绝对压力型压力传感器制造技术

一种绝对压力型压力传感器，其中设置一个带有具有两个表面的金属膜的压力测量装置，两个表面的其中之一用来支撑在其上放置的应变片，另一表面用于接触引入待测的流体，这种传感器包括： 一个金属盖，其设置成能提供一个面对着在金属膜上的应变片的参考压力空间； 一个与应变片电连接的中继板，其由层叠的陶瓷部件构成，在层叠的陶瓷部件上具有用于连通中继板两侧的通孔和一个向外的伸出部分； 分别面对中继板的两侧面的两个密封环，其中的一个密封环有与中继板的一侧面和膜的圆周端部气密性地连接的两个圆周端部，另一个密封环有与中继板的另一侧面和盖的圆周端部气密性地连接的两个圆周端部，因此形成了参考压力空间；和 一个与中继板电连接的输入／输出端，为使输入／输出端向处伸展，其设置在中继板的伸出部分上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种压力传感器，特别涉及一种能测量绝对压力值的绝对压力型压力传感器。通常，多种形式的绝对压力型压力传感器已经公知。在这些传感器中，其中公开(未审查的)号为1998-90096的日本专利(参考文件1)和公开(未审查的)号为1999-83655的日本专利(参考文件2)公开了一种绝对压力型压力传感器，在这种传感器中，用一个膜把扩散半导体型压力敏感片液密性地封装起来，这样封装液体可以防止流体与传感片的接触。另一公开(未审查的)号为1999-295174的日本专利(参考文件3)也公开了一种绝对压力型压力传感器。这种压力传感器利用一个金属压力盒作为盖子。这种压力盒在传感器片的应变片一侧上形成一个参考压力空间(真空空间)。传感器片的与应变片相对的另一侧面与被测流体接触。另外，一个密封接头或一个旁路电容器安装到压力盒上，以使导线连接到压力盒上。从传感器片传出的电信号经由电线、线路板和导线传至密封接头或旁路电容器的引线，然后传到终端。另外，公开号为6351996的美国专利(参考文件4)也公开了另一种绝对压力型压力传感器。这种传感器有一个参考传感空间，由于没有采用金属盖，这种参考传感空间构造起来比较简单。实际上，这种参考压力空间是由一个用树脂封装的预制模构成，导线框架和树脂之间的粘结用来密封压力参考空间。然而，前述的几种传感器有以下几个不足。在参考文件1和2公开的绝对压力型压力传感器中，为防止空气与封装液体的混合，它需要在生产过程中，传感应变片所在的空间在液体封装前首先要抽成高度真空。这种方法使生产过程变得相当复杂，并且，如果密封膜被弄破，整个管道将被封装液体污染。参考文件3所公开的绝对压力型压力传感器构造复杂，并且需要多个电连接。另外，更多的电连接设置在用焊接形成的压力盒内，这样会使传感器的安装工作复杂。由于有多个电连接，这种传感器的可靠性降低。还有，参考文件4所公开的那种绝对压力型压力传感器，由于用导线构架和树脂之间的粘结来实现参考压力空间的密封，所以其密封可靠性低。考虑到以上不足，如图9至11所示，本专利技术提供过一种能解决前述不足的绝对压力型压力传感器。为清楚说明，应变片9形成在膜8的表面上，构成压力测量装置1的一部分，用焊接方法将密封接头2耦合在压力测量装置周围。用导线3来实现密封接头的输入/输出端7与应变片9的电连接。这些连接好之后，一个金属盖4设置在压力测量装置1上并以真空的方式焊接到密封接头2上。在测量装置1的主体上形成一个流体引入口6。这种压力传感器提供的参考压力空间5具有比较高的可靠性，参考压力空间形成在盖4和压力测量装置1之间。然而，由于流体引入口6和输入输出端7在它们的方向上是一致的，沿着这个方向形成孔6并连接输入/愉出端7，这样就会使压力传感器的安装有一个缺陷。为实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供一种绝对压力型压力传感器，在这种传感器中，设置一个具有带有两个表面的金属膜的压力测量装置，两个表面中的一个表面支持位于其上的应变片，另一表面与引入的被测流体接触，这种传感器包括一个金属盖，其设置成能提供一个面对着在金属膜上的应变片的参考压力空间；一个与应变片电连接的中继板，其由层叠的陶瓷部件构成，层叠的陶瓷部件上具有用于连通中继板两表面的通孔和一个向外的伸出部分；分别面对中继板的两表面的两个密封环，其中的一个密封环有与中继板的一个侧面和膜的圆周端部气密性地连接的两个圆周端部，另一个密封环有与中继板的另一侧面和盖的圆周端部气密性地连接的两个圆周端部，因此形成了参考压力空间；和一个与中继板电连接的输入/输出端，为使输入/输出端向处伸展，其设置在中继板的伸出部分上。