CN113340515A - 一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，包括传感器壳体、电气接头、敏感元座、PCB电路板、压力敏感元，传感器壳体下端一体化成型设有螺纹管接头，传感器壳体内腔中安装有敏感元座，敏感元座下端一体化设有插入螺纹管接头内腔的流体管道，敏感元座上端面设有方形凹腔，压力敏感元安装在方形凹腔中，电气接头下端置于传感器壳体内部，电气接头内部端面上竖直插接有三根PI N针，PCB电路板卡接入电气接头下端外侧壁上两组对称开设的U形槽内，且PCB电路板上设有三组分别与三根PI N针下端连接的连接孔，PCB电路板下端面与支撑凸台顶面抵接，PCB电路板与压力敏感元通过四组引脚锡焊连接。本发明可实现高精度检测，且结构稳定性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力传感器技术，具体是一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器。
背景技术
压力传感器主要用于采集内腔或管道中液体或气体的压力。随着控制技术和控制系统的不断提升，传统的控制方式不再适应行业的需求，传统的传感器精度是适应性也需要进一步提高。例如在汽车空调行业，传统汽车采用压力开关通过采集管路中冷媒的某个压力值来决定系统的运行或停止，这种简单粗暴的控制方式不但效率低，浪费能源而且容易损坏系统，因此逐步被压力传感器所取代。另外传统的基于MEMS和陶瓷电容技术的压力传感器，受温度的影响会产生严重的漂移，尤其在高温和低温情况下，误差明显增加，从而无法在全温度区间进行高精度数据采集。本专利开发一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，可以取代传统的压力开关，实现精确控制，也可以克服传统压力传感器无法实现全温度区间的数据采集问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，包括传感器壳体、电气接头、敏感元座、PCB电路板、压力敏感元，所述传感器壳体下端一体化成型设有螺纹管接头，传感器壳体内腔中安装有所述敏感元座，敏感元座下端一体化设有插入所述螺纹管接头内腔的流体管道，流体管道内腔与螺纹管接头内腔相通，敏感元座上端面设有方形凹腔、两组对称设置的支撑凸台以及两组对称设置的卡扣，所述方形凹腔与流体管道内腔相通，所述压力敏感元安装在方形凹腔中，所述电气接头下端置于传感器壳体内部，电气接头内部端面上竖直插接有三根PI N针，所述PCB电路板卡接入电气接头下端外侧壁上两组对称开设的U形槽内，且PCB电路板上设有三组分别与三根所述PI N针下端连接的连接孔，所述电气接头内部端面上还设有用于抵接PCB电路板上端面的定位凸起，PCB电路板下端面与所述支撑凸台顶面抵接，电气接头下端外侧壁上还设有两组对称开设的凹槽，两组所述凹槽分别与两组所述卡扣卡合，PCB电路板与压力敏感元通过四组引脚锡焊连接。
进一步的，所述电气接头内部端面上设有与PI N针上端配合的插接孔，PIN针上端与所述插接孔采用采用过盈配合连接。
进一步的，所述PIN针下端与连接孔采用过盈配合连接。
进一步的，所述压力敏感元通过粘接剂粘接在方形凹腔中，并覆盖于流体管道与方形凹腔相通的管口上方。
进一步的，所述传感器壳体上端采用缩口机缩口。
进一步的，所述传感器壳体上端缩口处与电气接头外壁之间空隙填充有密封胶。
进一步的，所述敏感元座下端的流体管道外部套设有第一密封圈。
进一步的，所述传感器壳体下端的螺纹管接头外部套设有第二密封圈。
进一步的，所述压力敏感元由陶瓷电阻制备而成。
进一步的，所述PCB电路板上设有与四组所述引脚配合连接的定位圆孔。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，通过采用由陶瓷电阻制备而成的压力敏感元，提高了传感器的检测精度，降低了温度对精度的影响，扩大了工作温度区间，可实现-40℃～150℃范围内正常工作，全温区，全量程精度可提高至1.8％VDD，通过本申请的结构设计，提高了质量稳定性、工作可靠性；PCB电路板与压力敏感元独立制作，通过引脚锡焊连接，取代传统的电路板和敏感元一体化制作，降低了加工难度和制作成本，提高了质量稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的分体图。
图2是本发明的剖视图。
图3是本发明电气接头的立体图。
图4是本发明敏感元座的结构图。
图5是本发明压力敏感元的结构图。
图6是本发明PCB电路板的结构俯视图。
