石英音叉压力传感器制造技术

本发明专利技术属于传感器技术领域，提供一种石英音叉压力传感器，包括用于提供真空环境的壳体、设置在壳体内的框架、谐振音叉组件和Q值检测电极。谐振音叉组件包括音叉主体和音叉驱动装置，音叉主体与框架为一体结构。外界压力改变导致壳体内的真空度发生变化，真空度变化导致空气含量变化，空气含量变化导致阻尼变化，阻尼变化导致音叉Q值变化，由Q值检测电极对音叉Q值进行检测并输出，根据Q值的变化即可得出压力的变化。由于Q值对温度的敏感度低于压敏电阻的敏感度，并且音叉主体与框架均采用石英材质，且切型相同，热膨胀系数匹配，因此，温漂低于压阻式压力传感器。此外，在相同真空度变化范围内，Q值输出的灵敏度高于频率输出的灵敏度。敏度。敏度。

【技术实现步骤摘要】
石英音叉压力传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种石英音叉压力传感器。

技术介绍

[0002]目前市面上的压力传感器包括压阻式和谐振式。压阻式压力传感器的敏感元件是压敏电阻，其原理是当外界压力作用在压敏电阻上会引起阻值的变化，阻值变化转化为电压的变化，通过测试输出电压值即可得到外部压力值。谐振式压力传感器的工作原理为利用谐振频率与压力的对应关系制备的频率信号输出型传感器。
[0003]但是传统压阻式压力传感器的缺点是温漂严重，频率输出型石英压力传感器的灵敏度不高，使用场合受限。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种石英音叉压力传感器，用以解决现有技术中压阻式压力传感器温漂严重，频率输出型石英压力传感器灵敏度低，使用场合受限的缺陷，实现降低温度敏感度，且将检测方式由检测频率改变为检测灵敏度更高的音叉Q值的效果。
[0005]本专利技术提供一种石英音叉压力传感器，包括：壳体，所述壳体内为真空环境；框架，所述框架连接在所述壳体的内部；谐振音叉组件，所述谐振音叉组件包括音叉主体和音叉驱动装置，所述音叉主体与所述框架为一体结构，所述音叉驱动装置与所述音叉主体连接，用于驱动所述音叉主体振动；Q值检测电极，所述Q值检测电极与所述音叉驱动装置电连接，用于检测音叉Q值；所述音叉主体与所述框架均为石英材质且切型相同。
[0006]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，所述框架包括主框体和贯穿所述主框体的通槽，所述音叉主体位于所述通槽内。
[0007]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，所述音叉主体包括：基部，所述基部与所述主框架通过连接梁连接为一体结构，所述连接梁设置在所述主框架位于所述通槽的底部的位置与所述基部的底部之间；两个叉指，两个所述叉指平行设置且均设置在所述基部的顶部，两个所述叉指之间以及两个所述叉指与所述通槽的内侧面之间均留有供所述叉指振动的空间。
[0008]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，所述连接梁的宽度为S1，所述音叉主体的厚度为H，其中H/3≤S1≤2H/3。
[0009]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，所述叉指沿宽度方向的外侧面与所述通槽沿宽度方向且靠近所述叉指的内侧面之间设置有夹角，且所述叉指远离所述基部的一端距所述通槽的内侧面之间的距离大于所述叉指靠近所述基部的一端距所述通槽的内侧面之间的距离。
[0010]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，所述叉指的长度为S2，所述叉指的振动幅值为S3，所述叉指沿宽度方向的外侧面与所述通槽沿宽度方向的内侧面之间的夹角为θ，其中θ＝arctan(S3/S2)。
[0011]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，所述框架还包括两个盖板，两个所述盖板分别覆盖在所述通槽沿厚度方向的两侧，所述盖板与所述通槽对应的一侧设置有凹槽。
[0012]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，所述叉指靠近所述盖板的一侧与所述盖板之间的间隙为S4，其中，5μm≤S4≤50μm。
[0013]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，每个所述盖板与所述主框体之间设置有至少两个对准标记。
[0014]根据本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，所述音叉驱动装置为音叉驱动电极。