优选地，中继板的伸出部分伸出到两个密封环的边缘之外。相应地，由于应变片设置在膜的与引入被测流体相背的面上，所以可以做到不与流体接触就能测量流体压力。另外，由于两个密封环连接在中继板的两个表面上而形成一参考压力空间，参考压力空间就能保持很好的气密性。这样就能精确地测量出流体的绝对压力。另外，由于输入/输出端连接到中继板的伸出部件上，这样传感器的线路可以简化，进而降低生产成本。优选方式为，设置在中继板上的线路部件通过中通孔与应变片电连接。由于采用中通孔来电连接中继板和应变片，这样也可以简化传感器的结构。优选方式为，在中继板的另一表面上做成一凹槽的腔室，腔室提供一个凹槽表面，在凹槽表面上设置线路部件。腔室的形成缩短了面对在中继板上的盖的表面(即腔室底)和应变片之间的距离，这样也就缩短了通过中通孔的用于电连接的导线的长度。所以，传感器的抗振性能增强，测量精度也相应提高。还有，优选方式为，在中继板上的面对盖的线路部件位于比另一密封部件更靠里的位置上，并且在中继板上的面对膜的线路构图与输入/输出端电连接。这种结构使得金属蒸汽不会粘到中继板上的线路上，金属蒸汽是在真空空间内把盖焊接到位于中继板的盖侧表面上的密封环上时产生的。所以，这样可以增强中继板的绝缘性能，进而提高流体绝对压力的测量精度。顺便提一种实施例，输入/输出端的伸出方向不同于压力测量装置的安装方向。例如，使这两个方向的夹角约为90度。所以，当这种压力传感器安装到要测流体的所需位置时，输入/输出端才不会成为安装操作的障碍。这样才会使绝对压力型压力传感器的安装显著简化。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式的绝对压力型压力传感器的平面图。图2是图1所示的绝对压力型压力传感器沿垂直于传感器的纵向方向切去盖后的平面图；图3是沿图1的III-III线的截面图；图4是沿图1的IV-IV线的另一截面图；图5是根据本专利技术第二实施方式的绝对压力型压力传感器的平面图；图6是图5所示的绝对压力型压力传感器沿垂直于传感器的纵向方向切去盖后的平面图；图7是沿图5的VII-VII线的截面图；图8是沿图5的VIII-VIII线的另一截面图；图9是传统的绝对压力型压力传感器的平面图；图10是图9所示的传统的绝对压力型压力传感器移去盖后的平面图；图11是沿图9的XI-XI线的截面(第一实施方式)参照图1至4，下面描述绝对压力型压力传感器的第一实施方式。这种绝对压力型压力传感器具有一个压力测量装置11、一个金属盖13、一个中继板14和一个输入/输出端15。如图3和4所示，在这些构件中，压力测量装置11具有一个带有金属膜10的圆筒部件11a，在金属膜10的一个面上安装应变片9(如图10所示那样)。安装应变片的那一面位于与由圆筒部件11a的相对侧的表面形成的流体引入口20相对的圆筒部件11a的侧面上。设置金属盖13以形成包围放在金属膜10上的应变片9的参考压力空间12。中继板14不仅与应变片9电连接而且也与输入/输出入端15电连接。如图3所示，中继板14由薄片陶瓷盘制成。在图3中以图画的方式用链形双点线表示了这种薄片陶瓷盘的边界。正如图3和4所示，一个圆盘状的腔室16在中继板14的一个面的中央区域形成一个凹陷。在腔室16的底部的中间部分预先确定的位置上开有多个通孔17，这样可以使中继板14的两个面之间相通。如图2至图4所示，在中继板14的两面分别设置有金属密封环18和19。密封环18位于中继板14的一个面上，并且位于中继板14和圆筒部件11a之间，这样密封环18可以气密性地密封。另一密封环19位于中继板14本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金子嘉一，长坂宏，
申请(专利权)人：长野计器株式会社，
类型：发明
国别省市：