CN114295281A - 差压传感器及其使用方法 - Google Patents

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fluid
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萨斯什·瓦德拉穆迪
曼杰什·库马尔·B
苏德黑尔·比利杰尔·斯雷拉穆
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Abstract

本发明各种实施方案涉及压力传感器及其使用方法。压力传感器可包括：衬底，该衬底具有在第一衬底表面和第二衬底表面之间延伸的衬底厚度，其中该第一衬底表面和该第二衬底表面限定该衬底厚度的相对端；第一压力感测组件，该第一压力感测组件附接到该第一衬底表面并且被配置为检测与第一流体体积相关联的第一压力，其中该第一衬底表面的与该第一压力感测组件相邻的一部分与该第一体积的流体流体隔离；和第二压力感测组件，该第二压力感测组件附接到该第二衬底表面并且被配置为检测与第二体积的流体相关联的第二压力，其中该第二衬底表面的与该第二压力感测组件相邻的一部分与该第二流体体积流体隔离。

Description

差压传感器及其使用方法
技术领域
本文所述的各种实施方案整体涉及压力传感器。具体地讲，各种实施 方案涉及被配置用于测量两个环境之间的压差的压力传感器。
背景技术
工业、商业和医疗应用可使用差压传感器以流体方式确定(用于比 较)两个不同环境中的每个环境内的一种或多种流体条件。具体地讲，压 差传感器可用于表征存在于两个不同环境之间的流体流动条件和/或压降。 通过所施加的努力、智慧和创新，申请人已通过开发体现在本公开中的解 决方案解决了与差压传感器相关的问题，下文将详细描述这些解决方案。
发明内容
各种实施方案涉及差压传感器及其使用方法。在各种实施方案中，压 力传感器可包括：压力传感器包括：衬底，该衬底部分地由在第一衬底表 面和第二衬底表面之间延伸的衬底厚度限定，其中该第一衬底表面和该第 二衬底表面限定该衬底厚度的相对端；第一压力感测组件，该第一压力感 测组件附接到该第一衬底表面并且被配置为检测与第一体积的流体相关联 的第一压力，其中该第一压力感测组件附接到其上的该第一衬底表面的至 少一部分与该第一体积的流体流体隔离；和第二压力感测组件，该第二压 力感测组件附接到该第二衬底表面并且被配置为检测与第二体积的流体相 关联的第二压力，其中该第二压力感测组件附接到其上的该第二衬底表面 的至少一部分与该第二体积的流体流体隔离。
在各种实施方案中，压力传感器还可包括与该第一压力感测组件和该 第二压力感测组件电子通信的控制器，该控制器还可被配置为接收来自该 第一压力感测组件的第一输出信号和来自该第二压力感测组件的第二输出 信号。在各种实施方案中，该控制器还被配置为至少部分地基于该第一输 出信号和该第二输出信号来确定与该第一压力感测组件和该第二压力感测 组件相关联的压差。在某些实施方案中，该控制器可与该衬底电子通信， 并且其中该控制器设置在第一传感器外壳和第二传感器外壳中的一者内并 相对于该衬底固定。
在各种实施方案中，该第一压力感测组件可包括第一压力感测元件， 该第一压力感测元件被定位成至少基本上与该第一衬底表面相邻并且被配 置为检测该第一压力；并且该第二压力感测组件可包括第二压力感测元 件，该第二压力感测元件被定位成至少基本上与该第二衬底表面相邻并且 被配置为检测该第二压力。在某些实施方案中，该第一压力感测元件可与 控制器电子通信，并且该第一压力感测元件可被配置为响应于检测到该第 一压力而将第一输出信号传输到该控制器；并且该第二压力感测元件可与 该控制器电子通信，并且该第二压力感测元件可被配置为响应于检测到该 第二压力而将第二输出信号传输到该控制器。在各种实施方案中，该衬底 可包括印刷控制板(PCB)。在某些实施方案中，该第一压力感测组件可 包括第一压力感测元件，该第一压力感测元件与该第一衬底表面电子通信 并且被配置为检测该第一压力；并且其中该第二压力感测组件可包括第二 压力感测元件，该第二压力感测元件与该第二衬底表面电子通信并且被配 置为检测该第二压力。此外，在某些实施方案中，该第一压力感测元件可 被配置为在第一接收表面处接收该第一压力，并且该第二压力感测元件可 被配置为在第二接收表面处接收该第二压力；其中该第一接收表面被布置 成面向与该第二接收表面基本上相反的方向。
在各种实施方案中，压力传感器还可包括第一传感器外壳和第二传感 器外壳；其中该第一传感器外壳和该第一压力感测组件附接到其上的该第 一衬底表面的该部分可共同限定第一内部压力室，该第一内部压力室被构 造成容纳该第一体积的流体；并且该第二传感器外壳和该第二压力感测组 件附接到其上的该第二衬底表面的该部分可共同限定第二内部压力室，该 第二内部压力室被构造成容纳该第二体积的流体。
在各种实施方案中，该第一压力感测组件可包括第一传力构件，该第 一传力构件设置在该第一传感器外壳内并且被构造成接收该第一压力；并 且该第二压力感测组件可包括第二传力构件，该第二传力构件设置在该第 二传感器外壳内并且被构造成接收该第二压力。在某些实施方案中，该第 一压力感测组件还可包括设置在该第一传感器外壳内的第一压力感测元 件，其中该第一传力构件被构造成将该第一压力的至少一部分传递到该第 一压力感测元件，并且其中该第一传力构件被构造成至少基本上围绕该第 一压力感测元件，以便将该第一压力感测元件与该第一体积的流体流体隔 离。在某些实施方案中，该第二压力感测组件还可包括设置在该第二传感 器外壳内的第二压力感测元件，其中该第二传力构件被构造成将该第二压 力的至少一部分传递到该第二压力感测元件，并且其中该第二传力构件被 构造成至少基本上围绕该第二压力感测元件，以便将该第二压力感测元件 与该第二体积的流体流体隔离。在各种实施方案中，该第一传力构件可包 括第一体积的凝胶；并且该第二传力构件可包括第二体积的凝胶。在各种 实施方案中，该第一体积的凝胶可包括食品级凝胶；并且该第一传感器外 壳可使用食品级粘合剂相对于该第一衬底表面固定。
本文所述的各种实施方案涉及确定压差的方法，该方法包括：提供压 力传感器，该压力传感器包括：衬底，该衬底部分地由在第一衬底表面和 第二衬底表面之间延伸的衬底厚度限定，其中该第一衬底表面和该第二衬 底表面限定该衬底厚度的相对端；第一压力感测组件，该第一压力感测组 件附接到该第一衬底表面并且被配置为检测与第一体积的流体相关联的第 一压力，其中该第一压力感测组件附接到其上的该第一衬底表面的至少一 部分与该第一体积的流体流体隔离；和第二压力感测组件，该第二压力感 测组件附接到该第二衬底表面并且被配置为检测与第二体积的流体相关联 的第二压力，其中该第二压力感测组件附接到其上的该第二衬底表面的至 少一部分与该第二体积的流体流体隔离；接收来自该第一压力感测组件的 第一输出信号和来自该第二压力感测组件的第二输出信号；以及至少部分 地基于该第一输出信号和该第二输出信号来确定与该第一压力感测组件和 该第二压力感测组件相关联的压差。
