CN207894548U - 一种压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压力传感器，包括采用台阶状结构相互连接的安装座和套筒，安装座的一端设有介质入口，另一端设有与介质入口相连的压力敏感元件，套筒内设有电路板组件；电路板组件卡接在套筒内部，电路板组件上设有信号调理电路，信号调理电路与压力敏感元件连接，信号调理电路引出的导线从套筒延伸出并形成引线电缆后连接电连接器。本实用新型是在充分考虑了机载工作环境的基础上设计的，通过对其外形和内部结构的调整，使其具有体积小、重量轻、可靠性高的特点，可应用于空间狭小的安装位置，在保证了航空测试要求的前提下，较好地满足了机载安装要求。

Description

一种压力传感器

技术领域

本实用新型涉及机载传感器技术领域，具体涉及一种小型化、高精度的压力传感器。

背景技术

压力传感器是一种用于感受气体或液体介质压力，并将感受到的介质压力实时转换为标准模拟电压信号输出的装置，以供后续采集记录设备使用。

现有技术中，飞行器上经常需要使用大量的压力传感器来实时采集压力参数。随着航空技术的发展，精密电子设备在飞行器上的应用日益增多，布局更加密集，压力传感器常受到机载安装空间类型、尺寸与重量等的限制，不能满足机载安装要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种压力传感器，以解决现有技术中压力传感器受到机载安装空间类型、尺寸与重量等限制而不能满足机载安装要求的问题。

本实用新型实施例提供一种压力传感器，包括采用台阶状结构相互连接的安装座和套筒，所述安装座的一端设有介质入口，另一端设有与所述介质入口相连的压力敏感元件，所述套筒内设有电路板组件；所述电路板组件卡接在所述套筒内部，所述电路板组件上设有信号调理电路，所述信号调理电路与所述压力敏感元件连接，所述信号调理电路引出的导线从所述套筒延伸出并形成引线电缆后连接电连接器。

作为本实用新型的优选方式，所述套筒内壁对称设有两个卡合部，两个所述卡合部上分别对称设有用于卡接所述电路板组件的卡槽。

作为本实用新型的优选方式，所述电路板组件上还设有电源电路，所述电源电路分别与所述压力敏感元件和所述信号调理电路连接，所述电源电路引出的导线从所述套筒延伸出后经所述引线电缆连接所述电连接器。

作为本实用新型的优选方式，所述套筒内设有两个电路板组件，两个所述电路板组件上分别设有所述信号调理电路和所述电源电路。

作为本实用新型的优选方式，所述电路板组件上设有焊盘和过线孔，所述信号调理电路和所述电源电路引出的导线的一端分别穿过对应的所述过线孔并弯曲成弧状后焊接在所述对应的焊盘上，另一端穿过热缩管集束后，再穿入防波套中形成所述引线电缆。

作为本实用新型的优选方式，所述套筒上远离所述安装座的一端设有压线结构，所述压线结构包括压线座和压线块，其中所述压线座的一端连接在所述套筒上，所述压线座的另一端与所述压线块组合后形成供所述引线电缆穿过的圆柱形空腔。

作为本实用新型的优选方式，所述压线块通过螺钉固定在所述压线座上，其中所述压线块的两侧分别设有上部螺钉孔，所述压线座的对应位置处分别设有下部螺钉孔，所述螺钉依次穿过所述上部螺钉孔和所述下部螺钉孔，所述螺钉和所述上部螺钉孔之间还设有弹簧垫圈。

作为本实用新型的优选方式，所述电路板组件与所述压线座之间设有垫片，所述垫片上设有通孔。

本实用新型实施例提供的压力传感器，是在充分考虑了机载工作环境的基础上设计的，通过对其外形和内部结构的调整，使其具有体积小、重量轻、可靠性高的特点，可应用于空间狭小的安装位置，在保证了航空测试要求的前提下，较好地满足了机载安装要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种压力传感器的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种压力传感器的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的套筒的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的套筒与电路板组件的安装示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电路板组件的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的导线与电路板组件的连接示意图；

图7为本实用新型实施例提供的压线座的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的压线块的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的压线座与压线块的组合示意图；

图10为本实用新型实施例提供的压线座与压线块的另一组合示意图。

其中，1、安装座，2、压力敏感元件，3、套筒，4、垫片，5、压线座，6、螺钉，7、弹簧垫圈，8、压线块，9、引线电缆，10、电连接器，11、热缩管，12、导线，13、电路板组件，14、介质入口，15、卡合部，16、卡槽，17、焊盘，18、过线孔，19、上部螺钉孔，20、下部螺钉孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

