CN107543646A - 压力传感器及制造压力传感器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括压力感测装置(8)和壳体的压力传感器(1)。壳体包括中间构件(2)和底部(3)，其中中间构件(2)包括孔(4)。孔(4)延伸穿过中间构件(2)，其中孔(4)的第一端(5)被连接到中间构件(2)的隔膜(6)覆盖。孔(4)的第二端(7)由包括压力感测装置(8)的底部(3)覆盖。本发明的任务是提供一种压力传感器，其允许简化且成本有效的组装和安装。解决的问题是中间构件(2)包括位于壳体的外表面上的抓握表面(16)。

Description

压力传感器及制造压力传感器的方法
技术领域
本发明涉及一种包括压力感测装置和壳体的压力传感器，其中壳体包括中间构件和底部，其中中间构件包括延伸穿过中间构件的孔，其中孔的第一端被连接到中间构件的隔膜覆盖，并且其中孔的第二端被包括压力感测装置的底部覆盖。本发明还涉及制造这种压力传感器的方法。
背景技术
从例如US 7 311 007 B2可知上述类型的压力传感器。尽管上述专利公开的压力传感器不包括将传感器连接到诸如流体管线的感测位置的任何装置或用于连接到控制单元的任何装置，但组装该专利公开的压力传感器仍相对复杂。因此，这种组装和安装相对复杂，而且需要额外的设备和部件。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种允许简化组装和安装的压力传感器。
根据本发明，上述任务通过本文开始处提到的压力传感器得到解决，因为中间构件包括位于壳体的外表面上的结构化抓握表面。
抓握表面优选地被构造和布置成通过工具接合以在诸如流体管线或流体箱的感测位置处安装或拆卸压力传感器。抓握表面可被布置在中间构件的圆周表面上。抓握表面可包括多个接合表面。使用这种解决方案能够简化组装和安装，因为不需要提供用于紧固压力传感器的附加外部装置，例如螺母。
在优选实施方案中，抓握表面是一圆周表面，其具有围绕中间构件的旋转轴线的旋转对称性。这里的旋转轴线是指安装或拆卸压力传感器时的旋转轴线。旋转对称性可以例如是60°对称或90°对称。
在优选实施方案中，中间构件是螺母形的，其中中间构件的圆周表面形成抓握表面。在这种情况下，中间构件具有特别简单的形状，其中中间构件中的孔可以围绕螺母的中心轴线布置。
在另一优选实施方案中，抓握表面是多边形，特别是围绕中间构件的中心轴线具有旋转对称性的多边形。在这种情况下，旋转对称性可以是例如60°或90°旋转对称。这简化了抓握表面与工具从多个角度接合，以将压力传感器从感测位置安装或拆卸。
优选地，底部面向中间构件的表面积小于孔在第二端处的横截面面积的150％。在这种情况下，与中间构件相比，底部可以相对较小。底部则主要用于覆盖孔的第二端、密封到达压力感测装置的电连接和定位压力感测装置。
优选地，压力传感器包括连接到中间构件的支撑环，其中隔膜在其径向外边缘处由支撑环固定到中间构件。
优选地，压力传感器包括连接器构件，该连接器构件包括至少一个电连接器，其中连接器构件在中间构件的面向底部的侧面处固定到中间构件。然后，连接器构件确保压力传感器可以容易地连接到控制单元和/或电源。这简化了压力传感器的安装。
在另一优选实施方案中，连接器构件和中间构件形成在其中布置底部的空腔。该解决方案允许压力传感器的紧凑构造。
在优选实施方案中，压力传感器包括用于将压力传感器连接到流体管道或流体箱的流体连接器，其中流体连接器被固定到中间构件。流体连接器则可包括将外部流体引导到隔膜的入口，以使得外部流体的压力可以通过隔膜传递到布置在孔中的流体，以使得压力感测装置可以测量孔中流体的压力。
在另一优选实施方案中，流体连接器和中间构件形成流体室，隔膜设置在流体室中。
优选地，体积减小构件被布置在孔中。体积减小构件减少要被填充在孔中的压力传递流体的量，这可以提高压力测量的精度。优选地，体积减小构件将孔在第一端处的自由横截面减小到低于孔在第二端处的自由横截面。