在各种实施方案中，该压力传感器还可包括与该衬底电子通信的控制 器，并且其中该控制器设置在第一传感器外壳或第二传感器外壳中的一者 内并相对于该衬底固定。在各种实施方案中，该第一压力感测组件可包括 第一压力感测元件，该第一压力感测元件被定位成至少基本上与该第一衬 底表面相邻并且被配置为检测该第一压力；并且其中该第二压力感测组件 包括第二压力感测元件，该第二压力感测元件被定位成至少基本上与该第 二衬底表面相邻并且被配置为检测该第二压力。在各种实施方案中，该第 一压力感测组件可包括第一传力构件，该第一传力构件设置在第一传感器 外壳内并且被构造成接收该第一压力；并且其中该第二压力感测组件包括 第二传力构件，该第二传力构件设置在第二传感器外壳内并且被构造成接 收该第二压力。
本文所述的各种实施方案涉及压力传感器，该压力传感器包括：衬 底，该衬底部分地由在第一衬底表面和第二衬底表面之间延伸的衬底厚度 限定；第一压力感测组件，该第一压力感测组件附接到该第一衬底表面并 且被配置为检测与第一体积的流体相关联的第一压力，其中该第一压力感 测组件附接到其上的该第一衬底表面的至少一部分与该第一体积的流体流 体隔离；和第二压力感测组件，该第二压力感测组件附接到该第二衬底表面并且被配置为检测与第二体积的流体相关联的第二压力，其中该第二压 力感测组件附接到其上的该第二衬底表面的至少一部分与该第二体积的流 体流体隔离；其中该第一衬底表面和该第二衬底表面限定共面表面，使得 该第一压力感测组件和该第二压力感测组件在至少基本上类似的平面内侧 向间隔开。
附图说明
现在将参考附图，这些附图未必按比例绘制，并且其中：
图1示出了根据实施方案的示例性压力传感器的透视图；
图2示出了根据实施方案的示例性压力传感器的剖视图；
图3示出了根据实施方案的示例性压力传感器的透视剖视图；并且
图4示出了根据实施方案的示例性压力传感器的剖视图。
具体实施方式
本公开参考附图更全面地描述了各种实施方案。应当理解，本文示出 和描述了一些但不是全部的实施方案。实际上，实施方案可采用许多不同 的形式，并且因此本公开不应该被解释为限于本文所阐述的实施方案。相 反，提供这些实施方案是为了使本公开满足适用的法律要求。在全篇内容 中，类似的标号指代类似的元件。
本文所用的词语“示例”或“示例性”旨在表示“用作示例、实例或 说明”。本文描述为“示例”或“示例性”的任何实施方式不一定比其他 实施方式更优选或有利。如本文所用，“流体”可体现为气体、液体或气 体和液体在单流中的组合。因此，术语“流体”包括易流动的各种物质， 诸如但不限于液体和/或气体(例如，水、油、空气等)。因此，各种实施 方案涉及流体感测系统，诸如气体传感器系统(例如，某些实施方案被具 体地构造用于与空气一起操作；其他实施方案被构造用于与其他气体，诸 如惰性气体、挥发性气体等一起操作)、液体传感器系统等。
传感器，诸如压力传感器和/或流量传感器，可用于遍及各个行业的各 种不同应用中，以感测流体通道中的介质(例如，气体或液体)的压力和/ 或流量。具体地讲，差压传感器可用于基于在压力传感器的流体不同的端 口处收集的至少两个数据点的比较来表征环境内的周围条件和/或局部条 件。例如，差压传感器可用于表征工业语境诸如汽车引擎校准、医疗装置 监测、消费饮料供应系统、油和气处理等中的各种流体流动特性、压降条件等。各种差压传感器可包括多个流体不同的压力端口，每个流体不同的 压力端口流体连接到相应体积和/或流量的介质，使得压力传感器可机械地 和/或电子地确定传感器的第一压力端口和第二压力端口之间的压差。在更 现代的应用中，差压传感器可包括一个或多个处理部件，该一个或多个处 理部件被配置为有利于各种压力端口处的数据收集，并且还可用于识别压 力传感器的期望输出值(例如，压降、流速等)。例如，差压传感器可包 括各种电子部件，这些电子部件设置在相应压力端口内和/或附近，并且被 配置为至少部分地基于与对应于相应压力端口的一定体积的流体的物理接 合来收集流体数据测量结果。鉴于差压传感器和限定在差压传感器内的该 多个压力端口中的固有的多个压力端口的上述广泛适用性，用于此类传感 器中的各种电子部件可暴露于一系列大量的流体配置。例如，差压传感器 可用于这样的应用中：其中在两个压力端口中的每个压力端口处测量一定 体积的气体，或者其中在第一压力端口处测量一定体积的气体并且在第二 压力端口处测量一定体积的液体。在此类示例性情况下，设置在传感器内 的各种电子部件诸如印刷控制板(PCB)可与在传感器的第二压力端口处 测量的一定体积的液体接触。压力传感器的电子部件与被测量的一定体积 的受试液体之间的此类物理相互作用可导致传感器的电子部件逐渐和/或瞬 时劣化，诸如PCB被腐蚀和/或传感器的电路内发生短路。
各种差压传感器可结合保护传感器的电子部件的一部分免于暴露于与 其接合的受试流体的方法，该受试流体可被认为不利于特定电子部件或压 力传感器整体的性能。例如，各种差压传感器可被构造成(例如，经由空 间隔离)保护在由传感器限定的该多个压力端口中的一个压力端口处接合 一定体积的有害流体(例如，液体)的电子部件的一部分。然而，此类传 感器构型不能适应“湿/湿”和/或“苛刻介质环境”，其中设置在差压传感 器的第一压力端口和第二压力端口内一定体积的流体各自包括可损害传感 器的电子部件的一定体积的液体和/或其他介质。各种差压传感器可结合旨 在保护各种电子传感器部件免于与一定体积的有害流体相互作用的一个或 多个保护措施，然而，被设计成将传感器的电子部件在空间上隔离的各种 传感器实施方案可导致传感器具有大体积和/或复杂的设计，从而导致具有 大的物理占有面积和增加的制造成本的不期望的大体积传感器构型。
本文描述了被构造成在“湿/湿”条件下有效且高效地操作，而不损害 压力传感器的性能、成本或最小化的物理占有面积的差压传感器。在一些 示例中，压力传感器包括第一传感器部分和第二传感器部分，每个部分各 自固定到基本上平面的衬底(诸如PCB)的相对侧。第一传感器部分和第 二传感器部分两者均包括相应的外壳，该相应的外壳相对于PCB的对应侧 以密封构型固定并且被构造成使得传感器外壳和附接到其上的衬底表面共同限定内部压力室。如本文所述，每个内部压力室可被构造成从相应的流 体供应源(例如，经由对应的传感器外壳内的流体入口)接收一定体积的 流体，使得第一内部压力室和第二内部压力室各自限定压力传感器的不同 压力端口。另外，这两个相对的传感器部分中的每个传感器部分包括相应 的压力感测组件，该相应的压力感测组件至少部分地设置在布置在衬底的 相对侧中的每一侧上的相应的内部压力室内，每个压力感测组件包括压力 感测元件，该压力感测元件固定到对应的衬底表面并且被配置为感测对应 的内部压力表面内的局部压力。此外，在各种实施方案中，第一压力感测 组件和第二压力感测组件被构造成使用相应的传力构件(例如，含氟有机 硅凝胶)来保护设置在相对的衬底表面周围的各种电路。如本文所述，每 个传力构件可至少部分地围绕对应的压力感测元件和相邻的衬底表面，以 便用作隔离前述电子部件与设置在相邻的内部压力室内的流体(例如，液 体)的物理接触的阻隔件。第一传感器部分的第一压力感测元件和第二传 感器部分的第二压力感测元件可被配置为分别检测第一内部压力室和第二 内部压力室内的压力。在此类示例性构型中，第一压力感测元件和第二压 力感测元件均可被配置为将输出信号传输到控制器，该控制器电连接到每 个压力感测元件并且被配置为处理两个输出信号中的每个输出信号以确定 相应的传感器部分之间的压差。