参照图1和图2所示，本实用新型实施例公开了一种压力传感器，该压力传感器包括采用台阶状结构相互连接的安装座1和套筒3，安装座1的一端设有介质入口14，另一端设有与介质入口14相连的压力敏感元件2，套筒3内设有电路板组件13；电路板组件13卡接在套筒3内部，电路板组件13上还设有信号调理电路，信号调理电路与压力敏感元件2连接，信号调理电路引出的导线12从套筒3延伸出并形成引线电缆9后连接电连接器10。

为适应飞机机载工作环境，要尽可能实现压力传感器的体积与重量的小型化，还要尽量提高其可靠性。由图1可以看出，本实施例提供的压力传感器体积小巧，结构紧凑。本实施例中，套筒的直径设置为15mm，整个压力传感器的重量小于60g，可应用于空间狭小的安装环境。

安装座和套筒采用台阶状结构相互连接，然后采用激光焊接，不仅保证了连接的可靠性和密封性，而且还具有耐震动、屏蔽性能优良等特点。

为进一步减小压力传感器的体积，用于加载电路的电路板组件以卡接方式设置在套筒内部。从而，通过节约套筒内部占用的空间而减小了压力传感器的体积，还可以实现电路板组件与套筒之间的可靠连接。

该压力传感器工作时，介质从介质入口进入，压力敏感元件感受介质的压力，并将感受到的压力转换为模拟电压信号，进一步通过信号调理电路进行调整，转换成便于控制处理的标准信号，最后通过引线电缆传输至由电连接器连接的外部接收设备。

由于压力敏感元件输出的信号是毫伏级小信号，且存在非线性和温度漂移等误差，因此信号调理电路中采用了高精度信号处理器ZSC31050，可对压力敏感元件输出的信号的零位、灵敏度、非线性和温度漂移误差等进行数字补偿，调理为便于采集记录的标准信号。信号调理电路采用高精度信号处理器ZSC31050，不仅使压力传感器具有自补偿、自校准等功能，工作温度范围大，还具有较高的精度和良好的环境适应性，使输出特性具备好的一致性和互换性。同时，在信号调理电路中最后一级设有滤波输出电路，通过RC滤波网络和运算放大器构建二阶有源低通滤波电路，对经过增益调整及非线性、温漂校准后的信号进行滤波输出，以提高电路输出的信噪比。

进一步参照图3和图4所示，在上述实施例的基础上，套筒3内壁对称设有两个卡合部15，两个卡合部15上分别对称设有用于卡接电路板组件13的卡槽16。

由于电路板组件为平面结构，因此在套筒内壁上先对称设置两个卡合部，这两个卡合部相对的一侧为平面，然后在这两个平面上设置卡槽，电路板组件插入两侧的卡槽后即可限位固定，而不必使用螺钉等进行固定，不仅节约了套筒内部的安装空间，而且保证了电路板组件和套筒之间的可靠连接。

在上述实施例的基础上，电路板组件13上还设有电源电路，电源电路分别与压力敏感元件2和信号调理电路连接，电源电路引出的导线从套筒延伸出后经引线电缆连接电连接器。

电连接器与电源电路连接，将外部供电电源引入。电源电路的功能是将外部供电电源转换为内部电源，供压力敏感元件和信号调理电路使用。电源电路可将外部供电电源的27(±10％)VDC电压调整为15VDC和5VDC，可匹配的电压范围较宽，满足使用要求。

在上述实施例的基础上，套筒3内设有两个电路板组件13，两个电路板组件13上分别设有信号调理电路和电源电路。

将信号调理电路和电源电路分开设置在两个电路板组件上，可以避免这两个电路之间的干扰，有利于提高整个压力传感器的可靠性。由于套筒体积较小，在电路板组件上布置电路时，应注意各个元件的高度，较高的元件应尽量错开布置，以保证各个元件之间不存在相互接触的现象。

进一步参照图5和图6所示，在上述实施例的基础上，电路板组件13上设有焊盘17和过线孔18，信号调理电路和电源电路引出的导线12的一端分别穿过对应的过线孔18并弯曲成弧状后焊接在对应的焊盘17上，另一端穿过热缩管11集束后，再穿入防波套中形成引线电缆9。

现有技术中，分别在电路板组件上焊接信号调理电路和电源电路引出的导线时，将导线一端的绝缘皮去掉，将内部的金属芯线焊接在焊盘上。当导线在受到外力牵引时，外力的传递会集中在焊点部位，易造成焊接处金属芯线疲劳断裂，从而使导线在焊接处出现接触不良甚至断开的现象而使整个压力传感器出现故障。

