CN1946996A

CN1946996A - 传感器测试系统和方法

Info

Publication number: CN1946996A
Application number: CNA2005800125097A
Authority: CN
Inventors: G·W·小埃森霍韦尔
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2007-04-11
Also published as: US20050183509A1; US6964198B2; WO2005083381A1; EP1718943A1

Abstract

通常，可提供一种压力轨条，其包括一个或多个压力进口以及其中形成的多个加压腔。外壳部件分别位于加压腔的顶部，使得每个外壳部件被密封至各自的加压腔。连接器部件可以旋入每个外壳组件的顶部以用于连接至用于传感器(例如，SAW传感器)而进行测试。每个外壳部件可以由净热塑材料配置，其保护外壳部件免于RF频率和高温以及压力状况。

Description

传感器测试系统和方法

技术领域

实施例大致涉及感测方法和系统。实施例还涉及压力传感器和温度传感器。另外，实施例涉及表面声波(SAW)装置和传感器，且尤其涉及SAW按钮型传感器及其测试技术。

背景技术

在压力和温度感测领域中已知有多种传感器。检测压力和/或温度的能力是对任何在常温下运行以及受温度状况严重影响的装置的一个优势。这种装置的一个例子是汽车轮胎，当然，其也经受着温度和压力的多种变化。已经提出了多种不同的技术，用于感测轮胎中的压力和/或温度，以及用于将该信息传递给车辆中心位置处的操作员使其得知轮胎处于低气压或高气压。

这种传感器通常与车辆通信，使得当车辆移动，即车轮相对于车辆的车体旋转时所感测到的压力和/或温度被显示给操作员。这种装置通常相对复杂、价格昂贵或者可选用的也并不特别耐用。

一些轮胎压力和/或温度传感器系统结合固定到车身的传感器，因而在回转轮和底盘之间不需要旋转性的电接触。在这个系统中，当轮胎压力低而发生轮胎侧壁变形时，传感器杆由于接触轮胎侧壁而变曲。该系统提供低轮胎气压的指示但并不耐用。例如，车轮上的泥或其他碎片可能引起错误的读数。此外，只有当轮胎气压显著减少必然产生显著的轮胎凸起时，该系统才提供指示。很清楚的是，这种系统只是不能提供真实轮胎气压的读数。

在另一种形式的固定传感器中，可以检测出车辆的高度，且当高度降低时，可以认为轮胎气压值为低。但是，如果轮胎是处于凹坑中或者停放在不平坦的地面上，则可能会产生错误的低压读数。

更复杂的系统能够监测轮胎气压。例如，一些压力传感器系统利用旋转编码器，该旋转编码器由以规则和交变方式周向分布的不同极性的多极性环磁片构成。发射机线圈与环以及固定的拾取装置(一种感应线圈系统)同轴、由流过发射机线圈以产生叠加在由多极性环产生的磁场上的磁场的交变电流激励，产生拾取信号且传递与车轮旋转特性和这种轮胎状态有关的信号。

一些轮胎气压系统还利用车轮系统，其中每个车轮上的每个传感器设有无线电发射机，其将与轮胎气压等有关的信息，例如从车轮发射到车辆的车体上的无线电接收机，且这种发射的信号被解码以提供轮胎气压等信息且使其对操作员可用。但是，传统的无线系统不持久而且其设计和生产的价格昂贵。

已经发现了一种广泛应用于诸如车辆轮胎的压力和温度感测应用中的传感器是表面声波(SAW)传感器，其可由底座上的读出元件和作为盖子一部分的压力转换换能器膜片组成。为了使SAW传感器运行正常，传感器膜片通常在所有压力级和温度状况下应该定位在与读出元件密切接触处。

为了补偿包装中的膨胀，当读出元件和传感器膜片被装配以使输出频率移动一已知量时，读出元件和传感器膜片必须被预载，其确保了一直接触。在常规的传感器设计中，盖子和底座之间的紧配合能维持预载直至盖子和底座通过焊接、软焊或其他连接方法而锁定在适当位置。

为了正确配置诸如SAW传感器的传感器，感测装置必须经过精密测试以保证装置可以在多种温度和压力状况下正常运行。有必要测试传感器以验证温度和压力的变化中的功能以及保证传感器的外部组件(例如，传感器外壳)能经受住这些变化的状况。

另外，必须执行测试以保证诸如外壳的传感器装置部件不会受到由于现有的诸如天线的无线部件的RF频率的影响。传感器的外壳和底座还必须放置于一种情况下，其中电子短路从外壳运行至底座，导致传感器测量中的移频或错误。因此需要出现可提高正确测试诸如SAW传感器的传感器装置的系统和方法。

