CN105333990B - 小型压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型压力传感器，具体公开了一种小型微熔硅应变计(MSG)传感器，该传感器结合了偏置弹簧以及送入部。该压力传感器包括弹簧，所述弹簧具有由位于中间的盘绕中央段偏置开的第一盘绕段和第二盘绕段，所述弹簧用于实现两个电接触垫之间的偏置接触。

Description

小型压力传感器

技术领域

本发明总体上涉及一种压力传感器，并且更具体地涉及一种小型压力传感器。

背景技术

采用微熔硅应变计(MSG)技术的压力传感器已经普遍应用于各种设备，例如车辆制动系统、车辆稳定控制系统、GDI燃料压力、传递系统等。这些压力传感器总体上是小型的。对小型MSG传感器而言的优选设计(其具有小于15mm的外径)通常使用单个的印刷电路板(PCB)，所述单个的印刷电路板直接连接至用户的电子装置以便最小化部件数量。在这些小型MSG传感器中，由于PCB中央的窗口，传感器PCB接触垫的位置大体上被限制成距离封装的中心最小的径向距离，以便能够引线键合至应变计。

所需要的是用单个弹簧实现偏置垫连接的技术方案。

发明内容

下文展现了本发明的简化的概述，以便人们基本上理解本发明的一些方面。该概述不是本发明外延性的总论。其并不旨在确定本发明的关键性或重要的元件，也不限定本发明的范围。其单纯的目的在于以简化的形式展现本发明的一些概念，作为之后展现的更加详细的描述内容的前序。

本发明提供了用于小型压力传感器的方法以及装置。

概括而言，在一个方面，本发明的特征在于一种压力传感器，所述压力传感器包括弹簧，所述弹簧具有由位于中间的盘绕中央段偏置开的第一盘绕段和第二盘绕段，所述弹簧用于实现两个电接触垫之间的偏置接触。

根据阅读下文更详细的描述并且参考相关的附图将更加明了这些以及其他的特征和优点。应当理解的是，上文概括性的描述和下文详细的描述仅作为解释说明用，而不作为权利要求所要求的方面的限制。

附图说明

通过结合下文的附图参考详细的描述将更全面地理解本发明，其中：

图1是根据本文公开的实施例的示例性小型MSG传感器的分解视图。

图2是根据本文公开的实施例的示例性偏置弹簧的视图。

图3是对准凹部的视图。

图4是根据本文公开的实施例的组装的MSG传感器的剖视图。

图5显示了偏置弹簧的第二实施例。

图6显示了偏置弹簧的第三实施例。

图7显示了偏置弹簧的第四实施例。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的主题，其中，通篇用相同的附图标记标识相同的元件。为实现解释的目的，在下文的描述中展现了多个具体的细节以便彻底理解本发明。然而，可以确定的是本发明可以在不需要这些具体细节的情况下实践。在其他的示例中，以结构图的形式显示了已知的结构和装置，以便有助于描述本发明。

在下文的描述中，术语“或者”旨在表示包括性的“或者”而不是排他性的“或者”。即，除非文中具体或者清楚说明，否则“X应用A或者B”旨在表示任何自然的包括性的组合。即，在X应用A、X应用B、或者X应用A和B两者的情况下，则“X应用A或者B”满足任何上述的示例。此外，在主体说明书中以及附图中使用的冠词“一个”以及“一种”一般用于表示“一个或更多个”，除非文中具体或者清楚指向单数的形式。

如图1所示，示例性的小型MSG传感器10包括上弹簧引导外壳15。在图1显示的实施例中，上弹簧引导外壳15包括四个孔20、25、30、35。在一个具体的实施例中，每个孔都是圆筒形的。在其他的实施例中，每个孔可以采用其他的形状以适应一个或更多个偏置弹簧的不同形状，如下文描述的。

传感器10包括四个偏置弹簧40、45、50、55，每个偏置弹簧分别具有上偏置分段60、65、70、75；分别具有中央段80、85、90、95；以及下偏置分段100、105、110、115。在一个具体的设计中，中央段80、85、90、95是环状的。上偏置分段60、65、70、75定向成用于分别定位在上弹簧引导外壳15的四个孔20、25、30、35内。

