一种薄膜差异式大量程压力传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种薄膜差异式大量程压力传感器，包括有本体，本体为内部上下分别设置有第一空腔和第二空腔的金属块，第一空腔与第二空腔之间设置有薄膜，薄膜朝向第一空腔的端面上设置有凸块一，在凸块一与薄膜的交界处设置有多个均匀分布的硅应变片，同时本体通过外部壳体安装在车辆两侧的承重柱上，本申请通过在薄膜上设置凸块一，从而形成薄膜厚度的差异化，通过在薄膜厚度变化处设置硅应变片从而使应变片更加清晰的检测到应力突变，从而提高传感器整体的检测精度

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜差异式大量程压力传感器


[0001]本技术涉及压力传感器领域，特别涉及一种薄膜差异式大量程压力传感器
。

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]针对上述问题，申请人于专利：一种薄膜压力传感器，申请号：/>202220939395.1
中提出了一种解决方案，但是在该申请方案中，依然存在有测量精度不够精确的问题，同时该方案中的传感器安装在车辆的弹簧钢板底部，此位置处受到预紧力的影响导致最终重量数据误差较大且传感器回零时间较长甚至回不到零点，预紧力在日常使用中是一个较大的不固定的力值，会随着车辆驾驶的过程越来越小，但是没有一个明确的力值
。
因为该因素是因为螺母拧紧产生的力，而螺母会随着车辆驾驶的频繁程度以及行驶的路面情况出现松动的可能
。
在这个过程中传感器会一直受到影响，导致传感器传出的力值不是一个稳定且可靠的力值
。
因此针对这些问题，本申请提出了一种改良方案
。

