專利名稱：差壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)儀表，涉及用壓阻式力敏元件測量壓力差值的差壓傳感器。
背景技術(shù)：
在工業(yè)儀表的應(yīng)用中，經(jīng)常遇到要求傳感器在十幾兆帕條件下，測量十幾千兆帕的壓差信號(hào)。這就要求差壓差壓傳感器要能承受超過測量幾千倍或幾萬倍靜壓過載能力。在這種作業(yè)環(huán)境下，盡管擴(kuò)散硅芯片本身的精度可以達(dá)到測量要求，但其強(qiáng)度難以單獨(dú)用于作業(yè)，因?yàn)榄h(huán)境壓力只靠擴(kuò)散硅芯片承受能力的2-5倍是不夠的。因此必須有合理堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)來保護(hù)芯片不致破碎，實(shí)現(xiàn)壓差信號(hào)的測量。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小、精度高、高過載的差壓傳感器。
這種差壓傳感器，包括補(bǔ)償板組件1、中間有芯片構(gòu)成的傳感器組件8，其特征是傳感器組件8與環(huán)狀基座7配合焊成一體，將傳感器組件8的引線軟帶6從基座7側(cè)壁孔引出，中心小仿形體9嵌于傳感器組件8和基座7之間并焊為一體；兩個(gè)中心膜片10焊在基座7兩側(cè)環(huán)心處；兩個(gè)大仿形體11及隔離膜片12對(duì)稱焊在基底7兩側(cè)，與內(nèi)為凹形的容室13構(gòu)成正、負(fù)壓腔；接插件座5在基座7的引線軟帶6側(cè)壁孔處與基座7焊為一體，接插件3和引線軟帶6端焊在一起，置于接插件座5中，插件座5與接口2焊在一起，用螺帽4固定接插件3。
本設(shè)計(jì)具有體積小，應(yīng)用范圍廣可靠性高，穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。它采用四膜片靜壓和過載保護(hù)結(jié)構(gòu)，用微機(jī)械加工硅壓阻差壓芯體，全不銹鋼殼體，和標(biāo)準(zhǔn)差壓容室接口?？捎糜谝后w、氣體的差壓、流量的測量，可廣泛應(yīng)用于石油化工、供水、供電、電站、冶金制造、鍋爐控制、帶壓容器測量等行業(yè)。


附圖1為差壓傳感器的剖視圖；附圖2為芯片電路示意圖；具體實(shí)施方式
本設(shè)計(jì)的差壓傳感器，見圖1；包括補(bǔ)償板組件1、中間有芯片構(gòu)成的傳感器組件8，其特征是傳感器組件8與環(huán)狀基座7配合焊成一體，將傳感器組件8的引線軟帶6從基座7側(cè)壁孔引出，中心小仿形體9嵌于傳感器組件8和基座7之間并焊為一體；兩個(gè)中心膜片10焊在基座7兩側(cè)環(huán)心處；兩個(gè)大仿形體11與隔離膜片12焊在一起，大仿形體11對(duì)稱焊在基底7兩側(cè)，與內(nèi)為凹形的容室13構(gòu)成正、負(fù)壓腔體；接插件座5與基座7在其引線軟帶6側(cè)孔部位焊為一體，接插件3和引線軟帶6端焊在一起，置于接插件座5中，插件座5與接口2焊在一起，有螺帽4來固定接插件3，補(bǔ)償板1插入接插件3，將信號(hào)引出。容室13上還有對(duì)稱配置的放氣閥組件14及固定用螺栓15、螺姆16。傳感器組件8由硅芯片與玻璃靜電封接，玻璃與導(dǎo)壓管封接，導(dǎo)壓管與有線路的陶瓷片可伐座焊在一起，硅片上的橋路引線通過硅鋁絲壓焊在陶瓷線路板上，陶瓷線路板焊在可伐座的可伐絲上，由引線軟帶6將可伐絲引出。大仿形體11為兩側(cè)圓形臺(tái)形，一側(cè)為與隔離膜片12相同形狀的正弦波形，并有貫穿直徑的導(dǎo)油槽，另一側(cè)為與中心膜片10相同波環(huán)形，并在臺(tái)壁與波環(huán)邊緣有與基座7的導(dǎo)油孔相對(duì)應(yīng)的半圓盲孔?；?為圓臺(tái)形，其側(cè)壁有徑向引線孔，正、負(fù)腔硅油封口，側(cè)壁上還有軸向的正、負(fù)壓導(dǎo)孔，圓臺(tái)底部圓心處有導(dǎo)油孔；結(jié)合狀態(tài)的基座7底部有封油銷17。
傳感器組件8的芯片上的四個(gè)擴(kuò)散電阻R1、R2、R3、R4組成惠斯通電橋，見圖2；供電輸入為恒流或恒壓，輸入+和輸入-為供電電源正端和負(fù)端；輸出+和輸出-為信號(hào)輸出的正端和負(fù)端，一般為電壓信號(hào)。在受到外界壓力時(shí)，芯片硅膜產(chǎn)生形變，擴(kuò)散電阻R1、R4減小，R2、R3增大，在供電恒定的情況下，由于壓阻效應(yīng)原理，其橋路兩端電壓發(fā)生變化，相應(yīng)的有一定的信號(hào)輸出。
