CN2522848Y - 溅射型应变式合金薄膜压力传感器 - Google Patents
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Abstract
溅射型应变式合金薄膜压力传感器，本实用新型涉及压力传感器技术。其主要解决压力传感器的“绝缘合一”问题，提高传感器测量精度，工作应用范围宽。本实用新型它由引压管座，弹性膜片、支架、电路连接板、外罩、内外引线、插座组成，其弹性膜片上布置有4个镍铬电阻，并组成惠斯登电桥，它扣合在引压管座内端的一个圆形引压凸台的周边，镍铬电阻输入，输出内外引线与插座连接，本实用新型弹性膜片的绝缘性能达到100V、DC 5000MΩ以上，桥臂电阻均在1KΩ至3KΩ之间，阻值布置均匀，工作温度范围宽，并且结构简单，成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术。特别是一种惠斯登电桥合金薄膜压力传感器。
技术背景
在本实用新型提出之前，涉及的压力传感器，主要有金泊式压力传感器和硅压力传感器。其结构上一般都由引压接咀，弹性敏感元件和放大器组成。这类压力传感器存在的技术弊端在于：引压接咀基本上没有阻尼特性，因而容易导致在测量过程中压力瞬间的扰动对精度的不良影响，尤其对高压液体介质测量时，扰动产生的水锤效应将会导致弹性体元件瞬间过载，而使传感器丧失精度。产生上述弊端的主要原因是壳体内应变栅与力敏基座膜片之间的“绝缘合一”程度。虽然半导体压阻元件(硅杯)较好地解决了这一问题，但由于半导体的温度效应较为突出，其工作应用范围仅限于低温和常温环境条件。
发明内容
本实用新型主要针对现有压力传感器的不足之处，提出一种采用溅射型的应变式合金薄膜压力传感器，以解决压力传感器的“绝缘合一”问题，同时达到提高传感器测量精度。工作应用范围宽，稳定性好的目的。本实用新型其结构设计上，它由引压管座、弹性膜片、支架、电路连接板、外罩、内引线、插座组成，在引压管座内端设有一个圆形引压凸台，其圆形凸台的外圆周上嵌合了一个环形衬套支架，杯形弹性膜片扣合在凸台上，并留有应变间隙。所述的杯形弹性膜片表面镀有与其绝缘的4个微小镍铬电阻，并组成惠斯登电桥，连接镍铬电阻输入，输出的4根内外引线，通过固定在环形衬盖支架上的连接电路板与外罩端盖的插座连接。其中，电阻R1、R3为外电阻，而R2、R4为内电阻、4个电阻阻值相同。当压力为零时，电阻处在平衡，输出为零；在压力作用＞0时，弹性膜片中部向上产生变形，电阻R2、R4因受拉伸应力作用而阻值增加，电阻R1、R3因受压缩应力作用而阻值变小，电桥失去平衡，桥路输出与压力成正比的电信号。本实用新型为了提高“绝缘合一”的效果，对杯形弹性膜片的镀膜结构上进行了处理，其膜片的衬底镀有一层钽氮、硅氮复合膜，镍铬电阻布置在复合膜上，再在镍铬电阻上镀有一层保护膜，在保护膜上为金电接触层。
本实用新型经实践检测，充分显示出优越性，其主要技术指标：弹性膜片的绝缘性能达到100V、DC 5000MΩ以上，桥臂电阻均在1KΩ至3KΩ之间，阻值散布均匀，温度范围-40℃～+120℃，灵敏度≥1.0mv/v，准确度等级0.2级，而且稳定性好，成本低，检修容易。
附图说明
图1溅射型应变式合金薄膜压力传感器结构示意图。
图2弹性膜片结构示意图。
图3弹性膜片表面镍铬电阻布置线路图。
图4弹性膜片镀膜层示意图。
图中：引压管座-1，弹性膜片-2，环形衬套支架-3，连接电路板-4，外罩-5，端盖-6，插座-7，内引线-8，镍铬电阻-9、10、11、12，钽氮、硅氮复合膜层-13，镍铬电阻层-14，保护膜-15，金电接触层-16。
具体实施方式
本实用新型在实施时，根据附图4，弹性膜片2要采用牌号为17-4PH的特种不锈钢，而且通过粗、细研磨，采用氮化离子流原位清洗基片，使基片的平面度不大于1μm，同时在弹性膜片2的衬底镀一层钽氮、硅氮复合膜，厚度为1μm-1.5μm，镍铬电阻9-12的应变电阻值在1-3KΩ之间，弹性膜片2扣合在引压管座1内端的圆形引压凸台上(见图1)，其周边连接处采用激光焊接，镍铬电阻9-12与插座7之间的内外引线8采用金丝球焊接，最后进行电老化和温度性能的调整等处理。
Claims (3)
1、一种溅射型应变式合金薄膜压力传感器，它至少包括引压管座、弹性膜片、支架、连接电路板，外罩、内引线、插座组成，其特征在于引压管座内端设有一个圆形引压凸台，其圆形凸台的外圆周上嵌合了一个环形衬套支架，杯形弹性膜片扣合在凸台上，并留有应变间隙，而且在杯形弹性膜片的表面镀有与其绝缘的4个微小镍铬电阻，并组成惠斯登电桥，连接镍铬电阻输入，输出的4根内外引线，通过固定在环形衬套支架上的连接电路板与外罩端盖上的插座连接。
2、根据权利要求1所述的溅射型应变式合金薄膜压力传感器，其特征在于所述的杯形弹性膜片的衬底上镀有一层钽氮、硅氮复合膜，镍铬电阻布置在复合膜上，再在镍铬电阻上镀有一层保护膜，在保护膜上为全电接触层。
3、根据权利要求1所述的溅射型应变式合金薄膜压力传感器，其特征在于镍铬电阻的布置，电阻R1、R3为外电阻，而R2、R4为内电阻，4个电阻阻值相同。
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| GR01 | Patent grant | ||
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