[发明专利]一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器

说明书

一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器,包括一体式推拉结构元件，一体式推拉结构元件连接有两个石英双端固支音叉，一体式推拉结构元件上部及两个石英双端固支音叉外部连接有上盖帽形成上腔室，真空封装；一体式推拉结构元件下部连接有下盖板形成下腔室，下腔室为PCB安装腔室，普通密封；两个石英双端固支音叉安装于柔性框架的中轴线上，上下左右对称安装；柔性框架与固定框架在中线处固连，上下两处隔离，保证石英双端固支音叉安装的对称性；通过测量两个石英双端固支音叉频率变化，可获得待测压力信息，具有准数字信号输出，高精度，高稳定性等特点。

技术领域

本发明属于微机械电子(MEMS)数字式压力传感器技术领域，具体涉及一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器。

背景技术

在谐振式压力传感器领域，压力传感器除了核心的谐振元件外最主要的就是其压力转换部件，即将待测压力转换传递到谐振元件上的结构件；而压力转换部件通常是一个由多个小结构组成，通过分别加工制造完成后常用焊接、粘接等方式完成装配连接，这导致传感器基体存在残余应力、缝隙以及装配误差，会影响传感器的长期稳定性和精度。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器，具有准数字信号输出，高精度，高稳定性等特点。

为了实现上述目标，本发明采用的技术方案为：

一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器,包括一体式推拉结构元件1，一体式推拉结构元件1连接有两个石英双端固支音叉4，一体式推拉结构元件1上部及两个石英双端固支音叉4外部连接有上盖帽2形成上腔室，真空封装；一体式推拉结构元件1下部连接有下盖板3形成下腔室，下腔室为PCB安装腔室，普通密封；

所述的一体式推拉结构元件1为一体化加工，包括固定框架1b，固定框架1b内部连接有柔性框架1a，柔性框架1a上通过中心块1f连接有两个石英双端固支音叉4，固定框架1b下方设有PCB安装腔室，通过玻璃烧结孔1e烧结金柱完成PCB安装腔室和柔性框架1a上安装的两个石英双端固支音叉4之间的电气连接；PCB安装腔室中部设有待测压力通道1d，待测压力通道1d通过推杆1c和柔性框架1a连接。

两个石英双端固支音叉4安装于柔性框架1a的中轴线上，上下左右对称安装；柔性框架1a与固定框架1b沿轴线上下两部分隔离，只通过中心块1f两侧的结构相连。

所述的柔性框架1a通过中心块1f在第一对准安装槽1a-1和第二对准安装槽1a-2处对称地安装两个石英双端固支音叉(4)，形成差动输出。

所述的石英双端固支音叉4中部的两个叉臂4e表面四周设置有电极，电极之间相互电连接，用以石英音叉起振，在逆压电效应作用下，通交变电压，石英音叉梁处于预设振动模态；在石英双端固支音叉4一端的上面4a设有检测电极，下面4c为安装面；在石英双端固支音叉4另一端的上面4b设有与外部电路连接的焊盘，下面4d为安装面。

本发明的有益效果为：

通过测量两个石英双端固支音叉4频率变化，可获得待测压力信息，不仅可以提高敏感度，还可以抑制温漂等共轭干扰；一体化制造的一体式推拉结构元件1，避免了额外结构的连接、对准和不同材料热不匹配引起的不利干扰；柔性框架1a和固定框架1b采取了隔离措施，保证了石英双端固支音叉4安装环境的对称，且降低了固定框架1b对柔性框架1a的热干扰；测量过程无需数模转换，输出为准数字的压力信号。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明的总体结构示意图，图2(a)为正面示意图，图2(b)为侧面示意图。

图3为本发明一体式推拉结构元件的结构示意图，图3(a)为正面示意图，图3(b)为侧面示意图。

图4为本发明石英双端固支音叉谐振器的示意图。