专利名称：压力开关传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工业仪表，一种测量压力信号的压力开关传感器。
背景技术：
在工业仪表应用领域中，有一些设备在特殊的环境下，要求仪表的供电电源要有独立性，即自备电源。为了节省蓄电池的能量，提高整机设备的使用寿命，因此要求整机处于非工作状态时，应关闭供给压力传感器的电源信号；当它处于工作初始阶段，则电源信号启动。人们通常的解决方法是在整机中安装一台机械式压力开关，用作压力传感器工作初始时采集压力信号，控制压力传感器电源信号，然而这种分体式方法不足之处是压力信号滞后大，占空间大，制造成本高。

发明内容
本实用新型的目的是将压力开关与压力传感器合为一体，克服以上所述的不足，使机械式压力开关信号与压力传感器很好地匹配为一体。
本实用新型的压力开关传感器，其特征是压力传感器组件与压力开关组件同处于同一壳体15内，压力开关基座14与传感器基座4焊接在一起，压力开关组件与压力传感器组件分别附着于各自的基座上，包容于一个感压腔内，由引压接口1和外壳15焊接成一体，组成圆柱形压力开关传感器。
本设计的这种压力开关与压力传感器溶为一体的压力开关传感器，具有双功能效果，可靠性高、稳定性好、体积小、重量轻等优点，并能增加整机的使用寿命，电源利用率有所提高。采用不锈钢外壳和接头，可测量液体、气体压力的信号。可适合于自带动力电源的压力仪表和特殊设备控制仪表上，适用于野外工作环境和军事装备等特殊领域。其量程范围宽，抗振动和冲击，而且开关过载比大，精度可达0.2％FS～0.1％FS，有利于实现压力开关传感器仪表的一体化和小型化。


附图1是压力开关传感器的结构示意图；附图2是压力开关传感器的芯片电路示意图；具体实施方式
本设计的压力传感器，见附图1其特征是压力传感器组件与压力开关组件分别附着重于焊在一起的压力开关基座14和传感器基座4上；将外壳15、引压接口1焊成一体，使之处于同一感压腔体内，形成完整的压力开关传感器。
压力开关组件是通过压帽和氧化铜无机胶压封将压力开关膜片5封在压力开关基座14与仿形体8之间；位于仿形体8中心孔内的绝缘子7固定在焊有膜片5上的金属螺纹支柱6上、绝缘子7上端固定有金属半球体触点10；支架21支撑在仿形体8上，支架21下面对应于触点10部位，有下凸曲面半球体状的触点12，支架21上面有上凸曲面的弹片11；仿形体8上端有引线板13，开关引线通过引线板13与压力传感器引线一起经外壳15引线口引出连接控制盒和蓄电电源。
压力开关膜片5为不规则的正弦波形；隔离膜片16为正波形。
传感器基座4另一端与连接件3焊接在一起，其共有通孔内焊有导压传递套2，连接件3另一端与引压接口1相接；压力传感器中芯片18静电封接玻璃的孔上，玻璃又与导压管静电封接，导压管再与引线座19焊接。硅芯片18上的桥路引线通过硅铝丝17压焊在引线基座19的引线上，传感器引线座19焊接在传感器基座4上，补偿板20焊在引线基座19的背面。压力传感器隔离膜片16是带有正弦波形的膜片，该膜片焊接在引线座19上，芯片容腔灌满硅油。
传感器芯片18，见图2其上的四个扩散电阻R1、R2、R3、R4组成惠斯顿电桥，见图2，供电输入为恒流或恒压，输入+和输入-为供电电源正端和负端，输出+和输出-为信号输出的正端和负端，一般为电压信号，在受到外界压力时，芯片硅膜产生形变，扩散电阻R1和R4减小，R2、R3增大，在供电恒压的情况下，由于压阻效应原理，其桥路两端电压发生变化，相应的有一定信号输出。
