CN212807437U - 一种差压传感器芯体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种差压传感器芯体，它涉及传感器技术领域，其包括管座、应变计、波纹膜片及硅油，所述管座包括一弹性膜片，弹性膜片嵌设在管座上，弹性膜片的顶面设置有应变计，所述管座上设置有波纹膜片，管座与波纹膜片形成一密闭腔体，腔体内填充有硅油。采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：差压传感器芯体采用惠斯通电桥作为检测电路，无需其他电子元器件，工作温度范围较宽；将应变计安装在弹性膜片上，应变计与弹性膜片承受的压力或形变成线性关系，线性度好，精度高。

Description

一种差压传感器芯体

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种差压传感器芯体。

背景技术

目前差压的测量常采用电容式差压传感器、电感式(磁电式)差压传感器、压阻式差压传感器等进行测量。差压传感器是一种用来测量两个压力之间差值的传感器。差压传感器制作要求较高，特别是用于航空航天领域，对传感器的体积、工作温度、可靠性等有较高的要求。电容式差压传感器由中心测量膜片与固定电极构成两个可变电容，当被测介质的高、低压力分别通入高、低压室，作用在隔离膜片的压力信号传送到中心测量膜片上时，作用在其上的两侧压力差使中心测量膜片产生一个对应于压力差的变形位移量，这个位移量与所测压力差成正比，这个位移使可变电容产生相应的电容变化通过电子线路把电容变化量转化成电压信号输出。

电容式差压传感器体积较大，同时受电子线路工作温度的影响，传感器工作温度范围较窄，容易受寄生电容影响，影响传感器的稳定性，增加了电子线路，可靠性较差。

电感式差压传感器对供电要求较高，通常采用交流电，非线性和迟滞性较大，精度低，线圈易发生断路，可靠性较差，且易受电磁环境的干扰。

压阻式差压传感器通常采用MEMS压力敏感芯片进行隔离封装(充硅油)，芯片正面用波纹膜片隔离，内部填充硅油传递压力；芯片背面不填充硅油的话，芯片材料直接接触介质，芯片背面不是金属材料，容易受到介质的腐蚀，一旦腐蚀，性能就会变差，可靠性较差，芯片背面填充硅油采用波纹膜片隔离，双面充硅油，可靠性差，体积大。

无论采用哪种传感器进行差压测量，它的可靠性都比较差，且传感器精度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种体积小、可靠性高的差压传感器芯体。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案是：

一种差压传感器芯体，其包括管座、应变计、波纹膜片及硅油，所述管座包括一弹性膜片，弹性膜片嵌设在管座上，弹性膜片的顶面设置有应变计，所述管座上设置有波纹膜片，管座与波纹膜片形成一密闭腔体，腔体内填充有硅油。

进一步，所述管座还包括基座、玻璃绝缘子及金属引线，所述弹性膜片的外周设置有多个玻璃绝缘子，基座设置在玻璃绝缘子的外周，金属引线穿过玻璃绝缘子的内部与应变计连接。

进一步，所述应变计为金属应变计或半导体应变计中的一种。

进一步，所述金属应变计与金属引线之间通过锡焊形成电气连接，半导体应变计与金属引线之间通过引线键合形成电气连接。

进一步，所述金属应变计通过胶粘的方式安装在弹性膜片上，半导体应变计通过胶粘或玻璃烧结的方式安装在弹性膜片上。

进一步，所述管座上焊接有压环，波纹膜片设置在管座与压环之间。

进一步，所述弹性膜片为圆形膜片。压力测量范围越大弹性膜片的厚度越大，直径越小。

进一步，所述弹性膜片的底面中心设置有一质量块。质量块可以减小满量程压力作用下膜片的形变，用于提高传感器的线性度。

采用上述技术方案后，本实用新型一种差压传感器芯体，采用惠斯通电桥作为检测电路，无需其他电子元器件，工作温度范围较宽，将应变计安装在弹性膜片上，应变计与弹性膜片承受的压力或形变成线性关系，线性度好，精度高，通过管座与波纹膜片形成一密闭腔体，腔体内填充有硅油，使得应变计与被测压力介质隔离，单面填充硅油，弹性膜片同时起到隔离介质的作用，可靠性高，采用直流电压供电，单传感器实现差压测量，使用简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实用新型揭示了一种差压传感器芯体，其包括管座1、应变计2、波纹膜片3及硅油4。