上述任务还通过制造根据上述实施方案中任一项所述的压力传感器的方法来解决，其中中间构件通过冲压步骤形成，其中孔和抓握表面二者均在冲压步骤中形成。因此，简化了压力传感器的制造，降低了成本，并且提供了允许在感测位置处更容易地安装和拆卸压力传感器的压力传感器。
优选的是，在形成中间构件之后，将隔膜固定到中间构件以覆盖第一端，且然后将流体连接器固定到中间构件。
优选的是，在隔膜和底部二者均已被固定到中间构件之后，孔被压力传递流体填充。
优选地，在底部已被固定到中间构件之后，连接器构件被固定到中间构件，以使得底部被封闭在空腔中。
附图说明
现在参考附图描述本发明的优选实施方案，其中：
图1示出了根据本发明的压力传感器的第一实施方案的剖视图，
图2以分解视图示出了根据图1的压力传感器，
图3以外部分解视图示出了根据图1和图2的压力传感器，
图4以剖视图示出了根据本发明的压力传感器的第二实施方案，
图5以分解视图示出了根据图4的压力传感器。
具体实施方式
图1至图3示出了包括中间构件2和底部3的压力传感器1的第一实施方案。中间构件2包括孔4。此处的孔4具有圆柱形形状，但也可能是其它形状，如矩形形状。孔4的第一端5被隔膜6覆盖。孔4的第二端7被底部3覆盖。压力感测装置8被布置在孔4中，并包括半导体装置9。半导体装置9优选地胶合到底部3。优选地在底部3的径向外边缘处，底部3被焊接到中间构件2。底部3的面向中间构件2的表面积小于孔4在第二端7处的横截面面积的150％。因此，底部3的尺寸可以被限制到用于确保底部实现其功能的必要尺寸，这些功能主要是放置并固定压力检测装置8和提供突出穿过底部3的引线10。引线10在一端被电连接到压力检测装置8和/或进一步电连接到布置在连接器构件12中的连接器11。为简化起见，未示出引线10和压力感测装置8以及连接器11之间的电连接。引线10和连接器11之间的电连接可以由信号调节电子设备形成或包括信号调节电子设备。
布置在中间构件2中的孔4被压力传递流体填充，以通过隔膜6将要被测量的压力传递到压力感测装置8。隔膜6通过支撑环13被固定到中间构件2。
压力传感器1还包括用于将压力传感器1连接到应在其中测量压力的流体箱或流体管道的流体连接器14。流体连接器14被固定到中间构件2，由此形成流体室15。隔膜6被布置在流体室15中。来自压力传感器1所连接的外部流体箱或流体管道的流体可以流动到流体室15并与隔膜6接触。因此，流体室15中的流体的压力通过隔膜6到达孔4和布置在其中的流体。布置在孔4中的流体优选为油。在隔膜6和底部3已经被固定到中间构件2之后，流体可被填充到孔4中。为此，压力传感器1的壳体可以包括用于将压力传递流体填充到孔4中的填充开口(未示出)。然后该填充开口可优选地通过金属球封闭。优选地，填充开口被布置在中间构件2或底部3中。
中间构件2可通过冲压步骤形成，以使得孔4和/或填充孔和/或抓握表面16可在一个冲压步骤中形成。抓握表面16被布置在中间构件2的径向外表面上。抓握表面16可以是多边形，优选具有60或90°的旋转对称性。中间构件2优选为螺母形状。抓握表面16简化了压力传感器1的安装和拆卸。
优选地，压力传感器1包括将连接器构件12连接到中间构件2的容器(capsule)17。容器17可被焊接到中间构件2。容器17和中间构件2以及流体连接器14可由金属制成。因此，流体连接器14也可被焊接到中间构件2。然而，连接器构件12优选地由电绝缘材料制成，电连接器11通过该电绝缘材料进入压力传感器1的壳体。
图4和图5示出了根据本发明的压力传感器1的第二实施方案。除了布置在孔4中的附加体积减小构件18之外，该第二实施方案与第一实施方案相同。体积减小构件18减小布置在孔4中的压力传递流体的体积。由此，压力传感器1的压力测量的精度得到提高。体积减小构件18优选地由陶瓷材料制成。体积减小构件18优选地将孔4在第一端5处的自由横截面减小到低于孔4在第二端7处的自由横截面。由此，布置在孔4中的流体的体积膨胀的影响可被降低。鉴于此，体积减小构件18包括将来自隔膜6的压力传递到压力感测装置8的通道19。

Claims (15)