传感器10包括下弹簧引导外壳120。下弹簧引导外壳120包括四个孔125、130、135、140。下偏置分段100、105、110、115定向成用于分别定位在下弹簧引导外壳120的四个孔125、130、135、140内。

为有助于定位下偏置分段100、105、110、115，四个孔125、130、135、140都包括形成在近端处的对准给送部分150、155、160、165。如在下文描述的，每个对准给送部分150、155、160、165成形为渐缩的形式以便为每个下偏置分段100、105、110、115提供合适的定向以及对准。

传感器10包括电磁兼容性(EMC)屏蔽板170。EMC屏蔽板170由从EMC屏蔽板170自身形成片簧的弯曲金属部172、174接地。热熔柱的二次连接用于长时间确保屏蔽板的定位。EMC屏蔽板170形成了法拉第笼以便改进电磁兼容性能。EMC屏蔽板170消除了对外壳作为电磁兼容性屏蔽的需要。此外，通过将EMC屏蔽板170布置在内部可以在不减小可获得的印刷电路板面积的情况下改进电磁兼容性。将EMC屏蔽板170布置在内部使PCB直径最大化并且提供屏蔽。

传感器10包括电子模块组件(EMA)175，其包括支撑环177以及印刷电路板(PCB)180。当联接至下弹簧引导外壳120时，每个下偏置分段100、105、110、115的端部与位于PCB180上的接触垫185、190、195、200匹配。

当完全组装后，上弹簧引导外壳15、下弹簧引导外壳120、EMC屏蔽板170以及EMA175互锁或者联接在一起形成组装好的传感器10。位于上弹簧引导外壳15中的引导部300构造成直接对准到支撑环175中。在一个实施例中，结合了引导部300中的卡扣接头以及挤压肋部以减小公差的积累量，即，改进弹簧的定位。

如图2所示，每个偏置弹簧，例如偏置弹簧40包括上偏置分段60、中央段80以及下偏置分段100。上偏置分段60以及下偏置分段100是通过盘绕中央段80连接在一起的较小直径的盘绕结构。上偏置分段60的顶部末端250设计成用于与用户设备(未显示)的垫接触，而下偏置分段100的底部末端255设计成用于与位于PCB180上的接触垫185接触。

如图3所示，下弹簧引导外壳120的四个孔125、130、135、140中的每个孔，例如孔125包括对准给送部分150。通过示例的方式，在组装传感器10的过程中，下偏置分段100设计成落入孔125中。为确保偏置弹簧40正确定位，其中央段80坐落到凹陷的对准给送部分150中。这阻止了偏置弹簧40旋转，并且将下偏置分段100定位成以便与位于PCB180上的接触垫185适当接触，并且以便使上偏置分段60与用户设备(未显示)的垫适当接触。更具体地，对准给送部分150是埋头孔，其接收盘绕的中央段80以在安装上弹簧引导外壳15之前旋转地对准偏置弹簧40。

如图4所示显示了示例性的组装好的MSG传感器200的剖视图，其包括弹簧40，所述弹簧具有由位于中间的盘绕中央段80偏置开的两个盘绕段60、100，所述弹簧用于实现两个垫222、225之间的偏置接触。通过从主要的中央段的直径减去有效的线圈直径来确定偏置量。将弹簧40组装到具有两个塑性部件15、120的传感器200中，所述两个塑性部件分别在一侧容纳弹簧40的各有效段。两个塑性部件15、120在偏置弹簧的界面80处接合。

塑性部件15、120设计成使得在弹簧40受压缩时产生的力沿法线方向受到匹配的力的支撑。即，弹簧40的下有效部分100支承在弹簧上塑性引导界面上，并且弹簧上有效部分60支承在下塑性引导表面上。

