[发明专利]一种高精度陶瓷压力传感器

说明书

本发明公开了一种高精度陶瓷压力传感器，包括具有凹穴和多个导电通孔的陶瓷基板，以及结合于陶瓷基板的凹穴所在的那一侧的陶瓷薄片，凹穴的凹面上设置有测量电极和环绕测量电极的第一环形电极，陶瓷薄片与凹面相对的那一面上设置有移动电极和环绕移动电极的第二环形电极，测量电极、第一环形电极、移动电极和第二环形电极的引出端分别通过对应的导电通孔在陶瓷基板的与凹穴相反的另一侧引出，移动电极与测量电极构成测量电容，移动电极与的第一环形电极构成参考电容，第一环形电极和第二环形电极还通过导电通孔短接构成等电势面。本发明不需要引入第二种材料就可以把电极间距控制在很高的精度范围内，灵敏高、封接效果好。

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，尤其涉及一种高精度陶瓷压力传感器。

背景技术

两陶瓷片间间距大小控制精度是保证此类陶瓷压力传感器静态电容、使用范围和精度的根本，目前控制两陶瓷片间距方法的都靠在基板上引入第二种材料形成平行板所需要的间距，像陶瓷小球、树脂小球、低温共烧(LTCC)陶瓷片、陶瓷塅、隔离片等材料通过热压方式和基板、薄片烧结在一起，引入材料的最终厚度就为平行板间所需最终间距，由于引入材料Z轴方向收缩率受压力、烧结温度等因素影响的不确定性，此方法很难保证最终间距的控制，且传感器后续需经反复压力冲击，第二种材料很容易出现因热膨胀性系数、弹性模量、抗压强度等参数和瓷体材料的差异而导致传感器失效。

两瓷体上电极图案设计是影响压力传感器输出方式和精度的另一重要因素，目前此类陶瓷压力传感器电极都采用在一厚一薄两片陶瓷上印刷电极构成平行板结构，电极采用一个公共电极，一个测量电极，一个参考电极三电极结构，此结构可采用单分输出，但无法消除杂散电容对参考电容的影响，在传感芯片自身电容值较小时，杂散电容值往往比芯片自身电容还要大，导致传感器最终输出精度很难保证。

采用空气作为两电极间介质的陶瓷压力传感器，以空气作为电极介质的传感器静态电容值较小，其在相同压力下输出电容变化值小，传感器输灵敏度差，且在过载压力作用下，电极会出现电极短路现象，短路的发生很容易使传感器的信号处理电路发生烧毁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度陶瓷压力传感器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高精度陶瓷压力传感器，包括具有凹穴和多个导电通孔的陶瓷基板，以及结合于所述陶瓷基板的凹穴所在的那一侧的陶瓷薄片，所述凹穴的凹面上设置有测量电极和环绕所述测量电极的第一环形电极，所述陶瓷薄片与所述凹面相对的那一面上设置有移动电极和环绕所述移动电极的第二环形电极，所述测量电极、所述第一环形电极、所述移动电极和所述第二环形电极的引出端分别通过对应的导电通孔在所述陶瓷基板的与所述凹穴相反的另一侧引出，所述移动电极与所述测量电极构成测量电容，所述移动电极与所述的第一环形电极构成参考电容，所述第一环形电极和所述第二环形电极还通过导电通孔短接构成等电势面。

所述第一环形电极具有开口，所述测量电极从所述第一环形电极的开口向外引出测量电极引出端，所述第一环形电极在其开口的相对端向外引出第一环形电极第一引出端，所述第二环形电极具有开口，所述移动电极从所述第二环形电极的开口向外引出移动电极引出端，所述第二环形电极在其开口的相对端向外引出第二环形电极引出端，所述第一环形电极还向外引出第一环形电极第二引出端，所述第二环形电极引出端和所述第一环形电极第二引出端对齐并通过导电通孔短接以形成共同的电极引出端；优选地，所述第二环形电极引出端与所述移动电极引出端通过插入导电通孔的导电柱与所述导电通孔电连接。

所述第一环形电极和所述第二环形电极的外径相等。

所述测量电极为与所述第一环形电极同心的圆形，所述移动电极为与所述第二环形电极同心的圆形，所述测量电极的直径＜所述移动电极的直径＜所述第一环形电极和所述第二环形电极的外径，优选地，所述第一环形电极和所述第二环形电极的外径相等并同心。