高量程一体化电容式压力传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种高量程一体化电容式压力传感器，包括基座、隔离间隙、圆筒，其中圆筒下端板材密闭且板材要厚于筒壁，引压口，在基座的下端面和壁圆筒的下端面通过粘接材料分别对应粘接圆环形绝缘板和圆片形绝缘板，在圆片形绝缘板表面镀有金属薄膜作为可变电容器的上极板，另外在圆环形绝缘板表面镀有金属薄膜作为环形垫圈。还有上表面镀金属薄膜的绝缘板，通过粘接材料与圆环形绝缘板粘接在一起，该绝缘板上的金属薄膜由相互分离的两个半圆形金属膜组成，分别与上极板对应，作为可变电容器的下极板，与上极板共同形成2个串联连接的电容器，并等效于1个可变电容器。两个孔金属化引线分别与两个半圆形金属膜对应相连，作为可变电容器的引出线。可变电容器的引出线。可变电容器的引出线。

【技术实现步骤摘要】
高量程一体化电容式压力传感器


[0001]本专利技术涉及压力传感器领域，尤指一种在10MPa以上的高量程一体化电容式压力传感器。

技术介绍

[0002]在汽车中应用的压力传感器，低量程（小于1MPa）采用的是主要用MEMS工艺制造的硅压阻式压力传感器；中量程（1～10MPa）采用的是主要是陶瓷电容式压力传感器；高量程（10MPa以上）采用的是将硅应变片用玻璃微熔工艺粘接到不锈钢弹性膜片上的硅压阻式压力传感器。其中，采用将硅应变片用玻璃微熔工艺粘接到不锈钢弹性膜片上的硅压阻式压力传感器由于材料体系中不锈钢、玻璃、硅的线胀系数差距较大，且硅压阻式本身的温度漂移也较大，所以温度稳定性也较差，不如陶瓷电容式。而陶瓷电容式又由于原理性原因（高量程时弹性膜片的挠度变化极小），所以不适用于高量程压力传感器。

