[实用新型]一种应变式压力传感器应力传递结构

说明书

技术领域

本实用新型属于压力传感器技术领域，特别涉及一种应变式压力传感器应力传递结构。

背景技术

目前很多流体压力传感器都采用MEMS压力传感器芯片作为敏感元件，单独的一个MEMS压力传感器芯片即可完成压力的测量。但MEMS压力传感器芯片主要采用单晶硅和硼硅玻璃制作，介质适应性较差，局限于用在非腐蚀性和非导电性的气体或液体压力测量，应用受到的限制。因此，出现了一种充油封装结构的芯体，在传感器的波纹膜片及芯片之间填充了硅油，图1为充油封装的芯体结构示意图，包括波纹膜片10、压环20、压力芯片30、金属基座40、引线50。外界压力作用在波纹膜片10上，通过硅油传递给压力芯片30，适用于与不锈钢波纹膜片相兼容的各种气体或液体介质，但由于内部灌封硅油，容易出现漏油，可靠性较差。

如图2所示，现有应变式压力传感器无需灌封硅油，可靠性有很大的提高。常见的应变式压力传感器的应力传递结构是直接在敏感膜片70上粘贴应变片60，在压力作用下通过敏感膜片70把应力传递给应变片60。但是该应变式压力传感器也存在以下缺陷：

1、应变片60直接粘贴在敏感膜片70的背面，敏感膜片70上不同位置受到的应力不同，因此对应变片粘贴位置要求比较高，定位难度较大，对生产要求较高；

2、无过载保护，随着压力增大，敏感膜片70发生的应变也越来越大，容易导致输出信号过大；

3、应变片60所受应力取决于敏感膜片70产生的应力，不适合用于较小量程的压力传感器，灵敏度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应变式压力传感器的应力传递结构，其采用梁膜结构和应力集中非等截面梁技术，可用于小量程压力传感器，灵敏度大，而且应变片安装方便，定位要求较低。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种应变式压力传感器应力传递结构，包括敏感膜片、力杆、支架、双端梁和应变片；所述敏感膜片周缘焊接在支架上；支架上端开设中心孔，所述力杆可上下自由移动地穿过所述中心孔，且力杆上端与敏感膜片中心连接；支架两侧开设两个相互对应的安装孔，所述双端梁的两端分别插入并固定在安装孔中，力杆下端连接在双端梁中心；双端梁中间为非等截面梁，且其截面面积由两端向中间先减小再逐渐增加，所述应变片粘贴在双端梁截面最小的区域。

所述支架顶端的周缘向上凸起形成用于焊接敏感膜片的焊接面。

所述支架顶端的中心形成过载保护环，该过载保护环环绕在中心孔周围，且过载保护环高度低于焊接面。

所述力杆上端焊接在敏感膜片中心，所述双端梁中间开设插接孔，所述力杆下端可旋转地插入并连接在该插接孔中。

所述力杆外周面形成外螺纹结构，双端梁中间开设的插接孔为螺孔，力杆通过所述外螺纹机构与螺孔的配合与所述双端梁连接。

所述力杆外周面形成外螺纹结构，力杆穿过所述插接孔后，在所述外螺纹结构上旋入螺母，以使力杆与所述双端梁连接。

所述双端梁的两端为圆柱形，所述支架的安装孔为圆孔。

采用上述方案后，本实用新型使用时，压力作用在敏感膜片上导致敏感膜片中心发生形变，通过力杆把力传递给双端梁，双端梁发生弯曲，在应变片粘贴处产生应力，应变片发生应变效应导致阻值发生变化，通过检测电路可以获得与压力成比例的电信号。

本实用新型具有以下优点：

一、采用梁膜结构，利用应力集中非等截面技术，提高灵敏度，可用于小量程压力传感器；

二、具有过载保护功能；

三、应变片粘贴在应力集中区域，定位要求低，便于生产。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是现有充油封装的芯体结构示意图；

图2是现有应变式压力传感器的应力传递结构示意图；

图3是本实用新型的侧剖面图；

图4是本实用新型支架的立体结构示意图。

标号说明

波纹膜片10，压环20，压力芯片30，金属基座40，引线50，应变片60；

敏感膜片1，力杆2，支架3，焊接面31，中心孔32，安装孔33，过载保护环34，双端梁4，插接孔41，应变片5。

具体实施方式