CN202149825U

CN202149825U - 厚膜陶瓷压阻式压力传感器的桥路平衡器

Info

Publication number: CN202149825U
Application number: CN201120266967U
Authority: CN
Inventors: 陈平易; 贺立龙; 万筱怡; 魏琴; 田前望; 吕俊峰; 韩领社
Original assignee: Xi'an Chuanglian Electric Science And Technology (group) Co Ltd
Current assignee: Xi'an Chuanglian Electric Science And Technology (group) Co Ltd
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2021-07-26

Abstract

一种厚膜陶瓷压阻式压力传感器的桥路平衡器，包括惠斯通电桥，它还包括第一修调电路，该电路的输出端接惠斯通电桥；第二修调电路，该电路的输出端接惠斯通电桥。本实用新型在相应的惠斯通电桥的两个桥臂上的修调电阻上串联了一个由6只阻值相等的电阻并联而成，当桥臂不平衡时，仅需对修调电阻进行激光粗调，通过打断相应的并联电阻中的连接导线，改变电阻的阻值使桥臂达到平衡状态，避免了激光修调电阻带来的反复修调，提高了工作效率和产品的合格率，便于工业化生产，具有广阔的应用前景。

Description

厚膜陶瓷压阻式压力传感器的桥路平衡器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及到一种厚膜陶瓷压阻式压力传感器的零部件。

背景技术

近年来，陶瓷压力传感器以其极高的稳定性和耐腐蚀性以及高线性精度、高灵敏度、低温漂、低成本等特点，在汽车、空调、工业控制等领域中有着广泛的应用前景。它的基本原理是利用压力芯片感受到压力发生变形，从而引起压力芯片上的浆料烧结电阻的阻值发生变化，引起芯片上的惠斯通电桥的输出电压发生变化，再通过相应的转换电路转换成控制信号。

厚膜陶瓷压力传感器是在圆形陶瓷弹性膜片上采用厚膜工艺中的丝网印刷等工艺，在陶瓷弹性膜片的相应位置印制4个应变电阻和零位电阻，经烧结，而成为惠斯通电桥回路。由于压力使陶瓷基体微量形变造成压力敏感电阻的变化，给桥路施加直流电压，通过测量桥路另两端输出电压的变化从而实现压力测量，其输出电压的幅值正比例于压力值，所以称之为压力传感器。其工作原理是基于惠斯通电桥原理；传感器芯片修调前在电桥相对两端加直流供电电压，电桥另相对两端就会有毫伏级正比例于压力值的直流电压输出。

为了保证输出的准确性，压力传感器在无压力作用下必须保持电桥的平衡。但是，由于制造过程中的许多原因，传感器上的电阻在焊接完成后受各种因素的影响，电桥不可能平衡，一般存在几十毫伏到100多毫伏的输出，如果不进行零位修调那么这种传感器就没有一个基准值，就会直接影响压力传感器的灵敏度和输出的精度。因此，现有的陶瓷压力传感器在电桥的两侧分别连接有一个可供修调的零位电阻R5及R6，通过对电阻R5或电阻R6进行修调使电桥保持平衡，为测量提供基准。传统的零位电阻R5、R6的调整是靠人工用医用砂轮进行点切割调整来完成，其主要缺点是效率非常低，一致性差，芯片报废率很高，不适合大规模批量生产，其生产量不足，导致安装陶瓷压力传感器的压力变送器的成本居高不下，产量难以满足实际使用需求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述压力传感器的缺点，提供一种修调方便、便于工业化生产的厚膜陶瓷压阻式压力传感器的桥路平衡器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括惠斯通电桥，它还包括第一修调电路，该电路的输出端接惠斯通电桥；它还包括第二修调电路，该电路的输出端接惠斯通电桥。

本实用新型的第一修调电路为：电阻R7～电阻R12的一端并联并接电阻R5的一端、另一端并联并接电源，电阻R5的另一端接惠斯通电桥；本实用新型的第二修调电路为：电阻R13～电阻R18的一端并联并接电阻R6的一端、另一端并联并接电源，电阻R6的另一端接惠斯通电桥。

本实用新型的电阻R5、电阻R6电阻值相同，电阻R7～电阻R18电阻值相同。

本实用新型在相应的惠斯通电桥的两个桥臂上的修调电阻上串联了一个由六只阻值相等的厚膜电阻并联而成的电阻，当桥臂不平衡时，仅需对修调电阻进行激光粗调，然后通过打断相应的并联修调电阻中的连接导线，去掉相应电阻的作用使桥臂达到平衡状态，避免了激光修调电阻带来的反复修调，提高了工作效率和产品的合格率，便于工业化生产，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理方框图。

