專利名稱：壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種壓力傳感器，特別涉及一種安裝在洗衣機、洗碗機等家電設(shè)備上，用于檢測洗衣機、洗碗機等設(shè)備在工作時的水位的壓力傳感器。
背景技術(shù)：
目前使用最多的家電設(shè)備用水位傳感器是使用如下原理水壓力通過氣管傳遞到傳感器氣室，產(chǎn)生氣壓，傳感器隔膜受氣壓的作用克服彈簧的反彈力帶動鐵氧體鐵芯向線圈方向移動，鐵芯在線圈內(nèi)部移動時，線圈的電感(L)與鐵芯的位移量相對應(yīng)呈近似線性的變化，鐵芯的位移量則與水位壓力對應(yīng)，鐵芯位移量轉(zhuǎn)換為水位壓力，水位壓力與輸出電感之間的關(guān)系如圖1所示。中國實用新型專利ZL200820059885. 2的壓力傳感器包括帶有接插件插槽的上蓋體、帶有壓力導(dǎo)入口的下蓋體和線圈構(gòu)成，所述上蓋體通過接插件插槽裝在電路板上，所述線圈設(shè)置在上蓋體中，在線圈與下蓋體之間設(shè)置有由密封材料制成的隔膜和具有特定彈性系數(shù)的金屬板簧，金屬板簧一側(cè)的中央部分突設(shè)有磁性體，該磁性體與所述線圈相對移動，所述金屬板簧上設(shè)置有若干間隙，金屬板簧通過所述隔膜設(shè)置在所述下蓋體內(nèi)并與所述壓力導(dǎo)入口連通；通過設(shè)置隔膜和金屬板簧，在金屬板簧上開設(shè)有間隙，既保留了金屬材質(zhì)的硬度，增加了其形變位移量，不受周圍溫度、安裝姿勢的影響，同時設(shè)置在金屬板簧的磁性體相對于線圈的初始位置可以自由調(diào)整。但是由于板簧的彈性系數(shù)偏差較大，導(dǎo)致不同的壓力傳感器之間的輸出頻率偏差較大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決目前電感型壓力傳感器輸出頻率偏差大，導(dǎo)致傳感器精度下降的問題，為此提供本實用新型的一種壓力傳感器，這種壓力傳感器測量精度高。為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是包括氣蓋和殼體，殼體具有繞設(shè)電感線圈的骨架，氣蓋和殼體相互可卸地固定，氣蓋和殼體的結(jié)合處固定有彈性膜片，彈性膜片中心處設(shè)置有鐵芯，鐵芯可隨所述彈性膜片在所述骨架內(nèi)軸向移動，所述殼體的骨架上繞有電感線圈，鐵芯與殼體之間裝有彈簧一，其特殊之處是所述殼體的下面設(shè)置有電路板，該電路板上設(shè)置有記憶裝置，所述的殼體上固定有頻率信號輸出端子和記憶信號輸入輸出端子，所述頻率信號輸出端子一端和記憶信號輸入輸出端子一端向外部輸出信號，頻率信號輸出端子中間部和記憶信號輸入輸出端子中間部與殼體保持固定，頻率信號輸出端子另一端和記憶信號輸入輸出端子另一端與所述電路板連接，所述電感線圈的繞線端子與所述電路板連接，所述記憶裝置內(nèi)存儲有不同壓力下通過頻率輸出端子輸出得到的頻率值。本實用新型可以在所述的彈性膜片上面設(shè)置有彈簧二，所述的鐵芯與彈簧一之間裝有鐵芯支架。本實用新型所述記憶裝置為可擦寫的儲存器芯片。[0008]本實用新型的壓力傳感器的電路板上所設(shè)的記憶裝置，能記錄壓力傳感器的基準輸出數(shù)據(jù)，在使用時方便調(diào)用，以精確匹配每一個傳感器。本實用新型中的電路板其電路可以分為兩個功能模塊一是以4069反相器為核心的LC震蕩電路；它的作用是輸出水位傳感器的頻率值，其結(jié)構(gòu)可以是傳統(tǒng)LC式水位傳感器震蕩電路。二是數(shù)據(jù)記憶裝置電路；它可以是I2C總線的E2R0M(BR24L08)標準接線電路，也可以是其他帶可擦寫的存儲芯片，如flash芯片。