在各种实施方案中，本文所述的发明还被构造成有利于能够以最小化 制造成本生产的紧凑传感器设计。如上所述，在单个衬底的相对表面上的 限定传感器的第一压力端口的第一传感器部分和限定传感器的第二压力端 口的第二传感器部分的构型实现了基本上一体化的传感器构型，该传感器 构型避免了不必要的大体积构型并且得到了最小化的物理占有面积。此类 构型还有利于生产所述压力传感器所需的最小化的物理部件数量，同时实 现共同限定“湿/湿”操作条件的两个不同周围环境之间的压差测量。
如图1所示，在各种实施方案中，压力传感器10可包括第一传感器部 分100和第二传感器部分200，该第一传感器部分和该第二传感器部分被构 造成分别从第一流体供应源(例如，第一周围环境或第一流体源)和第二 流体供应源接收一定体积的流体，使得压力传感器10被构造成检测第一流 体供应源和第二流体供应源的相应压力并确定二者之间存在的比较压差。 在各种实施方案中，压力传感器10可包括具有第一表面(例如，前侧)和 第二表面(例如，后侧)的衬底300。在各种实施方案中，第一传感器部分 100和第二传感器部分200可定位在衬底300的相对表面上，使得衬底300 可用作被构造成将第一传感器部分100与第二传感器部分200流体隔离的 阻隔件。如本文所述，第一流体部分和第二流体部分可各自包括：传感器 外壳，该传感器外壳被构造成有效地接合衬底300的相应表面，以便限定在二者之间延伸的内部压力室；和压力感测组件，该压力感测组件被构造 成保护设置在传感器外壳内的电子部件免受接收在外壳内的一定体积的流 体的影响，并且感测对应的内部压力室内的压力。在此类示例性情况下， 第一传感器部分100和第二传感器部分200可各自包括内部压力室，该内 部压力室至少部分地由形成于相应的传感器外壳110、210与传感器外壳 110、210分别固定到其上的衬底300的表面之间的内部体积限定。示例性 压力传感器10包括围绕同一平面衬底300的相应相对平行表面布置的第一 传感器部分100和第二传感器部分200，传感器部分100、200中的每个传 感器部分包括压力感测组件，该压力感测组件被配置为感测对应的内部压 力室内的压力，同时有利于保护设置在传感器部分内的各种电子部件免于 与接收在相应外壳内的一定体积的流体物理接触，该示例性压力传感器可 被构造成有利于增强的传感器性能和基本上一体化的传感器构型，从而使 得压力传感器10具有延长的寿命和最小化的物理占有面积。
如本文所述，示例性压力传感器10可包括至少一个外壳，该至少一个 外壳限定压力传感器的至少一部分的外部和内部部分，本文所述的各种压 力传感器部件可设置在该内部部分内。如图2至图3所示，压力传感器10 的第一传感器部分100和第二传感器部分200可分别包括第一传感器外壳 110和第二传感器外壳210，每个传感器外壳限定压力传感器10的外部的 一部分。在各种实施方案中，每个传感器外壳110、210可包括一个或多个 侧壁，该一个或多个侧壁被布置成以便在其中限定相应的内部外壳部分。 另外，传感器外壳的该一个或多个侧壁可限定下圆周表面，该下圆周表面 围绕内部外壳部分的一侧的外周边延伸以便在内部外壳部分的一侧处限定 开口，该一个或多个压力传感器部件穿过该开口附接到如本文所述的衬底 300的表面，当传感器外壳相对于衬底300安装时，该一个或多个侧壁可延 伸。在各种实施方案中，下圆周表面可沿单个平面延伸，使得传感器外壳 可在下圆周表面处有效地接合衬底300的平坦表面(例如，第一衬底表面 或第二衬底表面)，以便有利于传感器外壳相对于衬底300的安装。
例如，如图所示，第一传感器外壳110可沿外壳110的下圆周表面有 效地固定到衬底300的第一衬底表面301，该下圆周表面可沿至少基本上平 行于衬底300的第一表面301的平面延伸。在此类构型中，第一传感器外 壳110和衬底300可共同限定第一内部压力室112，该第一内部压力室包封 在第一传感器外壳110与衬底300的第一表面301之间。此外，压力传感 器10的第二传感器部分200的第二传感器外壳210可沿外壳210的下圆周 表面有效地固定到衬底300的第二表面302，该下圆周表面可沿至少基本上 平行于衬底300的第二表面302的平面延伸。在此类构型中，第二传感器 外壳210和衬底300可共同限定第二内部压力室212，该第二内部压力室包 封在第二传感器外壳210与衬底300的第二表面302之间。如本文所述， 第一传感器外壳110可相对于衬底300的第一表面301固定，使得固定到 第一衬底表面301的一个或多个压力传感器元件可延伸到第一内部压力室 112中。类似地，第二传感器外壳210可相对于衬底300的第二表面302固 定，使得固定到第二衬底表面302的一个或多个压力传感器元件可延伸到 第二内部压力室212中。
在各种实施方案中，第一传感器部分100和第二传感器部分200可各 自包括至少部分地由相应的传感器外壳限定的流体入口。例如，每个传感 器外壳传感器外壳110、210可包括流体入口(例如，第一流体入口111、 第二流体入口211)，该流体入口被构造成从相应的周围环境接收一定体积 的流体，以便有利于相应的周围环境与对应的内部压力室112、212之间的 流体连通。在此类示例性构型中，如图2所示，压力传感器10可被构造成 使得第一内部压力室112内的第一压力可对应于流体连接到第一流体入口 111的第一周围环境内的环境压力，并且第二内部压力室212内的第二压力 可对应于流体连接到第二流体入口的第二周围环境内的环境压力。
在各种实施方案中，压力传感器10可包括衬底300，该衬底包括第一衬底表面301和第二衬底表面302。如图1和图2所示，第一衬底表面301和第二衬底表面302可限定衬底300的相对侧，其中衬底厚度在相对侧之间延伸。例如，第一衬底表面301可被定义为被构造成面向第一方向的顶部衬底表面，并且第二衬底表面302可被定义为被构造成面向与第一方向相反的第二方向的底部衬底表面。如本文进一步详细描述的，示例性压力传感器10可包括分别围绕第一衬底表面301和第二衬底表面302布置的第一传感器部分100和第二传感器部分200，使得压力传感器10的第一传感器部分100和第二传感器部分200被构造在单个衬底300的相对侧上，该第一传感器部分和第二传感器部分各自被构造成检测对应于不同周围环境内的环境压力的相应局部压力。此类示例性构型，其中第一传感器部分100和第二传感器部分200中的每一者的一部分如本文所述由单个衬底300的相对表面限定，有利于对应于最小化的物理占有面积的基本上一体化的传感器构型，以及生产被构造成确定两个不同周围环境之间的压差的压力传感器10所需的最小化的物理部件数量。
