用于应变式压力传感器的弹性敏感元件制造技术

本实用新型专利技术涉及压力传感器技术领域，特别涉及一种用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，包含：与传感器固定体和应变片连接的弹性体；所述弹性体包含：与传感器固定体连接的安装部和与应变片连接的连接部；所述连接部为板状结构，该板状结构的一面为与应变片连接的平面，另一面采用波纹呈闭合圆环状的环状波纹曲面。本实用新型专利技术结构简单，设计科学、合理，将底面设置为环状曲面时，沿半径方向成为变厚度弹性敏感元件，不同半径处的抗弯模量不同，膜片原有的弯曲变形变成弯拉压组合变形，能够使原来周向与径向的应变与半径的2次抛物线关系趋于近似线性关系，从而提高传感器的线性度与灵敏度，具有较好的应用前景。具有较好的应用前景。具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
用于应变式压力传感器的弹性敏感元件


[0001]本技术涉及压力传感器
，特别涉及一种用于应变式压力传感器的弹性敏感元件。

技术介绍

[0002]应变式压力传感器主要用来测量流动介质的静态及动态压力，如动力管道设备的进出口压力，发动机内部的压力、枪管及炮筒内部的压力等，应用广泛。应变式压力传感器有多种，常用的有膜片式和筒式两种。圆形膜片压力传感器，一面与测量介质接触，直接感受被测介质的压力，发生变形，另一面粘贴应变片。弹性体膜片受压后的变形大小和规律直接影响整个传感器的输出量与输入量之间的关系，亦即传感器的静动态性能。由弹性力学可知周边固定的圆形平板其径向和切向应变与半径的关系为二次抛物线关系，线性度较差。

技术实现思路

[0003]为此，本技术提供一种用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，能够有效提升传感器的线性度和灵敏度。
[0004]按照本技术所提供的设计方案， 一种用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，包含：与传感器固定体和应变片连接的弹性体；所述弹性体包含：与传感器固定体连接的安装部和与应变片连接的连接部；所述连接部为板状结构，该板状结构的一面为与应变片连接的平面，另一面为闭合圆环状的环状波纹曲面。
[0005]作为本技术用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，进一步地，所述连接部采用厚度为0.5~3mm的圆形薄板结构。
[0006]作为本技术用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，进一步地，所述安装部采用与连接部周边垂直设置的围板，且在围板的外侧面上设置有用于与传感器固定体连接的定位卡固件。
[0007]作为本技术用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，进一步地，所述安装部和所述连接部为一体结构。
[0008]作为本技术用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，进一步地，板状结构的另一面为波谷在圆心和边上、且波峰在圆心和边之间的环状波纹曲面，且环状波纹曲面上的波峰和波谷之间圆滑过渡。
[0009]作为本技术用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，进一步地，波峰厚度为波谷厚度的1.2~1.9倍，波峰位置所在的闭合圆环直径大小为环状波纹曲面直径大小的0.2~0.8倍。
[0010]本技术的有益效果：
[0011]本技术结构简单，设计科学、合理，将底面设置为环状曲面时，沿半径方向成为变厚度弹性敏感元件，不同半径处的抗弯模量不同，而且因液体或气体介质在固体表面
的压力始终沿其法线方向作用，膜片原有的弯曲变形将变成弯拉压组合变形，能够使原来周向与径向的应变与半径的2次抛物线关系趋于近似线性关系，从而提高传感器的线性度与灵敏度，具有较好的应用前景。
[0012]附图说明：
[0013]图1为实施例中弹性敏感元件结构示意；
[0014]图2为图1中的A
‑
A剖面示意；
[0015]图3为连接部结构示意；
[0016]图4为图3中的B
‑
B剖面示意。
[0017]图中标号，标号1代表弹性体，标号11代表连接部，标号111代表平面，标号112代表环状波纹曲面，标号12代表安装部，标号2代表应变片，
[0018]具体实施方式：
[0019]下面结合附图和技术方案对本技术作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本技术的实施方式，但本技术的实施方式并不限于此。
[0020]本技术实施例，参见图1和2所示，提供一种用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，包含：与传感器固定体和应变片2连接的弹性体1；所述弹性体1包含：与传感器固定体连接的安装部12和与应变片2连接的连接部11；所述连接部11为板状结构，该板状结构的一面为与应变片连接的平面111，另一面采用波纹呈闭合圆环状的环状波纹曲面112。传感器依靠应变片进行压力检测，而应边片检测时必须要与弹性膜片的一面连接，而连接状态直接影响应变片对弹性量的检测，连接状态不同能够导致检测结果精度有差异；本案实施例中，采用曲面结构的弹性体1，能够更加精确的检测介质压力，具体是，因介质在进行运动时处于无规则运动状态，而将底面设置为不规则的曲面，感受流体介质压力，便于介质在运动过程中给底面进行作用力，如此，底面可以对介质不同方向上的作用力进行相应的弹性动作，从而便于应变片的检测，进而提高传感器的线性度与灵敏度。
[0021]作为本技术实施例中用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，进一步地，所述连接部11采用厚度为0.5~3mm的圆形薄板结构。参见图3和 4所示，板状结构的另一面采用波谷在圆心和边上且波峰在圆心和边之间的环状波纹曲面112，且波峰和波谷之间圆滑过渡。波谷处圆板厚度为h，波峰处圆板厚度为1.4h
‑‑
1.7h，波峰位于φ0.4
‑‑
φ0.6d之间。
[0022]作为本技术用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，进一步地，所述安装部12采用与连接部周边垂直设置的围板，且在围板的外侧面上设置有用于与传感器固定体连接的定位卡固件。定位卡固件可设置为限位块和凹槽来实现与传感器固定体的卡固连接。进一步地，所述安装部12和所述连接部11为一体结构。 围板和板状结构可在应边片与弹性腔体的接触位置形成凹槽，便于应变片的安装，且凹槽底面设置为平面，避免应变片与弹性腔体支架留有较大缝隙而影响检测结果。
[0023]本案实施例中，为提高压力传感器的线性度与灵敏度，将平板式圆形弹性敏感元件改为一面为圆形波纹面的弹性敏感元件，能够使因流体介质对曲面上所有点的压力方向始终与该点的法向一致，膜片原有的弯曲变形将变成弯拉压组合变形，波谷处的厚度减小，在相同压力下，粘贴应变片的平面，应变增大，便于应变片的检测，从而使传感器的灵敏度提高。
[0024]本文中术语“和/或”表示可以存在三种关系。例如，A和/或B可以表示：单独存在A，
同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0025]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0026]上文中参照优选的实施例详细描述了本专利技术的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本专利技术理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，包含：与传感器固定体和应变片连接的弹性体，其特征在于，所述弹性体包含：与传感器固定体连接的安装部和与应变片连接的连接部；所述连接部为板状结构，该板状结构的一面为与应变片连接的平面，另一面为闭合圆环状波纹的环状波纹曲面。2.根据权利要求1所述的用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，其特征在于，所述连接部采用厚度为0.5~3mm的圆形薄板结构。3.根据权利要求1或2所述的用于应变式压力传感器的弹性敏感元件，其特征在于，所述安装部采用与连接部周边垂直设置的围板，且在围板的外侧面上设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶华，谢钧，徐兴伦，申鹏晓，韩兴超，时安琪，李恒，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团盾构制造有限公司，
类型：新型
国别省市：