圖1是水位壓力與輸出電感的關(guān)系圖；圖2是本實用新型壓力傳感器的立體圖；圖3是本實用新型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型壓力傳感器的爆炸圖；圖5是本實用新型壓力傳感器的電路板圖；圖6是本實用新型壓力傳感器與現(xiàn)行壓力傳感器水位測定誤差示意圖；圖7是本實用新型壓力傳感器的雙彈簧結(jié)構(gòu)爆炸圖；圖8是本實用新型實施例的電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖9是本實用新型裝配于洗衣機整機使用軟件流程圖；圖10是本實用新型裝配于洗衣機水位-頻率轉(zhuǎn)換程序流程圖。圖中標記為1氣蓋，2殼體,3彈性膜片,4鐵芯,5電感線圈,6彈簧一,7電路板,71記憶裝置，8頻率信號輸出端子，81頻率信號輸出端子一端，82頻率信號輸出端子中間部，83頻率信號輸出端子另一端,9記憶信號輸入輸出端子,91記憶信號輸入輸出端子一端,92記憶信號輸入輸出端子中間部，93記憶信號輸出端子另一端，10鐵芯支架，11彈簧二。
具體實施方式
實施例一本實施例的壓力傳感器，包括氣蓋I和殼體2，殼體具有繞設(shè)線圈的骨架，氣蓋和殼體通過周面所設(shè)的可開合的卡扣相互固定，氣蓋和殼體的結(jié)合處固定有彈性膜片3，彈性膜片中心處嵌連有鐵芯4，鐵芯可隨所述彈性膜片在所述骨架內(nèi)軸向移動，所述殼體的骨架上繞有電感線圈5，鐵芯下端與殼體的骨架內(nèi)腔底面之間安裝有彈簧一 6，的殼體下面連有電路板7，電路板上設(shè)有記憶裝置71，殼體上固定有頻率信號輸出端子8和記憶信號輸入輸出端子9,頻率信號輸出端子一端81和記憶信號輸入輸出端子的一端91向外部輸出信號，頻率信息輸出端子中間部82和記憶信號輸入輸出端子的中間部92與殼體保持固定，頻率信息輸出端子另一端83和記憶信號輸入輸出端子另一端93與所述電路板連接，所述電感線圈的繞線端子與所述電路板連接，所述的記憶裝置內(nèi)儲存著不同水位對應(yīng)壓力下通過頻率信號輸出端子輸出得到的頻率值。電路板7上的電路分為兩個功能模塊一是以4069反相器為核心的LC震蕩電路；它的作用是輸出水位傳感器的頻率值，其結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)LC式水位傳感器震蕩電路。[0027]二是數(shù)據(jù)記憶裝置電路；它是以I2C為總線的E2R0M(BR24L08)標準接線電路，它也可以是其他帶可擦寫的存儲芯片，如flash芯片。在傳感器生產(chǎn)制造過程中，從Omm水柱壓力開始，每隔一步長L(L為步長，下同)，例如IOmm水柱壓力，給傳感器施加壓力，通過頻率信號輸出端子測得頻率輸出結(jié)果，并把此結(jié)果按照對應(yīng)的壓力按從低到高的順序存儲在記憶裝置內(nèi)。洗衣機系統(tǒng)在使用壓力傳感器判斷水位高度時，一般是在程序中設(shè)定目標水位對應(yīng)的頻率值(目標頻率)，在系統(tǒng)運行時，將當(dāng)前壓力傳感器輸出的頻率與程序中設(shè)定的目標頻率相比較，當(dāng)兩者一致時，即判定水位到達目標高度。但是由于不同傳感器之間，輸出頻率有些許偏差，導(dǎo)致實際水位與目標水位有一定的偏差。使用本傳感器時，電路板上的MCU根據(jù)所需水位高度H，換算出記憶裝置內(nèi)對應(yīng)水位/頻率的存儲位置D，D=H/L,結(jié)果取整。讀取記憶裝置D位置的頻率值f，即是所需的目標頻率F。當(dāng)H無法被L整除時，取其商D余數(shù)t，讀取記憶裝置內(nèi)D及D+1位置對應(yīng)的頻率f及P ;目標頻率F=f+(f' _f)Xt/L，只要步長L足夠小，就可以認為在f和f'之間的壓力-頻率關(guān)系，近似滿足線性關(guān)系。 另因為MCU晶振偏差，或環(huán)境溫度發(fā)生變化時，洗衣機MCU獲得的O水位時傳感器輸出頻率會與寫在傳感器記憶裝置內(nèi)的O水位頻率出現(xiàn)偏差，故在O水位時將MCU實際測得頻率Fl減去記憶裝置內(nèi)儲存的O水位頻率H)得到頻率修正值Λ F。并將換算所得的目標頻率F加上頻率修正值△ F后，作為實際使用的頻率值。因為每一個傳感器在出廠時已經(jīng)記錄其各自的輸出頻率曲線，即可消除由于不同傳感器之間偏差導(dǎo)致的精 度下降的問題。在生產(chǎn)過程中設(shè)定的步長越小，存儲在記憶裝置的數(shù)據(jù)越多，壓力傳感器的精度越高。