[实用新型]一种新型齐平膜压阻式陶瓷压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型齐平膜压阻式陶瓷压力传感器。

背景技术

传统的陶瓷压力传感器中，一般是采用三氧化二铝陶瓷膜片作为压力传感器的应变弹性体，并在其表面采用厚膜工艺印刷烧结四个厚膜应变电阻使之形成一个惠斯顿电桥。当陶瓷膜片在压力作用下产生微量线性形变(如10bar 0.3mm膜片从零到满量程纵向形变量为6-10μm)。桥路在激励电压下其输出端将产生与压力大小精密线性相关的电压输出。

目前，陶瓷弹性体的承载体有两种结构：即齐平膜陶瓷压力传感器(Flush diaphragm ceramic pressure sensor)和一体化陶瓷压力传感器(Integrated ceramic pressure sensor)两种。

齐平膜陶瓷压力传感器由弹性膜片和瓷环两部分组成。其中，瓷环形同一个杯子，其中间有一个凹孔，瓷环周边有多个通孔。弹性体厚度由量程确定，并将印有多个圆形焊盘和桥路的膜片粘结到有多个通孔的圆形陶瓷环背面，使弹性膜片电极与瓷环通孔相对应。瓷环正面是一个平面、通过通孔与电桥回路联接并设计平衡电阻，激光修调零位。这种齐平膜结构弹性膜片与瓷环是采用有机粘合剂存在线膨胀系数差异和粘结而成，其强度低，可靠性差。

而一体化陶瓷压力传感器外形亦如一个杯子，其平面部分是传感器的弹性体，其厚度由量程确定，陶瓷制造工艺采用弹性体和瓷环整体干压成形，烧结后弹性体厚度需研磨。弹性体印刷桥路和平衡电阻，激光修调零位。参见专利ZL200420054149.X。

压阻式陶瓷压力传感器具有优异的线性精度，特别是耐腐蚀性和高可靠性，是其它形式的压力传感器无可比拟的。在工业自动化控制领域里有着重要位置。压阻式陶瓷压力传感器弹性膜片是三氧化二铝陶瓷。针对氧化铝陶瓷易碎的缺点，旨在研发具有高过载性能的压阻式陶瓷压力传感器具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种新型齐平膜压阻式陶瓷压力传感器，旨在克服陶瓷膜片易碎的缺点，大幅度提高过载和爆破压力，从而提高其可靠性。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：一种新型齐平膜压阻式陶瓷压力传感器，包括瓷环，通过玻璃釉浆料印刷烧结在该瓷环上部的陶瓷弹性膜片，以及通过导电浆料印刷烧结在该瓷环下部的信号调理电路；其中，所述陶瓷弹性膜片上均匀设置有与所述瓷环上的四个瓷环通孔分别连接的四个焊盘，以及与所述焊盘相连接以构成惠斯顿电桥的四个桥路电阻；任意两个所述焊盘与任意两个所述桥路电阻之间分别设置有一个桥路修调电阻；其中，所述瓷环和陶瓷弹性膜片均为方形或圆形结构。

进一步的方案是，所述瓷环中部设置有瓷环盲孔，所述瓷环盲孔的直径在3-8mm之间，深度在2-4mm之间。

进一步的方案是，所述瓷环盲孔中部开设有表压通孔，所述表压通孔的直径在0.3-1.2mm之间。

优选的方案是，所述瓷环盲孔的直径为5mm，深度为3mm。

优选的方案是，所述表压通孔的直径在0.5-1.0mm之间。

优选的方案是，所述表压通孔的直径为0.8mm。

进一步的方案是，所述信号调理电路上设置有与所述瓷环通孔对应连接的通孔焊盘，与所述表压通孔对应连接的表压通孔焊盘，以及与外部柔性电路板连接的连接线。

本实用新型的有益效果：本实用新型改进了弹性膜片和瓷环的设计结构，降低了制造成本，便于规模化生产。同时将陶瓷弹性膜片通过玻璃釉浆料印刷烧结在瓷环上，克服了陶瓷膜片易碎的问题，提高了传感器机械强度，确保了传感器机械结构的可靠性；同时也将信号调理电路通过导电浆料印刷烧结在瓷环上，使得传感器整体的精度更高，稳定性更好。

附图说明

图1本实用新型的压力传感器整体结构示意图。

图2a本实用新型的传感器弹性膜片圆形结构示意图。

图2b本实用新型的传感器弹性膜片方形结构示意图。

图3a本实用新型的柔性电路板圆形结构示意图。

图3b本实用新型的柔性电路板方形结构示意图。

具体实施方式