CN103940546A - 基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器，包括外壳和外罩连接构成的壳体以及设在壳体内的陶瓷压力芯片、进油管、密封圈一、尼龙垫圈、盖圈、密封垫圈、线路板、压圈、密封圈二、外罩；进油管设于外壳底部并向上延伸至陶瓷压力芯片中空部；陶瓷压力芯片内嵌在外壳中，陶瓷芯片内侧与外壳接触处设有密封圈一，上端面依次设有尼龙垫圈和盖圈；线路板设在壳体中部，上下端面分别设有压圈和密封垫圈固定。通过采用陶瓷压力芯片以及对传感器结构的改进，彻底隔绝了机油和所有电子元器件的接触，使传感器的性能特别是可靠性较原来有大幅提高，使用寿命得到延长，同时具有多种输出信号方式。
Description
技术领域
本发明涉及车用传感器领域，具体涉及一种基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器。
背景技术
汽车发动机的工作环境恶劣，不仅需要宽工作温度范围（-40～+125℃），而且需要耐受高强度和高密度的机械振动、机械冲击等，要求传感器的芯片稳定性，封装结构强度、封装结构的气密性等关键特性必须满足汽车标准需求。而市场上多采用MEMS传感压力芯片，由于其具有体积小、重量轻、响应快、灵敏度高、易于批量生产、成本低的优势，在市场上得到广泛应用，但长期使用过程中出现了如下问题：由于MEMS压力芯片长期与高温、高压的机油接触，导致杂质进入芯片孔中引起MEMS压力芯片暂时失效或损坏；同时，传统结构由于线路板和高温高压的机油直接接触，造成了对线路板上电子元器件的冲击，提高了元器件的故障率。此外传统结构密封性差，使用寿命短。
发明内容
发明目的：为了提高机油压力传感器的可靠性、增长使用寿命、减少故障率，本发明提供一种基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器。
技术方案：为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器，包括外壳和外罩连接构成的壳体以及设在壳体内的压力传感器芯片，所述压力传感器芯片为陶瓷压力芯片；通过选用陶瓷压力芯片，彻底隔绝了机油和所有电子器件的接触，同时避免了机油压力对线路板的冲击。
所述壳体下部设有进油管、密封圈一、尼龙垫圈、盖圈；进油管设于所述外壳底部并向上延伸至所述陶瓷压力芯片中空部；所述陶瓷压力芯片内嵌在所述外壳中，所述陶瓷压力芯片内侧与所述外壳接触处设有密封圈一；所述陶瓷压力芯片上端面依次设有尼龙垫圈和盖圈，盖圈与外壳通过激光焊接固定。采用密封圈可有效保证传感器的密封性。
所述外壳与所述外罩连接处设有密封圈二，外壳和外罩通过模具液压固定。
所述壳体中部设有线路板，线路板上下端面分别设有压圈和密封垫圈固定。
所述外罩上设有若干个接线柱。
本发明具有多种输出方式，可以是电流、电流加电压和CAN数据总线这三种输出方式中的任一种形式的电信号进行输出。
机油通过进油管将力传至陶瓷压力芯片，引起陶瓷压力芯片上阻值变化以电压信号的方式输出，通过线路板的采集、处理、标定和温漂补偿，最后可以根据用户要求以电流、电流加电压和CAN数据总线这三种方式中的任一种形式的信号进行输出。
有益效果：
1. 通过采用陶瓷压力芯片替代传统的MEMS压力芯片，彻底隔绝了机油和所有电子元器件的接触，避免了机油中杂质阻塞芯片引起传感器失效；同时隔绝了线路板与机油的接触，避免了机油压力对线路板的冲击，提高了电子元器件的可靠性。
2. 通过三层密封结构（陶瓷压力芯片、线路板、外壳外罩结合处）保证了发动机内机油不会通过传感器漏到机外。
3. 通过对传感器结构的设计改造，提高了整体的密封性能，有效的延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示的基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器，包括进油管1、外壳2、陶瓷压力芯片3、密封圈一4、尼龙垫圈5、盖圈6、密封垫圈7、线路板8、压圈9、密封圈二10、外罩11；外壳2和外罩11通过模具液压固定成壳体，在其连接处设有密封圈二10，其他元件都安装在壳体内；外壳2底部设有进油管1，进油管1向上延伸至陶瓷压力芯片3中空部；陶瓷压力芯片3内嵌在外壳2中，陶瓷压力芯片3内侧与外壳2接触处设有密封圈一4；陶瓷压力芯片3上端面设有尼龙垫圈5和盖圈6，盖圈6与外壳2通过激光焊接固定；外壳2与外罩11连接处设有线路板8，线路板8上下端面分别设有压圈9和密封垫圈7；外罩11上设有若干个接线柱12。
