專利名稱：壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于壓力傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)量汽車氣剎系統(tǒng)空氣壓力
及進(jìn)氣歧管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力等的裝置。
背景技術(shù)：
目前，安裝在汽車上的壓力傳感器基本都是基于一種機(jī)械式結(jié)構(gòu)，被測(cè)壓力作用于膜片，后者發(fā)生形變使與之相連的頂桿發(fā)生位移，隨著頂桿發(fā)生位移，與頂桿相連的觸點(diǎn)在厚膜電阻板上滑動(dòng)到相應(yīng)位置以輸出相應(yīng)的電阻值。這種機(jī)械式壓力傳感器由于存在回程誤差，具有精度低、一致性差、穩(wěn)定性差、使用壽命低等缺陷。而現(xiàn)有的電子式壓力傳感器存在電路復(fù)雜，元器件數(shù)量過(guò)多，如使用中參數(shù)變化，則相應(yīng)硬件必須調(diào)整等不足，無(wú)法滿足未來(lái)汽車電子集成化的要求。

發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有壓力傳感器的缺陷，本實(shí)用新型提供一種能夠測(cè)量汽車氣剎系統(tǒng)空氣壓力及進(jìn)氣歧管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力等，并且具有精度高、一致性好、穩(wěn)定性好、參數(shù)可調(diào)、適用范圍廣的壓力傳感器。 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型壓力傳感器的壓力測(cè)量單元包括隨被測(cè)壓力大小變化而成比例變化的橋臂壓敏電阻組成的電橋芯片；一個(gè)接收電橋芯片的信號(hào)、處理后通過(guò)信號(hào)輸出端輸出與被測(cè)壓力大小相對(duì)應(yīng)的電壓值的處理芯片；外接電源V經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管FET1連接到處理芯片和電橋芯片供電端，電源反向保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管FET2設(shè)置在電路接地
丄山順。 本實(shí)用新型所述處理芯片為通過(guò)內(nèi)置微處理器運(yùn)行校正算法提供傳感信號(hào)偏移，靈敏度，溫度漂移，非線性的數(shù)字補(bǔ)償功能和傳感校準(zhǔn)功能的高精度橋式傳感器信號(hào)處理心片。 所說(shuō)的壓力測(cè)量單元基板為環(huán)氧玻纖板，電橋芯片粘接到環(huán)氧玻纖板上。[0007] 本實(shí)用新型的壓力測(cè)量單元裝于連接件內(nèi)腔，連接件內(nèi)腔有壓環(huán)，壓環(huán)與連接件過(guò)盈配合，壓力測(cè)量單元位于壓環(huán)下端；壓力測(cè)量單元與連接件上端的端鈕經(jīng)連接導(dǎo)線連接；連接件上有與其內(nèi)腔相連通的壓力介質(zhì)輸入孔。 所說(shuō)的壓力測(cè)量單元，有濾波電容C1、 C2分別并聯(lián)在外接電源V和處理芯片及電橋芯片供電端，信號(hào)輸出端S串聯(lián)一電阻R1。 所說(shuō)的壓力測(cè)量單元基板為環(huán)氧玻纖板，電橋芯片粘接到環(huán)氧玻纖板上。 本實(shí)用新型可以根據(jù)不同用戶的要求來(lái)定義輸入輸出特性，也即在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不變
的前提下，可以根據(jù)被測(cè)壓力范圍及對(duì)應(yīng)輸出值來(lái)對(duì)處理芯片中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行寫(xiě)入，以滿
足其輸出特性。此外本實(shí)用新型工作溫度范圍較寬，可在_40°C +150°〇環(huán)境下工作。 本實(shí)用新型能夠精確測(cè)量汽車氣剎系統(tǒng)空氣壓力及進(jìn)氣歧管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓
力等，適合于大批量生產(chǎn)，具有參數(shù)可調(diào)、適用范圍廣、精度高、一致性好、穩(wěn)定性好、使用壽
3命長(zhǎng)、低成本等優(yōu)點(diǎn)。[0012]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。 圖l是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是

