[发明专利]传感器封装工艺及预紧力确定方法

说明书

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及传感器封装工艺及预紧力确定方法；该传感器封装工艺包括以下步骤：S1、将垫块安装在基座上，并对垫块与基座的连接处进行圆周激光焊接，且焊接融深大于1mm；S2、将垫块和基座一起安装到壳体的底部，并对基座与壳体的连接处进行圆周激光焊接，且焊接融深大于1mm；本发明中，该封装工艺对传感器内部元件装配后，通过对传感器的压电元件施加不同的预紧力，来测试传感器的各项性能指标，然后通过多次测试结果，确定出该传感器的预紧力阈值，然后根据传感器的预紧力阈值设定力矩扳手的拧紧力矩，并通过力矩扳手将预紧力施加给传感器，能够提高传感器的灵敏度和测量范围，同时延长压电元件在动态下的使用寿命。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及传感器封装工艺及预紧力确定方法。

背景技术

传感器的结构基本确定后，在封装工艺满足要求的情况下，传感器的性能参数不会发生太大变化，为了保证传感器在工作的过程中有比较好的线性响应，在装配过程中需要对压电元件施加一定的预紧力。

研究表明，预紧力并非越大越好，随着预紧力增加，传感器的线性度和重复度将变好，但是灵敏度将会降低，测量范围降低，且压电元件在动态下更容易断裂；因此选择预紧力时需要综合各种需求进行考虑。

为此，本发明提出一种传感器封装工艺及预紧力确定方法。

发明内容

本发明的目的在于提供传感器封装工艺及预紧力确定方法，主要解决了现有技术中所提到的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

传感器封装工艺，包括以下步骤：

S1、将垫块安装在基座上，并对所述垫块与所述基座的连接处进行圆周激光焊接，且焊接融深大于1mm；

S2、将所述垫块和所述基座一起安装到壳体的底部，并对所述基座与所述壳体的连接处进行圆周激光焊接，且焊接融深大于1mm；

S3、将高温插座安装到所述壳体上，并对所述高温插座与所述壳体的连接处进行圆周激光焊接；

S4、将传感器内部元件安装到焊接有高温插座的所述壳体内，并将所述传感器连接器内部的镍丝与插针从所述高温插座的插针孔内穿出，然后对所述镍丝与所述插针进行激光焊接，并通过力矩扳手对所述传感器内部的压电元件施加预紧力；

S5、将顶盖安装到所述壳体的顶部对所述传感器内部元件进行封装，并对所述顶盖和所述壳体的连接处进行圆周激光焊接，完成所述传感器的整体装配；

S6、将所述传感器整体装配完成后,放入高温箱内进行退火处理，再对所述顶盖的中心小孔进行激光焊接密封。

优选的，所述S1中，所述垫块与所述基座装配前，将黄铜芯套工装安装在所述基座上，对所述垫块进行辅助安装，用于保证同心度。

优选的，所述S4中，所述镍丝与所述插针的焊接方式采用点焊，用于保证焊接面圆滑。

优选的，所述S6中，所述高温箱的退火处理温度设置为350℃-450℃。

优选的，所述S6中，所述高温箱的退火处理时间设置为20-26小时。

传感器预紧力确定方法，应用到上述所述的传感器封装工艺，具体包括：

当所述传感器没有施加预紧力，且所述传感器的加速度方向为正时，所述传感器内部的质量块受到向下的惯性力，所述传感器内部的压电元件受到所述质量块的压缩力为F_合；

F_合＝Ma_maxsin(ωt+φ)