在各种实施方案中，衬底300可包括任何类型的印刷控制板 (PCB)、陶瓷衬底或其他合适的衬底构型。在一些实施方案中，衬底300 可为厚膜印刷陶瓷板，然而在其他实施方案中可利用其他电路板构型。在 一个示例中，衬底300可至少部分地由FR 4层合体和/或其他材料制成。在 各种实施方案中，衬底300可具有一个或多个电子部件，该一个或多个电子部件固定到该衬底的一个或多个表面并且/或者耦接到定位在衬底表面 (例如，第一衬底表面301、第二衬底表面302)处的垫，以用于将衬底 300连接到压力传感器10所利用的各种电子部件。在一个示例中，衬底 300可包括可附接到衬底300的专用集成电路(ASIC)。此类ASIC可经由 引线键合和/或凸块键合、电端子、任何其他合适的电连接等电连接到衬底300。附加地或另选地，衬底300可包括用于接合与远程处理器等通信的电 路和/或电子部件的一个或多个导电垫。在各种实施方案中，前述衬底300 中的一个或多个衬底可包括设置在第一衬底表面301和第二衬底表面302 中的每一者上的多个部件，以便有利于将各种传感器部件电连接到前述相 对表面中的每一者。在各种实施方案中，衬底300的一个或多个表面可包 括形成保护层的管芯涂层材料，该保护层被构造成防止压力传感器10内的 一定体积的流体与设置在衬底300的表面上和/或之内的传感器10的各种电 子部件之间的物理相互作用。
此外，在各种实施方案中，衬底300可包括一个或多个处理电子器件 和/或补偿电路(例如，其可包括或可不包括ASIC)。此类处理电子器件 可电连接到第一压力感测元件120和第二压力感测元件220中的一者或两 者的端子、ASIC(如果存在)和/或电端子，以处理来自压力感测元件 120、220的电信号并且/或者将来自相应的压力感测元件120、220的输出 传递到可与压力传感器10结合使用的一个或多个设备的电子部件。在一些 情况下，衬底300可包括可被配置为将由压力感测元件300提供的一个或 多个输出信号格式化为特定输出格式的电路。例如，衬底300的电路(例 如，衬底300的一个或多个表面上的电路)可被配置为将由一个或多个压 力感测元件120、220中的每个压力感测元件提供的输出信号格式化为比率 度量输出格式、当前格式、数字输出格式和/或任何其他合适的格式。
如本文所述，在各种实施方案中，布置在示例性压力传感器10的基本 上平坦的衬底300的相对侧上的不同传感器部分100、200中的每个传感器 部分可包括压力感测组件，该压力感测组件被配置为检测相应的传感器部 分100、200的内部压力室(例如，第一内部压力室112、第二内部压力室212)内的局部压力。在各种实施方案中，压力感测组件可包括压力感测元 件、传力构件和传力构件保持器，该传力构件保持器被构造成容纳传力构 件。例如，如图2至图3所示，压力传感器10的示例性传感器部分(例 如，第一传感器部分100、第二传感器部分200)可包括压力感测组件，该 压力感测组件附接到衬底300的对应表面并且至少部分地设置在对应的传 感器外壳内，使得压力感测组件可检测传感器部分的内部压力室内的压 力。如图所示，第一传感器部分100可包括第一压力传感器组件，该第一 压力传感器组件包括第一压力感测元件120、第一传力构件保持器130和第 一传力构件140，该第一压力传感器组件至少部分地设置在第一传感器外壳 110内并且被配置为检测第一内部压力室112内的压力，如本文所述。另 外，第二传感器部分200可包括第二压力传感器组件，该第二压力传感器 组件包括第二压力感测元件220、第二传力构件保持器230和第二传力构件 240，该第二压力传感器组件至少部分地设置在第二传感器外壳210内并且 被配置为检测第二内部压力室212内的压力，如本文所述。
在各种实施方案中，压力感测元件可被配置为至少部分地基于从局部 环境(直接或间接地)传输到压力感测元件的一个或多个力来检测相邻环 境内的局部压力。例如，压力感测元件可包括具有感测隔膜的微机械压阻 压力感测管芯。压力感测元件可以任何方式构造，并且可具有第一侧(例 如，前侧)和第二侧(例如，后侧)。作为例示性示例，图3示出了具有 第一传感器部分100的示例性压力传感器10，该第一传感器部分包括具有 第一侧121和第二侧122的第一压力感测元件。例如，第一压力感测元件 120可从后侧安装在衬底300的表面(例如，第一衬底表面301)上，其中 第一压力感测元件122的第二侧面向衬底300。在此类示例性情况下，第一 压力感测元件120可被配置为经由其第一侧121执行顶侧感测，以感测从 相邻环境内发起并传输到压力感测元件120的第一侧121的力，诸如由第一内部压力室112内的局部压力产生的力。例如，压力传感器10可被配置 为使得当感测介质直接或间接地(例如，通过第一传力构件140或其他中 介)与第一压力感测元件120的顶侧121相互作用时，第一压力感测元件 120可利用顶侧感测。例如，如本文更详细地描述，第一传感器部分100的 压力感测组件可包括第一传力构件140，该第一传力构件与第一压力感测元 件120的第一侧121物理接合并且被构造成将压力感测元件与第一内部压 力室112内的一定体积的加压流体隔离，使得存在于第一内部压力室112 内的压力可经由第一传力构件140传输到压力感测元件120(例如，第一侧 121)。将第一压力感测元件120从后侧安装到衬底的第一衬底表面301可 有利于稳固的第一传感器部分100构型，因为作用在第一压力感测元件120 上的任何感测介质(例如，第一传力构件140)可用于抵靠基本上刚性的衬底300推动压力感测元件120。虽然第一压力感测元件120在本文中可被描 述为从后侧安装到第一衬底表面301，但可以设想的是，第一压力感测元件 120可相对于衬底300以一种或多种其他构型安装。
图3所示的示例性压力传感器10还包括第二传感器部分200，该第二 传感器部分包括具有与上述第一压力感测元件120的构型基本上类似的构 型的第二压力感测元件220。例如，第二压力感测元件220可具有第一侧 221和第二侧222。第二压力感测元件220可从后侧安装在衬底300的表面 (例如，第二衬底表面302)上，其中第二压力感测元件222的第二侧面向 衬底300。在此类示例性情况下，第二压力感测元件220可被配置为经由其 第一侧221执行顶侧感测，以感测在相邻环境内发起并传输到第二压力感 测元件220的第一侧221的力，诸如由第二内部压力室212内的局部压力 产生的力。例如，压力传感器10可被配置为使得当感测介质直接或间接地 (例如，通过第二传力构件240或其他中介)与第二压力感测元件220的 顶侧221相互作用时，第二压力感测元件220可利用顶侧感测。例如，如本文更详细地描述，第二传感器部分200的压力感测组件可包括第二传力 介质240，该第二传力介质与第二压力感测元件220的第一侧221物理接合 并且被构造成将压力感测元件220与第二内部压力室212内的一定体积的 加压流体隔离，使得存在于第二内部压力室212内的压力可经由第二传力 构件240传输到第二压力感测元件220(例如，第一侧221)。将第二压力 感测元件220从后侧安装到衬底300的第二衬底表面302可有利于稳固的 第二传感器部分200构型，因为作用在第二压力感测元件220上的任何感 测介质(例如，第二传力构件240)可用于抵靠基本上刚性的衬底300推动 压力感测元件220。虽然第二压力感测元件220在本文中可被描述为从后侧 安装到第二衬底表面302，但可以设想的是，第二压力感测元件220可相对 于衬底300以一种或多种其他构型安装。
