一种纳米薄膜轴销力传感器及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米薄膜轴销力传感器及其制备方法与应用，涉及传感器技术领域；该传感器包括：本体；所述本体上设置有两个敏感区域；所述敏感区域上设置有四个纳米敏感电阻；所述纳米敏感电阻形成惠斯通电桥；所述纳米敏感电阻包括：绝缘层、应变敏感层、焊盘和保护层；所述应变敏感层为NiCrMnMoSi层。本发明专利技术中传感器采用一体化弹性体设计，将纳米敏感电阻直接布有整体式弹性体上，减少纳米敏感电阻的装配过程；同时还能减少应力影响，从而有效提高精度，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米薄膜轴销力传感器及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于传感器
，具体是一种纳米薄膜轴销力传感器及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]相关技术中，在制备敏感元件的过程中，主要采用粘贴应变片的方式来实现，其温度稳定性差，蠕变大，耐候性不好，粘贴工艺复杂，对于深孔操作困难，引线繁杂。
[0003]相关技术中还有采用薄膜技术的产品，但因为制作工艺的问题，需要将布有纳米薄膜敏感电阻的弹性体单独制作，再通过压装或焊接的方式安装到传感器本体，缺点是对加工精度要求高，焊接，压装应力对传感器性能影响大，迟滞差，整体精度提高困难。
[0004]因此，本专利技术提供了一种纳米薄膜轴销力传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种纳米薄膜轴销力传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
[0006]本专利技术还提供了上述纳米薄膜轴销力传感器的制备方法。
[0007]本专利技术还提供了上述纳米薄膜轴销力传感器的应用。
[0008]具体如下，本专利技术第一方面提供了一种纳米薄膜轴销力传感器，包括：本体；所述本体上设置有两个敏感区域；所述敏感区域上设置有四个纳米敏感电阻；所述纳米敏感电阻形成惠斯通电桥；所述纳米敏感电阻包括：绝缘层、应变敏感层、焊盘和保护层；所述应变敏感层为NiCrMnMoSi层。
[0009]根据本专利技术的传感器技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：本专利技术中传感器采用一体化弹性体设计，将纳米敏感电阻直接布有整体式弹性体上，减少纳米敏感电阻的装配过程；同时还能减少应力影响，从而有效提高精度，降低成本。
[0010]本专利技术中通过设置两个敏感区域，每个敏感区域中设置有四个纳米敏感电阻；每个敏感区域中的四个纳米敏感电阻能够单独形成惠斯通电桥，当其中一个桥路存在电路故障时，另一桥路可以继续工作，起到安全保护的作用；同时还能够提高传感器运行的稳定性，使得传感器不会因为单电路失效而无法工作；本专利技术中敏感区域中八个纳米敏感电阻能够共同形成一个惠斯通电桥，从而有效减少因偏载对精度的影响，从而进一步提升传感器的测试精度。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述本体上还设有电气接口。
[0012]本专利技术的电气接口用于与外设设备进行电气连接。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述应变敏感层的厚度为200nm~800nm。
[0014]本专利技术通过对应变敏感层的厚度进行控制，从而实现了对敏感电阻的精度精度进行控制。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述NiCrMnMoSi层中包括如下质量百分数的元素：40%~50%的Ni、20%~25%的Cr、15%~25%的Mn、5%~15%的Mo和1%~10%的Si。
[0016]将各成分的用量控制在上述范围，有利于进一步提升应变敏感层的精确度。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述NiCrMnMoSi层的厚度为100nm~500nm。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述保护层为二氧化硅层。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述保护层的厚度为300nm~500nm。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述二氧化硅层的厚度为200nm~400nm。
[0021]利用二氧化硅层对应力敏感层进行保护。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述焊盘为金焊盘。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述焊盘的厚度为500nm~1500nm。
[0024]焊盘用于与PCB板形成电连接，从而进一步形成惠斯通电桥。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述本体上还设有应变槽。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述本体上还设有弹性体。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述本体上还设有电路板。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述本体上还设有安装限位缺。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述本体上还设有支撑区域。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述支撑区域、所述应变槽和所述电气接口设置在所述本体的同一侧。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述支撑区域对应设置。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，某一所述支撑区域相邻设置。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，所述应变槽与所述敏感区域对应设置。
[0034]根据本专利技术的一些实施方式，某一所述应变槽和某一所述支撑区域相邻设置。
[0035]本专利技术第二方面提供了上述纳米薄膜轴销力传感器的制备方法，包括以下步骤：在所述本体上采用离子溅射形成所述纳米敏感电阻。
[0036]根据本专利技术的制备方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：本专利技术采用离子溅射纳米薄膜技术制作敏感电阻，热稳定性好，由于是用类半导体工艺，制作精度高，寿命长，解决了因加工，装配应力的影响造成的精度低等问题。
[0037]根据本专利技术的一些实施方式，所述离子溅射的功率为300W~500W。
[0038]本专利技术第三方面提供了上述纳米薄膜轴销力传感器在称重或测力过程中的应用。
附图说明
[0039]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0040]图1为本专利技术实施例1中纳米薄膜轴销力传感器结构示意图。
[0041]图2为图1中AA截面位置纳米薄膜轴销力传感器的俯视结构示意图。
[0042]图3为图1中BB截面位置纳米薄膜轴销力传感器的截面结构示意图。
[0043]图4为本专利技术实施例1中某一纳米敏感电阻俯视图。
[0044]图5为本专利技术实施例1中另一纳米敏感电阻俯视图。
[0045]图6为本专利技术实施例1中第一惠斯通电桥电路结构示意图。
[0046]图7为本专利技术实施例1中第二惠斯通电桥电路结构示意图。
[0047]图8为本专利技术实施例1中第三惠斯通电桥电路结构示意图。
[0048]图9为本专利技术对比例1中纳米薄膜轴销力传感器结构示意图。
[0049]图10为图9中CC截面位置纳米薄膜轴销力传感器的截面结构示意图。
[0050]图11为本专利技术对比例1中某一敏感电阻俯视图。
[0051]图12为本专利技术对比例1中另一敏感电阻俯视图。
[0052]图13为本专利技术对比例1中惠斯通电桥电路结构示意图。
[0053]图中：100、电气接口；101、电路板；102、敏感电阻；103、弹性体；104、安装限位缺；105、应变槽；106、传感器本体；107、支撑区域；200、敏感区域。
具体实施方式
[0054]以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果；显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米薄膜轴销力传感器，其特征在于，包括：本体；所述本体上设置有两个敏感区域；所述敏感区域上设置有四个纳米敏感电阻；所述纳米敏感电阻形成惠斯通电桥；所述纳米敏感电阻包括：绝缘层、应变敏感层、焊盘和保护层；所述应变敏感层为NiCrMnMoSi层。2.根据权利要求1所述的纳米薄膜轴销力传感器，其特征在于，所述本体上还设有电气接口。3.根据权利要求1所述的纳米薄膜轴销力传感器，其特征在于，所述应变敏感层的厚度为200nm~800nm。4.根据权利要求1所述的纳米薄膜轴销力传感器，其特征在于，所述NiCrMnMoSi层中包括如下质量百分数的元素：40%~50%的Ni、20%~25%的Cr、15%~25%的Mn、5%~15%的M...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐承义，刘素夫，雷卫武，
申请(专利权)人：松诺盟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：