CN216695358U - 压力测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种压力测量装置，包括壳体，设于壳体内侧的支撑件，设置在壳体和支撑件之间的压力感应部件，以及设置在压力感应部件与支撑件之间的弹性件。弹性件能够在压力感应部件与支撑件之间起到弹性缓冲的作用，防止压力感应部件与支撑件的硬接触，从而起到保护压力感应部件的作用。通过弹性件的弹性膨胀力，支撑压力感应部件与壳体接触，使壳体上的压力能够实时作用于压力感应部件，减小壳体与压力感应部件之间的空行程，加强压力感应部件的测量准确性。弹性件还能够在压力感应部件与壳体之间的装配公差较大的情况下，通过弹性变形补偿压力感应部件与壳体之间的装配公差，使压力感应部件与壳体保持接触状态。

Description

压力测量装置

技术领域

本申请属于计量装置技术领域，更具体地说，是涉及压力测量装置。

背景技术

压力传感器作为一种重要的传感器，长期广泛应用在各个领域。在消费类电子领域受机械结构的限制，压力感应方案的机械设计实现方式也多种多样。压力感应的技术原理是外力施加到感应区域的结构件上，使结构件产生微小变形，进而放置在结构件表面的压力传感器检测到此微小变形。最后，压力传感器把检测到的机械变形转换为电学信号，实现压力感应。

目前市面上的压力测量装置，主要通过外力施加到结构件表面，使结构件变形，进而带动压力传感器变形。在结构件带动压力传感器变形时，由于二者之间存在装配间隙，致使施加在结构件上的压力测量不准，测量响应不及时。压力测量装置一般还包括压力放大机构、应力集中机构等复杂结构，实现压力的放大和集中后，再测量。不仅使结构更加复杂，而且导致成本较高，压力测量装置的结构强度减弱。而且压力传感器与安装座通常为硬接触，在反复按压压力传感器的工况下，压力传感器容易损坏。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种压力测量装置，以解决现有技术中存在的压力测量不准，压力传感器容易损坏的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：

提供一种压力测量装置，包括：

壳体；

设于所述壳体内侧的支撑件；

压力感应部件，所述压力感应部件设置在所述壳体和所述支撑件之间；

弹性件，所述弹性件设置在所述壳体与所述压力感应部件之间，或者，设置在所述压力感应部件与所述支撑件之间。

作为上述技术方案的进一步改进：

可选的，所述压力测量装置还包括位于所述壳体和支撑件之间的电信号传导部件，所述压力感应部件与所述电信号传导部件电连接。

可选的，所述电信号传导部件为柔性电路板。

可选的，所述柔性电路板形成有朝向所述壳体凸起的凸板部。

可选的，所述柔性电路板为长条形柔性电路板，所述凸板部设于所述长条形柔性电路板的中段。

可选的，所述壳体的内侧设有朝向所述柔性电路板凸起的凸起部。

可选的，所述压力测量装置还包括胶接件，所述柔性电路板通过所述胶接件连接在所述支撑件上。

可选的，所述压力感应部件的数量为多个，多个所述压力感应部件间隔设置在所述支撑件上。

可选的，所述壳体为空心柱，所述支撑件为贯穿所述空心柱的支撑柱。

可选的，所述弹性件为泡棉块。

本申请提供的压力测量装置的有益效果在于：

本申请提供的压力测量装置，包括壳体，设于壳体内侧的支撑件，设置在壳体和支撑件之间的压力感应部件，以及设置在压力感应部件与支撑件之间的弹性件。弹性件能够在压力感应部件与支撑件之间起到弹性缓冲的作用，防止压力感应部件与支撑件的硬接触，从而起到保护压力感应部件的作用。通过弹性件的弹性膨胀力，支撑压力感应部件与壳体接触，使壳体上的压力能够实时作用于压力感应部件，减小壳体与压力感应部件之间的空行程，加强压力感应部件的测量准确性。弹性件还能够在压力感应部件与壳体之间的装配公差较大的情况下，通过弹性变形补偿压力感应部件与壳体之间的装配公差，使压力感应部件与壳体保持接触状态。当壳体上的压力撤去后，弹性件还通过释放弹性势能辅助壳体复位。

该压力测量装置在使用时，外力施加于壳体上，壳体进一步将压力传导至压力感应部件，压力感应部件将压力信号转化为电信号。相比于传统的压力测量装置，本申请的压力测量装置具有不易损坏、使用寿命长、测量响应迅速、测量准确度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请提供的第一种实施例的压力测量装置的剖视结构示意图；