1.一种压力传感器(1)，包括压力感测装置(8)和壳体，其中所述壳体包括中间构件(2)和底部(3)，其中所述中间构件(2)包括延伸穿过所述中间构件(2)的孔(4)，其中所述孔(4)的第一端(5)被连接到所述中间构件(2)的隔膜(6)覆盖，并且其中所述孔(4)的第二端(7)由包括所述压力感测装置(8)的所述底部(3)覆盖，其特征在于，所述中间构件(2)包括位于所述壳体的外表面上的抓握表面(16)。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述抓握表面(16)是圆周表面，所述圆周表面具有围绕所述中间构件(2)的旋转轴线的旋转对称性。
3.根据权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述中间构件(2)是螺母形的，其中所述中间构件(2)的所述圆周表面形成所述抓握表面(16)。
4.根据权利要求3所述的压力传感器(1)，其中，所述抓握表面(16)是多边形，特别是具有围绕所述中间构件(2)的中心轴线的旋转对称性的多边形。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述底部(3)面向所述中间构件(2)的表面积小于所述孔(4)在所述第二端(7)的横截面面积的150％。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述压力传感器(1)包括连接到所述中间构件(2)的支撑环(13)，由此所述隔膜(6)在其径向外边缘处由所述支撑环(13)固定到所述中间构件(2)。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述压力传感器(1)包括连接器构件(12)，所述连接器构件(12)包括至少一个连接器(11)，其中所述连接器构件(12)在所述中间构件(2)的面向所述底部(3)的一侧被固定到所述中间构件(2)。
8.根据权利要求7所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述连接器构件(12)和所述中间构件(2)形成在其中布置有所述底部(3)的空腔(20)。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述压力传感器(1)包括用于将所述压力传感器(1)连接到流体管道或流体箱的流体连接器(14)，其中所述流体连接器(14)被固定到所述中间构件(2)。
10.根据权利要求9所述的压力传感器(1)，其特征在于，所述流体连接器(14)和所述中间构件(2)形成流体室(15)，所述隔膜(6)布置在所述流体室中。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的压力传感器，其特征在于，在所述孔(4)中布置有体积减小构件(18)。
12.一种制造根据权利要求1至11中任意一项所述的压力传感器(1)的方法，其中，所述中间构件(2)通过冲压步骤形成，并且其中所述孔(4)和所述抓握表面(16)二者均在所述冲压步骤中形成。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在形成所述中间构件(2)之后，所述隔膜(6)被固定到所述中间构件(2)以覆盖所述第一端(5)，然后所述流体连接器(14)被固定到所述中间构件(2)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述隔膜(6)和所述底部(3)二者均已被固定到所述中间构件(2)之后，所述孔(4)被压力传递流体填充。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述底部(3)已被固定到所述中间构件(2)之后，所述连接器构件(12)被固定到所述中间构件(2)，以使得所述底部(3)被封闭在所述空腔(20)中。
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