[发明专利]基于MEMS芯体的液压传导型质量传感器及其制作工艺

说明书

本发明涉及称重传感器技术领域，尤其涉及一种基于MEMS芯体的液压传导型质量传感器及其制作工艺，通过设置形变部、承载部形成的密封腔配合压力MEMS传感器感应液压的变化得到总质量的数据，密封腔的小腔体大面积式设计，能够充分的提高测量灵敏度；其中，在形变部设置有突出于平面的受力点，并且变形板设置为能够将受力点往中心聚拢的收拢结构，使得发生形变过程是先由中心向四周均匀扩散，以形成均匀受力，同时形变部设置有双向的抵持边框和凸块作为双层防过载结构，有效的防止测量过载导致传感器失灵，配合本身的高刚度达到有效的防蠕变效果，具有较强的实用性和推广意义。

技术领域

本发明涉及称重传感器技术领域，尤其涉及一种基于MEMS芯体的液压传导型质量传感器及其制作工艺。

背景技术

质量传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置；用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性；在质量传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异；主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。

现有技术中，质量传感器不乏用于地磅称重的质量较大的重型质量传感器，在长期以往的使用中，难免出现疲劳和过载的现象，从而导致称重的效果变差，准确度变低；现有技术中，多采用波纹片和储油腔的配合作用来将质量转换成压力，再由压力引起内部油腔体积变化，从而测量液压变化引起的电信号变化，最后测量出被称物体的重量；或者是采用弹簧连接称重的方式进行被称物体的重量，这些称重的方式由于没有对过载和蠕变采取有效的防护措施，在长期的使用下往往会发生波纹片和弹簧的蠕变和疲劳，严重影响称重的准确性，故亟需一种新的质量传感器结构以解决现有技术中的缺陷和不足。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种基于MEMS芯体的液压传导型质量传感器及其制作工艺，通过设置形变部、承载部形成的密封腔配合压力传感器感应液压的变化得到总质量的数据；其中，在形变部设置有突出于平面的受力点，使得发生形变过程是先由中心向四周均匀扩散，以形成均匀受力，同时形变部设置有双向的防过载结构，有效的防止测量过载导致传感器失灵，配合本身的高刚度达到有效的防蠕变效果。

为实现上述目的，本发明提供一种基于MEMS芯体的液压传导型质量传感器，包括形变部、承载部和MEMS传感器，形变部与承载部之间设有用于填充液体的密封腔，密封腔设有感应孔，MEMS传感器设于感应孔内密封感应孔，并与密封腔连通检测液压变化；形变部远离承载部的表面中心部分向上凸起形成受力部，其中受力部的顶部为凸起的弧面；形变部位于密封腔内与受力部同轴位置设有凸出的凸块，当形变部朝承载部方向移动至凸块与承载部相抵持时，形变部停止形变。

作为优选：MEMS传感器与感应孔连接，当MEMS传感器与感应孔螺纹连接时，MEMS传感器与感应孔之间的连接缝填充满密封胶体；其中MEMS传感器内设有MEMS芯体。

具体的：所述形变部与承载部之间开设有用于连接外部与密封腔的注油孔，；其中注油孔设有用于封堵的圆球，圆球与注油孔采用过盈配合。

具体的：形变部远离承载部的表面四周向上凸起形成抵持边框，抵持边框的凸起高度小于受力部的凸起高度。

作为优选：形变部包括形变板，抵持边框与受力部设于形变板上，形变板设有抵持边框与受力部的一面为中心凸起的弧形凸板结构或者中心凹陷的弧形凹板结构。

一种基于MEMS芯体的液压传导型质量传感器的制作工艺，包括以下步骤：

从胚料中加工出形变部和承载部；

在形变部远离承载部的一面的中心位置加工出凸起的受力部，将受力部的顶部加工为弧形凸面；在形变部的四周加工出高度低于受力部的抵持边框，在抵持边框与受力部之间加工出中间高四周低或者中间低四周高的弧形结构，形成形变板；