[发明专利]一种应变计调阻结构及设计方法

说明书

本发明公开了一种应变计调阻结构及设计方法，包括：绝缘基底上设置有主栅、调节栅、短路环和焊盘；主栅与若干个调节栅串联；调节栅与焊盘进行连接；焊盘外接引线，传递电阻值的变化信号；主栅和调节栅上覆盖有密封层，防止外界金属杂质的影响；调节栅均匀分布于主栅两侧；短路环为若干个，调节栅与短路环并联；短路环上设置有切断标记，调节调节栅的电阻值。本发明通过将调阻栅设置在主栅两侧，减少蠕变影响，短路环与调阻栅并联；调阻后该部分调阻栅不参与应变计敏感栅通电回路，避免调阻对敏感栅主体的二次损伤，提高电阻稳定性，保障敏感栅的均匀一致性。

技术领域

本发明属于应变计技术领域，涉及一种应变计调阻结构及设计方法。

背景技术

电阻应变计作为传感器核心敏感元件，广泛应用于衡器产业、消费电子产业。应变计通常采用箔板制备、光刻、腐蚀等工艺实现应变计图形结构单元；由于存在工艺误差，腐蚀后的应变计敏感栅存在一定的差异，腐蚀后的电阻无法全部达到标称电阻。为了保证应变计阻值满足应用要求，需对应变计电阻进行调整至标称电阻，简称调阻。

目前，电阻电阻应变计调阻技术主要有机械调阻技术和电化学调阻技术，这两种调阻技术均是通过对降低敏感栅截面积，实现阻值增大的调阻目的。机械调阻主要通过人工采用研磨膏打磨敏感栅进行调阻，容易出现敏感栅打磨点位不均匀、敏感栅变形、打磨应力集中等问题，导致敏感栅一致性较差、电阻稳定性差，进而影响应变计性能。电化学调阻采用电解反应原理，将敏感栅作为阳极，通电时敏感栅与电解液反应微量溶解，形成金属离子向负极迁移进行调阻，微观上也会出现敏感栅调阻不均匀、敏感栅侧向腐蚀、敏感栅表面离子沉积等问题，应变计性能也受影响，且应变计敏感栅图形不同，就需要配置不同的调阻头、算法，设备的通用性不强。这两种调阻技术调阻精度、调阻的稳定性有限，也带来应变计阻值、零位分散性较大。而且随着应变计微型化、高阻值、大输出等发展趋势，以及较高的性价比要求，机械调阻、电化学调阻在调阻效率、实现可能性(难度、复杂度、微小尺寸等)方面已经很难满足要求，必须寻求新的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中调阻精度和稳定性有限，调阻效率、实现的难度、复杂度、微小尺寸等方面已经很难满足要求的问题，提供一种应变计调阻结构及设计方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种应变计调阻结构，包括：绝缘基底；

绝缘基底上设置有主栅、调节栅、短路环和焊盘；主栅与若干个调节栅串联；所述调节栅与焊盘进行连接；所述焊盘外接引线，传递电阻值的变化信号；主栅和调节栅上覆盖有密封层，防止外界金属杂质的影响；所述调节栅均匀分布于主栅两侧；短路环为若干个，所述调节栅与短路环并联；短路环上设置有切断标记，调节调节栅的电阻值。

本发明的进一步改进在于：

进一步的，绝缘基底设置有修形边框和MARK点；修形边框位于绝缘基底的四个端点；所述MARK点位于焊盘的两侧；修形边框和MARK点均可作为基准点，引导切割短路环的切断标记。

进一步的，若干个短路环的电阻值均不同。

进一步的，主栅的电阻取值范围为标称电阻的40％～88％；标称电阻的阻值由人为设定。

进一步的，调节栅的电阻R_i取值范围为标称电阻的2％～40％；调节栅采用等比数列设计方法，即第一个调节栅的电阻值为标称电阻1％～12％，第i个调节栅的电阻值为第i-1个调节栅的电阻值的m倍，m取值40％～90％；

调节栅的电阻R_i为

R_i＝m^n-1×z×R_b    (1)