[0015]本专利技术提供的一种石英音叉压力传感器，包括壳体、框架、谐振音叉组件和Q值检测电极，壳体用于提供真空环境，框架、谐振音叉组件和Q值检测电极均设置在壳体的真空环境内。框架设置在壳体内且与壳体固定连接。谐振音叉组件包括音叉主体和音叉驱动装置，音叉驱动装置驱动音叉振动。当外界压力改变时，压力变化导致谐振音叉组件和框架结构所处环境的真空度发生变化，真空度变化导致空气含量发生变化，进而导致阻尼发生变化，阻尼变化会导致音叉Q值发生变化，由Q值检测电极对音叉Q值进行检测并输出，根据Q值的变化即可得出压力的变化。由于Q值对温度的敏感度低于压敏电阻的阻值对温度的敏感度，并且音叉主体与框架均采用石英材质，且切型相同，热膨胀系数匹配，因此，温漂低于压阻式压力传感器。此外，在相同真空度变化范围内，Q值输出的灵敏度高于频率输出的灵敏度，因此，提高了传感器的灵敏度。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术提供的石英音叉压力传感器三维结构示意图；
[0018]图2是本专利技术提供的石英音叉压力传感器主框体、音叉主体和Q值检测电极连接结构示意图；
[0019]图3是本专利技术提供的盖板主视图；
[0020]附图标记：
[0021]101：主框体；
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102：盖板；
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103：凹槽；
[0022]104：通槽；
[0023]201：基部；
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202：叉指；
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203：音叉驱动电极；
[0024]300：Q值检测电极；
[0025]400：连接梁；
[0026]501：定位块；
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502：定位槽。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本
专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]下面结合图1至图3描述本专利技术的石英音叉压力传感器。
[0029]本专利技术提供一种石英音叉压力传感器，包括壳体、框架、谐振音叉组件和Q值检测电极300，壳体用于提供真空环境，框架、谐振音叉组件和Q值检测电极300组成检测组件，全部设置在壳体内，用于检测压力变化时的音叉Q值，根据音叉Q值输出压力值。
[0030]壳体可以为密封结构，内部提供真空环境。
[0031]框架可以为石英材质，且切型可以为Z型。
[0032]谐振音叉包括音叉主体和音叉驱动装置，音叉主体与框架为一体结构，音叉驱动装置用于驱动音叉主体进行振动。音叉主体为与框架相同的石英材质，且切型也为Z型。
[0033]Q值检测电极300可以安装在框架上，且检测端与音叉驱动装置电连接，Q值检测电极300用于检测音叉Q值。
[0034]当外界压力改变时，压力变化会导致谐振音叉组件和框架结构所处环境的真空度发生变化，即壳体内的真空度发生变化，真空度变化导致壳体内的空气含量发生变化，进而导致阻尼发生变化，阻尼变化会导致音叉Q值发生变化，由Q值检测电极300对音叉Q值进行检测并输出，通过Q值的改变即可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石英音叉压力传感器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内为真空环境；框架，所述框架连接在所述壳体的内部；谐振音叉组件，所述谐振音叉组件包括音叉主体和音叉驱动装置，所述音叉主体与所述框架为一体结构，所述音叉驱动装置与所述音叉主体连接，用于驱动所述音叉主体振动；Q值检测电极，所述Q值检测电极与所述音叉驱动装置电连接，用于检测音叉Q值；所述音叉主体与所述框架均为石英材质且切型相同。2.根据权利要求1所述的石英音叉压力传感器，其特征在于，所述框架包括主框体和贯穿所述主框体的通槽，所述音叉主体位于所述通槽内。3.根据权利要求2所述的石英音叉压力传感器，其特征在于，所述音叉主体包括：基部，所述基部与所述主框架通过连接梁连接为一体结构，所述连接梁设置在所述主框架位于所述通槽的底部的位置与所述基部的底部之间；两个叉指，两个所述叉指平行设置且均设置在所述基部的顶部，两个所述叉指之间以及两个所述叉指与所述通槽的内侧面之间均留有供所述叉指振动的空间。4.根据权利要求3所述的石英音叉压力传感器，其特征在于，所述连接梁的宽度为S1，所述音叉主体的厚度为H，其中H/3≤S1≤2H/3。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：褚伟航，裴志强，陶硕，刘旭强，张琳琳，
申请(专利权)人：北京晨晶电子有限公司，
类型：发明
国别省市：