板固設於電路板固定槽內。本發明可靠性好，成本低、測量精度高、靈敏度高、測量範圍廣，不易損壞，壽命長，適用性強。

附圖說明

在此描述的附圖僅用於解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本申請公開的範圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用於幫助對本申請的理解，並不是具體限定本申請各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本申請的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本申請。在附圖中：

附圖1為本發明實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面實施例將進一步舉例說明本發明。這些實施例僅用於說明本發明，但不以任何方式限制本發明。

實施例：新型傳感器

參見附圖1，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據表，所述三個壓力傳感器本體並聯，針對每個壓力傳感器本體均連接一壓力傳感器數據表，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據表供電。

每個所述壓力傳感器本體均包括一外部封裝殼1以及設在該封裝殼1內的芯體2、芯座3以及集成電路板4。

所述外部封裝殼1包括一基板10和一罩殼11，所述罩殼11上設有若干通孔12，所述基板10上設有定位凹部13、一電路板固定槽14.

在該定位凹部13內均設有一緩衝墊片15，且緩衝墊片15的高度低於定位凹部13的深度，芯體2的頂部與基板10的平面齊平；緩衝墊片15均為一空心墊片，且墊片的中部設有卡槽，在裝配狀態下，所述芯座3卡設在該緩衝墊片的卡槽中，並通過該緩衝墊片15定位在該定位凹部13當中。

所述芯體2包括一矽壓阻敏感元件，該矽壓阻敏感元件內部設有電橋，所述矽壓阻敏感元件外部由外至內依次覆蓋有氧化矽層和氮化矽層；所述芯體2設在芯座3內，所述集成電路板4固設於電路板固定槽14內。

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。

進一步地，三個壓力傳感器本體的下電極分別通過金屬鋁線匯總。

進一步地，每個所述壓力膜均呈正方形。

進一步地，所述罩殼11包括一框架和一頂板，所述頂板和基座平行布置，且框架垂直於基座或頂板布置，且框架設置與基板和頂板之間。

進一步地，所述框架和所述頂板通過一體成型連接。

進一步地，所述緩衝墊片15採用中部空心的片狀橡膠墊圈。

進一步地，所述壓力傳感器本體和基板10可拆卸連接。

進一步地，所述集成電路板中還包括一微處理晶片和一壓力信號採集模塊，所述壓力傳感器的下電極與壓力信號採集模塊連接，所述壓力採集模塊與微處晶片連接。

進一步地，所述微處理晶片採用AT89S52單片機。

進一步地，每個電路板固定槽中均設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在電路板固定超重的支撐柱上。

本發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據表，每個壓力傳感器本體均包括一外部封裝殼1以及設在該封裝殼1內的芯體2、芯座3以及集成電路板4；外部封裝殼1包括基板10和罩殼11，基板10上設有定位凹部13、一電路板固定槽14，在該定位凹部內13均設有一緩衝墊片15，且緩衝墊片15的高度低於定位凹部13的深度；緩衝墊片15中部設有卡槽；芯體2包括一矽壓阻敏感元件，矽壓阻敏感元件內部設有電橋，矽壓阻敏感元件外部由外至內依次覆蓋有氧化矽層和氮化矽層；芯體2設在芯座3內，集成電路板4固設於電路板固定槽內14。本發明可靠性好，成本低、測量精度高、靈敏度高、測量範圍廣，壽命長，適用性強。

需要說明的是，在本申請的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。

使用術語「包含」或「包括」來描述這裡的元件、成分、部件或步驟的組合也想到了基本由這些元件、成分、部件或步驟構成的實施方式。這裡通過使用術語「可以」，旨在說明「可以」包括的所描述的任何屬性都是可選的。

多個元件、成分、部件或步驟能夠由單個集成元件、成分、部件或步驟來提供。另選地，單個集成元件、成分、部件或步驟可以被分成分離的多個元件、成分、部件或步驟。用來描述元件、成分、部件或步驟的公開「一」或「一個」並不說為了排除其他的元件、成分、部件或步驟。

應該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應用對本領域技術人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導的範圍不應該參照上述描述來確定，而是應該參照前述權利要求以及這些權利要求所擁有的等價物的全部範圍來確定。出於全面之目的，所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結合在本文中。在前述權利要求中省略這裡公開的主題的任何方面並不是為了放棄該主體內容，也不應該認為申請人沒有將該主題考慮為所公開的申請主題的一部分。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本申請的可行性實施方式的具體說明，它們並非用以限制本申請的保護範圍，凡未脫離本申請技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本申請的保護範圍之內。