为避免出现这种现象，在电路板组件上设置了过线孔，过线孔的直径比导线的外径略大，焊接时将导线穿过过线孔后，弯曲成弧状，再焊接在焊盘上。当导线在受到外力牵引时，导线会被过线孔卡住，避免了焊接处受力，从而有效改善了导线在焊接处易断裂的问题，进一步提高了压力传感器的可靠性。

导线的另一端穿过热缩管集束后，再穿入防波套中形成引线电缆。热缩管除了起到对导线进行缩减集束的作用，还可以保护导线的绝缘外皮不被磨破，从而可增加整个压力传感器的可靠性。

进一步参照图7～图10所示，在上述实施例的基础上，套筒3上远离安装座1的一端设有压线结构，该压线结构包括压线座5和压线块8，其中压线座5的一端连接在套筒3上，压线座5的另一端与压线块8组合后形成供引线电缆9穿过的圆柱形空腔。

为了固定引线电缆，采用了在套筒上远离安装座的一端设置由压线座和压线块相结合的压线结构。压线座的一端伸入套筒内，并与套筒采用激光焊接方式连接，可确保连接的可靠性和密封性，另一端与压线块组合形成圆柱形空腔，可供引线电缆从中穿过并对其进行固定。

在上述实施例的基础上，压线块8通过螺钉6固定在压线座5上，其中压线块8的两侧分别设有上部螺钉孔19，压线座5的对应位置处分别设有下部螺钉孔20，螺钉6依次穿过上部螺钉孔19和下部螺钉孔20，螺钉6和上部螺钉孔19之间还设有弹簧垫圈7。

具体地，可进一步通过安装在压线座和压线块上的两个螺钉将引线电缆压紧。并且，可通过在引线电缆与压线座和压线块之间填充一些填充材料，以达到更加紧固的效果，防止引线电缆松动。

在上述实施例的基础上，电路板组件13与压线座5之间设有垫片4，垫片4上设有通孔。

在电路板组件和压线座之间设置了垫片，可作为一种绝缘材料使用，可防止压线座与套筒安装时对电路板组件进行挤压后产生变形，还能有效调整套筒和压线座之间的安装缝隙，有利于套筒和压线座之间对齐后进行焊接。

垫片上设有通孔，供信号调理电路和电源电路引出的导线穿过垫片，然后再通过热缩管与引线电缆连接。

本实用新型实施例提供的一种压力传感器，体积小，重量轻，可应用于空间狭小的安装位置，在保证了航空测试要求的前提下，较好地满足了机载安装要求。同时，其采用全密封焊接结构，可适应各种高度、湿度、菌、盐、雾、沙、尘等工作环境。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (8)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括采用台阶状结构相互连接的安装座和套筒，所述安装座的一端设有介质入口，另一端设有与所述介质入口相连的压力敏感元件，所述套筒内设有电路板组件；所述电路板组件卡接在所述套筒内部，所述电路板组件上设有信号调理电路，所述信号调理电路与所述压力敏感元件连接，所述信号调理电路引出的导线从所述套筒延伸出并形成引线电缆后连接电连接器。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述套筒内壁对称设有两个卡合部，两个所述卡合部上分别对称设有用于卡接所述电路板组件的卡槽。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述电路板组件上还设有电源电路，所述电源电路分别与所述压力敏感元件和所述信号调理电路连接，所述电源电路引出的导线从所述套筒延伸出后经所述引线电缆连接所述电连接器。

4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述套筒内设有两个电路板组件，两个所述电路板组件上分别设有所述信号调理电路和所述电源电路。

5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述电路板组件上设有焊盘和过线孔，所述信号调理电路和所述电源电路引出的导线的一端分别穿过对应的所述过线孔并弯曲成弧状后焊接在对应的所述焊盘上，另一端穿过热缩管集束后，再穿入防波套中形成所述引线电缆。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述套筒上远离所述安装座的一端设有压线结构，所述压线结构包括压线座和压线块，其中所述压线座的一端连接在所述套筒上，所述压线座的另一端与所述压线块组合后形成供所述引线电缆穿过的圆柱形空腔。

7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述压线块通过螺钉固定在所述压线座上，其中所述压线块的两侧分别设有上部螺钉孔，所述压线座的对应位置处分别设有下部螺钉孔，所述螺钉依次穿过所述上部螺钉孔和所述下部螺钉孔，所述螺钉和所述上部螺钉孔之间还设有弹簧垫圈。

8.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，所述电路板组件与所述压线座之间设有垫片，所述垫片上设有通孔。