[发明专利]一种温度压力复合传感器

说明书

技术领域

本发明公开了一种温度压力复合传感器。

背景技术

近几年来，随着传感器技术的蓬勃发展，用户对传感器的使用要 求也越来越高，随之出现的传感器类型也越来越多。

其中应用最广的还是压力和温度信号的测试。如压力检测一般采 用压力传感器，其中就包括应变压力传感器，它是一种利用应变测量 技术发展起来的传感器，已得到广泛应用。其原理是，通过弹性元件， 如平膜片、波纹膜片、波纹管或弹性筒等将压力转换成应变，用粘在 弹性元件上的应变电阻作敏感元件，将应变转换成电信号。

在平时应用中，由于两者测试原理不一样，用户一般根据要求选 择压力传感器或温度传感器来进行检测。而当用户需要对压力和温度 信号同时进行监控时，一般需要通过同时采用压力传感器和温度传感 器测试才能达到检测目的。这样不利于节约成本，且安装使用时，也 比较麻烦。

发明内容

针对上述现有技术，本发明需要解决的技术问题是能够有一种温 度压力复合传感器，可以同时检测压力和温度，并且结构简单，便于 实现和推广应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种温度压力 复合传感器，包括弹性体、覆盖在弹性体上的绝缘膜、保护膜，在弹 性体中心的应变区内设有通过电极进行引线将其连接为惠斯登电桥 的应变电阻，其特征是在弹性体周边的非应变区内设有与电极引线连 接的热电阻。

作为优选方案，所述应变电阻采用的是合金薄膜电阻；热电阻采 用的是铂热电阻。

本发明的工作原理是，所述温度压力复合传感器通过离子溅射与离 子刻蚀的方式在同一金属弹性体上设置热电阻与应变电阻，实现温度 和压力的同步测试，其中应变电阻制备在金属弹性体的应变区内，实 现压力的测试，而热电阻则制备在金属弹性体的非应变区内，实现温 度信号的测试，并不受压力信号的影响，最后通过电路的处理，得到 用户所需要的标准信号。

本发明是一种实现温度和压力信号的同时测试的温度压力复合传 感器，能够同时完成压力和温度信号的测试，其压力信号能够进行表 压和绝压的测试。其结构简单，体积小，使用方便。

附图说明

图1本发明的电阻分布图；

图2本发明结构示意图；

在上述附图中，

1-应变电阻  2-应变区；3-非应变区；4-电极；

5-热电阻；  6-保护膜；7-绝缘膜；  8-弹性体；

具体实施方式

首先根据测试环境确定合适的金属弹性体，包括弹性体的体积大 小和膜片厚度等。再通过离子溅射的方式在金属弹性体8上在制备一 层绝缘膜7，保证芯片的绝缘性能；其中在金属弹性体中心的应变区 2内设置合金薄膜电阻作为应变电阻1，当膜片受力变形时，薄膜电 阻发生相应变化。而在金属弹性体8周边的非应变区3内设有作为金 属热电阻的铂热电阻5，当环境温度变化时，通过弹性体8的热传导 作用，将热量传导给铂热电阻5，使阻值也发生相应变化；完成温度 测试。最后在合金薄膜电阻和铂热电阻5上制备一层保护膜6，对电 阻形成保护，最后在保护膜6上制作引线电极通过电极4进行引线， 将应变电阻1组成惠斯登电桥，得到与压力和温度信号成线性变化的 电信号。

本实施例所述温度压力复合传感器的测试量程在0~60MPa间任选； 温度信号的测试范围为-55℃~200℃，两者的测试精度高，为0.2％。