一种智能高精度力敏传感器制造技术

本发明专利技术属于压力传感技术，提供一种智能高精度力敏传感器结构设计。本发明专利技术利用溅射薄膜压力敏感芯片的去应力阀结构，结合弹性垫片、绝缘底座、定位销等零件，实现内部电路板组件的安装固定。通过在电路板组件之间设置的导电支柱与电路板组件焊接在一起，既起到了固定、支撑电路板组件的作用，又起到了电路板组件之间电气连接的作用，提高了传感器内部电气连接的可靠性。传感器压力接管嘴、安装法兰盘、壳体和插座均采用焊接实现固定和密封，紧固强度高，密封效果好。因此本发明专利技术提供的智能高精度力敏传感器结构设计具有体积小，重量轻，可靠性高，环境适应性强的特点，适用于航空压力传感器的设计。

An intelligent high precision force sensor

【技术实现步骤摘要】
一种智能高精度力敏传感器
本专利技术属于压力传感技术，涉及一种智能高精度力敏传感器结构设计。
技术介绍
安装在复杂环境中的压力传感器，在使用中需要耐受剧烈的振动、冲击、加速度等机械环境，以及经受严苛的湿热、淋雨、温度冲击等考核。压力传感器在以上环境中使用时，常出现因振动、冲击等导致内部结构松动和内部电气连接的导线断裂，因湿热、淋雨等导致内部电气绝缘下降，甚至出现短路等故障，导致压力传感器可靠性降低，表现出对使用环境不适用等特点。而解决上述问题的关键在于结构设计；经验证，通过增强内部结构连接的强度，提高电气连接的可靠性，增强整体结构的密封性等措施可提高压力传感器的可靠性和环境适应性。另外，压力传感器小型化、重量轻是传感器的发展趋势之一，也是提高环境适应性的重要措施。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种体积小、可靠性高、环境适应性强的智能高精度力敏传感器。本专利技术采取的技术方案为：一种智能高精度力敏传感器，包括压力接管嘴1、安装法兰盘2、绝缘层3、导电支柱4、绝缘底座5、定位销6、电路板组件I7、弹性垫片8、压力敏感芯片9、电路板组件II10、插座12以及用于封装的壳体11，所述安装法兰盘2套接在压力接管嘴1上，压力敏感芯片9安装在压力接管嘴1上端，绝缘底座5中部具有用于套接安装法兰盘中部凸起的台阶孔，台阶孔上方设置有弹性垫片8，且弹性垫片嵌入绝缘底座5的中心通孔上部与压力敏感芯片9去应力阀下部之间的间隙，绝缘底座5靠近外侧沿轴向上设置有用于安装导电支柱4的台阶孔，且该台阶孔底部设置有绝缘层3，定位销6安装在绝缘底座侧面的定位槽与壳体内壁的定位槽之间，电路板组件I7设置在绝缘底座5和弹性垫片8的上方，底部设置在绝缘底座5台阶孔内的导电支柱4往上依次穿过电路板组件I7和电路板组件II10的焊孔，电路板组件II10通过导线分别与压力敏感芯片9和插座12连接。导电支柱4的表面有可焊性导电镀层，与电路板组件I7和电路板组件II10的焊孔焊接并保持电气连通。壳体11与安装法兰盘2、插座12之间为密封焊接连接，压力接管嘴1与安装法兰盘2之间的接缝为密封焊接。所述绝缘层3为环氧树脂胶或绝缘橡胶材料。用于安装定位销6的定位槽由相互接触匹配的绝缘底座部分和壳体部分组成。压力敏感芯片9是一个中部带有去应力阀、两端为圆柱形、内部轴线方向为圆形盲孔的零件，压力敏感芯片9盲孔的末端为带有惠斯登压力敏感电桥的弹性敏感膜片。压力接管嘴1的中心为通孔，外部设置有外螺纹；压力接管嘴1的外螺纹与安装法兰盘2的内螺纹匹配；压力接嘴1的外螺纹底部设置有圆环型凸起，压力接嘴1的一端外径与压力敏感芯片9的端部外径相同，压力接嘴1的另一端为压力传感器与外部的机械接口；安装法兰盘2是一个带有四个安装孔，中心有内螺纹的零件；安装法兰盘2的内螺纹孔的孔径大于压力敏感芯片9去应力阀的外径；安装法兰盘2在安装孔和内螺纹之间设置有薄壁圆形凸起形状，其薄壁圆形凸起的外径与壳体11的外径相配合。壳体11是外部为圆柱状，内部为中空的薄壁件；壳体11内壁靠近下端的位置设置有定位槽；壳体11的外径与安装法兰盘2中部圆形凸起形状的外径相同；壳体11上端设置有台阶沉孔，沉孔下部与壳体内孔相通，沉孔下部直径小于沉孔上部直径；沉孔上部直径外径与插座12外径设置为小间隙配合，沉孔上部深度与插座12安装盘厚度一致。导电支柱4为两级阶梯的圆台形零件，下部、中部和上部的直径依次递减；导电支柱4表面有可焊性导电镀层；导电支柱4下部直径小于绝缘底座5外侧阶梯型通孔的下部直径，导电支柱4下部高度小于绝缘底座5外侧阶梯型通孔的下部深度；导电支柱4的中部直径与绝缘底座5外侧阶梯型通孔的上部孔径设置为过盈配合。电路板组件I7由环形电路板I装焊传感器的一部分电子元器件构成，电路板组件II10由圆形电路板II装焊传感器的另一部分电子元器件构成，环形电路板I的内径大于压力敏感芯片9去应力阀的外径，但小于弹性垫片8的外径；环形电路板I的一面装焊电子元器件，另一面没有装焊电子元器件；环形电路板I和圆形电路板II的外侧设置有若干焊孔，焊孔位置均与绝缘底座5靠近外侧沿轴向上设置的阶梯型通孔位置一一对应，环形电路板I外侧焊孔的直径与导电支柱4的中部直径形成小间隙配合；圆形电路板II外侧焊孔的直径小于导电支柱4的中部直径，与导电支柱4的上部直径形成小间隙配合。