传感器组件制造技术

一种传感器组件包括长形的梁和感测封装件。所述梁包括具有承重表面的板、管部分和颈部。所述管部分包括基部壁和盖，并在所述基部壁和所述盖之间限定腔。所述基部壁从第一边缘横向地延伸到与所述第一边缘相对的第二边缘。所述盖在所述第一边缘和第二边缘处或附近结合到所述基部壁。所述颈部在所述板与所述管部分的盖之间延伸，并将所述板结合到所述管部分的盖。所述感测封装件设置在所述梁的腔内，且在预负载下与所述盖和所述基部壁接合。所述感测封装件配置为测量施加在所述板的承重表面上的力。

Sensor assembly

【技术实现步骤摘要】
传感器组件
本文的主题总体上涉及配置为测量施加在传感器组件上的力的传感器组件。
技术介绍
一些传感器配置为测量施加在传感器外壳上的外力，该外壳保持并保护(一个或多个)感测元件免受外力影响。例如，动态称重传感器(weigh-in-motionsensor)通常安装在道路上并且至少部分地延伸跨过道路的宽度，以随着车辆移动经过传感器而测量沿着道路行驶的车辆(例如，汽车和卡车)的动态地面力(groundforce)。来自动态称重传感器的测量数据通常用于计算车辆的轴重(axleweight)，并且这样的信息可以用于确定是否有任何车辆不符合设定的规定(例如，超重)，用于未来的基础设施规划，等等。传感器组件仍需要具有足够的结构完整性，以在提供期望的测量灵敏度的同时可靠地承受外部负载来实现期望的操作寿命。
技术实现思路
该问题的解决方案是一种传感器组件，其包括梁和感测封装件。所述梁沿着所述传感器组件的深度轴线伸长。所述梁包括具有承重表面的板、管部分和颈部。所述管部分包括基部壁和盖，并在所述基部壁和所述盖之间限定腔。所述基部壁从第一边缘横向地延伸到与所述第一边缘相对的第二边缘。所述盖在所述第一边缘和第二边缘处或附近结合到所述基部壁。所述颈部在所述板与所述管部分的盖之间延伸，并将所述板结合到所述管部分的盖。所述感测封装件设置在所述梁的腔内，且在预负载下与所述盖和所述基部壁接合。所述感测封装件配置为测量施加在所述板的承重表面上的力。在本公开的一个或多个实施例中，提供了传感器组件的梁，所述梁沿着所述传感器组件的深度轴线伸长。所述梁包括具有承重表面的板、管部分和颈部。所述管部分包括基部壁和盖。所述基部壁和盖包括相应的内表面，所述相应的内表面在其之间限定腔。所述腔沿着所述深度轴线伸长，且配置为在其中接收感测封装件，所述感测封装件接合所述盖和所述基部壁的相应的内表面，以测量施加在所述板的承重表面上的力。所述颈部在所述板和所述盖之间延伸，并将所述板结合到所述盖，使得所述颈部经由所述盖将施加在所述承重表面上的力传递到所述感测封装件。所述颈部从所述板处的宽端到所述盖处的窄端渐缩。所述梁从所述板的承重表面延伸一高度到所述基部壁的安装表面。所述梁的高度的中点与所述腔在所述盖和所述基部壁的相应的内表面之间的高度的中点垂直地间隔开。在本公开的一个或多个实施例中，提供了传感器组件的梁，所述梁沿着所述传感器组件的深度轴线伸长。所述梁包括具有承重表面的板、管部分和颈部。所述管部分包括基部壁、两个直立构件和顶棚构件。所述两个直立构件结合到所述基部壁的不同的对应的横向边缘。所述顶棚构件连接到所述两个直立构件并在所述两个直立构件之间延伸以限定腔。所述腔具有长圆形(oblong)横截面形状，使得所述腔在所述两个直立构件之间的宽度大于所述腔在所述顶棚构件和所述基部壁之间的高度。所述腔配置为在其中接收感测封装件，所述感测封装件接合所述顶棚构件和所述基部壁的相应的内表面，以测量施加在所述板的承重表面上的力。所述颈部在所述板和所述顶棚构件之间延伸，并将所述板结合到所述顶棚构件，使得所述颈部经由所述顶棚构件将施加在所述承重表面上的力传递到所述感测封装件。所述颈部从所述板处的宽端到所述顶棚构件处的窄端渐缩。附图说明图1是根据实施例的包括多个传感器组件的测量系统的透视图。图2是根据实施例的测量系统的传感器组件中的一个的横截面图。图3是根据实施例的测量系统的传感器组件中的一个的梁的横截面图。具体实施方式本公开的实施例提供一种传感器组件，其包括感测封装件和在结构上保护并支撑感测封装件的梁。感测封装件配置为测量施加在梁上的力。如本文所使用的，术语“感测封装件”是指响应于在感测封装件上的机械力施加而产生电输出信号的一个或多个电气元件。感测封装件可以包括至少一个压电元件。传感器组件的实施例的一个技术效果是相对于已知的传感器外壳利用梁内的减小的内部应力来吸收外力的能力。本文描述的实施例的另一个技术效果是，结合梁中的减小的内部应力，梁能够通过传感组件比已知的传感器外壳引导更大百分比的外部负载，从而提供更大的测量灵敏度。因此，根据本文描述的实施例的感测组件能够相对于已知传感器提供增加的测量灵敏度和改进的梁的结构完整性。尽管传感器组件的一个或多个实施例在本文中被描述为用在动态称重应用中以测量在道路上的移动车辆施加的力，但应该认识到，传感器组件不限于动态称重应用。例如，传感器组件可用于其他应用中以测量施加在梁上的外力，诸如工业应用、实验室测试应用等。图1是根据实施例的包括多个传感器组件102的测量系统100的透视图。每个传感器组件102包括相应的梁104和至少一个感测封装件106。感测封装件106保持在相应的梁104内。所示的实施例中的两个传感器组件102并排布置，但是在替代实施例中可以彼此间隔开。测量系统100相对于横向轴线191、垂直轴线192、以及纵向或深度轴线193取向。轴线191-193互相垂直。尽管垂直轴192在图1中看似在平行于重力的垂直方向上延伸，但应理解的是，轴线191-193不需要相对于重力具有任何特定的取向。传感器组件102的梁104沿着深度轴线193伸长。每个梁104从承重表面110垂直地延伸到安装表面112。安装表面112设置在基础结构114上。梁104限定与承重表面110和安装表面112垂直地间隔开的腔116。感测封装件106设置在腔116内。在所示的实施例中，测量系统100是动态称重传感器系统。图1示出了在传感器组件102的承重表面110上行驶的车辆的车轮108的一部分。相邻的传感器组件102的承重表面110通常与路面109平齐。例如，传感器组件102可以嵌入限定道路表面109的道路材料111(诸如混凝土、砾石、沥青等)内。车辆可以是汽车、卡车、摩托车、休闲车或其他类型的车辆。车辆大致横向地移动，使得车轮108在相邻的传感器组件102之上移动，并且在每个梁104的承重表面110上施加机械力。由车轮108施加在承重表面110上的机械力通过梁104的内部结构传递，并且力的至少一部分施加在腔116内的感测封装件106上。在实施例中，施加在感测封装件106上的力导致感测封装件106产生与力的量成比例的电输出信号。电输出信号沿着一条或多条电线118传送到远程处理器(未示出)，远程处理器配置为将电输出信号转换为测量参数，例如包括车轮108的轮轴处的车辆的重量。尽管在所示的实施例中，两个传感器组件102是并排的，但是在替代实施例中，测量系统100可以具有传感器组件102的各种不同数量和布置。例如，两个或更多个传感器组件102可以跨越道路的至少一个车道沿着深度轴线193端对端地布置。在另一个示例中，两个或更多个传感器组件102可以彼此横向间隔开，使得道路材料111设置在两个传感器组件102之间并将两个传感器组件102分开。尽管在所示的实施例中，车轮108直接接合承重表面110，但在替代实施例中，承重表面110可以经由一个或多个中间层与车轮108分离。一个或多个中间层可以包括铺面(pavement)、混凝土、砾石、粘合剂等的层。梁104可选地可以至少部分地嵌入填充材料(例如混凝土、灰尘、砾石、粘合剂等)内以确保梁104的定位。图2是根据实施例的测量系统100的传感器组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器组件，包括：沿着所述传感器组件的深度轴线伸长的梁，所述梁包括：具有承重表面的板；管部分，其包括基部壁和盖，并在所述基部壁和所述盖之间限定腔，所述基部壁从第一边缘横向地延伸到与所述第一边缘相对的第二边缘，其中所述盖在所述第一边缘和第二边缘处或附近结合到所述基部壁；以及颈部，其在所述板与所述管部分的盖之间延伸，并将所述板结合到所述管部分的盖；以及感测封装件，其设置在所述梁的腔内，且在预负载下与所述盖和所述基部壁接合，所述感测封装件配置为测量施加在所述板的承重表面上的力。