工作原理初始压力源压力P通过引压螺纹接口1引进压力开关传感器腔内，使压力开关膜片5和隔离膜片16同时感受压力。压力开关膜片5受压力向上位移，带动触点10向上移动，当压力P值达到一定程度时，触点10与触点12接触，导通电源信号，压力传感器芯片18进入正常工作状态，压力传感器开始工作。压力传感器测量范围为0.1MPa～6MPa，压力开关动作限0.05MPa～0.1Mpa。初始压力P也同时加在压力传感器隔离膜片16上，此压力信号通过隔离液传给硅压阻芯片18、通过导线17和引线基座19传到补偿板20、再由导线将信号传到引线板13，引线板将压力信号和压力开关信号统一通过外壳15上端引线口传到外壳15外。
本设计的压力开关传感器结构，具有避免压力开关膜片发生蠕变，起到保护压力开关膜片的功能。当压力值P增加时，并超过压力开关动作限值，压力开关膜片5与仿形体8贴合一体，仿形体8限制压力开关膜片5的位移，当压力值P回到零点时，压力开关膜片5又处于原来工作状态。这样，保证压力开关工作的稳定性和一致性。
权利要求1.压力开关传感器，其特征是压力传感器组件与压力开关组件同处于同一壳体(15)内，压力开关基座(14)与传感器基座(4)焊接在一起，压力开关组件与压力传感器组件分别附着于各自的基座上，包容于一个感压腔内，由引压接口(1)和外壳(15)焊接成一体，组成圆柱形压力开关传感器。
2.根据权利要求1所述的压力开关传感器，其特征是所述压力开关组件是通过压帽和氧化铜无机胶压封将压力开关膜片(5)封在压力开关基座(14)与仿形体(8)之间；位于仿形体(8)中心孔内的绝缘子(7)固定在焊有膜片(5)上的金属螺纹支柱(6)上、绝缘子(7)上端固定有金属半球体触点(10)；支架(21)支撑在仿形体(8)上，支架(21)下面对应于触点(10)部位，有下凸曲面半球体状的触点(12)，支架(21)上面有上凸曲面的弹片(11)；仿形体(8)上端有引线板(13)，开关引线通过引线板(13)与压力传感器引线一起经外壳(15)引线口引出连接控制盒和蓄电电源。
3.根据权利要求1所述的压力开关传感器，其特征是所述传感器组件传感器基座(4)另一端与连接件(3)焊接在一起，其共有通孔内焊有导压传递套(2)，连接件(3)另一端与引压接口(1)相接；压力传感器中芯片(18)静电封接玻璃的孔上，玻璃又与有导压管的引线座(19)焊接；硅芯片(18)上的桥路引线通过硅铝丝(17)压焊在引线基座(19)的引线上，传感器引线座19焊接在传感器基座(4)上，补偿板(20)焊在引线基座(19)背面；压力传感器隔离膜片(16)是带有正弦波形的膜片，该膜片焊接在引线座(19)上，芯片容腔灌满硅油。
4.根据权利要求1所述的压力开关传感器，其特征是所述传感器芯片(18)电路其上的四个扩散电阻(R1)、(R2)、(R3)、(R4)组成惠斯顿电桥，供电输入为恒流或恒压，输入(+)和输入(-)为供电电源正端和负端，输出(+)和输出(-)为信号输出的正端和负端。
专利摘要压力开关传感器，其特征是压力传感器组件与压力开关组件同处于同一壳体15内，压力开关基座14与传感器基座4焊接在一起，压力开关组件与压力传感器组件分别附着于各自的基座上，包容于一个感压腔内，由引压接口1和外壳15焊接成一体，组成圆柱形压力开关传感器。该设计将压力开关与压力传感器溶为一体，具有双功能效果，可靠性高、稳定性好、体积小、重量轻等优点，并能增加整机的使用寿命，电源利用率有所提高。采用不锈钢外壳和接头，可测量液体、气体压力的信号。可适合于自带动力电源的压力仪表和特殊设备控制仪表上，适用于野外工作环境和军事装备等特殊领域。
文档编号G01L9/00GK2650099SQ20032010531
公开日2004年10月20日 申请日期2003年11月7日 优先权日2003年11月7日
发明者孙海玮, 牛军, 刘宏伟, 郭丽娟, 刘波, 张志昊 申请人:沈阳仪表科学研究院