[发明专利]用于组合式传感器装置的集成机械组件设计

说明书

技术领域

[0001]实施例大体涉及传感器方法和系统。实施例还涉及组合式传感器。实施例另外涉及用于感测压力、湿度和/或温度的集成的机电组件设计。

背景技术

[0002]各种类型的传感器用于检测诸如湿度、压力、温度等大气参数。感测应用的实例包括气象监测无线电探空仪应用、过程控制装置、医学装备控制等。在这些应用中使用的典型的传感器仪器例如同时使用不只一个被测变量来确定计算，以用于系统中的测量。通常，这种系统中使用的单个传感器覆盖大的区域并且设有经校准的或者未校准的模拟输出，或者为具有小信号输出的传感器的形式。这种输出需要由终端使用者在系统内进行调节和校准。

[0003]信号调节电路通常用作信号调节单元的接口，以便将从数据源接收的差分输入信号转换成更有用的输出信号。信号调节电路可以结合传感器来使用，以接收传感器输入信号并且将输入信号转换成由控制系统使用的输出电压。现有技术感测应用中的大多数具有有限的感测能力。这种感测应用使用单独的信号调节电路来调节来自传感器的原始信号，而不管由传感器测得的量。这种措施产生大量的辅助操作，这种辅助操作会导致更长的处理时间和不准确的结果。因此增加了封装用于这种应用的单个传感器的安装成本，这就进一步增大了组件的大小。

[0004]基于以上内容，认为存在对用于感测压力、湿度、温度等的改进的机电组件设计的需求，如本文中更详细地描述的那样。

发明内容

[0005]提供以下概述以有助于理解所公开的实施例特有的一些新颖特征，并且该概述不意图是完整的说明。可通过将整个说明书、权利要求书、附图以及摘要作为整体考虑而获得对实施例的各方面的完整的理解。

[0006]因此，本发明的一个方面是提供改进的传感器方法和系统。

[0007]本发明的另一方面是提供用于测量湿度、压力和温度的改进的组合式传感器。

[0008]本发明的又一方面是提供用于组合式传感器的改进的机械组件设计。

[0009]现在可以如此处所述来实现前述方面和其它目的及优点。公开了用于可以检测及测量湿度、压力和温度的组合式传感器的集成机电组件。压力传感器和专用集成电路(ASIC)可以安装在第一隔室中，且温度传感器可以安装在壳体的第二隔室中。类似地，湿度传感器可以安装在第三隔室中并且可以与压力传感器和ASIC隔离。与这些传感器和ASIC相关联的感测元件可以使用用于其电连接的引线接合而连接至引线框端子。压力盖和湿度盖以及保形涂层可以遮蔽并保持压力传感器和湿度传感器。这种保形涂层的一个实例是“圆顶封装体(glob-top)”，其是用于板上芯片组件构件的保形涂层的变体。“圆顶封装体”通常作为沉积在半导体芯片及其引线接合上的一滴特别地配方的树脂来提供，例如，以便提供机械支承并且排除诸如可中断电路运行的指纹残留的污染。所公开的湿度传感器大体包括疏水过滤器，以便防止水汽饱和的空气到达感测元件，以提供准确的传感器测量。

[0010]传感器组件可以实施为双排直插式组件(DIP)或表面安装型(SMT)，其具有更低的成本且在尺寸上更小。湿度传感器可以暴露于环境及为了应用要求而与环境隔离。压力传感器大体结合了ASIC，其包括仪表放大器或运算放大器，以用于对单个传感器输出的放大。感测元件和ASIC可以在组件内部或者外部电连接在一起。优选地，承载在壳体上的一个或多个引线框电连接至传感器和ASIC，从而传感器和ASIC经由引线框而电连接至印刷电路板。

[0011]感测元件可以经由印刷电路板电连接到ASIC上。ASIC可以集成在组件中，以便接收输出信号，由此，当ASIC电联接至感测元件时，ASIC可以调节输出信号并且提供经调节的输出。ASIC优选包括传感器信号的温度补偿和放大。因此，本文所公开的组合式传感器可以用来感测温度和/或压力以及湿度，同时提供高精度和更快的响应时间。

附图说明

[0012]附图进一步说明了实施例且与具体实施方式一起用来阐述本文所公开的实施例，在附图中，相似的参考标号在全部单独的图中指代相同的或者功能上类似的元件，且附图结合在本说明中并形成其一部分。

[0013]图1示意了根据一个优选实施例的组合式传感器的透视图；

[0014]图2示意了根据一个优选实施例的压力传感器、湿度传感器、热传感器(例如热敏电阻)以及壳体的透视图；

[0015]图3示意了根据一个优选实施例的与隔室相关联的组合式传感器的平面图；

[0016]图4示意了根据一个优选实施例的带有引线接合的组合式传感器的截面图；