CN2755581Y - 高过载性能陶瓷压力传感器 - Google Patents

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徐兴才
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NANJING HUANKE ELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD.
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徐兴才
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Abstract

高过载性能陶瓷压力传感器，属于一体化陶瓷压力传感器。由圆形陶瓷弹性膜片及圆环形陶瓷基座相交连结成一整体，圆形陶瓷弹性膜片的表面制作有应变电桥，特征是所述圆形陶瓷弹性膜片及圆环形陶瓷基座相交连结处为一弧面，尤其为一椭球面，圆环形陶瓷基座的内壁面为一锥形面，如此使圆形陶瓷弹性膜片经受的压力沿弧面体传递及分散，不会发生应力集中及形成剪力的现象，从而使陶瓷压力传感器的过载能力可提高2～3.5倍。

Description

高过载性能陶瓷压力传感器
(一)技术领域：本实用新型涉及压力传感器，尤其是一体化的陶瓷压力传感器。
(二)背景技术：一体化的陶瓷压力传感器由圆形陶瓷弹性膜片及起支撑作用的圆环形陶瓷基座构成，两者连结成一整体。在圆形陶瓷弹性膜片上采用厚膜工艺中的丝网印刷等工艺制作具有四个外接电极的应变电桥和相关电阻网络。在其中两个相对外接电极端加直流激励电压，当压力传感器不受压力时，应变电桥处于平衡态，在电桥的另外两个相对外接电极端(电压输出端)输出电压为零；当对陶瓷压力传感器施加压力后，圆形陶瓷弹性膜片产生微量形变，使电桥的四个应变电阻的阻值产生变化，电桥处于不平衡态，其电压输出端输出与压力信号成精密线性关系的电压，此即为压力传感器的工作原理。
现有陶瓷压力传感器的圆环形陶瓷基座的内壁面是一个圆柱面，其与圆形陶瓷弹性膜片垂直相交，两者的相交连接处为一圆周线。由于从圆环形陶瓷基座的内腔对陶瓷压力传感器施加压力，陶瓷弹性膜片在受压形变过程中，在上述垂直相交处易于形成剪切力，致使应力集中而易于沿上述相交连接处的圆周线开裂，严重制约陶瓷压力传感器最重要特性—过载压力的提高。
(三)发明内容：本实用新型针对现有陶瓷压力传感器的上述缺点，设计另外一种陶瓷压力传感器，其能消除上述产生剪切力及应力集中的现象，具有高的过载能力及工作可靠性，便于工业化生产。
本实用新型的技术方案如下：
其由圆形陶瓷弹性膜片与起支撑作用的圆环形陶瓷基座相交连结成一整体，圆形陶瓷弹性膜片的表面制作有应变电桥电路，所述圆形陶瓷弹性膜片与圆环形陶瓷基座内壁面的相交连结处为一弧面，该弧面可以是椭球面、圆球面或其他形状弧面。圆环形陶瓷基座内壁面为一锥形面，锥形面的开口部位成喇叭口形状；圆环形陶瓷基座上、下端面的边缘部位有倒角面，圆环形陶瓷基座的外壁面上开有凹槽。
由于圆形陶瓷弹性膜片与圆环形陶瓷基座内壁面的相交连结处为一弧面形状，而且圆环形陶瓷基座内壁面为一锥面，圆形陶瓷弹性膜片经受来自于圆环形陶瓷基座内腔施加的压力时，在弧面形状体区域，压力处于均匀分散状态，从而避免产生应力集中及形成剪切力的弊病，可极大提高陶瓷压力传感器的过载能力及工作可靠性。
(四)附图说明：
图1为本实用新型的俯视图；
图2为图1的B-B剖视图；
图3为图2中A区局部放大图；
(五)具体实施方式：
见图2，本实用新型由圆形陶瓷弹性膜片1与起支撑作用的圆环形陶瓷基座4相交连结成一整体。见图1及图2，圆形陶瓷弹性性膜片1的表面制作有应变电桥电路2。见图2、图3，圆形陶瓷弹性膜片1与圆环形陶瓷基座4内壁面的相交连结处3为一弧面。作为最佳实施例，见图3，连结处3为一椭球面。当圆形陶瓷弹性膜片1经受来自于圆环形陶瓷基座内腔的压力时，压力沿椭球面传递及分散，而会不发生应力集中及剪切力的现象，经测试，过载能力可提高2～3.5倍。当然连接处3也可以为圆球面或其他弧面形状。
见图2，圆环形陶瓷基座4的内壁面6设计为一锥形面，锥形面的开口部位成喇叭口7的形状，便于传递及分散压力，提高过载能力，还有利于传感器与压力介质(液体或气体)的良好接触，从而有利于提高传感器的灵敏度。
在圆环形陶瓷基座4上、下端面的边缘部位设计成倒角面5，防止该边缘部位易于受损而引起压力传递不均匀现象。圆环形陶瓷基座4的外壁面部开有四条凹槽8，有利于印刷及激光修调应变电桥电路时精确定位。
上述圆形陶瓷弹性膜片1与圆环形陶瓷基座4内壁面相交连结处3的弧面、圆环形基座内壁面的锥形面6、喇叭口7、圆环形陶瓷基座4上的倒角面5及其外壁面的各凹槽8，可以在压制圆形陶瓷弹性膜片1及圆环形陶瓷基座4的同时借助模具一体化压制而成，制作工艺简便。所述陶瓷压制工艺属现有技术。
图1中R1、R2、R3、R4为桥电阻器，R7、R8为热敏电阻，用于改善应变电桥温度性能，R5、R6为修调电阻，使应变电桥达到精确平衡状态，整个传感器采用厚膜工艺(包括丝网印刷等工艺)以及激光修调等现有技术制作。

Claims (6)

1、高过载性能陶瓷压力传感器，由圆形陶瓷弹性膜片与起支撑作用的圆环形陶瓷基座相交连结成一整体，圆形陶瓷弹性膜片的表面制作有应变电桥电路，其特征在于所述圆形陶瓷弹性膜片与圆环形陶瓷基座内壁面的相交连结处为一弧面。
2、按权利要求1所述高过载性能陶瓷压力传感器，其特征在于所述圆形陶瓷弹性膜片与圆环形陶瓷基座内壁面的相交连结处为一椭球面。
3、按权利要求1所述高过载性能陶瓷压力传感器，其特征在于所述圆形陶瓷弹性膜片与圆环形陶瓷基座内壁面的相交连结处为一圆球面。
4、按权利要求1或2所述高过载性能陶瓷压力传感器，其特征在于所述圆环形陶瓷基座内壁面为一锥形面，锥形面的开口部位成喇叭口形状。
5、按权利要求1所述高过载性能陶瓷压力传感器，其特征在于所述圆环形陶瓷基座上、下端面的边缘部位有倒角面，圆环形陶瓷基座外壁面上开有凹槽。
6、按权利要求4所述高过载性能陶瓷压力传感器，其特征在于所述圆环形陶瓷基座上、下端面的边缘部位有倒角面，圆环形陶瓷基座外壁面上开有凹槽。
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