[发明专利]竖式压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及能够测量传输至其一端的压力的传感器，并且更特别地，涉及竖式压力传感器，其中，在用于安装竖式压力传感器的截面积有限的情形下，改善了构成竖式压力传感器的构件的组装效率。

背景技术

在压力测量结构中，膜片通常设置成垂直于施加压力的方向，使得膜片能够由于施加至该膜片的压力而细微地弹性变形，并且，四个应变计附接至膜片的顶部，以将膜片的弹性变形转换成电信号(通常为电压位移差)。此时，应变计附接至膜片，使得应变计成对地设置成关于膜片的中心而对称。形成于印刷电路板(PCB)上的惠斯通电桥电路根据由应变计获得的电信号而精确地计算施加至膜片的压力值。

通常，压力传感器可以包括输入单元、第一电路板以及电连接至第一电路板的第二电路板，输入单元具有膜片，以接收外部压力，第一电路板电连接至膜片的应变计，以从应变计接收电信号，并且使用惠斯通电桥电路来处理所接收的电信号，第二电路板具有电路装置，以将压力值传输至设于传感器外侧的控制器。

同时，压力传感器的尺寸可能是受限的。例如，压力传感器可能安装至用于汽车的防抱死刹车系统(ABS)中的外部信号处理(ESP)模块。众所周知，电磁阀、泵管等紧密地设置在ESP模块中。ESP模块被高压流体填充，当驱动ESP模块时，高压流体进行脉动而执行刹车。ESP模块的构件设置得尽可能紧密，以减小装置的尺寸。另外，有必要在ESP模块中配置设置成感知流体的压力的压力传感器，使得压力传感器的截面积是有限的。

图7中示意性地显示了这种压力传感器，图7是显示常规压力传感器的截面图。

膜片221形成于输入单元220的上端，该输入单元220联接至筒壳210的下端。四个应变计222附接至膜片221的顶部。由金属材料制成的管座(socket)223联接至输入单元220的上部，使得管座223包围输入单元220。具有安装于其中的惠斯通电桥电路的第一电路板230牢靠地联接至管座223的上端。

应变计222通过丝焊(wire bonding)而电连接至第一电路板230，使得对膜片221的弹性变形的影响减小。在这种情况下，附接了应变计222的膜片221的顶部和第一电路板230之间的距离是受限的，使得该距离不超过预定值，即，使得当应变计222和第一电路板230之间的相对位置由于膜片221的弹性变形而改变时，焊接部不与倾斜的电线240的相对端分离。

同时，第二电路板270联接至筒壳210的上端。电极棒250设置在压力传感器200中，使得电极棒250从压力传感器200向上突出，以将压力值传输至电连接至第二电路板270的顶部的外侧。第二电路板270设有向下突出的弹性端子260，以接收由第一电路板230产生的压力值。

第一电路板230在其中心设有孔，应变计222通过丝焊穿过该孔而连接至第一电路板230。可以假定，多个电极棒安装在第一电路板230的孔的周围，以将第一电路板230直接电连接至ESP模块的接触点(未显示)。在这种情况下，相应的电极棒之间的距离由于形成于第一电路板230的中心的孔而较大，结果，电极棒可能不与形成于ESP模块的相应的接触点对齐。由于这个原因，还在第一电路板230和ESP模块的接触点之间设有第二电路板270，使得第一电路板和第二电路板经由以较大间距设置的多个电极棒而彼此电连接，并且第二电路板和ESP模块之间的电连接经由紧密地设置于第二电路板的中心的多个电极棒而实现。在常规的压力传感器中，如上所述，孔形成于第一电路板中，因此，第一电路板和第二电路板是必要的。

而且，各个弹性端子260包括外管体261和内管体262，外管体261具有安装于其中的弹簧(未显示)，并且外管体261固定地延伸穿过第二电路板270，内管体262设置在外管体261中，使得内管体262能够弹性地向上滑动。外管体261和内管体262由导电性材料制成。当输入单元220插入筒壳210的下端时，弹性端子弹性地向上移动而接触形成于第一电路板230上的导电图案(未显示)。

弹性端子260不能固定至第一电路板230，因为膜片的顶部和第一电路板之间的距离是受限的。即，如果外管体261被放置在第一电路板230之下以将弹性端子260牢靠地联接至第一电路板230，那么应变计222和第一电路板230之间的距离由于从第一电路板230的下端突出的外管体261的长度而过度地增加，结果，在设计寿命期间可能不会稳定地维持电线的焊接部。