管座1包括基座11、弹性膜片12、玻璃绝缘子13及金属引线14，基座11的中间设置有弹性膜片12，弹性膜片12为圆形膜片，弹性膜片12的直径和厚度与压力测量范围相关，压力测量范围越大，弹性膜片12的直径越小，弹性膜片12的厚度越厚，弹性膜片12为金属弹性膜片，弹性膜片12的外周设置有多个玻璃绝缘子13，玻璃绝缘子13的外周设置有基座11，应变计2具有金属应变计和半导体应变计两类，金属引线14穿过玻璃绝缘子13的内部与应变计2形成电气连接，若采用金属应变计，则为锡焊的连接方式，若采用半导体应变计，则通过引线键合连接，应变计2安装在弹性膜片12上，若采用金属应变计，则通过胶粘的方式安装，若采用半导体应变计，则通过胶粘或玻璃烧结的方式安装，玻璃绝缘子13用来支持金属引线14并使其绝缘，弹性膜片12的下表面的中心设置有一质量块121，质量块121可以减小满量程压力作用下弹性膜片12的形变，用于提高传感器的线性度，弹性膜片12的上表面设置有两个应变计2，应变计2上的电阻数量各为两个，四个电阻构成惠斯通电桥，应变计2的数量可以随着应变计2上的电阻数量的改变而改变，基座11上设置有波纹膜片3，波纹膜片3为金属波纹膜片，基座11与波纹膜片3形成一密闭腔体，腔体内填充有硅油4，应变计2通过硅油4、波纹膜片3与正面的压力介质隔离，应变计2通过弹性膜片12与背面的压力介质隔离，将整个应变计2及其他导电部位都保护起来，提高了介质兼容性，单面填充硅油4，管座1上设置有压环5，波纹膜片3设置在管座1与压环5之间，压环5压住波纹膜片3。

本实用新型的工作原理：被测压力作用在波纹膜片3上，波纹膜片3发生形变，通过波纹膜片3与管座1之间填充的硅油4进行传递，硅油4传递给弹性膜片12，弹性膜片12产生应变，作用在应变计2上，应变计2阻值发生变化，通过惠斯通电桥检测电路输出与差压成比例的电压信号，应变计2安装在弹性膜片12上，应变计2通过硅油4、波纹膜片3与正面的压力介质隔离，应变计2通过弹性膜片12与背面的压力介质隔离，采用惠斯通电桥作为检测电路，无需其他电子元器件，工作温度范围较宽，将应变计2安装在弹性膜片12上，应变计2与弹性膜片12承受的压力或形变成线性关系，线性度好，精度高，通过管座1与波纹膜片3形成一密闭腔体，腔体内填充有硅油4，使得应变计2与被测压力介质隔离，单面填充硅油，可靠性高，采用直流电压供电，单传感器实现差压测量，使用简单。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种差压传感器芯体,其特征在于：其包括管座、应变计、波纹膜片及硅油，所述管座包括一弹性膜片，弹性膜片嵌设在管座上，弹性膜片的顶面设置有应变计，所述管座上设置有波纹膜片，管座与波纹膜片形成一密闭腔体，腔体内填充有硅油。

2.根据权利要求1所述的一种差压传感器芯体，其特征在于：所述管座还包括基座、玻璃绝缘子及金属引线，所述弹性膜片的外周设置有多个玻璃绝缘子，基座设置在玻璃绝缘子的外周，金属引线穿过玻璃绝缘子的内部与应变计连接。

3.根据权利要求1所述的一种差压传感器芯体，其特征在于：所述应变计为金属应变计或半导体应变计中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种差压传感器芯体，其特征在于：所述金属应变计与金属引线之间通过锡焊形成电气连接，半导体应变计与金属引线之间通过引线键合形成电气连接。

5.根据权利要求3所述的一种差压传感器芯体，其特征在于：所述金属应变计通过胶粘的方式安装在弹性膜片上，半导体应变计通过胶粘或玻璃烧结的方式安装在弹性膜片上。

6.根据权利要求1所述的一种差压传感器芯体，其特征在于：所述管座上焊接有压环，波纹膜片设置在管座与压环之间。

7.根据权利要求1所述的一种差压传感器芯体，其特征在于：所述弹性膜片为圆形膜片。

8.根据权利要求1所述的一种差压传感器芯体，其特征在于：所述弹性膜片的底面中心设置有一质量块。

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