精确的压力传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种能够精确地测量压力的压力传感器，更具体地，涉及一种压力传感器，其包括可选择地具有倾斜上表面的盒形磁铁，其右侧部分突出高于左侧部分，其中该磁铁构造来响应于沿着一条与Ｎ或者Ｓ极表面均匀间隔的直线的距离变化传播线性磁通密度，从而该压力传感器能够精确地察觉距离（位置）上的位移以及基于该位移产生的压差。该压力传感器还包括一个连接负压和正压的导管，一个响应于负压和正压之间的差异可移动的膜片，一个连接到该膜片的一侧的膜片支撑件，一个连接到该膜片支撑件以传播线性磁通密度的磁铁，一个支撑该磁铁和膜片的弹簧，和容纳这些部件的上下壳体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种能够精确地测量压力的压力传感器，更具体地，涉及一种 压力传感器，其包括可选择地具有倾斜上表面的盒形磁铁，其右侧部分突出高于左侧部分，其中该磁铁构造来响应于沿着一条与N或者S极表面均匀间隔的 直线的距离变化传播线性磁通密度，从而该压力传感器能够精确地察觉距离(位 置)上的位移以及基于该位移产生的压差。
技术介绍
在描述压力传感器之前，将首先描述在此使用的磁铁的一般特性。磁铁由具有可吸引铁粉的磁力材料构成。 一种强力的，工业上制造的磁铁 称为永久磁铁，并且还简单地称为磁铁。放置在该磁铁旁边的铁粉被吸引到该磁铁上。在该磁力影响下的空间称为 磁场。换句话说，该磁铁被认为能够产生相应的磁场。利用铁粉的图案能够显 示该磁场的形状。当铁粉均勻地散布在放置于磁铁上的一张厚的白纸上时，磁 力线通过具体的图案被观测到。沿着一个磁力线放置的小型指南针的指针根据 从N极到S极的磁力线的方向进行定向。在两极之间的作用力的大小根据库伦定律确定，也就是说，它与两级之间 距离的平方成反比，而与磁极的强度成正比。因为磁极由一对具有相同强度的 N和S极组成，所以磁矩被认为是比磁极强度更重要的物理量。该磁矩可以表示 为直接从S极朝向N极的矢量。在两个磁矩之间计算的作用力与距离的四次方成 正比。因此，当磁铁设置为彼此接近时，在两个磁铁之间的吸引力是较强的， 但是当磁铁彼此分离时，该吸引力迅速下降。当磁性区域改变结构的性能，诸如它的形状，布置和方向时，磁化作用发生。 一旦磁化，由于剩余磁化，该变化的结构很少改变它的状态或者回到它的 初始状态，甚至在磁场已经完全去除之后。具有相当程度上的剩余磁化的材料 称为永久磁铁。通过在垂直于它的方向的横截面上集成磁通密度或者磁感应强度可产生磁通量。该磁通量用CGS单位制中的麦克斯韦(其符号为Mx)或者在MKS或者国 际单位制中的韦伯(其符号为Wb)表示。当穿过线圈的磁通量根据时间发生改 变时，与变化率成正比的电压存在于线圈的两端处(例如，法拉第的电磁感应)。 此电压在由电流产生的磁场中断磁通量的任何变化的方向中感应出。这称为楞 次定律。由永久磁铁或者流过线圈的电流产生磁通量。根据检测磁场的方法可使用多种传感器。霍耳传感器大概是最著名的传感 器。该霍耳传感器由应用于半导体器件(霍尔器件)的电极上的电流运行。在 电流应用到电极上之后会垂直产生磁场，从而在垂直于电流和磁场两者的方向 上产生一个电势。霍耳传感器是最简单的距离测量装置，利用永久磁铁和磁通量的检测器。 霍耳传感器根据与永久磁铁的距离测量磁通密度的变化，并且根据由检测器产 生的电势确定距离。然而，由于由永久磁铁产生的磁通密度按照距离不是线性的，该霍耳传感 器应该装配有一个程序或者电子电路，以补偿非线性，以便作用为一个更精确 的距离测量装置。此外，对产生一个能够测量线性磁通密度的结构已经实施了 许多研究，以便于根据距离补偿磁通密度的非线性的分配。这种结构包括多种 类型的磁铁以及它们的结合。近来，多种类型的无触点的距离测量装置得到了发展，以便于在测量线性 和角位移的同时检测主体的绝对位置。无触点距离测量装置存在多种类型。 一种利用滑动记录电位计的是最著名 的，但是它不是足够可靠的。 一种光学定位器是用于读出诸如裂缝的光学范围 的光学传感器，但是具有复杂的结构。存在一种利用磁性传感器读出在磁介质上的磁性截面的方法，但是它具有复式构造并且不能察觉到绝对位置。也就是说，仅仅能够测量在两点之间的距离。