CN107478378A - 一种小型双路信号输出压力传感器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于小型双路信号输出压力传感器用具技术领域，尤其涉及一种双路信号输出压力传感器。本发明公开了一种双路信号输出压力传感器，由底座、外壳、敏感膜片、板座、补偿电路板、信号引出电缆线构成，信号引出电缆线将该信号导出。本发明的有益效果是：保证了输出信号的可靠性，两路信号互为比对，可靠性、稳定性较高，而且结构简单，易于操作，不额外增加整体系统的机械结构负担，从而实现了小型化目标，彻底实现了无机质化，从根本上解决了有机胶的老化等问题。
Description
技术领域
本发明属于小型双路信号输出压力传感器用具技术领域，尤其涉及一种小型双路信号输出压力传感器结构。
背景技术
压力传感器作为最基本的测量单元而广泛应用于工业生产、军事装备、航空航天航海等各个领域中。虽然现有压力传感器结构多种多样，但应变计与弹性体之间大都需要采用胶粘接的方式，而胶老化容易带来蠕变、迟滞等不良影响。
发明内容
本发明的目的在于解决以上所述的技术问题，提供一种保证了输出信号的可靠性，两路信号互为比对，可靠性、稳定性较高，而且结构简单，易于操作，不额外增加整体系统的机械结构负担，从而实现了小型化目标，彻底实现了无机质化，从根本上解决了有机胶的老化等问题的双路信号输出压力传感器，其技术方案如下：
一种小型双路信号输出压力传感器结构，其特征在于，由底座、外壳、敏感膜片、板座、补偿电路板、信号引出电缆线构成，底座上设有敏感膜片和外壳，敏感膜片上设有板座，敏感膜片上设有两个惠斯通电桥，每个惠斯通电桥均与补偿电路板相连，补偿电路板连接信号引出电缆线，敏感膜片感压后产生变形，通过金线将信号引出到补偿电路板上，在补偿电路板上对信号进行补偿后，由信号引出电缆线将该信号导出。
优选方式为，两个惠斯通电桥包括8个相互独立的应变电阻，且内外圈两两组合。
优选方式为，所述的外壳上自带小螺纹。
优选方式为，所述的敏感膜片采用溅射薄膜工艺制作而成。
优选方式为，敏感膜片与底座之间、敏感膜片与板座之间、底座与外壳之间通过激光焊接或者电子束焊接相连。
本发明提供的小型双路信号输出压力传感器，在使用的时候，1、为了提高测量可靠性、稳定性，采用双路信号输出，双路信号输出的实现是通过在敏感膜片上通过光刻刻蚀等工艺技术形成上述两个完整的惠斯通电桥，再通过热压金球焊接技术用金线将其引出到补偿电路板上，再通过信号引出电缆线将传感器测到的压力值通过mV信号的形式输出。
2、为了实现小型化的目标，本发明采用的是传感器外壳上自带小螺纹，直接与被测介质管道等结构相连，整体结构只有一道激光焊接焊缝的近乎一体化的结构来实现，在作为测量单元使用的同时还可作为某一零部件使用，不额外增加整体系统的机械结构负担，从而实现了小型化目标。
3、为了解决传统压力传感器在长期使用过程中出现的由于有机胶老化等引起的蠕变、迟滞等不良现象，本发明采用了先进的溅射薄膜工艺技术，该工艺技术是采用离子束溅射手段，将过渡层、绝缘层、电阻层、金焊盘、保护层通过分子间结合的形式直接键合在金属基底的弹性体上，彻底实现了无机质化，从根本上解决了有机胶的老化等问题。
本发明的有益效果是：保证了输出信号的可靠性，两路信号互为比对，可靠性、稳定性较高，而且结构简单，易于操作，不额外增加整体系统的机械结构负担，从而实现了小型化目标，彻底实现了无机质化，从根本上解决了有机胶的老化等问题。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合图1具体说明实施例：
一种小型双路信号输出压力传感器结构，由底座1、外壳2、敏感膜片3、板座4、补偿电路板5、信号引出电缆线6构成，底座1上设有敏感膜片3和外壳2，敏感膜3片上设有板座1，敏感膜片上设有两个惠斯通电桥，每个惠斯通电桥均与补偿电路板相连，补偿电路板连接信号引出电缆线，敏感膜片感压后产生变形，通过金线将信号引出到补偿电路板上，在补偿电路板上对信号进行补偿后，由信号引出电缆线将该信号导出。
优选方式为，两个惠斯通电桥包括8个相互独立的应变电阻，且内外圈两两组合。
优选方式为，所述的外壳上自带小螺纹。