图2是本实用新型的电子线路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本实施例的厚膜陶瓷压阻式压力传感器的桥路平衡器由第一修调电路、第二修调电路、惠斯通电桥连接构成。第一修调电路、第二修调电路输出端接惠斯通电桥，惠斯通电桥输出电压信号。

在图2中，本实施例的第一修调电路由电阻R5、电阻R7～电阻R12连接构成，电阻R7～电阻R12的一端并联并接电阻R5的一端，电阻R7～电阻R12的另一端并联并接电源Vcc，电阻R5的另一端接惠斯通电桥。本实施例的第二修调电路由电阻R13～电阻R18、电阻R6连接构成，电阻R13～电阻R18的一端并联并接电阻R6的一端，电阻R13～电阻R18的另一端并联并接电源Vcc，电阻R6的另一端接惠斯通电桥。

本实施例的惠斯通电桥由电阻R1～电阻R4连接构成。电阻R2的一端接电阻R5的另一端，电阻R2的另一端接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R1与电阻R2的连接点为惠斯通电桥的负信号输出端；电阻R3的一端接电阻R6的另一端，电阻R3的另一端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，电阻R3与电阻R4的连接点为惠斯通电桥的正信号输出端。

在本实施例中，上述的电阻R1～电阻R4的阻值相同，电阻R5与电阻R6的阻值相同，电阻R7～电阻R18的阻值相同。

具体实施时，在圆形弹性膜片的应变区特定位置印刷4个等值电阻R1～电阻R4作为惠斯通电桥的电阻，分别在非应变区印刷电阻R5和电阻R7～电阻R12，以及电阻R6和电阻R13～电阻R18，电阻之间用厚膜导体浆料印烧的导带互连，构成厚膜陶瓷压阻式压力传感器零位修调电阻，在具体实施中可设计专用的工装将圆形弹性膜片进行定位，各测量点也采用压力接触式触点进行连接。

本实用新型的修调原理如下：

事先打断电阻R1和电阻R4之间的连接导线，利用高精度数字电阻仪实时测量惠斯通电桥四个电桥桥臂的阻值。即用高精度数字电阻仪分别测量四个端子之间的电阻值。根据电桥平衡原理：计算电桥上对应桥臂的阻值两两相乘乘积，即(第一修调电路阳值+R2)×R4＝r1，(第二修调电路阻值+R3)×R1＝r2，当r1＝r2时电桥平衡。将所得的两个值r1、r2输入激光修调仪中，进行比较，如果r1与r2的差值相等，则评判为合格产品，不需要修调；如果r1大于r2，则需要对第二修调电路进行调整，则先用激光修调仪对第二修调电路中的电阻R6进行激光粗调，高精度数字电阻仪实时将所测得的电阻值送入激光修调仪进行比较，然后根据上述的比较结果，用激光直接打断电阻R13～电阻R18中的任意一个电阻的连接导线，改变电阻R13～电阻R18并联电阻的阻值，直到r1与r2的值相等；反之，如果r1小于r2，则采用与r1大于r2相同的修调方法，对r1侧电桥对应的第一修调电路中的电阻R5进行粗调，高精度数字电阻仪实时将所测得的电阻值送入激光修调仪进行比较，然后根据上述的比较结果，用激光直接打断电阻R7～电阻R13中的任意一个电阻的连接导线，改变电阻R7～电阻R13并联电阻的阻值，直到r1与r2的值相等。

Claims

1.一种厚膜陶瓷压阻式压力传感器的桥路平衡器，它包括惠斯通电桥，其特征在于它还包括：

第一修调电路，该电路的输出端接惠斯通电桥；

第二修调电路，该电路的输出端接惠斯通电桥。

2.按照权利要求1所述的厚膜陶瓷压阻式压力传感器的桥路平衡器，其特征在于所述的第一修调电路为：电阻R7～电阻R12的一端并联并接电阻R5的一端、另一端并联并接电源，电阻R5的另一端接惠斯通电桥；所述的第二修调电路为：电阻R13～电阻R18的一端并联并接电阻R6的一端、另一端并联并接电源，电阻R6的另一端接惠斯通电桥。

3.按照权利要求2所述的厚膜陶瓷压阻式压力传感器的桥路平衡器，其特征在于：所述的电阻R5、电阻R6电阻值相同，电阻R7～电阻R18电阻值相同。