本专利技术旨在利用一种具有线 性磁通密度的磁铁，其能够探测到待测量的主体的绝对位置。通过利用具有非 常简单的结构，长测量范围和髙可靠性的磁铁，有可能利用便宜的传感器更精 确地测量距离，而不需要使用补偿非线性的程序或者电子电路。本专利技术包括一个连接负压和正压的导管， 一个响应于负压和正压之间的差 异可移动的膜片， 一个连接到该膜片的一侧的膜片支撑件， 一个连接到该膜片 支撑件以传播线性磁通密度的磁铁， 一个支撑该磁铁和膜片的弹簧，和容纳这 些部件的上下壳体。该术语"压力"表示作用在两个对象的接触面上的作用力，其中两个对象 接触并且在垂直于该接触面的方向上彼此推动。该压力还可能是当内部部件彼 此推动时作用在单个对象内部的作用力。在这种情况下，两个部件认为是彼此 相对地应用作用力(应力)在该对象内部的单个表面上。如果该作用力没有垂 直于该表面，该作用力被分成垂直于该表面的一个分力和平行于该表面的另一 个分力，其中垂直于该表面的分力还称为压力(拉力称为"张力")。由于压力均句地作用在一个表面上，应用到该表面上的每个点的压强根据 该表面的面积不同地确定，甚至在具有相同的合力(总压力)的情况下。当具 有大小为P的作用力或者压力均匀地应用在大小为S的对象上时，该压强定义为P/S。当一个对象被放置于一个桌子上时，根据接触面的位置，压强通常是不同的。该在接触面的每个点上的压强能够从包括该点的细微面积中获得。该压强还简单地称为"压力"。当前使用了几种类型的压力传感器，并且根据待测量的对象进行选择。 该待测量的对象通常分为流体，固体和气体。应力仪是测量固体对象压力的一种典型的压力传感器。然而， 一个膜片通常用来测量流体或者气体的压力，因为必须测量流体或者气体的相对压力。该相对压力基于结合一个弹簧的膜片的位移进行测量，其中膜片是按照相对的压差移动。本专利技术涉及一种利用膜片和弹簧测量相对压力的传感器，其能够以不同方 式使用来测量流体或者气体的压力。本专利技术提供一个实施例，其可适用于具有能够测量流入空气流速的压力传 感器的锅炉。按照惯例，釆用一个开/关型压力传感器(风压传感器)来测量在 锅炉中的气压(风压)。在该压力传感器(风压传感器)中，由鼓风机引入的 空气的压力传递到传感器的膜片上，从而使得连接到隔片上的微型开关接通或 者中断电子电路以调节空气的流速。然而，因为该压力传感器使用在一个固定 的工作压力下，该压力传感器按照鼓风机的类型确定。此外，该压力传感器不能精确地测量流入空气的流速。通过根据流入空气 的压力来调节鼓风机的转速，该压力传感器仅仅能够协助增加/降低流入空气的 压力(流速)。各种型式的压力传感器用来检测流体的压力，并且已经釆用能够利用流动 压力(分压)检测流速的多种类型的压力传感器。图l示出了检测水位的传统的压力传感器，如在韩国技术No.0119708中 公开。如附图说明图1所示，该压力传感器包括主体100,其具有顶盖110和底盖130以及 设置在主体100内部的膜片140。该压力传感器基于膜片140的变化检测在水压室 131中的压力，该膜片140的变化是由在水压室131中的压力变化引起的。该压力 传感器还具有光屏元件200,其构造来与膜片140上的变化成比例地改变它的横 截面，以便于控制穿过光屏元件200的光的数量值。 一个诸如发光二极管(210) 的光发射装置和光敏晶体管220相互设置在光屏元件200的升高通路的相对侧 上。 一个在内壁中具有螺紋151的管状体150设置在顶盖110中，并且具有预定弹 性的弹簧160容纳在管状体150中。该弹簧160的弹性根据盖170的向上/向下移动 是可调节的，其螺旋入管状体150的内壁中的螺紋151中。釆用此装置，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确的压力传感器，其包括：一个盒形磁铁，其中该磁铁包括沿着在对角方向导向的正弦波磁化的Ｎ和Ｓ极，和具有线性地沿着平行于磁铁的极表面并且与之间隔的直线的磁通密度，从而该传感器精确地测量相对位移，因而利用盒形磁铁检测压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金时焕，
申请(专利权)人：株庆东NETWORK，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]