在各种实施方案中，压力感测元件120、220可以各种方式电连接到衬 底300。例如，引线键合可用于将压力感测元件120、220电连接到衬底 300诸如衬底300的表面，压力感测元件120、220的第二侧122、222物理 接合到该表面。引线键合可具有连接到压力感测元件120、220的键合垫的 第一端以及连接到衬底300的键合垫的另一端。附加地或另选地，压力感 测元件120、220可经由凸块键合和/或以任何其他合适的方式电连接到衬底 300。
在各种实施方案中，第一传感器部分100的第一压力感测组件和第二 传感器部分200的第二压力感测组件各自还可包括传力构件保持器，该传 力构件保持器被构造成将传力介质保持在一个或多个保持器侧壁内与组件 的压力感测元件接合的位置。传力构件保持器可以体现外壳元件，该外壳 元件被构造成通过防止传力构件相对于该外壳元件在至少一个方向上移动 来至少部分地容纳传力构件。传力构件保持器可包括至少一个保持器侧 壁，该至少一个保持器侧壁从衬底300的表面延伸远离衬底并且进入相邻 的内部压力室中。例如，保持器侧壁可从设置成至少基本上与衬底300的 表面相邻的第一侧壁端延伸到设置在内部压力室内离前述衬底表面一定距 离(例如，垂直地测量)的第二侧壁端。在各种实施方案中，传力构件保 持器的保持器侧壁可围绕衬底300表面布置，以便至少部分地周向围绕和/ 或包封对应的压力感测元件和/或与该压力感测元件接合的传力构件，如本文所述。在各种实施方案中，传力构件保持器可沿保持器侧壁的第一端的 至少一部分附接到衬底300的至少一部分。作为非限制性示例，保持器侧 壁可使用粘合剂(诸如食品级粘合剂、环氧树脂和/或将传感器的各种部件 彼此粘合的任何其他合适的手段)耦接到衬底300的表面。在各种实施方 案中，保持器侧壁可围绕衬底300的表面延伸，以便周向围绕固定到该衬 底上的压力感测元件。在此类示例性构型中，传力构件保持器可固定到衬 底，以便沿保持器侧壁的第一端在衬底表面处限定密封界面。此类密封构 型可有利于衬底表面的至少一部分与存在于内部压力室内的一定体积的流 体流体隔离。
作为例示性示例，图2至图3中所示的第一传感器部分100包括部分 地由保持器侧壁限定的第一传力构件保持器130，该保持器侧壁从附接到第 一衬底表面301的第一侧壁端延伸到设置在第一内部压力室112内离第一 衬底表面301一定距离的第二侧壁端。第一传力构件保持器130的侧壁围 绕第一衬底表面301延伸，以便周向围绕固定到该第一衬底表面上的第一 压力感测元件120。此外，如图所示，第一传感器部分100包括定位在第一 衬底表面301和第一传力构件保持器130之间的第一粘合剂层131。第一粘 合剂层131被构造成将第一传力构件保持器130固定到第一衬底表面301， 以便限定沿第一传力构件保持器130和第一衬底表面301之间的整个界面 延伸的不透流体的密封。在此类示例性构型中，第一传力构件保持器130 和第一衬底表面301之间的密封界面与如本文进一步详细描述的由传力构 件140提供的物理阻隔件相结合，用于将第一衬底表面301与第一内部压 力室112流体隔离，以便防止存在于第一内部压力室112内的一定体积的 流体物理接触第一衬底表面301，这种物理接触可能导致传感器性能降低和 /或各种机械故障。
图2至图3所示的示例性压力传感器10还包括第二传感器部分200， 该第二传感器部分包括具有与上述第一传力构件保持器130的构型基本上 类似的构型的第二传力构件保持器230。例如，第二传力构件保持器230包 括保持器侧壁，该保持器侧壁从附接到第二衬底表面302的第一侧壁端延 伸到设置在第二内部压力室212内离第二衬底表面302一定距离的第二侧 壁端。第二传力构件保持器230的侧壁围绕第二衬底表面302延伸，以便 周向围绕固定到该第一衬底表面上的第二压力感测元件220。此外，如图所 示，第二传感器部分200包括定位在第二衬底表面302和第二传力构件保 持器230之间的第二粘合剂层231。第二粘合剂层231被构造成将第二传力 构件保持器230固定到第二衬底表面302，以便限定沿第二传力构件保持器 230和第二衬底表面302之间的整个界面延伸的不透流体的密封。如相对于 第一粘合剂层131所述，第二传力构件保持器230和第二衬底表面302之 间的密封界面与如本文进一步详细描述的由第二传力构件240提供的物理 阻隔件结合，用于将第二衬底表面302与第二内部压力室212流体隔离， 以便防止存在于第二内部压力室212内的一定体积的流体物理接触第二衬 底表面302。
在各种实施方案中，第一传感器部分100的第一压力感测组件和第二 传感器部分200的第二压力感测组件各自还可包括传力构件，该传力构件 被构造成有利于将由内部压力室内的局部压力产生的力传递到被配置为检 测内部压力室内的压力的压力感测元件。传力构件可设置在传力构件保持 器内，以便将压力感测元件的表面与可填充或至少部分地填充开口和/或贮 存器的一定体积的流体以及传力构件保持器的保持器侧壁两者基本上隔 离。例如，传力构件可包括第一端和第二端，其中第一端可被构造成与压 力感测元件的第一侧物理接合，并且第二端可布置在传力构件保持器内邻 近该传力构件保持器的第二侧壁端，使得传力构件的第二端可与存在于相 邻的内部压力室内的一定体积的流体直接交接。在各种实施方案中，传力 构件可被构造成有利于将与传力构件的第二端相互作用的力传递到压力感 测元件的与传力构件的第一端接合的一部分。例如，传力构件可以在其第 二端处接收由内部压力室内的一定体积的流体引起的压力，并且有利于将 压力传递到压力感测元件的顶侧。在此类示例性构型中，压力感测元件 (例如，经由传力构件)经受的力可能由于局部压力而产生，该局部压力 由设置在对应的内部压力室内的一定体积的流体引起。如本文所述，与内 部压力室内的一定体积的流体相关联的压力可对应于内部压力室流体连接 到的周围环境内的压力。