图中：1、传感器壳体，2、电气接头，3、敏感元座，4、PCB电路板，5、压力敏感元，6、螺纹管接头，7、流体管道，8、支撑凸台，9、卡扣，10、PIN针10，11、U形槽，12、连接孔，13、定位凸起,14、凹槽，15、引脚，16、插接孔，17、密封胶，18、第一密封圈，19、第二密封圈，20、定位圆孔，21、粘接剂。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，本发明提供一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，包括传感器壳体1、电气接头2、敏感元座3、PCB电路板4、压力敏感元5，传感器壳体1下端一体化成型设有螺纹管接头6，传感器壳体1通过其下端的螺纹管接头6与管路或腔壁上的安装孔连接，传感器壳体1内腔中安装有敏感元座3，敏感元座3下端一体化设有插入螺纹管接头6内腔的流体管道7，流体管道7内腔与螺纹管接头6内腔相通，敏感元座3上端面设有方形凹腔、两组对称设置的支撑凸台8以及两组对称设置的卡扣9，方形凹腔与流体管道7内腔相通，压力敏感元5安装在方形凹腔中，电气接头2下端置于传感器壳体1内部，电气接头2内部端面上竖直插接有三根PIN针10，三根PIN针10分别是用于压力输出、接地、连接电源，PCB电路板4外形在四个角设计有缺口，方便卡接入电气接头2下端外侧壁上两组对称开设的U形槽11内，且PCB电路板4上设有三组分别与三根PIN针10下端连接的连接孔12，电气接头2内部端面上还设有用于抵接PCB电路板4上端面的定位凸起13，PCB电路板4下端面与支撑凸台8顶面抵接，电气接头2下端外侧壁上还设有两组对称开设的凹槽14，两组凹槽14分别与两组卡扣9卡合，PCB电路板4与压力敏感元5通过四组引脚15锡焊连接。
在本实施例中，电气接头2内部端面上设有与PIN针10上端配合的插接孔16，PIN针10上端与插接孔16采用采用过盈配合连接，PIN针10下端采用一次性挤压成型，使其下端变宽，形成扁平状，PIN针10下端插入连接孔12后，与连接孔12间形成过盈配合，取代了传统传感器采用软排线锡焊连接方式，提高了连接的可靠性，并且降低了因软排线在制作或使用过程中折断带来的传感器失效，从而提高了传感器的质量稳定性和工作可靠性。
在本实施例中，压力敏感元5通过粘接剂21粘接在方形凹腔中，并覆盖于流体管道7与方形凹腔相通的管口上方，保证螺纹管接头6中进入的流体经由流体管道7将压力传递至压力敏感元5，使压力敏感元5感应到此时流体的压力，压力敏感元5由陶瓷电阻制备而成，在压力作用下电阻值发生变化，电阻值的变化通过PCB电路板4中的电路传递给芯片，芯片通过计算，输出相应的结果，最后经过放大，以模拟电压的形式，通过用于压力输出的PIN针10输出给与传感器连接的外部控制器。
在本实施例中，传感器壳体1上端采用缩口机缩口，对电气接头2的下端进行包裹，且传感器壳体1上端缩口处与电气接头2外壁之间空隙填充有密封胶17，对此处进行密封处理，防止粉尘和蒸汽浸入。
在本实施例中，敏感元座3下端的流体管道7外部套设有第一密封圈18，传感器壳体1下端的螺纹管接头6外部套设有第二密封圈19。
在本实施例中，PCB电路板4上设有与四组引脚15配合连接的定位圆孔20，取代了传统传感器采用软排线锡焊连接方式，提高了连接的可靠性，并且降低了因软排线在制作或使用过程中折断带来的传感器失效，从而提高了传感器的质量稳定性和工作可靠性。
本发明通过采用由陶瓷电阻制备而成的压力敏感元5，取代传统的陶瓷电容传感元，提高了传感器的检测精度，降低了温度对精度的影响，扩大了工作温度区间，可实现-40℃～150℃范围内正常工作，全温区，全量程精度可提高至1.8％VDD；
通过PCB电路板4卡接入电气接头2下端外侧壁上两组对称开设的U形槽11内，实现了对PCB电路板4水平位置的定位，PCB电路板4下端面与支撑凸台9顶面抵接，PCB电路板4上端面与定位凸起13抵接，对PCB电路板4在竖直方向上进行了定位，保持了PCB电路板4的结构稳定性，通过敏感元座3上端面的卡扣9与电气接头2下端外侧壁上的凹槽14卡合，可防止敏感元座3和电气接头2之间产生相对转动而破坏电子元器件之间的连接；
PCB电路板4与压力敏感元5独立制作，通过引脚15锡焊连接，取代传统的电路板和敏感元一体化制作，降低了加工难度和制作成本，提高了质量稳定性。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定，任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，包括传感器壳体(1)、电气接头(2)、敏感元座(3)、PCB电路板(4)、压力敏感元(5)，所述传感器壳体(1)下端一体化成型设有螺纹管接头(6)，传感器壳体(1)内腔中安装有所述敏感元座(3)，敏感元座(3)下端一体化设有插入所述螺纹管接头(6)内腔的流体管道(7)，流体管道(7)内腔与螺纹管接头(6)内腔相通，敏感元座(3)上端面设有方形凹腔、两组对称设置的支撑凸台(8)以及两组对称设置的卡扣(9)，所述方形凹腔与流体管道(7)内腔相通，所述压力敏感元(5)安装在方形凹腔中，所述电气接头(2)下端置于传感器壳体(1)内部，电气接头(2)内部端面上竖直插接有三根PIN针(10)，所述PCB电路板(4)卡接入电气接头(2)下端外侧壁上两组对称开设的U形槽(11)内，且PCB电路板(4)上设有三组分别与三根所述PIN针(10)下端连接的连接孔(12)，所述电气接头(2)内部端面上还设有用于抵接PCB电路板(4)上端面的定位凸起(13)，PCB电路板(4)下端面与所述支撑凸台(8)顶面抵接，电气接头(2)下端外侧壁上还设有两组对称开设的凹槽(14)，两组所述凹槽(14)分别与两组所述卡扣(9)卡合，PCB电路板(4)与压力敏感元(5)通过四组引脚(15)锡焊连接。
