一种薄膜压力传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种薄膜压力传感器，包括有本体，本体为金属块，在本体顶部中心设置有圆柱形金属块凸起，圆柱形金属块凸起中心设置有圆柱形第一空腔，本体底部设置有圆柱形第二空腔，第二空腔与第一空间之间通过薄膜间隔开；在第一空腔的顶部设置有压板；第二空腔顶部超出第一空腔的圆环面上均匀分布有电阻应变片，本申请通过压板引起第一空腔变形从而使薄膜变形，没有其他外力直接作用在薄膜上，保证了电阻应变片测量的精度，并且将电阻应变片设置在第二空腔顶部超出第一空腔的圆环面上，能够避免载荷过载导致的整体剪切的破坏现象，提高了整体装置在极端工况下测量的可靠性。了整体装置在极端工况下测量的可靠性。了整体装置在极端工况下测量的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜压力传感器


[0001]本专利技术涉及压力传感器领域，特别涉及一种薄膜压力传感器。

技术介绍

[0002]目前车载称重传感器方案主要分为称重压力传感器和形变位移传感器两种。
[0003]现有的称重压力传感器，主要有悬臂梁称重传感器、轮辐式压力传感器、S型拉压传感器、张力传感器、微型传感器、膜盒式传感器、柱式传感器、挂式传感器、多维力传感器、静态扭矩传感器、动态扭矩传感器等等，以上传感器用于各行业工程领域，各种应用的被测量数据和精度都不同，需根据要求选用某种产品。
[0004]在车载称重系统应用领域，因其安装空间狭小、振动冲击频繁、预紧力较大等因素，导致以上所列常规称重压力传感器产品无法适用于这个特定的工程应用。大量程压力传感器尺寸过大无法安装；尺寸较小的传感器，测量量程太小，不满足车载称重应用领域所需承载力的要求。
[0005]形变位移传感器检测车架或车轴的微形变量或位移量通过算法换算成重量，其缺点在于车架或车轴材料特性的不确定，由此采集的微形变量或位移量不可控，精度低，误差大。
[0006]同时在现有的车载称重传感器方案中，面对车辆载重在极限情况下的表现大多存在问题，无法避免车辆过载时导致的整体剪切力对传感器自身带来的破坏，从而影响车辆称重的精度，因此针对这些问题，本申请提出了一种解决方案。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种薄膜压力传感器，能够减少由于受力不均衡导致的测量精度的误差，同时能够避免载荷过载导致的整体剪切的破坏情况，提高了在面对极端工况下测量精度的可靠性。
[0008]技术方案：本专利技术所述的一种薄膜压力传感器，包括有本体，所述本体为金属块，所述本体顶部中心设置有圆柱形金属块凸起，所述圆柱形金属块凸起中心设置有圆柱形第一空腔，所述本体底部设置有圆柱形第二空腔，所述第二空腔、第一空腔以及圆柱形金属块凸起同心；所述第二空腔与第一空间之间通过薄膜间隔开；所述第一空腔的顶部设置有压板；所述第二空腔顶部超出第一空腔的圆环面上均匀分布有电阻应变片。
[0009]作为优选，所述第二空腔的直径大于第一空腔的直径，所述第二空腔的直径小于圆柱形金属块凸起的直径。
[0010]第二空腔的直径大于第一空腔并且小于圆柱形金属块凸起的设置能够确保第一空腔的应力小于第二空腔的应力，从而使薄膜上受到的弯矩更加明显，进一步提高了电阻应变片检测的精度。
[0011]作为优选，所述压板底部设置有与第一空腔直径相同的圆柱形金属块，所述压板顶部为圆弧形凸起。
[0012]圆柱形金属块能够定位压板的位置，压板顶部的圆弧形凸起可以保证外力载荷的中心并且有助于载荷传递的压力分布更加均匀，最终提高测量精度
[0013]作为优选，所述圆柱形金属块的凸出高度不超过2mm，与第一空腔的内壁之间过盈连接。
[0014]过盈连接确保压板能够牢固定位在本体的上方承载载荷。
[0015]作为优选，所述薄膜的厚度在0.2到1mm之间。
[0016]薄膜的厚度在0.2至1mm直接能够确保本申请能够适用的载荷量程范围较大。
[0017]作为优选，所述第二空腔内设置有与电阻应变片电气连接的电路板，所述电路板通过设置在本体侧面的穿孔内的电线向外传输信号。