在各种实施方案中，传力构件可由一个或多个材料层形成。例如，传 力构件可由一个材料层、两个材料层、三个材料层、四个材料层、六个材 料层、九个材料层或其他数量的材料层形成。示例性传力构件可由任何合 适的材料制成。例如，在各种实施方案中，传力构件可包括介电材料、不 可压缩材料、生物相容性材料、着色材料、未着色材料和/或一种或多种其 他类型的材料。此外，在各种实施方案中，本文所述的传力构件可包括凝 胶(例如，氟代硅氧烷凝胶)、弹性材料诸如固化的硅橡胶或硅氧烷弹性 体、固化的液体硅橡胶、油等。作为非限制性示例，传力构件可包括食品 级凝胶。在各种实施方案中，传力构件可包括生物相容性材料，例如，固 化的硅氧烷弹性体。在其中传力构件包括凝胶的各种实施方案中，压力感 测组件还可包括膜，该膜被构造成覆盖由对应的传力构件保持器的第二侧壁端限定的整个开口，以便将凝胶容纳在贮存器中，该贮存器由在衬底300 和保持器侧壁的第二端之间延伸的保持器侧壁内的空间限定的。
如图2至图3所示的示例性压力传感器10的实施方案所示，第一传感 器部分100可包括设置在第一传力构件保持器130内的第一传力构件140， 并且第二传感器部分200可包括设置在第二传力构件保持器230内的第二 传力构件240。例如，第一传力构件140和第二传力构件240可各自填充相 应的传力构件保持器130、230内的空间，以便从衬底300的表面延伸到对 应的保持器侧壁的第二端。如图所示，第一传力构件140和第二传力构件 240各自包括分别被定位成与第一内部压力室112和第二内部压力室212相 邻的接收表面，使得每个接收面被构造成接收由相应的内部压力室内的一 定体积的流体产生的压力。在各种实施方案中，传力构件140、240的接收 面可以是被构造成远离衬底300的例如平坦、凸形或凹形表面。此外，在 各种实施方案中，传力构件140、240的接收面可具有至少大约在0.05cm2和5cm2之间(例如，在0.112cm2和2.8cm2之间)的表面积。第一传感器部 分100和第二传感器部分200可被构造成使得由第一力接收构件140和第 二力接收构件240接收到的相应的力在从内部压力室基本上朝向衬底300 延伸的方向上(例如，在相应的接收面处)被施加到力接收构件。
在各种实施方案中，第一传力构件140和第二传力构件240可被构造 成有利于将从第一内部压力室112和第二内部压力室212接收到的力传递 到分别与第一传力构件和第二传力构件接合的第一压力感测元件120和第 二压力感测元件220。在此类示例性构型中，如图2至图3所示，第一压力 感测元件120和第二压力感测元件220可被配置为接收从与其接合的对应 的传力构件传递的力并感测接收到的力，如本文所述，以便检测对应的内 部压力室112、212内的局部压力。例如，如本文所述，压力感测元件 120、220经受的力可导致由压力感测元件120、220产生的输出电压的变 化。如图所示，在其中第一传力构件140和第二传力构件240各自包括凝 胶的示例性实施方案，第一压力组件和第二压力组件两者还可包括膜，该 膜跨在第一传力构件保持器130和第二传力构件保持器230的第二侧壁端 处限定的开口延伸，以便将每个凝胶保持在相应的保持器内。在此类示例 性构型中，膜可以各自被构造成与存在于相邻的内部压力室112、212内的 一定体积的流体直接交接。
在各种实施方案中，压力传感器10还可包括控制器400，该控制器电 连接到第一传感器部分100的第一压力感测元件120和第二传感器部分200 的第二压力感测元件120两者。如图2至图3所示，在各种实施方案中， 控制器400可在第一传感器部分和第二传感器部分中的一者内固定到衬底 300的表面。在此类示例性构型中，压力传感器10可包括一个或多个电通 孔310，该一个或多个电通孔被构造成在第一衬底表面301和第二衬底表面 302之间延伸，以便有利于设置在衬底300的相对表面周围的压力传感器 10的各种电子部件和/或电路之间的电连通。例如，在各种实施方案中，如 本文所述，压力传感器10包括第一压力感测组件和第二压力感测组件，该 第一压力感测组件包括物理固定并电连接到衬底300的第一衬底表面301 的第一压力感测元件120，该第二压力感测组件包括物理固定并电连接到衬 底300用于限定第二衬底表面302的相对侧的第二压力感测元件220。在此 类示例性构型中，一个或多个电通孔310可在控制器400和布置在衬底300 的相对侧上的各种电子传感器部件之间建立电子通信。延伸穿过衬底300 的厚度的一个或多个电通孔310有利于将输出信号从第一压力感测元件120 和第二压力感测元件220中的每一者传输到控制器400。
在各种实施方案中，第一压力感测元件110和第二压力感测元件220 中的一者或多者可被配置为从控制器400接收功率信号。例如，在各种实 施方案中，一个或多个压力感测元件120、220可以1.5伏和24伏(例如， 5伏)之间的电压供电。在各种实施方案中，电连接到控制器400的压力感 测元件120、220可被配置为在感测到压力信号(诸如例如，基线压力值和/ 或与这些压力感测元件对应的内部压力室112、212内的压力变化)时将输 出信号传输到控制器400。
在各种实施方案中，可将电力施加到控制器140，以允许将电力分配 到本文所述的各种部件。在一些实施方案中，压力传感器10的每个部件可 连接到控制器400(例如，用于电子通信)，该控制器可被配置为有利于这 些部件之间的通信和功能控制。在各种实施方案中，控制器400可包括处 理器、存储器、通信模块、板载显示器和信号分析电路中的一者或多者。 在各种实施方案中，控制器400可被配置为向压力感测元件110、220中的 一者或多者供电和/或从第一压力感测元件110和第二压力感测元件220中 的一者或多者接收输出信号。在各种实施方案中，控制器400经由通用串 行总线(USB)或任何其他有线连接将信号(例如，计算的压差值、原始 压力感测元件输出信号等)输出到外部部件。在各种实施方案中，板载显 示器可被配置为显示从控制器400传输的、由控制器接收的和/或由控制器确定的各种信号和/或数据。在各种实施方案中，控制器可被体现为单个芯 片(例如，单个集成电路芯片)，该单个芯片被配置为：向压力传感器10 的各种电子部件提供功率信号；接收和处理来自第一压力感测元件120和 第二压力感测元件220两者的输出信号—分别对应于第一内部压力室112 和第二内部压力室212内的局部压力；并且/或者补偿第一传感器部分、第 二传感器部分、第一周围环境、第二周围环境、第一流体供应源、第二流 体供应源中的一者或多者内的环境因素诸如温度、流量或压力的任何检测 到的变化。
在各种实施方案中，控制器400可被配置为经由蓝牙TM、蓝牙低功耗 (BTLE)、Wi-FiTM或任何其他无线连接与各种外部设备通信。控制器400 可被配置为使得能够在物联网(IoT)网络内与各种无线启用的设备(例 如，用户移动设备、服务器、计算机等)进行无线通信。