【技术特征摘要】
1.一种传感器组件，包括：沿着所述传感器组件的深度轴线伸长的梁，所述梁包括：具有承重表面的板；管部分，其包括基部壁和盖，并在所述基部壁和所述盖之间限定腔，所述基部壁从第一边缘横向地延伸到与所述第一边缘相对的第二边缘，其中所述盖在所述第一边缘和第二边缘处或附近结合到所述基部壁；以及颈部，其在所述板与所述管部分的盖之间延伸，并将所述板结合到所述管部分的盖；以及感测封装件，其设置在所述梁的腔内，且在预负载下与所述盖和所述基部壁接合，所述感测封装件配置为测量施加在所述板的承重表面上的力。2.如权利要求1所述的传感器组件，其中所述梁从所述板的承重表面延伸一高度至所述基部壁的安装表面，且所述腔从所述盖的内表面延伸一高度至所述基部壁的内表面，其中，所述梁的高度的中点设置在所述腔的高度的中点的上方。3.如权利要求1所述的传感器组件，其中所述颈部从所述板处的宽端到所述盖处的窄端渐缩。4.如权利要求1所述的传感器组件，其中所述颈部从所述板到所述盖的高度为所述梁从所述板的承重表面到所述基部壁的安装表面的高度的至少20％。5.如权利要求1所述的传感器组件，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M佩德里克，刘胜华，熊成娅，
申请(专利权)人：精量电子深圳有限公司，泰连公司，
类型：发明
国别省市：广东,44