[0018]有益效果：
[0019](1)、本申请中载荷作用在压板上，引起第一空腔变形从而使薄膜变形，没有其他外力直接作用在薄膜上，保证了电阻应变片测量的精度。
[0020](2)、本申请通过圆弧形凸起的压板确保受到的外力位置有偏移时由于圆弧形凸起的压板的四周对称性，确保载荷依然是在中部产生内力弯矩，也不会影响压力测量的精度。
[0021](3)、本申请通过将电阻应变片设置在第二空腔顶部超出第一空腔的圆环面上，能够避免载荷过载导致的整体剪切的破坏现象，提高了整体装置在极端工况下测量的可靠性。
附图说明
[0022]图1是本申请中压板的侧面剖视图；
[0023]图2是本申请中本体的侧面剖视图；
[0024]图3是本申请的俯视图。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例对本申请做进一步阐述。
[0026]如图1
‑
3所示，为本申请的结构示意图，在本实施例中，本体1为金属块，本体1顶部中心设置有圆柱形金属块凸起2，圆柱形金属块凸起2中心设置有圆柱形第一空腔3，在本体1底部设置有圆柱形第二空腔4，第一空腔3、第二空腔4以及圆柱形金属块凸起2同心，在第一空腔3与第二空腔间4设置有厚度为0.6mm的薄膜5，在第二空腔4顶部超出第一空腔3的圆环面上均匀分布有电阻应变片7。
[0027]在本实施例中，第二空腔4的直径大于第一空腔3的直径，并且小于圆柱形金属块凸起2的直径，这样的设置能够确保第一空腔3的应力小于第二空腔4的应力，从而使薄膜5上受到的弯矩更加明显，进一步提高了电阻应变片7检测的精度。
[0028]在本实施例中，第一空腔3的顶部设置有压板6，压板6顶部为圆弧形凸起，压板6底部设置有与第一空腔3直径相同的圆柱形金属块8，圆柱形金属块8的凸出高度为2mm，与第一空腔3的内壁之间过盈连接，通过圆柱形金属块8将压板6定位在本体1上方，承载载荷，压板6顶部的圆弧形凸起能够保证外力载荷依然是在中部产生内力弯矩并且有助于载荷传递的压力分布更加均匀，最终提高测量精度。
[0029]在本实施例中，第二空腔4内设置有与电阻应变片7电气连接的电路板，电路板通过设置在本体1侧面的穿孔9内的电线向外传输信号。
[0030]本实施例在安装到车辆上时，第二空腔4与车辆上的定位块定位安装，车辆载荷与压板6顶部的圆弧形凸起连接，载荷对压板6施压，由于压板6圆弧形凸起的四周对称性，在压板6中部产生内力弯矩，内力弯矩导致第一空腔形3变从而使薄膜5变形，薄膜5变形从而使电阻应变片7产生应变，从而产生压力信号。
[0031]本申请中仅有第一空腔3的变形导致薄膜5变形，没有其他外力直接作用在薄膜5上，保证了电阻应变片7测量的精度，圆弧形凸起的压板6确保受到的外力位置有偏移时不会影响压力测量的精度，并且将电阻应变片7设置在第二空腔4顶部超出第一空腔3的圆环面上，能够避免载荷过载导致的整体剪切的破坏现象，提高了整体装置在极端工况下测量的可靠性。
[0032]最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜压力传感器，包括有本体(1)，其特征在于：所述本体(1)为金属块，所述本体(1)顶部中心设置有圆柱形金属块凸起(2)，所述圆柱形金属块凸起(2)中心设置有圆柱形第一空腔(3)，所述本体(1)底部设置有圆柱形第二空腔(4)，所述第二空腔(4)、第一空腔(3)以及圆柱形金属块凸起(2)同心；所述第二空腔(4)与第一空间(3)之间通过薄膜(5)间隔开；所述第一空腔(3)的顶部设置有压板(6)；所述第二空腔(4)顶部超出第一空腔(3)的圆环面上均匀分布有电阻应变片(7)。2.根据权利要求1所述的一种薄膜压力传感器，其特征在于：所述第二空腔(4)的直径大于第一空腔(3)的直径，所述第二空腔(4)的直径小于圆柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝东，浦广益，王枫，
申请(专利权)人：无锡尚合达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：