在各种实施方案中，控制器400可包括信号分析电路，该信号分析电 路可被配置为至少部分地基于从第一压力感测元件120和第二压力感测元 件220中的每个压力感测元件接收到的至少一个输出信号来确定如在一个 或多个实例处在第一传感器部分100和第二传感器部分200之间测量的压 差值。例如，信号分析电路可从第一压力感测元件120接收第一输出信 号，并且还可从第二压力感测元件220接收第二输出信号。在各种实施方 案中，信号分析电路可被配置为分析从压力感测元件120、220接收到的输 出信号—以及与其对应的任何可用上下文数据—并且进一步执行将第一输 出信号与第二输出信号相关联的输出传递函数，以至少部分地基于例如第 一输出信号(例如，第一压力感测元件120相对于第一流体入口111处的 压力的数字输出计数)、第二输出信号(例如，第二压力感测元件220相 对于第二流体入口111处的压力的数字输出计数)、差压范围、与第一压 力感测元件120相关联的第一压力范围以及第一压力感测元件120在低压 和高压两者下的输出中的一者或多者来确定压差输出值。另选地，可类似 地使用与第二压力感测元件220相关联的第二压力范围以及第二压力感测 元件220在低压和高压两者下的输出，而不是前述与第一压力感测元件120 相关联的第一压力范围以及第一压力感测元件120在低压和高压两者下的输出来确定压差输出值。
在各种实施方案中，本文所述的压力传感器10的控制器的信号分析电 路可被配置为利用一个或多个输出传递函数来确定至少一个压力传感器输 出值，诸如压差值。作为非限制性例示性示例，控制器400的信号分析电 路可被配置为使用以下关系式来确定压力传感器10的输出，其中OSensor1表示第一输出信号(例如，第一压力感测元件120相对于第一流体入口111 处的压力的数字输出计数)，OSensor2表示第二输出信号(例如，第二压力 感测元件220相对于第二流体入口211处的压力的数字输出计数)， PRangeSensor1表示第一压力感测元件120的压力范围，PRangeDifferential表示差压范围，
Figure BDA0003293704360000191
表示第一压力感测元件120在高压下的输出，并 且
Figure BDA0003293704360000192
表示第一压力感测元件120在低压下的输出：
Figure BDA0003293704360000193
作为非限制性例示性示例，在差分传感器要求为100PSI的示例性情况 下，第一压力感测元件120和第二压力感测元件220各自被校准到大约 115PSIA。在示例性情况下，第一流体供应源在第一流体入口111处提供 115PSIA，并且第二流体供应源在第二流体入口211处连通到大约15PSIA 的环境压力。此外，示例性压力传感器10被配置为使得第一压力感测元件 120和第二压力感测元件220被校准到在0PSIA至115PSIA期间224(即， 2^24)次计数的10％至90％。此外，在此类示例性情况下，差压范围校准 要求可为在100PSI至100PSI期间224(即，2^24)次计数的10％至90％。 在此类示例性情况下，OSensor1可至少基本上等于224(即2^24)次计数的 90％，并且OSensor2可至少基本上等于224(即2^24)次计数的20.4348％。 因此，至少部分地基于上述例示性值，上文提供的输出传递函数公式可用 于在上述示例性情况下确定100PSI的输出差异值。
因此，如本文相对于流体传感器10的部件使用的术语“电路”的使用 包括被配置为执行与本文描述的各个电路相关联的功能的特定硬件。当 然，尽管术语“电路”应当被广义地理解为包括硬件，但在一些实施方案 中，电路也可包括用于配置硬件的软件。例如，在一些实施方案中，“电 路”可包括处理电路、存储介质、网络接口、输入-输出设备和其他部件。 在一些实施方案中，控制器140的其他元件可提供或补充特定电路的功 能。例如，处理器可提供处理功能，存储器可提供存储功能，并且通信模 块可提供网络接口功能等等。
在各种实施方案中，如本文所述，压力传感器10可被配置为至少部分 地基于第一内部压力室内和第二内部压力室内的局部压力来确定如分别由 第一压力感测元件和第二压力感测元件检测的第一流体源和第二流体源之 间的压差。例如，如图2至图3所示，压力传感器可包括分别设置在衬底 300的相对侧上的第一传感器部分100和第二传感器部分200。如本文所 述，第一传感器部分100的第一传感器外壳110包括流体入口111，该流体 入口流体连接到第一流体供应源诸如第一周围环境或第一流体源，该第一 流体供应源被构造成通过流体入口111将一定体积的流体(例如，咖啡、 水、牛奶、啤酒、苏打水、空气等)提供到第一内部压力室112中。如本 文所述，固定到第一压力感测组件的一部分(例如，第一传力构件保持器 130)的第一传感器外壳110和/或粘合剂层131可被构造成沿第一内部压力 室112的整个外部部分限定不透流体的密封(例如，沿各种界面整体将第 一衬底表面301、第一粘合剂层131、第一传力构件保持器130和第一传感 器外壳110相对于彼此固定)，使得流体入口111限定第一内部压力室112 与第一流体源和/或周围环境之间的唯一流体连通路径(例如，通过泄 漏)。因此，第一传感器部分100可被构造成从第一流体源接收一定体积 的流体，直到第一内部压力室112内的局部压力至少基本上等于第一流体 源的局部压力。
在此类示例性构型中，第一力接收构件140(例如，第一力接收构件 140的接收面)与第一内部压力室112内的一定体积的加压流体交接，使得 内部压力室112内的压力可将力施加到第一传力构件140和/或与第一传力 构件直接相邻定位的膜141上，如本文所述。传力构件140被构造成使得 由第一内部压力室112内的局部压力施加在该传力构件上的力传递到第一 压力感测元件120，该第一压力感测元件附接到衬底300的第一衬底表面 301。如本文所述，第一传力构件140可包括例如凝胶。响应于感测到从传 力构件140接收到的力，第一压力感测元件120被配置为生成第一输出信 号，该第一输出信号可至少部分地由第一内部压力室112内的第一局部压 力的量值限定。
此外，压力传感器10的第二传感器部分200可包括类似的构型，其中 第二传感器部分200的第二传感器外壳210包括流体连接到第二流体供应 源诸如第二周围环境或第二流体源的流体入口211，该第二流体供应源被构 造成通过流体入口211将一定体积的流体提供到第二内部压力室212中。 如本文所述，固定到第二压力感测组件的一部分(例如，第二传力构件保 持器230)的第二传感器外壳210和/或第二粘合剂层231可被构造成沿第 二内部压力室212的整个外部部分限定不透流体的密封(例如，沿各种界 面整体将第二衬底表面302、第二粘合剂层231、第二传力构件保持器230 和第二传感器外壳210相对于彼此固定)，使得第二流体入口211限定第 二内部压力室212与第二流体源和/或周围环境之间的唯一流体连通路径 (例如，通过泄漏)。因此，第二传感器部分200被构造成从第二流体源接收一定体积的流体，直到第二内部压力室212内的局部压力至少基本上 等于第二流体源的局部压力。如上所述，第二传感器部分200还被构造成 使得第二内部压力室212内的局部压力可将力施加到第二传力构件240和/ 或与第二传力构件直接相邻定位的膜241上，如本文所述。第二传力构件 240被构造成使得由第二内部压力室212内的局部压力施加在该第二传力构 件上的力传递到第二压力感测元件220，该第二压力感测元件围绕衬底300 的第二衬底表面302设置。如本文所述，第二传力构件240可包括例如凝 胶。响应于感测到从第二传力构件240接收到的力，第二压力感测元件220 被配置为生成第二输出信号，该第二输出信号可至少部分地由第二内部压 力室212内的第二局部压力的量值限定。