图2为本申请提供的第一种实施例的压力测量装置的立体结构示意图；

图3为本申请提供的第二种实施例的压力测量装置的剖视结构示意图；

图4为本申请提供的第二种实施例的压力测量装置的立体结构示意图一；

图5为本申请提供的第二种实施例的压力测量装置的立体结构示意图二。

其中，图中各附图标记：

1、壳体； 11、凸起部；

2、支撑件； 3、压力感应部件；

4、弹性件； 5、电信号传导部件；

51、凸板部； 6、胶接件。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

压力感应的技术原理是外力施加到感应区域的结构件上，使结构件产生微小变形，进而放置在结构件表面的压力传感器检测到此微小变形。最后，压力传感器把检测到的机械变形转换为电学信号，实现压力感应。

目前市面上的压力测量装置，由于按压件与压力感应件之间存在装配间隙，致使施加在结构件上的压力测量不准，测量响应不及时。同时，现有的压力测量装置还需通过压力放大机构、应力集中机构等复杂结构，实现压力的放大和集中后，再测量。不仅使结构更加复杂，而且导致成本较高。而且压力传感器与安装座通常为硬接触，在反复按压压力传感器的工况下，压力传感器容易损坏。

如图1和图2所示，本实施例提供一种压力测量装置，包括壳体1，设于壳体1内侧的支撑件2，设置在壳体1和支撑件2之间的压力感应部件3，以及设置在压力感应部件3与支撑件2之间的弹性件4。

其中，弹性件4能够在压力感应部件3与支撑件2之间起到弹性缓冲的作用，防止压力感应部件3与支撑件2的硬接触，从而起到保护压力感应部件3的作用。

通过弹性件4的弹性膨胀力，支撑压力感应部件3与壳体1接触，使壳体1上的压力能够实时作用于压力感应部件3，减小壳体1与压力感应部件3之间的空行程，加强压力感应部件3的测量准确性。

弹性件4还能够在压力感应部件3与壳体1之间的装配公差较大的情况下，通过弹性变形补偿压力感应部件3与壳体1之间的装配公差，使压力感应部件3与壳体1保持接触状态。当壳体1上的压力撤去后，弹性件4还能够通过释放弹性势能辅助壳体1实现复位。

该压力测量装置在使用时，外力施加于壳体1上，壳体1进一步将压力传导至压力感应部件3，压力感应部件3将压力信号转化为电信号。相比于传统的压力测量装置，本申请的压力测量装置具有不易损坏、使用寿命长、测量响应迅速、测量准确度高的优点。

其中，壳体1可由塑胶，金属，玻璃，陶瓷，木材等材料制成。压力感应部件3可以为应变片、柔性压阻式传感器等。

应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。

压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应而构成。采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于传感器腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。

弹性件4可以为泡棉块、橡胶块、硅胶块、弹簧、弹片等弹性元件，弹性件4的数量可以为1个或多个。

在另一个实施例中，弹性件4还可以设置在壳体1与压力感应部件3之间，使壳体1与压力感应部件3间隔设置，通过弹性件4的弹性缓冲作用，防止壳体1与压力感应部件3的硬接触，从而保护压力感应部件3不被压坏。

如图1和图2所示，在一个实施例中，压力测量装置还包括位于壳体1和支撑件2之间的电信号传导部件5，压力感应部件3与电信号传导部件5电连接。电信号传导部件5用于输出压力感应部件3产生的电信号。

在一个实施例中，电信号传导部件5为柔性电路板。

柔性电路板简称FPC，又称软性电路板、挠性电路板。柔性电路板是以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳曲挠性的印刷电路，通过在可弯曲的轻薄塑料片上，嵌入电路设计，使在窄小和有限空间中堆嵌大量精密元件，从而形成可弯曲的挠性电路。此种电路可随意弯曲、折迭重量轻，体积小，散热性好，安装方便，冲破了传统的互连技术。

在其他实施例中，电信号传导部件5还可为设于压力感应部件3上的插脚、或者连接在压力感应部件3上的导线。

如图1和图2所示，在一个实施例中，柔性电路板形成有朝向壳体1凸起的凸板部51。

压力感应部件3安装在凸起的凸板部51上，凸起的凸板部51便于压力感应部件3与壳体1接触。凸板部51与支撑件2之间还能形成用于容置弹性件4和便于压力感应部件3形变的空间，保证压力感应部件3能够在该空间内通过形变准确测量压力值。

在一个实施例中，柔性电路板为长条形柔性电路板，凸板部51设于长条形柔性电路板的中段，使凸板部51两侧的长条形柔性电路板对称，减少长条形柔性电路板长度对信号传输带来的影响。