塑性部件15、120中的孔包括送入部，以便有助于加载弹簧以及适应有效段60、100之间的定位公差。此外，第一塑性保持器15包括埋头孔部以接收盘绕中央段80，以便在安装第二塑性保持器120之前旋转地对准弹簧。在一个实施例中，包括具有可变形的挤压肋部的键形部(在图1和图3中用附图标记300表示)以提供定位和抗旋转能力，以便阻止弹簧由于塑性引导部的相对运动而损坏或者缠结。

尽管已经将本发明的压力传感器描述为，其中，偏置弹簧包括环形的盘绕中央段，但其他实施例可以包括可替代的偏置弹簧构造，其包括对孔的相应的对准和给送部分做出对应的修改。

例如，如图5所示，在一个实施例中，偏置弹簧300包括单向盘绕的中央段305。

在另一个实施例中，如图6所示，偏置弹簧400包括中央段405上的完全盘绕部，以便消除缠结。

在又一实施例中，如图7所示，偏置弹簧500包括去除双重直径的中央段505。

一些实施例以及它们的衍生实施例可以用表述“一个实施例”或“一种实施例”来描述。这些术语表示，结合实施例描述的具体特征、结构或者特性包括在至少一个实施例中。在说明书的不同位置出现的词组“一个实施例”没有必要全部表示相同的实施例。

尽管已经通过参考本发明的优选实施例具体特别地显示并且描述了本发明，但本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本申请的如所附权利要求限定的实质内容和范围的情况下可以在本发明中对形式和细节作出各种改变。本申请的范围预期覆盖这样的变型。如此，上文对本申请的实施例的描述将不是限制性的。而是在下文的权利要求中对本发明进行限定。

Claims (12)

1.一种压力传感器，其包括：

弹簧，所述弹簧具有连接至位于所述弹簧的中间的中央段的第一盘绕段和第二盘绕段；和

第一外壳互锁部件和第二外壳互锁部件，其中，第一盘绕段容纳在第一外壳互锁部件的第一孔内，而第二盘绕段容纳在第二外壳互锁部件的第二孔内，第一外壳互锁部件和第二外壳互锁部件在所述弹簧的中央段处接合，

其中所述中央段在所述第一盘绕段和第二盘绕段之间提供偏置，以使所述第一盘绕段和第二盘绕段相应地在所述第一外壳互锁部件和第二外壳互锁部件中的第一偏置电接触垫和第二偏置电接触垫之间实现接触。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，所述偏置包括通过从中央段的直径减去第一盘绕段和第二盘绕段的有效线圈直径来确定的大致的偏置量。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，第一外壳互锁部件设计成使得在弹簧受压缩时形成的力沿法线方向受到第二外壳互锁部件的匹配的力的支撑。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，第一外壳互锁部件中的第一孔和第二外壳互锁部件中的第二孔中的至少一个孔包括送入部，以便有助于加载弹簧，并且用于适应第一盘绕段和第二盘绕段之间的定位公差。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，第一外壳互锁部件中的第一孔包括埋头孔部以接收所述中央段，以便在安装第二外壳互锁部件之前旋转地对准弹簧。

6.根据权利要求5所述的压力传感器，其中，第一外壳互锁部件还包括具有能够变形的挤压肋部区域的键形对准引导部，以接收来自第二外壳互锁部件的挤压肋部，以便提供定位和抗旋转能力以阻止弹簧损坏或缠结。

7.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，第一外壳互锁部件和第二外壳互锁部件是注射成型的塑性件。

8.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，所述中央段能够通过第一外壳互锁部件和第二外壳互锁部件保持住弹簧。

9.根据权利要求1所述的压力传感器，所述压力传感器还包括适合于卡扣装配至第一外壳互锁部件和第二外壳互锁部件的电子模块组件。

10.根据权利要求9所述的压力传感器，其中，所述电子模块组件包括：

支撑环；以及

印刷电路板。

11.根据权利要求10所述的压力传感器，其中，所述支撑环包括联接至传感元件的一个或更多个应变计。

12.根据权利要求9所述的压力传感器，所述传感器还包括位于电子模块组件与第一外壳互锁部件以及第二外壳互锁部件之间的EMC屏蔽板，所述EMC屏蔽板通过弯曲的金属部接地。