圖1的俯視圖。圖3是壓力測(cè)量單元外形結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是壓力測(cè)量單元的電路原理圖。[0015]具體實(shí)施方式在圖1、圖2中，該壓力測(cè)量單元(6)通過(guò)金屬連接件(2)上的壓力介質(zhì)輸入孔(9)輸入壓力介質(zhì)，壓力測(cè)量單元(6)與連接件(2)之間放置了一橡膠墊圈(7)，壓環(huán)(4)與連接件(2)采取過(guò)盈配合，可通過(guò)液壓機(jī)3 4MPa壓力將其壓入。連接件(2)上有凸臺(tái)，壓環(huán)(4)上有與凸臺(tái)對(duì)應(yīng)的限位臺(tái)階(14)，通過(guò)該臺(tái)階(14)可以在保證壓環(huán)(4)通過(guò)壓力測(cè)量單元(6)承載基體環(huán)氧玻纖板在適量壓縮橡膠墊圈(7)保證密封性的前提下進(jìn)行限位，以防止壓環(huán)(4)壓傷或壓壞壓力測(cè)量單元(6)。壓力測(cè)量單元(6)通過(guò)三根連接導(dǎo)線(5)來(lái)實(shí)現(xiàn)與端鈕(1)之間的電氣連接，即端鈕(1)有3個(gè)分別經(jīng)連接導(dǎo)線(5)與壓力測(cè)量單元(6)相連接的插片插片一 (10)為電源負(fù)極，經(jīng)連接導(dǎo)線與壓力測(cè)量單元(6)的電路接地端相連接；插片二 (11)為電源正極，經(jīng)連接導(dǎo)線與壓力測(cè)量單元(6)的外接電源相連接；插片三(12)為信號(hào)輸出極，經(jīng)連接導(dǎo)線與壓力測(cè)量單元(6)的信號(hào)輸出端相連接。(插片極性也可以根據(jù)用戶要求隨意定義)。壓環(huán)(4)上面放置有橡膠墊圈(3)，通過(guò)對(duì)連接件翻邊處理將端鈕(1)牢牢壓住在橡膠墊圈(3)上，這樣一方面可以防止水或灰塵進(jìn)入，有利于提高產(chǎn)品的可靠性和防護(hù)等級(jí)，另一方面可防止使用過(guò)程中壓環(huán)(4)發(fā)生軸向竄動(dòng)而導(dǎo)致橡膠墊圈(7)的密封失效。為提高壓力測(cè)量單元(6)散熱性能及防護(hù)性能，可在提高壓力測(cè)量單元(6)上灌封一層導(dǎo)熱性能優(yōu)良的硅膠(13)。 (8)為安裝螺紋。[0017] 圖3中，環(huán)氧玻纖板(15)作為元器件和壓力承載基體，必須具備一定強(qiáng)度和厚度，考慮到成本和適用性原則，可優(yōu)先選擇環(huán)氧玻纖印制板，如FR-4等，如果成本不存在問(wèn)題，也可以選用特種基材印制板，如金屬基材(鋁基、銅基、鐵基或因瓦鋼)、陶瓷基材。電橋芯片(21)粘接到環(huán)氧玻纖板(15)上，兩者之間的電氣連接通過(guò)金絲或鋁絲鍵合。電橋芯片(21)鍵合好后將保護(hù)圈粘接到環(huán)氧玻纖板(15)，如圖3所示，為保護(hù)芯片，保護(hù)圈內(nèi)注入凝膠(20)，該凝膠(20)采用雙組分硅橡膠凝膠，它在A、B組分混合之后不久具有一較小粘度，而在A、B組分混合之后經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間就能達(dá)到所要求的粘度、硬度或彈性。其他元器件電阻Rl (16)、電容Cl (17)、場(chǎng)效應(yīng)管FET1 (18)、電容C2 (22)、處理芯片(23)、場(chǎng)效應(yīng)管FET2(24)通過(guò)回流焊或手工焊接貼片到環(huán)氧玻纖板(15)上，整個(gè)過(guò)程必須采取嚴(yán)格的防靜電措施。(19)為保護(hù)圈，(25)為電橋芯片壓力介質(zhì)輸入孔，(26)為環(huán)氧玻纖板壓力介質(zhì)輸入孔。 圖4中，Rsl、Rs2、Rs3、Rs4為電橋芯片(21)上橋臂壓敏電阻，其電阻值隨被測(cè)壓力大小變化而成比例變化，該變化通過(guò)處理芯片(23)芯片處理后通過(guò)信號(hào)輸出端S輸出與被測(cè)壓力大小相對(duì)應(yīng)的電壓值。外接電源V通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管FET1(18)穩(wěn)壓后連接到處理芯片(23)和電橋芯片(21)供電端，在V變化時(shí)，處理芯片(23)可以通過(guò)反饋控制效應(yīng)管FET1(18)柵極，以達(dá)到穩(wěn)壓和過(guò)壓保護(hù)的作用。場(chǎng)效應(yīng)管FET2(24)放置在電路接地端G，起到電源反向保護(hù)的作用。濾波電容C1(17)、C2(22)分別并聯(lián)在外接電源端V和處理芯片(23)及電橋芯片(21)供電端，信號(hào)輸出端串聯(lián)一電阻R1(16)，R1阻值較小，起到過(guò)電流保護(hù)作用。電橋芯片(21)為硅微機(jī)械壓阻式傳感器芯片，可直接安裝在環(huán)氧玻纖板上。處理芯片(23)為高精度橋式傳感器信號(hào)處理芯片。