2.根据权利要求1所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述电气接头(2)内部端面上设有与PIN针(10)上端配合的插接孔(16)，PIN针(10)上端与所述插接孔(16)采用采用过盈配合连接。
3.根据权利要求1所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述PIN针(10)下端与连接孔(12)采用过盈配合连接。
4.根据权利要求1所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述压力敏感元(5)通过粘接剂(21)粘接在方形凹腔中，并覆盖于流体管道(7)与方形凹腔相通的管口上方。
5.根据权利要求1所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述传感器壳体(1)上端采用缩口机缩口。
6.根据权利要求5所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述传感器壳体(1)上端缩口处与电气接头(2)外壁之间空隙填充有密封胶(17)。
7.根据权利要求1所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述敏感元座(3)下端的流体管道(7)外部套设有第一密封圈(18)。
8.根据权利要求1所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述传感器壳体(1)下端的螺纹管接头(6)外部套设有第二密封圈(19)。
9.根据权利要求1所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述压力敏感元(5)由陶瓷电阻制备而成。
10.根据权利要求1所述的基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器，其特征在于，所述PCB电路板(4)上设有与四组所述引脚(15)配合连接的定位圆孔(20)。
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| CN202110634613.0A CN113340515A (zh) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | 一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器 |
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| CN202110634613.0A CN113340515A (zh) | 2021-06-08 | 2021-06-08 | 一种基于陶瓷电阻传感技术的压力传感器 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116771500A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-09-19 | 威海中远海运重工科技有限公司 | 一种甲醇燃料供给系统的在线监测装置及其监测方法 |
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2021
- 2021-06-08 CN CN202110634613.0A patent/CN113340515A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116771500A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-09-19 | 威海中远海运重工科技有限公司 | 一种甲醇燃料供给系统的在线监测装置及其监测方法 |
| CN116771500B (zh) * | 2023-08-01 | 2024-01-30 | 威海中远海运重工科技有限公司 | 一种甲醇燃料供给系统的在线监测装置及其监测方法 |
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