优选方式为，所述的敏感膜片采用溅射薄膜工艺制作而成。
优选方式为，敏感膜片与底座之间、敏感膜片与板座之间、底座与外壳之间通过激光焊接或者电子束焊接相连。
从敏感膜片3上通过热压金球焊引出的金线焊接到补偿电路板5后，通过信号引出电缆线6将传感器测出的电信号导出，接入到相应的检测或者调理电路系统，从而实现了该发明的传感器功能。
其中底座1、外壳2、板座4等通过外协实现高精度机械加工，补偿电路板5为常规PCB制图后外协加工而成，信号引出电缆线6为符合要求的各种规格的导线。敏感膜片3通过机械加工实现其基本外形后，首先在480℃真空处理炉内保温4小时对其进行真空时效处理，然后通过研磨抛光工艺将其表面抛光至镜面，其表面粗糙度Ra≤0.02μm，该抛光片经过酒精超声波清洗及丙酮清洗的彻底清洁并烘干后进入真空腔室，之后在该金属弹性体上采用离子束溅射手段，将过渡层、绝缘层、电阻层、金焊盘、保护层通过分子间结合的形式直接键合在金属基底的弹性体上，该工艺流程中还有两次光刻及两次离子束刻蚀工艺，至此，该敏感膜片镀膜工艺完成，之后通过阻值测试、绝缘测试、温度试验等相关测试后筛选出合格的敏感膜片后放入真空炉中进行老化试验，之后再进行阻值及绝缘测试，合格产品即可作为敏感膜片3来使用。
传感器制作中敏感膜片3与底座1之间、敏感膜片3与板座4之间、底座1与外壳2之间均是通过激光焊接或者电子束焊接来进行焊接，保证了整体结构的强度的同时也保证了外形的美观性。
该小型双路信号输出压力传感器完成制作后，需要标准压力检定设备进行标定，并提供相关的产品说明书后可进行销售，产品可在各类复杂工业环境中、航空、航天、航海等环境及军事装备等高可靠性要求的工况中实现广泛应用，本产品对于工业化发展及某些特殊环境、特殊问题的解决具有十分重要的意义。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1、双路信号输出的形式保证了输出信号的可靠性和稳定性，即使其中一路信号出现问题，本发明传感器结构还可以正常工作，同时双路信号还可互为比对，信号的可信程度更高，从而提升了整体系统的可靠性，整体系统更加稳定可靠。
2、本发明的结构设计上新颖独特，传感器本身作为压力测量单元使用的同时还可作为整体系统的某一结构单元使用，不额外增加整体机械结构负担，且整体尺寸较小，实现了小型化的目标。
3、溅射薄膜工艺技术的应用解决了传统压力传感器在长期使用过程中出现的由于有机胶老化等引起的蠕变、迟滞等不良现象，该工艺技术是采用离子束溅射手段，将过渡层、绝缘层、电阻层、金焊盘、保护层通过分子间结合的形式直接键合在金属基底的弹性体上，彻底实现了无机质化，从根本上解决了有机胶的老化带来的一系列问题，提升了传感器结构的长期使用性能，大大延长了传感器使用寿命。
本发明双路信号输出压力传感器，可以实现在航空、航天、航海等价位复杂的环境中的应用，在直接接触中，还能够耐受高震动、高冲击、超高真空环境、大温差等特殊环境要求，同时整体外形小巧，整体结构只有一条激光焊接焊缝，近乎一体化而成，结构对于整体系统的影响降到了较小的程度。
Claims (5)
1.一种小型双路信号输出压力传感器结构，其特征在于，由底座、外壳、敏感膜片、板座、补偿电路板、信号引出电缆线构成，底座上设有敏感膜片和外壳，敏感膜片上设有板座，敏感膜片上设有两个惠斯通电桥，每个惠斯通电桥均与补偿电路板相连，补偿电路板连接信号引出电缆线，敏感膜片感压后产生变形，通过金线将信号引出到补偿电路板上，在补偿电路板上对信号进行补偿后，由信号引出电缆线将该信号导出。
2.如权利要求1所述的小型双路信号输出压力传感器结构，其特征在于，两个惠斯通电桥包括8个相互独立的应变电阻，且内外圈两两组合。
3.如权利要求1所述的小型双路信号输出压力传感器结构，其特征在于，所述的外壳上自带小螺纹。
4.如权利要求1所述的小型双路信号输出压力传感器结构，其特征在于，所述的敏感膜片采用溅射薄膜工艺制作而成。
5.如权利要求1所述的小型双路信号输出压力传感器结构，其特征在于，敏感膜片与底座之间、敏感膜片与板座之间、底座与外壳之间通过激光焊接或者电子束焊接相连。
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