基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构，包括形变部、承载部和MEMS传感器，形变部和承载部扣合形成有密封腔，密封腔用于填充液体；MEMS传感器与密封腔连通并检测液体压力变化；其中，形变部远离承载部的表面部分向外凸出形成受力部，当受力部承载压力，形变部向承载部一侧靠近至抵持时，形变部停止变形；通过密封腔的小腔体大面积式设计，能够充分的提高测量灵敏度，而通过向外突出的受力部来承载重力，以使得形变部的形变是以受力部为中心向四周逐渐扩散的，当形变部与承载部抵持时即可以形成第一级的防过载结构，而围合成密封腔的其它部分是紧密贴合并与受力部相距最远的，能够使得整个结构刚性非常高，并形成第二级的防过载结构。并形成第二级的防过载结构。并形成第二级的防过载结构。

【技术实现步骤摘要】
基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构


[0001]本技术涉及称重传感器
，特别是涉及一种基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构。

技术介绍

[0002]在现有技术中，质量传感器往往使用在汽车地磅称重和工件生产称量工序，由于所称物体的质量往往较大，因此反复称量过程中非常容易出现的疲劳和过载现象；从而影响到了称量的准确度，并且现有技术中，多采用波纹片和储油腔的配合作用来讲质量转换成压力，再由压力引起内部油腔体积变化，从而测量油压变化引起的电信号变化，最后测量出被称物体的重量；但是，此种方式由波纹片作为核心部件，在长期使用后容易发生蠕变和疲劳，导致测量不准；同时并没有设置防过载设施，对于被称物体超过称量极限时，容易超过弹性极限导致整个传感器报废。因此传感器的防过载结构非常重要，而专利号为201921807361.1的文件公开了一种称重传感器及其过载保护机构，通过固定支架、弹性体和防过载框的组合装配形成过载间隙，以达到良好的抗外界冲击能力；但还是存在正常测量过程受力不均匀导致的测量不精准问题，并且防过载结构刚度较低。