如图3所示，在一个实施例中，壳体1的内侧设有朝向柔性电路板凸起的凸起部11。

凸起部11便于壳体1与压力感应部件3进行接触，减少壳体1与压力感应部件3之间的行程长度，并且使壳体1上的压力更加集中于压力感应部件3之上。

其中，凸起部11具体可以为凸柱、凸块等结构，凸柱、凸块等既可以一体成型在壳体1的内侧，也可以作为独立的安装配件安装于或连接于壳体1的内侧。

如图1和图2所示，在一个实施例中，压力测量装置还包括胶接件6，柔性电路板通过胶接件6连接在支撑件2上。胶接件6能够防止柔性电路板在支撑件2上移动，起到固定柔性电路板的作用，胶接件6具体可以为涂覆在柔性电路板背侧的背胶，或者，粘贴在柔性电路板与支撑件2之间的双面胶等具有胶接功能的胶接件。

在一个实施例中，压力感应部件3的数量为多个，多个压力感应部件3间隔设置在支撑件2上。

多个压力感应部件3间隔设置在支撑件2上，能够获得本申请的压力测量装置的多个点位的压力测量值，不仅能够通过多个点位的压力测量值计算获得更加准确的测量结果，还能通过多个点位的压力测量值得到按压点、按压倾斜度等数据，增加压力测量装置的功能，提高压力测量装置的适用范围。

可以理解的，多个压力感应部件3沿支撑件2的长度方向、宽度方向或其他预定方向间隔排布。

如图1和图2所示，在一个实施例中，壳体1为空心柱，支撑件2为贯穿空心柱的支撑柱。

使用时，通过按压空心柱外壁，带动空心柱向支撑柱按压，从而挤压压力感应部件3，使力信号转化为电信号。

如图3、图4和图5所示，在另一个实施例中，壳体1为圆盘型壳体，支撑件2为设于圆盘型壳体内侧的支撑块。

使用时，圆盘型壳体作为按压按键，通过按压按键，将力信号传递到压力感应部件3上，使力信号转化为电信号。

在一个实施例中，弹性件4为泡棉块。

泡棉是塑料粒子经过发泡形成的材料，具有重量轻、弹性好、耐热压、容易弯曲、使用方便、性能可靠等优点，能够承受壳体1的反复按压，并较快回弹。

本申请提供的压力测量装置可以作为手机按键的压力测量装置，例如压感按键时，能够实现将使用者手指上的压力信号转化为电信号。具体使用方法如下：

使用者通过按压壳体1，带动壳体1向支撑件2运动，并通过挤压压力感应部件3，将壳体1上的力信号转化为电信号，并通过电信号传导部件5将电信号传导给相应的接收元件。撤除压力后，弹性件4通过弹性形变抵顶壳体1复位。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压力测量装置，其特征在于，包括：

壳体(1)；

设于所述壳体(1)内侧的支撑件(2)；

压力感应部件(3)，所述压力感应部件(3)设置在所述壳体(1)和所述支撑件(2)之间；

弹性件(4)，所述弹性件(4)设置在所述壳体(1)与所述压力感应部件(3)之间，或者，设置在所述压力感应部件(3)与所述支撑件(2)之间。

2.如权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述压力测量装置还包括位于所述壳体(1)和支撑件(2)之间的电信号传导部件(5)，所述压力感应部件(3)与所述电信号传导部件(5)电连接。

3.如权利要求2所述的压力测量装置，其特征在于，所述电信号传导部件(5)为柔性电路板。

4.如权利要求3所述的压力测量装置，其特征在于，所述柔性电路板形成有朝向所述壳体(1)凸起的凸板部(51)。

5.如权利要求4所述的压力测量装置，其特征在于，所述柔性电路板为长条形柔性电路板，所述凸板部(51)设于所述长条形柔性电路板的中段。

6.如权利要求3所述的压力测量装置，其特征在于，所述壳体(1)的内侧设有朝向所述柔性电路板凸起的凸起部(11)。

7.如权利要求3至6中任一项所述的压力测量装置，其特征在于，所述压力测量装置还包括胶接件(6)，所述柔性电路板通过所述胶接件(6)连接在所述支撑件(2)上。

8.如权利要求1至6中任一项所述的压力测量装置，其特征在于，所述压力感应部件(3)的数量为多个，多个所述压力感应部件(3)间隔设置在所述支撑件(2)上。

9.如权利要求1至6中任一项所述的压力测量装置，其特征在于，所述壳体(1)为空心柱，所述支撑件(2)为贯穿所述空心柱的支撑柱。

10.如权利要求1至6中任一项所述的压力测量装置，其特征在于，所述弹性件(4)为泡棉块。

Images