机油通过进油管1将力传至陶瓷压力芯片3，引起陶瓷压力芯片3上阻值变化以电压信号的方式输出，通过线路板8的采集、处理、标定和温漂补偿，最后可以根据用户要求以电流、电流加电压和CAN数据总线这三种方式中的任一种形式的信号进行输出。
通过使用陶瓷压力芯片3并设置密封结构将线路板8与进油管1彻底隔绝，避免了机油对芯片影响以及对线路板8的冲击。在连接处设置多个密封圈或者垫圈，保证了基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器的密封性，使用过程安全可靠、故障率低，相对于传统的基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器具有更长的使用寿命。
陶瓷压力芯片主要性能如下：
压力量程：0.2—50MPa 零位稳定性:±0.1%FS/年
激励电压：5—30VDC 满量程稳定性：±0.1%FS/年
桥路阻抗：12KΩ±20% 过载压力： >300%FS
零位输出： 0±0.1mV/V 破坏压力： >400%FS
灵敏度输出： 2.5--4 mV/V 工作温度： -45--125℃
桥臂电阻温度系数：±50PPM/℃
零位温度系数：±0.001—0.015%FS/℃
满量程温度系数:-0.001---0.015%FS/℃
综合精度： ±0.15%FS(含线性、迟滞性、重复性)
陶瓷压力芯片不仅从性能上完全能满足电子式机油压力传感器的性能要求，同时由于其特有的结构上，更能适合像机油类液体，从实际使用效果来看，陶瓷压力芯片的可靠性要高于MEMS压力芯片，故障率大为降低。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (5)
1.一种基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器，包括外壳（2）和外罩（11）连接构成的壳体以及设在壳体内的压力传感器芯片，其特征在于：所述压力传感器芯片为陶瓷压力芯片（3）。
2.根据权利要求1所述的基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器，其特征在于：所述壳体下部设有进油管（1）、密封圈一（4）、尼龙垫圈（5）、盖圈（6）、密封圈二（10）；进油管（1）设于所述外壳（2）底部并向上延伸至所述陶瓷压力芯片（3）中空部；所述陶瓷压力芯片（3）内嵌在所述外壳（2）中，所述陶瓷压力芯片（3）内侧与所述外壳（2）接触处设有密封圈一（4）；所述陶瓷压力芯片（3）上端面依次设有尼龙垫圈（5）和盖圈（6），盖圈（6）与外壳（2）通过激光焊接固定。
3.根据权利要求1所述的基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器，其特征在于：所述外壳（2）与所述外罩（11）连接处设有密封圈二（10）。
4.根据权利要求1所述的基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器，其特征在于：所述壳体中部设有线路板（8），线路板（8）上下端面分别设有压圈（9）和密封垫圈（7）固定。
5.根据权利要求1所述的基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器，其特征在于：所述外罩（11）上设有若干个接线柱（12）。
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| CN201410167176.6A CN103940546A (zh) | 2014-04-24 | 2014-04-24 | 基于陶瓷压力芯片的电子式机油压力传感器 |
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