本設(shè)計(jì)的差壓傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)可適合于相當(dāng)寬測量范圍中的靜壓和過載沖擊。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮隔離膜片需保持一定的間隙，其中心膜片10要隨差壓傳感器量程的不同而厚度不一，量程與中心膜片厚度的參數(shù)如下量程(千帕)3Kpa 8Kpa 40Kpa 120Kpa 400Kpa中心膜片的厚度0.1mm 0.15mm0.20mm0.40mm 0.80mm最后差壓傳感器通過補(bǔ)償要達(dá)到0.5％F.S-0.2％F.S的精度要求。其長期穩(wěn)定性優(yōu)于0.2％F.S/年。
權(quán)利要求1.一種差壓傳感器，包括補(bǔ)償板組件(1)、中間有芯片構(gòu)成的傳感器組件(8)，其特征是傳感器組件(8)與環(huán)狀基座(7)配合焊成一體，傳感器組件(8)的引線軟帶(6)從基座(7)側(cè)壁孔引出，中心小仿形體(9)嵌于傳感器組件(8)和基座(7)之間并焊為一體；兩個(gè)中心膜片(10)焊在基座(7)兩側(cè)環(huán)心處；兩個(gè)大仿形體(11)與隔離膜片(12)焊在一起，大仿形體(11)對(duì)稱焊在基座(7)兩側(cè)，與內(nèi)為凹形的容室(13)構(gòu)成正、負(fù)壓腔體；接插件座(5)與基座(7)在其引線軟帶(6)側(cè)孔部位焊為一體，接插件(3)和引線軟帶(6)端焊在一起，置于接插件座(5)中，插件座(5)與接口(2)焊在一起，用螺帽(4)固定接插件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征是基座(7)為圓臺(tái)形，其側(cè)壁有徑向引線孔，正、負(fù)腔硅油封口，側(cè)壁上還有軸向的正、負(fù)壓導(dǎo)孔，圓臺(tái)底部圓心處有導(dǎo)油孔；結(jié)合狀態(tài)的基座(7)底部焊上封油銷(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征是大仿形體(11)為兩側(cè)圓形臺(tái)形。一側(cè)為與隔離膜片(12)相同形狀的正弦波形，并有貫穿直徑的導(dǎo)油槽，另一側(cè)為與中心膜片(10)相同波環(huán)形，并在臺(tái)壁與波環(huán)邊緣有與基座(7)的導(dǎo)油孔相對(duì)應(yīng)的半圓盲孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征是傳感器組件(8)由硅芯片玻璃靜電封接，玻璃與導(dǎo)壓管封接，導(dǎo)壓管與有線路的陶瓷片可伐座焊在一起，硅片上的橋路引線通過硅鋁絲壓焊在陶瓷線路板上，陶瓷線路板焊在可伐座的可伐絲上，由引線軟帶(6)將可伐絲引出，補(bǔ)償板(1)插入接插件(3)將信號(hào)引出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓傳感器，其特征是傳感器組件(8)的芯片上的四個(gè)擴(kuò)散電阻(R1)、(R2)、(R3)、(R4)組成惠斯通電橋；供電輸入為恒流或恒壓，輸入(+)為供電電源正端，輸入(-)為負(fù)端；輸入(+)和輸出(-)為信號(hào)輸出端。
專利摘要一種差壓傳感器，包括補(bǔ)償板組件1、中間有芯片構(gòu)成的傳感器組件8，其特征是傳感器組件8與環(huán)狀基座7焊成一體，將傳感器組件8的引線軟帶6從基座7側(cè)壁孔引出，中心小仿形體9嵌于傳感器組件8和基座7之間；兩個(gè)中心膜片10焊在基座7兩側(cè)環(huán)心處；兩個(gè)大仿形體11及隔離膜片12對(duì)側(cè)焊在基底7兩側(cè)，與內(nèi)為凹形容室13構(gòu)成的正、負(fù)壓腔；接插件座5與基座7的引線軟帶6側(cè)孔焊為一體，接插件3和引線軟帶6端焊在一起，置于接插件座5中，接插件座5與接口2焊在一起，用螺帽4固定接插件3，本設(shè)計(jì)具有體積小，應(yīng)用范圍廣可靠性高，穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜谝后w、氣體的差壓、流量的測量。
文檔編號(hào)G01L13/06GK2563562SQ02273858
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月25日
發(fā)明者孫?，|, 劉沁, 唐慧, 季安, 張治國, 李穎 申請(qǐng)人:沈陽儀器儀表工藝研究所