发明内容

下面提供的发明内容是为了便于理解本发明独有的一些创新特征而其意图并不在于完全的描述。本发明的不同方面的完全理解可以通过将整个的说明书、权利要求书、附图以及摘要作为一个整体而获得。

因此，本发明的一个方面是提供一种改进的传感器测试方法和系统。

本发明的另一方面是提供一种传感器测试方法和系统，其能用来保持表面声波(SAW)传感器装置的有效性。

本发明上述的方面和其他的目的和优势将会如其中所描述的内容而得到。在此公开了一种传感器测试系统和方法。通常，可提供压力轨条(rail)，其包括一个或多个压力进口以及其中形成的多个加压腔。外壳部件分别位于加压腔的顶部，使得每个外壳部件被密封至各自的加压腔。连接器部件可旋入每个外壳部件顶部以用于连接至传感器(例如，SAW传感器)而用于测试。每个外壳部件可由净热塑材料配置，其保护外壳部件免于RF频率以及高温和压力状况。

这种连接器部件可形成为BNC连接器，其连接至将被测试的传感器的印刷电路板还有与传感器有关的多根线。每个印刷电路板可包括焊接至印刷电路板的两个母插座，其焊接至分别容纳与传感器底座有关的插销。另外，其中的每个加压腔可以装填环氧树脂以将每个外壳部件密封至BNC连接器而避免压力漏泄。环氧树脂可配置为高温环氧树脂。压力轨条可由铝配置且能形成诸如铝板。另外，可以提供多个O形环凹槽，其中每个O形环凹槽分别相对于每个加压腔铣制(mill)从而将压力轨条密封至外壳部件。每个加压腔起到压力通道的作用，其允许压力施加在每个铣制于铝板顶部表面中的加压腔内。

附图说明

附图进一步例示了本发明且与本发明的说明书一起用于解释本发明的原理，其中附图中相同的附图标记表示贯穿独立视图的相同或功能相似的元件，且该附图结合说明书并成为说明书一部分。

图1例示了传感器测试系统的顶部透视图，其可根据本发明的优选实施例来实现；

图2例示了根据本发明优选实施例的图1中所示的传感器测试系统的底部透视图；

图3例示了根据本发明优选实施例的图1-2中所示的系统的顶部和侧部视图的示意图；

图4例示了根据本发明的优选实施例的外壳部件的顶部和侧部剖视图；

图5例示了具有母插座的印刷电路板的顶部、底部和侧部视图，其可以根据本发明的优选实施例来实现；以及

图6例示了根据本发明的优选实施例的传感器的顶部和侧部视图，其可由在图1-3中所示的测试系统测试。

具体实施方式

这些非限制性例子中讨论的特别的数值和配置可以改变且其被引用也只是例示本发明的至少一个实施例而其意图并不在于限制本

发明的范围。

图1例示了传感器测试系统100的顶部透视图，其可根据本发明的优选实施例来实现。图2例示了根据本发明的优选实施例的图1中所示的传感器测试系统100的底部透视图。注意的是，图1和2中相似或相同的零件或元件通常用同一附图标记表示。系统100通常包括压力轨条118，其具有其中形成的诸如空腔122的多个加压腔。压力轨条118可由铝构成，通常包括诸如进口116的一个或多个压力进口，每个进口可由压力轨条118构成。

系统100还包括多个外壳部件124，126，128，130，132，134，136，138，140，142，144，146，148，150，152，154，156，158，160和162。每个外壳部件124，126，128，130，132，134，136，138，140，142，144，146，148，150，152，154，156，158，160和162分别位于多个加压腔中的每个空腔的顶部。每个外壳部件124，126，128，130，132，134，136，138，140，142，144，146，148，150，152，154，156，158，160和162被密封至多个加压腔中的各自的加压腔中。

连接器部件10可旋入(thread)示意性的外壳部件162的顶部，其可由净热塑材料配置，例如LEXAN^，能被用来保护外壳部件162免于RF频率以及高温和高压状况。注意的是，LEXAN^是一类工程热塑性材料。LEXAN^是一种有韧性且用途广泛的聚合体。商标LEXAN^由通用电气公司所拥有。可以理解的是，除了LEXAN^之外的材料也能用来实现诸如外壳部件162的外壳部件，且其中提到的LEXAN^只是为了例示性的目的。

连接器部件102能配置为BNC连接器，其连接至与传感器112有关的印刷电路板110以及也与传感器112有关的多根线(在图1-2中未示出)。注意的是，这种印刷电路板的例子在图5中示出且相对于图5进行了更为详细的描述。

传感器112能配置为位于O形环114内的SAW按钮组件。SAW按钮组件的详细例子在图6中示出且相对于图6进行了更为详细的描述。注意的是，每个诸如印刷电路板110的印刷电路板可包括两个母插座，其被焊接到印刷电路板以用于分别容纳与传感器112的底座有关的插销。相似的特征能为每个外壳部件124，126，128，130，132，134，136，138，140，142，144，146，148，150，152，154，156，158和160所实现。每个外壳能通过多个诸如有头螺钉104和106的有头螺钉紧固到压力轨条118。在图1-2中示出的实施例中，使用有头螺钉104和106将外壳部件162连接到压力轨条118.