本专利技术具有有益效果是：本专利技术提供了一种小型压力传感器的结构设计，巧妙的利用压力敏感芯片的去应力阀、弹性垫片、绝缘底座、定位销等结构设计，实现了内部电路板组件的安装固定。通过在电路板组件之间设置的导电支柱与电路板组件焊接在一起，既起到了固定、支撑电路板组件的作用，又起到了电路板组件之间电气连接的作用，降低了因振动、冲击等应力导致连接导线断裂的故障概率，提高了传感器内部电气连接的可靠性。传感器压力接管嘴、安装法兰盘、壳体和插座均采用焊接实现固定和密封，紧固强度高，密封效果好。因此本专利技术提供的智能高精度力敏传感器结构设计具有体积小，重量轻，可靠性高，环境适应性强的特点，适用于航空压力传感器的设计。附图说明图1是本专利技术的智能高精度力敏传感器结构设计示意图；图2是图1的A-A剖面示意图；图3是图2的I局部放大示意图；其中，1—压力接管嘴，2—安装法兰盘，3—环氧树脂胶，4—导电支柱，5—绝缘底座，6—定位销，7—电路板组件I，8—弹性垫片，9—压力敏感芯片，10—电路板组件II，11—壳体，12—插座。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术进行详细说明。根据本专利技术所公开的
技术实现思路
，本领域技术人员将很清楚本专利技术的其他实施方案，下述实施方案仅作示例。在不违反本专利技术主旨及范围的情况下，可对本专利技术进行各种改变和改进。这些改变和改进均应在本专利技术的保护范围之内。需要说明的是，在本专利技术中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能高精度力敏传感器，其特征在于：包括压力接管嘴、安装法兰盘、绝缘层、导电支柱、绝缘底座、定位销、电路板组件I、弹性垫片、压力敏感芯片、电路板组件II、插座以及用于封装的壳体，所述安装法兰盘套接在压力接管嘴上，压力敏感芯片安装在压力接管嘴上端，绝缘底座中部具有用于套接安装法兰盘中部凸起的台阶孔，台阶孔上方设置有弹性垫片，且弹性垫片嵌入绝缘底座的中心通孔上部与压力敏感芯片去应力阀下部之间的间隙，绝缘底座靠近外侧沿轴向上设置有用于安装导电支柱的台阶孔，且该台阶孔底部设置有绝缘层，定位销安装在绝缘底座侧面的定位槽与壳体内壁的定位槽之间，电路板组件I设置在绝缘底座和弹性垫片的上方，底部设置在绝缘底座台阶孔内的导电支柱往上依次穿过电路板组件I和电路板组件II的焊孔，电路板组件II通过导线分别与压力敏感芯片和插座(12)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能高精度力敏传感器，其特征在于：包括压力接管嘴、安装法兰盘、绝缘层、导电支柱、绝缘底座、定位销、电路板组件I、弹性垫片、压力敏感芯片、电路板组件II、插座以及用于封装的壳体，所述安装法兰盘套接在压力接管嘴上，压力敏感芯片安装在压力接管嘴上端，绝缘底座中部具有用于套接安装法兰盘中部凸起的台阶孔，台阶孔上方设置有弹性垫片，且弹性垫片嵌入绝缘底座的中心通孔上部与压力敏感芯片去应力阀下部之间的间隙，绝缘底座靠近外侧沿轴向上设置有用于安装导电支柱的台阶孔，且该台阶孔底部设置有绝缘层，定位销安装在绝缘底座侧面的定位槽与壳体内壁的定位槽之间，电路板组件I设置在绝缘底座和弹性垫片的上方，底部设置在绝缘底座台阶孔内的导电支柱往上依次穿过电路板组件I和电路板组件II的焊孔，电路板组件II通过导线分别与压力敏感芯片和插座(12)连接。


2.根据权利要求1所述的智能高精度力敏传感器，其特征在于：导电支柱4的表面有可焊性导电镀层，与电路板组件I和电路板组件II(10)的焊孔焊接并保持电气连通。


3.根据权利要求1所述的智能高精度力敏传感器，其特征在于：所述壳体与安装法兰盘、插座之间为密封焊接连接，压力接管嘴与安装法兰盘之间的接缝为密封焊接。


4.根据权利要求1所述的智能高精度力敏传感器，其特征在于：所述绝缘层为环氧树脂胶或绝缘橡胶材料。


5.根据权利要求1所述的智能高精度力敏传感器，其特征在于：用于安装定位销的定位槽由相互接触匹配的绝缘底座部分和壳体部分组成。


6.根据权利要求1所述的智能高精度力敏传感器，其特征在于：压力敏感芯片是一个中部带有去应力阀、两端为圆柱形、内部轴线方向为圆形盲孔的零件，压力敏感芯片盲孔的末端为带有惠斯登压力敏感电桥的弹性敏感膜片。


7.根据权利要求1所述的智能高精度力敏传感器，其特征在于：压力接管嘴的中心为通孔，外部设置有外螺纹；压力接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周竞涛，符福魁，
申请(专利权)人：广州智工控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44