CN206269944U - 小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器，包括圆形陶瓷弹性体和起支撑作用的圆环形陶瓷基座，圆形陶瓷弹性体的表面制作有应变电桥电路，所述圆环形陶瓷基座的内壁面为锥形面，所述锥形面的细端的内径为4.8‑5.2mm，所述圆环形陶瓷基座外径为17.8‑18.2mm，厚度为3.8‑4.2mm。优选地所述锥形面的细端的内径为5mm，所述圆环形陶瓷基座外径为18mm，厚度为4mm。本实用新型小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器瓷环采用新结构，具有优良的线性精度、抗过载性能、提高了瓷环制造工艺性和成品率，便于产业化生产，降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及压力传感器技术领域，具体涉及小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器。
背景技术
一体化陶瓷压力传感器的传感器弹性体和瓷环从设计和工艺技术上实现一体化，以提高陶瓷压力传感器的机械特性、电特性和可靠性，特别是提高传感等过载压力、灵敏度、重复性、迟滞性和稳定性，以满足工业自动化控制的需要，实现产业化。
如图1、图2所示，专利ZL200420054149.X 一体化结构陶瓷压力传感器结构，瓷环的外径为Φ18mm，内径（弹性体直径）为Φ9mm，厚度为6.35mm。传感器的量程不同，弹性体的厚度就不同。
由于陶瓷压力传感器的量程范围有12种规格以上，即瓷环弹性体厚度就达12种。瓷环在制造过程中是采用金刚沙机械研磨工艺，由于研磨过程中机械应力会对陶瓷弹性体产生附加应力，特别是研磨时间越长附加应力越大。而组成陶瓷压力传感器的惠斯登电桥四个桥路电阻是采用Hybrid工艺印刷烧结在陶瓷弹性体上的，附加应力必然会导致传感器输出不稳定。
一体化陶瓷压力传感器的厚度如设计为6.35mm，对于用户高量程要求如100Bar以上，由于瓷环边缘仅为4.5mm，高压下瓷环边缘易碎，传感器过载压力( OverLoad ) 难通过。
实用新型内容
为解决现有技术和实际情况中存在的上述问题，本实用新型提供了一种小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器，具有优良的线性精度、抗过载性能、提高了瓷环制造工艺性和成品率。
本实用新型的技术效果通过以下技术方案实现：
一种小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器，包括圆形陶瓷弹性体和起支撑作用的圆环形陶瓷基座，圆形陶瓷弹性体的表面制作有应变电桥电路，其特征在于，所述圆环形陶瓷基座的内壁面为锥形面，所述锥形面的细端的内径为4.8-5.2mm，所述圆环形陶瓷基座外径为17.8-18.2mm，厚度为3.8-4.2mm。
优选地，所述锥形面的细端的内径为5mm，所述圆环形陶瓷基座外径为18mm，厚度为4mm。
本实用新型小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器瓷环采用新结构，具有优良的线性精度、抗过载性能、提高了瓷环制造工艺性和成品率，便于产业化生产，降低了成本、并成为新一代低、中量程一体化压阻式陶瓷压力传感器的推广品种。
附图说明
图1是现有技术的一体化陶瓷压力传感器的正视图。
图2是图1的剖视图。
图3是本实用新型小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器的正视图。
图4是本实用新型小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器的剖视图。
图5是本实用新型小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器的线性曲线图。
具体实施方式
如图3、图4所示，一种小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器，包括圆形陶瓷弹性体和起支撑作用的圆环形陶瓷基座，圆形陶瓷弹性体的表面制作有应变电桥电路，所述圆环形陶瓷基座的内壁面为锥形面，所述锥形面的细端的内径为4.8-5.2mm，所述圆环形陶瓷基座外径为17.8-18.2mm，厚度为3.8-4.2mm。
本实施例中，所述锥形面的细端的内径为5mm，所述圆环形陶瓷基座外径为18mm，厚度为4mm。
根据不同用户对传感器量程要求，统计数据显示大部分用户要求传感器量程在5-50Bar范围内，这就为小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器的瓷环设计提供了依据。
本实用新型是对圆环形陶瓷基座内径从3.5mm-8mm、厚度从2.5mm-6mm范围内做成压力传感器，计算和测试弹性体应变量、并做了大量电参数和机械性能测试分析比较后得出。从理论和实践上较原一体化陶瓷压力传感器机械尺寸设计有进一步提高。
圆环形陶瓷基座内径为5mm，能满足40%用户量程使用要求，即量程5-50Bar；
对于大部分如汽车、工业自动化等领域用户，要求传感器厚度降低，本专利传感器的厚度4mm，能满足用户压力变送器小型化要求；
本实用新型陶瓷制造工艺性高，研磨工艺时间短，对弹性体附加应力小，提高了传感器工作稳定性。
本实用新型小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器瓷环采用新结构，提高了传感器的机械性如传感器过载压力( OverLoad )和电性能；
小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器瓷环采用新结构，零位温飘能符合A级品要求。
本实用新型小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器具有优良的线性精度。附图5为量程30Bar的本实用新型小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器的线性曲线图。
本实用新型提高了传感器的抗过载压力。
表1为弹性体厚度为0.3mm（30Bar）小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器零位温飘测试数据列举。按产品技术规范α≤0.02%FS/℃为A级品，说明按本专利生产的传感器零位温飘能符合A级品要求。
表1 小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器30Bar 的OverLoad测量结果
。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器，包括圆形陶瓷弹性体和起支撑作用的圆环形陶瓷基座，圆形陶瓷弹性体的表面制作有应变电桥电路，其特征在于，所述圆环形陶瓷基座的内壁面为锥形面，所述锥形面的细端的内径为4.8-5.2mm，所述圆环形陶瓷基座外径为17.8-18.2mm，厚度为3.8-4.2mm。
2.根据权利要求1所述的小型弹性体结构压阻式陶瓷压力传感器，其特征在于，所述锥形面的细端的内径为5mm，所述圆环形陶瓷基座外径为18mm，厚度为4mm。
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| CN111157165A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-05-15 | 西安中星测控有限公司 | 一种mcs压力传感器及其制备方法 |
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