[发明专利]一种纳米薄膜轴销力传感器及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种纳米薄膜轴销力传感器及其制备方法与应用，涉及传感器技术领域；该传感器包括：本体；所述本体上设置有两个敏感区域；所述敏感区域上设置有四个纳米敏感电阻；所述纳米敏感电阻形成惠斯通电桥；所述纳米敏感电阻包括：绝缘层、应变敏感层、焊盘和保护层；所述应变敏感层为NiCrMnMoSi层。本发明中传感器采用一体化弹性体设计，将纳米敏感电阻直接布有整体式弹性体上，减少纳米敏感电阻的装配过程；同时还能减少应力影响，从而有效提高精度，降低成本。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体是一种纳米薄膜轴销力传感器及其制备方法与应用。

背景技术

相关技术中，在制备敏感元件的过程中，主要采用粘贴应变片的方式来实现，其温度稳定性差，蠕变大，耐候性不好，粘贴工艺复杂，对于深孔操作困难，引线繁杂。

相关技术中还有采用薄膜技术的产品，但因为制作工艺的问题，需要将布有纳米薄膜敏感电阻的弹性体单独制作，再通过压装或焊接的方式安装到传感器本体，缺点是对加工精度要求高，焊接，压装应力对传感器性能影响大，迟滞差，整体精度提高困难。

因此，本发明提供了一种纳米薄膜轴销力传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米薄膜轴销力传感器，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

本发明还提供了上述纳米薄膜轴销力传感器的制备方法。

本发明还提供了上述纳米薄膜轴销力传感器的应用。

具体如下，本发明第一方面提供了一种纳米薄膜轴销力传感器，包括：

本体；所述本体上设置有两个敏感区域；

所述敏感区域上设置有四个纳米敏感电阻；

所述纳米敏感电阻形成惠斯通电桥；

所述纳米敏感电阻包括：

绝缘层、应变敏感层、焊盘和保护层；

所述应变敏感层为NiCrMnMoSi层。

根据本发明的传感器技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：

本发明中传感器采用一体化弹性体设计，将纳米敏感电阻直接布有整体式弹性体上，减少纳米敏感电阻的装配过程；同时还能减少应力影响，从而有效提高精度，降低成本。

本发明中通过设置两个敏感区域，每个敏感区域中设置有四个纳米敏感电阻；每个敏感区域中的四个纳米敏感电阻能够单独形成惠斯通电桥，当其中一个桥路存在电路故障时，另一桥路可以继续工作，起到安全保护的作用；同时还能够提高传感器运行的稳定性，使得传感器不会因为单电路失效而无法工作；本发明中敏感区域中八个纳米敏感电阻能够共同形成一个惠斯通电桥，从而有效减少因偏载对精度的影响，从而进一步提升传感器的测试精度。

根据本发明的一些实施方式，所述本体上还设有电气接口。

本发明的电气接口用于与外设设备进行电气连接。

根据本发明的一些实施方式，所述应变敏感层的厚度为200nm~800nm。

本发明通过对应变敏感层的厚度进行控制，从而实现了对敏感电阻的精度精度进行控制。

根据本发明的一些实施方式，所述NiCrMnMoSi层中包括如下质量百分数的元素：

40%~50%的Ni、20%~25%的Cr、15%~25%的Mn、5%~15%的Mo和1%~10%的Si。

将各成分的用量控制在上述范围，有利于进一步提升应变敏感层的精确度。

根据本发明的一些实施方式，所述NiCrMnMoSi层的厚度为100nm~500nm。