技术实现思路

[0007]技术目的：本技术的目的是提供一种薄膜差异式大量程压力传感器，能够提高对载荷压力的检测精度，同时避免预紧力对传感器检测造成的误差
。
[0008]技术方案：本技术所述的一种薄膜差异式大量程压力传感器，包括有本体，所述本体为内部上下分别设置有第一空腔和第二空腔的金属块，所述第一空腔与第二空腔之间设置有薄膜，所述薄膜朝向第一空腔的端面上设置有凸块一，所述第一空腔
、
第二空腔和凸块一同心，所述凸块一与薄膜的交界处设置有多个均匀分布的硅应变片，多个所述硅应变片构成全桥电路与外部电路板连接；
[0009]所述本体通过外部壳体安装在车辆两侧的承重柱上，所述外部壳体与车辆两侧的称重柱固定连接，所述本体设置在外部壳体内，与外部壳体过盈连接
。
[0010]作为优选，任意所述硅应变片的一半设置在薄膜上，另一半设置在凸块一上
。
[0011]作为优选，所述凸块一的高度大于薄膜的厚度，内径小于第一空腔内径
。
[0012]作为优选，所述第一空腔与第二空腔的内径相同
。
[0013]作为优选，所述第二空腔与本体的底部之间设置有台阶，所述台阶至本体的底部之间设置有底板
。
[0014]作为优选，所述底板的厚度小于薄膜的厚度
。
[0015]在实际应用中，由于传感器的底部安装的环境较为恶劣，底部较多为不平整的情况，导致真实的重量数据失真，通过底板的设置，确保第二空腔内部的压力仅受到来自上方第一空腔的形变传递的力矩，减少了外界环境的干扰
。
[0016]作为优选，所述第一空腔的顶部设置有承载外部载荷的盖板，所述盖板的顶部呈圆弧形，高出外部壳体的顶部，盖板的底部设置有凸块二，所述凸块二的外径与第一空腔的内径相同
。
[0017]工作原理：外部载荷作用于盖板上后传递到薄膜上的内力为弯矩，由于薄膜的中心设置有凸块一，使薄膜的厚度存在差异，从而导致不同厚度薄膜处的应力分布是不同的，因此不同厚度薄膜的交界处的应力会存在突变，设置在这个位置的硅应变片能够更加清晰的检测到这个应力突变，从而使整个传感器的检测精度更高
。
[0018]有益效果：
[0019](1)、
本申请通过在薄膜上设置凸块一，从而形成薄膜厚度的差异化，通过在薄膜厚度变化处设置硅应变片从而使应变片更加清晰的检测到应力突变，从而提高传感器整体的检测精度；
[0020](2)、
本申请采用硅应变片，利用了硅应变片灵敏度高，功耗低的特性，提高了检测的精度，最终实现高灵敏度输出，性能稳定，批量生产可靠性和重复性好且微功耗的优点；
[0021](3)、
本申请种传感器整体安装在车辆两侧的承重柱上，受到的直接重量为货物以及车厢重量，相较于传统的安装在弹簧钢板底部，能够完全避免预紧力的存在，减小了由于预紧力存在导致的检测误差
。
附图说明
[0022]图1是本申请正面剖视图；
[0023]图2是本申请的立体剖视图；
[0024]图3是本申请安装在车辆上的示意图
。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例对本申请做进一步的阐述
。
[0026]如图1所示，在本实施例肿，包括有本体1，本体1为内部上下分别设置有第一空腔2和第二空腔3的金属块，在第一空腔2与第二空腔3之间设置有薄膜4，薄膜4朝向第一空腔2一侧的端面上设置有凸块一5，凸块一5的高度大于薄膜4的厚度
。
[0027]在本实施例中，第一空腔
2、
第二空腔3和凸块一5同心设置，并且第一空腔2和第二空腔3的内径相同，凸块一5的内径小于第一空腔
2。
[0028]在本实施例中，凸块一5与薄膜4的交接处均匀设置有4个硅应变片，每个硅应变片的一半设置在薄膜4上，一半设置在凸块一5上，所有硅应变片构成全桥电路与外部电路板
连接
。
[0029]在本实施例中，第一空腔2的顶部设置有承载外部载荷的盖板8，盖板8的顶部呈圆弧形，高出外部壳体的顶部，盖板8的底部设置有凸块二9，凸块二9的外径与第一空腔2的内径相同，盖板8通过凸块二9与第一空腔2之间的卡扣连接
。
[0030]在本实施例中，第二空腔3与本体1的底部之间设置有台阶6，台阶6至本体1的底部之间设置有底板7，底板7的厚度小于薄膜4的厚度，在实际应用中，由于传感器的底部安装的环境较为恶劣，底部较多为不平整的情况，导致真实的重量数据失真，通过底板7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种薄膜差异式大量程压力传感器，包括有本体，其特征在于：所述本体
(1)
为内部上下分别设置有第一空腔
(2)
和第二空腔
(3)
的金属块，所述第一空腔
(2)
与第二空腔
(3)
之间设置有薄膜
(4)
，所述薄膜
(4)
朝向第一空腔
(2)
的端面上设置有凸块一
(5)
，所述第一空腔
(2)、
第二空腔
(3)
和凸块一
(5)
同心，所述凸块一
(5)
与薄膜
(4)
的交界处设置有多个均匀分布的硅应变片，多个所述硅应变片构成全桥电路与外部电路板连接；所述本体
(1)
通过外部壳体安装在车辆两侧的承重柱上，所述外部壳体与车辆两侧的称重柱固定连接，所述本体
(1)
设置在外部壳体内，与外部壳体过盈连接
。2.
根据权利要求1所述的一种薄膜差异式大量程压力传感器，其特征在于：任意所述硅应变片的一半设置在薄膜
(4)
上，另一半设置在凸块一
(5)
上
。3.
根据权利要求1所述的一种薄膜差异式大量程压力传感器，其特征在于：所述凸块一
(5)

【专利技术属性】
技术研发人员：单臻，孙健，刘奥吉，
申请(专利权)人：无锡尚合达智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：