技术实现思路

[0003]为了改善高量程（10MPa以上）压力传感器的温度稳定性差的技术问题，本专利技术构建了一种适用于高量程的电容式压力传感器。
[0004]为实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：本申请设计了一种新型的高量程一体化电容式压力传感器，包括基座、隔离间隙，上端连接基座下端板材封闭的圆筒，其中下端板材要厚于圆筒的筒壁，引压口，在基座的下端面和圆筒的下端面通过粘接材料分别对应粘接圆环形绝缘板和圆片形绝缘板，在圆片形绝缘板表面镀有金属薄膜作为可变电容器的上极板，另外在圆环形绝缘板表面镀有金属薄膜作为环形垫圈。还包括一个在上表面镀有金属薄膜的绝缘板，通过粘接材料与圆环形绝缘板粘接在一起，该绝缘板上的金属薄膜由相互分离的两半圆形金属膜组成，分别与上极板对应，作为可变电容器的下极板，与上极板共同形成2个串联连接的电容器，并等效于1个可变电容器。两个孔金属化引线分别与两半圆形金属膜对应相连，作为可变电容器的引出线。最后，就构成了高量程一体化电容式压力传感器。
[0005]由于采用了上述的技术方案，将被测流体自引压口进入，在流体压力的作用下，圆筒的侧壁被轴向拉伸，届时圆筒的下端面产生向下的位移，带动作为可变电容器的上极板随之向下发生位移，届时上极板与两个下极板的距离发生变化，由上极板与两下极板构成的可变电容器的容值亦随之变化。由于上极板与两下极板构成的可变电容器的容值的变化是由被测流体的压力所致，测量容值的变化即可测量被测流体的压力。本申请不仅具有陶瓷电容式压力传感器温度稳定性好和将硅应变片用玻璃微熔工艺粘接到不锈钢弹性膜片上的硅压阻式压力传感器可用于高量程测量的优点，还摒弃了陶瓷电容式压力传感器不可用于高量程压力传感器和将硅应变片用玻璃微熔工艺粘接到不锈钢弹性膜片上的硅压阻式压力传感器温度稳定性不好的缺点。
[0006]为了更好的实现专利技术目的，本专利技术还具有以下更优的技术方案：
在一些实施例中，根据流量压力设计的需要，可以将金属材料为不锈钢或铝合金材料。
[0007]在一些实施例中，根据设计需要，粘接材料可以为于低线胀系数环氧树脂胶或低温烧结玻璃。
[0008]在一些实施例中，根据设计需要，圆环形绝缘板和圆片形绝缘板为氧化铝陶瓷。
[0009]在一些实施例中，圆筒的壁厚0.2～0.5mm ，圆筒下端板材的厚度1～3mm 。
[0010]在一些实施例中，圆片形绝缘板表面的金属薄膜的厚度小于1微米。
[0011]在一些实施例中，圆环形绝缘板表面镀有金属薄膜的厚度3～10微米。
[0012]在一些实施例中，圆片形绝缘板和圆环形绝缘板在同一平面。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合实施例对本申请作进一步详细的说明。
[0015]参考图1；本申请公开了的高量程一体化电容式压力传感器，采用不锈钢或铝合金材料制成一体化的包括基座1、隔离间隙2、上端与基座连接下端由厚板封闭的圆筒3、引压口12，以及圆筒3的下端面4、基座1的下端面13。被测流体自引压口12进入，在流体压力的作用下，上端与基座连接下端由厚板封闭的圆筒3的侧壁被拉伸，带动其下端面4产生向下的位移。基座1的下端面13和圆筒3的下端面4采用低线胀系数环氧树脂胶或低温烧结玻璃的粘接材料14，分别对应粘接采用氧化铝陶瓷材料做成的圆环形绝缘板15和同样是氧化铝陶瓷材料做成的圆片形绝缘板5。设置在圆片形绝缘板5表面的金属薄膜的厚度为0.6或0.8微米，并作为可变电容器的上极板8。圆环形绝缘板（15）表面镀有厚度3或6或10微米金属薄膜，并作为环形垫圈7。还包括绝缘板16，该绝缘板16上表面镀有0.6或0.8微米厚并相互分离的两个半圆形金属膜，分别作为可变电容器的下极板9
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1和9
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2，孔金属化引线10
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1和10
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2分别与下极板9
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1和9
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2相连，通过低线胀系数环氧树脂胶或低温烧结玻璃的粘接材料11将圆环形绝缘板15与绝缘板16粘接在一起。
[0016]在流体压力的作用下，上端与基座连接下端由厚板封闭的圆筒3的侧壁被轴向拉伸，带动圆筒3的下端面4产生向下的位移，带动作为可变电容器的上极板8随之向下发生位移，上极板8与下极板9
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1和9
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2的距离发生变化，由上极板8与下极板9
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1和9
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2构成的电容器的容值亦随之变化。由上极板8与下极板9
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1和9
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2构成的电容器的容值的变化由被测流体的压力所致，测量容值的变化即可测量被测流体的压力。
[0017]另外一种实施例，也可以将圆环形绝缘板15和圆片形绝缘板5用同一个陶瓷片制作，该陶瓷片与基座1的下端面13和圆筒3的下端面4 粘接后用激光切割机将圆环形绝缘板15和圆片形绝缘板5切割分离。这种方法可更好的保证圆片形绝缘板5和圆环形绝缘板15尽可能在同一平面。
[0018]以上所述的仅是本专利技术的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高量程一体化电容式压力传感器，其特征在于，包括金属材料一体制成的基座（1），隔离间隙（2），上端连接基座（1）下端板材封闭的圆筒（3）其中下端板材要厚于圆筒（3）的筒壁，引压口（12），在基座（1）的下端面（13）和圆筒（3）的下端面（4）通过粘接材料（14）分别对应粘接圆环形绝缘板（15）和圆片形绝缘板（5），所述的圆片形绝缘板（5）表面镀有金属薄膜作为可变电容器的上极板（8），所述的圆环形绝缘板（15）表面镀有金属薄膜作为环形垫圈（7），还包括上表面镀有金属薄膜的绝缘板（16），所述的绝缘板（16）上有相互分离的两个半圆形金属膜，并分别作为可变电容器的下极板（9
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1）和（9
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2），孔金属化引线（10
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1）和（10
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2）分别与下极板（9
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1）和（9
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2）相连，通过粘接材料（11）将圆环形绝缘板（15）与绝缘板（16）粘接在一起...

【专利技术属性】
技术研发人员：李策，唐新颖，李正才，陈明根，李盼盼，
申请(专利权)人：深圳市长天智能有限公司，
类型：发明
国别省市：