压力传感器和压力设备制造技术

本发明专利技术提供了一种压力传感器和压力设备，涉及传感器技术领域，用于解决压力传感器测量精度低的问题。该压力传感器包括主体结构和应变片组件；主体结构的上端面设有第一圆柱形凸起，主体结构的下端面设有第二圆柱形凸起，主体结构内设有圆柱形的压力腔；压力腔和第一圆柱形凸起同中心线，压力腔的上端面位于第一圆柱形凸起内，压力腔的下端面与第二圆柱形凸起下端面重合，压力腔的下端面设有与压力腔的内部空间相通的开口；第一圆柱形凸起的高度与位于第一圆柱形凸起内的部分压力腔的侧壁厚度的比值在预设范围内；应变片组件固定在第一圆柱形凸起的外圆周面，且应变片组件的顶面低于压力腔的上端面，应变片组件用于检测压力信号。号。号。

【技术实现步骤摘要】
压力传感器和压力设备


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种压力传感器和压力设备。

技术介绍

[0002]压力传感器是压力设备的组成部分，用于检测压力信号并将压力信号转换为电信号或其他形式的信号。压力传感器的种类有陶瓷压阻式、陶瓷电容式、硅芯体式、硅应变片玻璃微熔式和薄膜压阻式，其中，硅应变片玻璃微熔式在高压力情况下应用广泛。
[0003]硅应变片玻璃微熔式压力传感器包括腔体和应变片，应变片粘贴在腔体外表面上。当腔体内部压力变化时，腔体本身会产生形变，即将压力变化转换为腔体形变，进而转换为应变片的拉应变和压应变，最终完成由压力信号向电信号的转换。
[0004]然而，上述压力传感器在中间位置检测到的拉应变和在边缘位置检测到的压应变差异较大，导致压力传感器的测量精度低。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种压力传感器和压力设备，用以解决压力传感器测量精度低的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术实施例提供一种压力传感器，包括主体结构和应变片组件；
[0008]所述主体结构的上端面设有第一圆柱形凸起，所述主体结构的下端面设有第二圆柱形凸起，所述主体结构内设有圆柱状的压力腔；
[0009]所述压力腔和所述第一圆柱形凸起同中心线，所述压力腔的上端面位于所述第一圆柱形凸起内，所述压力腔的下端面与所述第二圆柱形凸起的下端面重合，所述压力腔的下端面设有与所述压力腔的内部空间相通的开口；
[0010]所述第一圆柱形凸起相对于所述主体结构的上端面的高度，与位于所述第一圆柱形凸起内的部分所述压力腔的侧壁厚度的比值在预设范围内；
[0011]所述应变片组件固定在所述第一圆柱形凸起的外圆周面，且所述应变片组件的顶面低于所述压力腔的上端面，所述应变片组件用于检测压力信号。
[0012]本专利技术实施例提供的压力传感器具有如下有益效果：
[0013]当使用压力传感器检测待检测装置的压力时，将压力传感器的主体结构安装在待检测装置上，主体结构的上端面和下端面设置有第一圆柱形凸起和第二圆柱形凸起，主体结构内压力腔自第二圆柱形凸起的下端面延伸到第一圆柱形凸起，使得压力腔位于主体结构和第一圆柱形凸起内，当待检测装置的液体或气体进入到该压力腔内时，压力腔会产生形变，进而使得第一圆柱形凸起的侧壁也会产生形变，应变片组件可以检测到该形变，从而获得压力值。由于应变片组件设置在位于第一圆柱形凸起内的压力腔的侧壁外表面，同时由于第一圆柱形凸起相对于所述主体结构的上端面的高度与这部分压力腔的侧壁厚度的比值在预设范围内，同时由于压力腔和第一圆柱形凸起同中心线，使得壁厚均匀，进而使得
压力传感器在中间位置检测到的拉应变和在边缘位置检测到的压应变相同或相近，从而提高了压力传感器的测量精度。
[0014]在上述技术方案的基础上，本专利技术实施例还可以做如下改进。
[0015]进一步的，所述应变片组件包括两组应变片，每组所述应变片包括集成在一起的第一应变片和第二应变片，所述第一应变片用于测量压应变，所述第二应变片用于测量拉应变，两组所述应变片构成惠斯通全桥电路。
[0016]进一步的，各对所述应变片通过玻璃微熔工艺烧结在所述第一圆柱形凸起上。
[0017]进一步的，所述第二圆柱形凸起的下端面和圆周面之间设有用于形成倒角的斜面；
[0018]所述斜面设有沿所述第二圆柱形凸起的圆周方向延伸的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽为V形槽，所述V形槽包括相交的第一槽面和第二槽面，所述第一槽面和所述第二圆柱形凸起的中心线平行，所述第二槽面位于所述第一槽面远离所述第二圆柱形凸起的中心线一侧；
[0019]所述第二槽面与所述第二圆柱形凸起的外圆周面形成所述第一环形凹槽的槽壁。
[0020]进一步的，所述主体结构的外周面设有沿所述主体结构的圆周方向延伸的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽为夹持工具提供夹持空间。
[0021]进一步的，所述主体结构包括自下而上依次设置的第一圆柱部和圆台部；
[0022]所述圆台部和所述第一圆柱部同中心线，所述圆台部的下端面直径和所述第一圆柱部的直径相同，所述圆台部的上端面直径小于所述圆台部的下端面直径。
[0023]进一步的，所述主体结构自下而上依次设有第二圆柱部和第三圆柱部；
[0024]所述第三圆柱部和所述第二圆柱部同中心线，所述第三圆柱部的直径小于所述第二圆柱部的直径。
[0025]进一步的，所述主体结构在所述第三圆柱部上设有第四圆柱部，所述第四圆柱部和所述第三圆柱部同中心线，所述第四圆柱部的直径小于所述第三圆柱部的直径；
[0026]所述压力传感器还包括电路板和圆柱形的承载结构，所述电路板安装在所述承载结构上，所述承载结构安装在所述主体结构上；