通常，每个加压腔(例如空腔122)可装填高温环氧树脂以密封每个分别的外壳部件(例如162)至连接器部件(例如连接器部件102)而避免压力漏泄。系统100还包括多个O形环凹槽，其中每个O形环凹槽分别关于每个加压腔铣制从而将压力轨条密封至外壳部件124，126，128，130，132，134，136，138，140，142，144，146，148，150，152，154，156，158，160和162。这种O形环凹槽的一个例子是具有O形环114位于其中的O形环凹槽120。每个诸如O形环114的O形环能由矽树脂构成。每个诸如空腔122的加压腔可配置为压力通道的形式，其允许压力施加在每个铣制至压力轨条118的顶部表面中的加压腔中。

图3例示了根据本发明的优选实施例的图1-2中所示的系统100的顶部和侧视图。注意的是，在图1-3中，相似或相同的零件或元件通常用同一附图标记表示。因此，系统100的顶部视图显示为由系统100的302，304，306和308所包围。例如，视图314示出系统300的截面A-A图，以及包括示例为入口314的系统100的零件部分312。

图4例示了根据本发明的优选实施例的外壳部件162的顶部和侧部剖视图。注意的是，图1-4中相似或相同的零件或元件通常用同一附图标记表示。图1-2的外壳部件162由此在图4中更为详细地示出，包括顶部A-A和B-B图、部分截面A-A图以及侧部部分B-B图。

图5例示了具有母插座503和505的印刷电路板500的顶部、底和侧视图，其可根据本发明的优选实施例来实现。注意的是，图5的印刷电路板500与图1的印刷电路板110类似。母插座503和505分别位于印刷电路板500的部分502和504内。两个母插座503和505通常焊接在印刷电路板500上的适当位置以容纳位于待测的传感器(例如，传感器112)的底座上的两个插销(未在图5中示出)。这种插销的例子将相对于图6进行更为详细的描述。

图6例示了根据本发明的优选实施例的传感器600的顶部和侧视图，其可由图1-3中描述的测试系统100测试。注意的是，图6的传感器600与在图2中示出的传感器112类似。因此，传感器600可实施为传感器112或代替之。传感器600通常包括SAW按钮传感器或感测组件。通常，传感器600包括有由底座部分620、612和624组成的传感器底座。两个插销608和610可安装和/或连接到传感器底座。这种插销608和610可位于传感器底座的区域630和632内。传感器600通常包括可配置成包括凹座602的传感器盖606。注意的是，凹座602的特别的形状和尺寸能根据特别的应用而改变。因此，在图6中示出的凹座602只为了说明的目的且其中的尺寸和形状并不看成限制本发明的特征。

传感器元件628可以一种方式邻接于底座部分612或在其上，该方式为允许在传感器盖606和由底座部分620、612和624组成的传感器底座之间形成缝隙。传感器膜片603可以并入传感器盖606。盖606可由传感器底座定位使得凹座602在所有的压力级和温度状况下均可与传感器元件628密切接触。

从图6中可以理解的是，代替了盖和底座之间使用的干涉配合，其中的部件可以设计成在盖和底座之间形成缝隙或间隙。这种设计并不依赖于两个零件之间的干扰以维持预载，而是当盖被装配到底座时能使用焊接、软焊或者其他的连接方式将部件锁定在适当的位置。

可以设计组件使得即使盖是在其公差范围内的最小的内部尺寸且底座是在其公差范围内的最大的外部尺寸，当它们装配在一起时在它们之间仍然会有缝隙。因此，缝隙通常应当存在于盖和底座之间，即使盖是在其公差范围内的最小的内部尺寸且底座是在其公差范围内的最大的外部尺寸也是如此。这个特征的目的是产生它们标称尺寸的零件。

其中提出的实施例和例子是用于最佳地说明本发明以及其实际应用且由此使得本领域的技术人员可以实施和利用本发明。但是，本领域技术人员将会认识到，前面已经提出的说明和例子只有为了例示和实施例的目的。本发明的其他变化和修改对本领域技术人员而言将是显而易见的，且所附的权利要求的意图在于覆盖这种变化和修改。