技术实现思路

[0003]为了解决现有问题，本技术采用由形变部、承载部形成的密封油腔作为测量基础，配合压力传感器识别油压变化得到重量数据；其中，在上盖设置有突出于平面的受力点，以形成均匀受力，使得发生形变过程是先由中心向四周均匀扩散，形成高刚度防过载结构。
[0004]为实现上述目的，本技术提供一种基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构，包括形变部、承载部和MEMS传感器，形变部和承载部扣合形成有密封腔，密封腔用于填充液体；MEMS传感器与密封腔连通并检测液体压力变化；其中，形变部远离承载部的表面部分向外凸出形成受力部，当受力部承载压力，形变部向承载部一侧靠近至抵持时，形变部停止变形。
[0005]作为优选，形变部包括形变板、及包裹形变板侧壁的抵接边框；承载部包括与抵接边框紧密结合的承载边框，以及与形变板对应设置的承载板，承载板与形变板间隙设置以形成密封腔；MEMS传感器贯穿抵接边框和/或承载边框与密封腔连通；其中，受力部位于形变板的中心位置。
[0006]作为优选，形变板与承载板为轴对称结构，受力部的中心轴与形变板的中心轴同轴。
[0007]作为优选，形变板靠近承载板的表面部分向密封腔内突出形成凸台，凸台与承载板的间距小于形变板与承载板的间距。
[0008]作为优选，形变板远离承载板的上表面与抵接边框远离承载板的上端面不共面，且形变板和抵持边框形成沉槽结构，受力部位于沉槽的中心位置。
[0009]作为优选，形变板的厚度自抵持边框向受力部逐渐减小/增大。
[0010]作为优选，承载板的上表面向远离变形板的一侧凹陷，以与变形板形成密封腔。
[0011]作为优选，形变板的下表面向远离承载板的一侧凹陷，以与承载板形成密封腔。
[0012]作为优选，受力部远离变形板一侧的表面为弧面。
[0013]作为优选，形变板、抵持边框和受力部为一体成型结构；承载板和承载边框为一体成型结构。
[0014]本技术的有益效果是：本技术提供一种基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构，包括形变部、承载部和MEMS传感器，形变部和承载部扣合形成有密封腔，密封腔用于填充液体；MEMS传感器与密封腔连通并检测液体压力变化；其中，形变部远离承载部的表面部分向外凸出形成受力部，当受力部承载压力，形变部向承载部一侧靠近至抵持时，形变部停止变形；通过密封腔的小腔体大面积式设计，能够充分的提高测量灵敏度，而通过向外突出的受力部来承载重力，以使得形变部的形变是以受力部为中心向四周逐渐扩散的，当形变部与承载部抵持时即可以形成第一级的防过载结构，而围合成密封腔的其它部分是紧密贴合并与受力部相距最远的，能够使得整个结构刚性非常高，并形成了第二级的防过载结构。
附图说明
[0015]图1为本技术的立体图；
[0016]图2为本技术的爆炸图；
[0017]图3为本技术的剖视图；
[0018]图4为本技术的局部放大图。
[0019]主要元件符号说明如下：
[0020]1、形变部；11、受力部；12、变形板；13、抵持边框；14、凸台；15、沉槽；
[0021]2、承载部；21、承载板；22、承载边框；
[0022]3、MEMS传感器；
[0023]4、密封腔。
具体实施方式
[0024]为了更清楚地表述本技术，下面结合附图对本技术作进一步地描述。
[0025]在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本技术更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0026]应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。
[0027]在现有技术中，多采用波纹片作为弹性敏感元件来制造质量传感器，但是波纹片引起的油压变化非常的不灵敏，而且在测量过程需要波纹片在反复产生形变，而这种形变容易造成其自身的疲劳损伤和蠕变，以至于测量精度越来越低，并且在发生过载测量时，波纹片往往直接被挤压而超过弹性极限，以造成不可恢复的变形，因此防过载结构和测量精
度如何并存是一个非常关键的问题。
[0028]本技术提供一种基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构，请参阅图1
‑
图4；包括形变部1、承载部2和MEMS传感器3，形变部1和承载部2扣合形成有密封腔4，密封腔4用于填充液体，在生产时在密封腔内灌入油而不留气泡；MEMS传感器3与密封腔连通并检测液体压力变化；其中，形变部1远离承载部2的表面部分向外凸出形成受力部11，当受力部承载压力，形变部1向承载部2一侧靠近至抵持时，形变部停止变形。MEMS传感器可以是微电子电压测量传感、也可以是电阻测量传感，其主要目的是标定液体压力变化带来的信号变化，从而在后续过程中转换成数字信号进行质量的标定；当然，此处的MEMS传感器并不会对密封腔的密封性带来影响，因为其采用螺纹连接打上密封胶的形式保证了内部的气密性；在内部为高气密性的全油环境下，形变部的受力点由通常的整个面受力转变为受力部单点受力，而且形变部和承载部呈扣合、但留有空腔的形式，那么单点受力是最先发生形变的区域，从而挤压密封腔内的液体导致内部油压发生变化，在受力部持续受力的过程中，压力会逐渐从受力部向四周扩散，直至形变部和承载部扣合部分为最小，那么在重量过载时，受力部旁的部位也会发生微小形变向承载部靠近，直到相抵接时停止，以形成防过载结构；因此该防过载结构很大程度也取决于密封腔的高度，由于采用了大面积低高度的设计，其测量精度也可以达到很高，而高度优选在3mm
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构，其特征在于，包括形变部、承载部和MEMS传感器，形变部和承载部扣合形成有密封腔，密封腔用于填充液体；MEMS传感器与密封腔连通并检测液体压力变化；其中，形变部远离承载部的表面部分向外凸出形成受力部，当受力部承载压力，形变部向承载部一侧靠近至抵持时，形变部停止变形。2.根据权利要求1所述的基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构，其特征在于，形变部包括形变板、及包裹形变板侧壁的抵接边框；承载部包括与抵接边框紧密结合的承载边框，以及与形变板对应设置的承载板，承载板与形变板间隙设置以形成密封腔；MEMS传感器贯穿抵接边框和/或承载边框与密封腔连通；其中，受力部位于形变板的中心位置。3.根据权利要求2所述的基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构，其特征在于，形变板与承载板为轴对称结构，受力部的中心轴与形变板的中心轴同轴。4.根据权利要求3所述的基于MEMS芯体的质量传感器的防过载结构，其特征在于，形变板靠近承载板的表面部分向密封腔内突出形成凸台，凸台与承载板的间距小于形变板与承载板的间距。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：范茂军，黄富年，曹小军，
申请(专利权)人：深圳市信为科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：