[实用新型]一种压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种基于磁原理的压力传感器。

背景技术

压力传感器是最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及汽车、机械工业、自动化、家电等众多领域。

压力传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器等。其中，压阻式压力传感器具有精度高、线性特性好的优点，应用最为广泛。

压阻式压力传感器主要为基于MEMS原理的硅阻式压力传感器，硅阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的，在硅膜片特定方向上扩散4个等值的半导体电阻，并连接成惠斯通电桥。当膜片受到外界压力作用，电桥失去平衡时，若对电桥加激励电源(恒流和恒压)，便可得到与被测压力成正比的输出电压，从而达到测量压力的目的。

然而，硅阻式压力传感器中的硅阻式压力芯片直接暴露在被测压力媒体下，这就决定了硅阻式压力在正常情况下只适合测量无腐蚀性的干燥气体的压力，应用领域窄。为了拓宽应用范围，检测腐蚀性气体时，整个硅芯片需要涂覆一层保护胶层；测量液体压力时，涂覆保护胶已经不起作用，需在压力腔填充硅油，并在入口端封装膜片，从而使得被测压力通过膜片和硅油传递到硅芯片上。上述改进明显增加了压力传感器的复杂程度，工艺难度大、良品率低、制造成本高。

即使如此，硅阻式压力芯片需要粘接在温度系数完全匹配的基板上，并将连线飞至引线端子，这都需要半导体封装的专业装置，投资巨大，导致单个传感器的成本较高。同时，由于此类传感器的内在结构复杂，还存在可靠性较低的问题。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的是现有压阻式压力传感器结构复杂、成本高、可靠性低的问题，从而提供一种结构简单、成本低而且精确可靠的压力传感器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型所述的一种压力传感器，包括：

薄膜组件，用于将待测压力转换为自身形变；

磁性元件，设置在所述薄膜组件上，用于提供磁场；

压力进口，用于将待测压力传导至所述薄膜组件；

磁场传感器，用于检测所述磁场变化，并将所述磁场变化的信号转换为电信号。

所述的压力传感器还包括壳体，所述壳体具有一开口，与紧固在所述开口上的所述薄膜组件形成密闭腔体；所述磁性元件与所述磁场传感器设置在所述腔体内；所述压力进口设置在所述腔体的外侧。

所述的压力传感器还包括芯片，所述芯片设置在所述腔体内，用于处理所述磁场传感器输出的所述电信号，输出所述压力进口处的待测压力值。

所述磁场传感器为霍尔传感器、各向异性磁电阻(AMR)传感器、巨磁阻效应(GMR)传感器、隧穿磁阻效应(TMR)传感器中的一种。

所述磁性元件为直接形成在所述薄膜组件上的磁膜。

所述磁膜的厚度为10nm～1mm。

所述磁性元件通过弹性连接件设置在所述薄膜组件上。

所述薄膜组件的弹性模量为0.01GPa～200GPa。

所述压力传感器还包括设置在所述腔体内的温度传感器，用于检测所述腔体内的温度并转换为电信号传输至所述芯片。

所述芯片为可编程芯片。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、本实用新型所述的一种压力传感器，包括，用于将待测压力转换为自身形变的薄膜组件；形成在所述薄膜组件上用于提供磁场的磁性元件；用于将待测压力传导至所述薄膜组件的压力进口；用于检测所述磁场变化并将所述磁场变化的信号转换为电信号的磁场传感器。

工作时，待测压力从所述压力进口输入，并将待测压力传导至所述薄膜组件，所述薄膜组件将待测压力转换为自身形变；设置在所述薄膜组件上的磁性元件随着所述薄膜组件的形变发生磁通量强度变化。所述磁场传感器检测到所述磁通量变化信号并转换为电信号输出。所述压力传感器结构简单，无需半导体封装工艺，工艺成本低、良品率高，适合大规模的工业生产。

2、本实用新型所述的一种压力传感器还包括壳体，所述壳体具有一开口，与紧固在所述开口上的所述薄膜组件形成密闭腔体，磁性元件与磁场传感器设置在所述腔体内，压力进口设置在所述腔体的外侧。由于待测压力的压力媒体与所述压力传感器和芯片通过所述壳体与所述薄膜组件完全隔离，所述压力传感器的工作不受外部压力媒体的影响，应用领域广、工作可靠。