所提出的这种说明的意图并不在于扩大或者缩小本发明的范围。根据上述教程进行许多修改和变化而不背离下面的权利要求的范围是可能的。可以预期的是，使用本发明可以包括具有不同特性的组件。意图在于本发明的范围由其中所附的权利要求限定，同时给出各个方面的等价物的完全的理解。

Claims

1.一种传感器测试系统，包括：

压力轨条，其具有至少一个压力进口和其中形成的多个加压腔；

多个外壳部件，其分别位于所述多个加压腔的顶部，其中所述多个外壳部件中的每个外壳部件被密封至所述多个加压腔中的各自的加压腔；

连接器部件，其旋入所述多个外壳部件中的每个外壳部件的顶部以用于连接到传感器而进行测试。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述多个外壳部件中的每个外壳部件由净热塑材料构成，其保护每个外壳部件免于RF频率和高温以及压力状况。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述连接器部件包括BNC连接器，其连接至所述传感器的印刷电路板以及与所述的传感器有关的多根线。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述印刷电路板包括焊接至所述印刷电路板的两个母插座，其分别容纳与所述的传感器底座有关的插销。

5.如权利要求3所述的系统，其中所述多个加压腔中的每个加压腔装填有环氧树脂以用于将每个各自的外壳部件密封至所述BNC连接器以避免压力漏泄。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述环氧树脂包括高温环氧树脂。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述压力轨条可由铝配置。

8.如权利要求1所述的系统，其进一步包括多个O形环凹槽，其中在所述多个O形环凹槽中的所述每个O形环凹槽分别关于所述多个加压腔中的每个加压腔进行铣制，以将所述压力轨条密封至所述多个外壳部件。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述压力轨条包括铝板。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述多个加压腔中的每个加压腔包括压力通道，其允许压力施加在铣制至所述铝板顶部表面中的每个所述加压腔中。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述传感器包括SAW传感器。

12.一种SAW传感器测试系统，包括：

SAW传感器，包括印刷电路板和SAW传感器底座，其中所述印刷电路板包括焊接至所述印刷电路板的两个母插座，所述母插座分别容纳与所述SAW传感器底座有关的插销；

多个外壳部件，其分别位于所述多个加压腔的顶部，其中在所述多个外壳部件中的所述每个外壳部件被密封至来自所述多个加压腔的各自的加压腔，其中所述多个外壳部件中的每个外壳部件由净热塑材料构造，其保护每个外壳部件免于RF频率和高温以及压力状况；

连接器部件，其旋入所述多个外壳部件中的每个外壳部件的顶部以用于连接至所述SAW传感器以测试所述的SAW传感器，其中所述连接器部件包括BNC连接器，其连接至所述SAW传感器的所述印刷电路板以及与所述SAW有关的多根线。

13.一种传感器测试方法，包括步骤：

提供压力轨条，其具有至少一个压力进口和其中形成的多个加压腔；

将多个外壳部件分别定位于所述多个加压腔的顶部，其中在所述多个外壳部件中的所述每个外壳部件被密封至来自所述多个加压腔的各自的加压腔；以及

将连接器部件旋入所述多个外壳部件中的每个外壳部件的顶部以用于连接至传感器以测试所述传感器。

14.如权利要求13所述的方法，其进一步包括由净热塑材料配置所述多个外壳部件中的每个外壳部件的步骤，其保护每个壳组件免于RF频率和高温以及压力状况。

15.如权利要求13所述的方法，其进一步包括配置所述连接器部件为BNC连接器的步骤，所述BNC连接器连接至所述传感器的印刷电路板以及与所述传感器有关的多根线。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述印刷电路板包括焊接至所述印刷电路板的两个母插座，所述母插座分别容纳与所述传感器底座有关的插销。

17.如权利要求15所述的方法，其进一步包括用环氧树脂装填所述多个加压腔中的每个加压腔的步骤，以用于将每个各自的外壳部件密封至所述BNC连接器而避免压力漏泄。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述环氧树脂包括高温环氧树脂。

19.如权利要求13所述的方法，其进一步包括由铝最初形成所述压力轨条的步骤。

20.如权利要求1所述的方法，其进一步包括步骤：

以铝板形式配置所述压力轨条；以及

提供多个O形环凹槽，其中所述多个O形环凹槽中的每个O形环凹槽分别关于所述多个加压腔中的每个加压腔铣制以将所述压力轨条密封至所述多个外壳部件。