在各种实施方案中，第一流体供应源和/或第二流体供应源处的压力变 化可引起与其流体连接的相应的传感器部分100、200内(例如，第一内部 压力室112、第二内部压力室212内)的压力变化，并且因此引起施加在对 应的传力构件140、240的接收面上的力的变化，继而引起由对应的压力感 测元件120、220感测到的力的变化。由流体供应源处(以及因此与其流体 连通的内部压力室112、212内)的压力变化引起的力的变化可限定低频事 件，该低频事件由传力构件140、240接收并通过其传输，使得与传力构件 接合的相应压力感测元件120、220可感测该低频事件。在各种实施方案 中，由压力感测元件120、220经历的低频事件可被检测为由压力感测元件 120、220检测到的信号偏移(例如，与DC偏移相关)。如本文进一步详 细描述，在各种实施方案中，第一传感器部分100的第一压力感测元件120 和第二压力感测部分200的第二压力感测元件220可各自与控制器400电 子通信，使得各自可将与对应的内部压力室112、212内的局部压力对应的 相应输出信号传输到控制器400。
在各种实施方案中，如图4所示，示例性压力传感器10可被构造成使 得第一传感器部分100和第二传感器部分200侧向间隔开并且沿衬底300 的同一衬底表面定位。在此类示例性构型中，衬底300可限定第一传感器 部分100和第二传感器部分200中的每一者的一部分，并且该衬底可用作 被构造成将第一传感器部分100与第二传感器部分200流体隔离的阻隔 件。第一传感器部分100和第二传感器部分200可分别包括第一流体入口 111和第二流体入口211，该第一流体入口被构造成从第一流体供应源接收 一定体积的流体，该第二流体入口被构造成从第二流体供应源接收一定体 积的流体。此类示例性构型可有利于基本上平坦的(例如，薄的)传感器 轮廓，同时有利于检测第一流体供应源和第二流体供应源的相应压力并确 定二者之间存在的比较压差。
本公开所属领域的技术人员将想到许多修改和其他实施方案，其具有 前述描述和相关附图中呈现的教导的益处。因此，应当理解，本公开不限 于所公开的特定实施方案，并且修改和其他实施方案旨在包括在所附权利 要求书的范围内。尽管本文采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性 意义使用，而不是出于限制的目的。

Claims (10)

1.一种压力传感器，包括：
衬底，所述衬底部分地由在第一衬底表面和第二衬底表面之间延伸的衬底厚度限定；
第一压力感测组件，所述第一压力感测组件附接到所述第一衬底表面并且被配置为检测与第一体积的流体相关联的第一压力，其中所述第一压力感测组件附接到其上的所述第一衬底表面的至少一部分与所述第一体积的流体流体隔离；和
第二压力感测组件，所述第二压力感测组件附接到所述第二衬底表面并且被配置为检测与第二体积的流体相关联的第二压力，其中所述第二压力感测组件附接到其上的所述第二衬底表面的至少一部分与所述第二体积的流体流体隔离。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其中所述第一衬底表面和所述第二衬底表面限定所述衬底厚度的相对端。
3.根据权利要求1所述的压力传感器，其中所述第一衬底表面和所述第二衬底表面限定共面表面，使得所述第一压力感测组件和所述第二压力感测组件在至少基本上类似的平面内侧向间隔开。
4.根据权利要求1所述的压力传感器，还包括与所述第一压力感测组件和所述第二压力感测组件电子通信的控制器，其中所述控制器还被配置为接收来自所述第一压力感测组件的第一输出信号和来自所述第二压力感测组件的第二输出信号。
5.根据权利要求4所述的压力传感器，其中所述控制器还被配置为至少部分地基于所述第一输出信号和所述第二输出信号来确定与所述第一压力感测组件和所述第二压力感测组件相关联的压差。
6.根据权利要求1所述的压力传感器，其中所述第一压力感测组件包括第一压力感测元件，所述第一压力感测元件与所述第一衬底表面电子通信并且被配置为检测所述第一压力；并且其中所述第二压力感测组件包括第二压力感测元件，所述第二压力感测元件与所述第二衬底表面电子通信并且被配置为检测所述第二压力。
7.根据权利要求1所述的压力传感器，还包括第一传感器外壳和第二传感器外壳；其中所述第一传感器外壳和所述第一压力感测组件附接到其上的所述第一衬底表面的所述部分共同限定第一内部压力室，所述第一内部压力室被构造成容纳所述第一体积的流体；并且其中所述第二传感器外壳和所述第二压力感测组件附接到其上的所述第二衬底表面的所述部分共同限定第二内部压力室，所述第二内部压力室被构造成容纳所述第二体积的流体。
8.根据权利要求1所述的压力传感器，其中所述第一压力感测组件包括第一传力构件，所述第一传力构件设置在所述第一传感器外壳内并且被构造成接收所述第一压力；并且其中所述第二压力感测组件包括第二传力构件，所述第二传力构件设置在所述第二传感器外壳内并且被构造成接收所述第二压力。
9.根据权利要求8所述的压力传感器，其中所述第一压力感测组件还包括设置在所述第一传感器外壳内的第一压力感测元件，其中所述第一传力构件被构造成将所述第一压力的至少一部分传递到所述第一压力感测元件，并且其中所述第一传力构件被构造成至少基本上围绕所述第一压力感测元件，以便将所述第一压力感测元件与所述第一体积的流体流体隔离。
10.一种确定压差的方法，所述方法包括：
提供压力传感器，所述压力传感器包括：
衬底，所述衬底部分地由在第一衬底表面和第二衬底表面之间延伸的衬底厚度限定；
第一压力感测组件，所述第一压力感测组件附接到所述第一衬底表面并且被配置为检测与第一体积的流体相关联的第一压力，其中所述第一压力感测组件附接到其上的所述第一衬底表面的至少一部分与所述第一体积的流体流体隔离；和
第二压力感测组件，所述第二压力感测组件附接到所述第二衬底表面并且被配置为检测与第二体积的流体相关联的第二压力，其中所述第二压力感测组件附接到其上的所述第二衬底表面的至少一部分与所述第二体积的流体流体隔离；
接收来自所述第一压力感测组件的第一输出信号和来自所述第二压力感测组件的第二输出信号；以及
至少部分地基于所述第一输出信号和所述第二输出信号来确定与所述第一压力感测组件和所述第二压力感测组件相关联的压差。
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