[0027]所述承载结构的下端面设有圆柱形的第一凹槽，所述第一凹槽和所述承载结构同中心线；
[0028]所述第一凹槽的内侧槽面围成的圆形面的直径和所述第四圆柱部的直径相同，所述承载结构和所述主体结构通过所述第一凹槽和所述第四圆柱部配合安装。
[0029]进一步的，所述承载结构的上端面设有圆柱形的第二凹槽，所述第二凹槽和所述承载结构同中心线，所述电路板的下端面粘贴在所述第二凹槽的下端面；
[0030]所述第二凹槽的下端面设有圆柱形的第三凹槽，所述第三凹槽和所述第二凹槽同中心线，所述第三凹槽的内侧槽面围成的圆形面的直径小于所述第二凹槽的内侧槽面围成的圆形面的直径，所述第三凹槽用于容纳设置在所述电路板下端面的电子器件。
[0031]进一步的，所述电路板设有第二通孔、电路处理模块和第一导线组；
[0032]所述电路处理模块包括压力信号处理模块，所述压力信号处理模块用于将所述压力信号转为第一电信号并输出；
[0033]所述承载结构内设有第一通孔，所述第一通孔连通所述第三凹槽和所述第一凹
槽；
[0034]所述第一导线组的一端连接所述应变片组件，另一端依次穿过所述第一凹槽、所述第一通孔、所述第三凹槽和所述第二通孔连接到所述压力信号处理模块。
[0035]进一步的，所述压力传感器还包括热敏二极管；
[0036]所述热敏二极管固定在所述第一圆柱形凸起的外圆周面，所述热敏二极管用于检测温度信号；
[0037]所述电路处理模块还包括与所述热敏二极管信号连接的温度信号处理模块，所述温度信号处理模块用于将所述温度信号转为第二电信号并输出；
[0038]所述电路板还设有第二导线组，所述第二导线组的一端连接所述热敏二极管，另一端依次穿过所述第一凹槽、所述第一通孔、所述第三凹槽和所述第二通孔连接到所述温度信号处理模块。
[0039]另一方面，本专利技术还提供了一种压力设备，包括待检测装置以及上述任一方案所述的压力传感器；
[0040]所述压力传感器设有所述第二圆柱形凸起，所述第二圆柱形凸起设有所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，其特征在于，包括主体结构和应变片组件；所述主体结构的上端面设有第一圆柱形凸起，所述主体结构的下端面设有第二圆柱形凸起，所述主体结构内设有圆柱状的压力腔；所述压力腔和所述第一圆柱形凸起同中心线，所述压力腔的上端面位于所述第一圆柱形凸起内，所述压力腔的下端面与所述第二圆柱形凸起的下端面重合，所述压力腔的下端面设有与所述压力腔的内部空间相通的开口；所述第一圆柱形凸起相对于所述主体结构的上端面的高度，与位于所述第一圆柱形凸起内的部分所述压力腔的侧壁厚度的比值在预设范围内；所述应变片组件固定在所述第一圆柱形凸起的外圆周面，且所述应变片组件的顶面低于所述压力腔的上端面，所述应变片组件用于检测压力信号。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述应变片组件包括两组应变片，每组所述应变片包括集成在一起的第一应变片和第二应变片，所述第一应变片用于测量压应变，所述第二应变片用于测量拉应变，两组所述应变片构成惠斯通全桥电路。3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，各对所述应变片通过玻璃微熔工艺烧结在所述第一圆柱形凸起上。4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第二圆柱形凸起的下端面和圆周面之间设有用于形成倒角的斜面；所述斜面设有沿所述第二圆柱形凸起的圆周方向延伸的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽为V形槽，所述V形槽包括相交的第一槽面和第二槽面，所述第一槽面和所述第二圆柱形凸起的中心线平行，所述第二槽面位于所述第一槽面远离所述第二圆柱形凸起的中心线一侧；所述第二槽面与所述第二圆柱形凸起的外圆周面形成所述第一环形凹槽的槽壁。5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述主体结构的外周面设有沿所述主体结构的圆周方向延伸的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽为夹持工具提供夹持空间。6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述主体结构包括自下而上依次设置的第一圆柱部和圆台部；所述圆台部和所述第一圆柱部同中心线，所述圆台部的下端面直径和所述第一圆柱部的直径相同，所述圆台部的上端面直径小于所述圆台部的下端面直径。7.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述主体结构包括自下而上依次设置的第二圆柱部和第三圆柱部；所述第三圆柱部和所述第二圆柱部同中心线，所述第三圆柱部的直径小于所述第二圆柱部的直径。8.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述主体结构在所述第三圆柱部上设有第四圆柱部，所述第四圆柱部和所述第三圆柱部同中心线，所述第四圆柱部的直径小于所述第三圆柱部的直径；所述压力传感器还包括电路板和圆柱形的承载结构，所述电路板安装在所述承载结构上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐迎港，刘子俊，雷帅，李亮，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：