權(quán)利要求一種壓力傳感器，其特征在于壓力測(cè)量單元(6)包括隨被測(cè)壓力大小變化而成比例變化的電橋芯片(21)；一個(gè)接收電橋芯片(21)的信號(hào)、處理后通過(guò)信號(hào)輸出端輸出與被測(cè)壓力大小相對(duì)應(yīng)的電壓值的處理芯片(23)；外接電源V經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管FET1(18)連接到處理芯片(23)和電橋芯片(21)供電端，電源反向保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管FET2(24)設(shè)置在電路接地端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力傳感器，其特征在于所說(shuō)的處理芯片(23)為通過(guò)內(nèi)置 微處理器運(yùn)行校正算法提供傳感信號(hào)偏移，靈敏度，溫度漂移，非線性的數(shù)字補(bǔ)償功能和傳 感校準(zhǔn)功能的橋式傳感器信號(hào)處理芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于所說(shuō)的壓力測(cè)量單元(6)，有濾波電容C1(17)、C2(22)分別并聯(lián)在外接電源V和處理芯片(23)及電橋芯片(21)供電端，信 號(hào)輸出端S串聯(lián)一電阻R1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力傳感器，其特征在于所說(shuō)的壓力測(cè)量單元(6)基板為 環(huán)氧玻纖板(15)，電橋芯片(21)粘接到環(huán)氧玻纖板(15)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于所說(shuō)的壓力測(cè)量單元(6)裝于連 接件(2)內(nèi)腔，連接件內(nèi)腔有壓環(huán)(4)，壓力測(cè)量單元(6)位于壓環(huán)(4)下端；壓力測(cè)量單 元(6)與連接件(2)上端的端鈕(1)經(jīng)連接導(dǎo)線(5)連接；連接件(2)上有與其內(nèi)腔相連 通的壓力介質(zhì)輸入孔(9)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力傳感器，其特征在于所說(shuō)連接件(2)上有凸臺(tái)(14)，壓 環(huán)(4)上有與凸臺(tái)(14)對(duì)應(yīng)的限位臺(tái)階。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力傳感器，其特征在于所說(shuō)端鈕(1)有3個(gè)分別經(jīng)連接 導(dǎo)線與壓力測(cè)量單元(6)相連接的插片其一個(gè)插片為電源負(fù)極，經(jīng)連接導(dǎo)線與壓力測(cè)量 單元(6)的電路接地端G相連接；一個(gè)插片為電源正極，經(jīng)連接導(dǎo)線與壓力測(cè)量單元(6)的外接電源V相連接；一個(gè)插片為信號(hào)輸出極，經(jīng)連接導(dǎo)線與壓力測(cè)量單元(6)的信號(hào)輸出端s相連接。
專利摘要一種壓力傳感器，其壓力測(cè)量單元包括隨被測(cè)壓力大小變化而成比例變化的橋臂壓敏電阻組成的電橋芯片；一個(gè)接收電橋芯片的信號(hào)、處理后通過(guò)信號(hào)輸出端輸出與被測(cè)壓力大小相對(duì)應(yīng)的電壓值的橋式傳感器信號(hào)處理芯片；外接電源V通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管FET1穩(wěn)壓后連接到處理芯片和電橋芯片供電端，電源反向保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管FET2設(shè)置在電路接地端。本實(shí)用新型可以根據(jù)不同用戶的要求來(lái)定義輸入輸出特性，也即在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不變的前提下，可以根據(jù)被測(cè)壓力范圍及對(duì)應(yīng)輸出值來(lái)對(duì)處理芯片中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行寫(xiě)入，以滿足其輸出特性。具有參數(shù)可調(diào)、適用范圍廣、精度高、一致性好、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)、低成本等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01L9/06GK201527322SQ20092022750
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者廖景昌, 李既浩, 王運(yùn)斌 申請(qǐng)人:襄樊美瑞汽車傳感器有限公司