因為在實際使用中可能需要若干個水位點。故在使用本傳感器時，用戶只需要在程序初始化時將所需水位點的頻率值一并換算出來，在接下來的程序中即可和原本的軟件一樣直接調(diào)用頻率值進行比較，非常易于切換。圖9、圖10分別為本實用新型裝配于洗衣機整機使用軟件流程圖和水位-頻率轉(zhuǎn)換程序流程圖。一、整機使用軟件流程說明在使用本傳感器時，洗衣機軟件策略建議步驟如下I開機系統(tǒng)初始化；2MCU活得空桶時本傳感器的輸出頻率；3MCU得到目標水位表；4MCU通過“水位-頻率轉(zhuǎn)換程序”將目標水位表轉(zhuǎn)換為目標頻率表；5和原本的洗衣機運行策略相同，使用比較傳感器輸出頻率和目標頻率的方法來判定是否到達目標水位。二、水位-頻率轉(zhuǎn)換程序流程說明I讀取MCU活得的空桶頻率值H)；2讀取傳感器記憶裝置內(nèi)保存的空桶頻率值Fl ；3獲得傳感器空桶補償值A(chǔ)F=FO-Fl ；4讀取第一個目標水位H ；[0047]5將目標水位H除以傳感器頻率保存步長L獲得商D和余數(shù)t H/L=D余t ；6如果t=0則讀取保存的第D個數(shù)據(jù)Π，否則讀取第D和D+1兩個數(shù)據(jù)f I f2 ；7如果t=0則標準目標頻率f = Π，否則標準目標頻率f = f2+(fl-f2) Xt/L8輸出實際目標頻率F=f+AF ;9讀取下一個目標水位H’跳轉(zhuǎn)到第5步，如果都已經(jīng)轉(zhuǎn)換完成則運行洗衣程序。見圖6本實用新型壓力傳感器與現(xiàn)行壓力傳感器水位測定誤差比較圖中橫坐標表示實際水位高度，縱坐標表示壓力傳感器測定的與實際水位偏差絕對值。圖中，“ ”對應(yīng)本實用新型壓力傳感器，“ ▲”對應(yīng)現(xiàn)行壓力傳感器。在水位高度為IOOmm時,現(xiàn)行壓力傳感器測定為107. 7mm,本實用新型壓力傳感器測定為102mm ;水位高度為500_時，現(xiàn)行壓力傳感器測定為527_，本實用新型壓力傳感器測定為501_。本實用新型壓力傳感器測定的水位值與實際水位偏差絕對值在2_以下，而現(xiàn)行壓力傳感器測定的這一偏差要大得多(在試驗區(qū)內(nèi)，這一偏差均值約為17_)。實施例二本實施例的的壓力傳感器， 參見圖4、圖7，所述的彈性膜片上面設(shè)置有彈簧二 11，可使傳感器在起動的時候就開始記錄曲線，所述的鐵芯4與彈簧一 6之間裝有鐵芯支架10。其它構(gòu)造實施例一的相同。
權(quán)利要求1.一種壓力傳感器，包括氣蓋(I)和殼體(2),殼體具有繞設(shè)電感線圈的骨架,氣蓋和殼體相互可卸地固定，氣蓋和殼體的結(jié)合處固定有彈性膜片(3)，彈性膜片中心處設(shè)置有鐵芯(4)，鐵芯可隨所述彈性膜片在所述骨架內(nèi)軸向移動，所述殼體的骨架上繞有電感線圈(5)，鐵芯與殼體之間裝有彈簧一(6)，其特征是所述殼體的下面設(shè)置有電路板(7)，該電路板上設(shè)置有記憶裝置(71)，所述的殼體上固定有頻率信號輸出端子(8)和記憶信號輸入輸出端子(9)，所述頻率信號輸出端子一端(81)和記憶信號輸入輸出端子一端(91)向外部輸出信號，頻率信號輸出端子中間部(82)和記憶信號輸入輸出端子中間部(92)與殼體保持固定，頻率信號輸出端子另一端(83)和記憶信號輸入輸出端子另一端(93)與所述電路板連接，所述電感線圈的繞線端子與所述電路板連接，所述記憶裝置內(nèi)存儲有不同壓力下通過頻率輸出端子輸出得到的頻率值。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征是所述的彈性膜片上面設(shè)置有彈簧二(11)，所述的鐵芯(4 )與彈簧一(6 )之間裝有鐵芯支架(10 )。
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征是所述記憶裝置為可擦寫的儲存器芯片。
專利摘要測量誤差小的一種壓力傳感器，氣蓋和殼體的結(jié)合處固定有彈性膜片(3)，彈性膜片中心處設(shè)置有鐵芯(4)，殼體的骨架上繞有電感線圈(5)，殼體下面設(shè)置有電路板(7)，該電路板上設(shè)置有記憶裝置(71)，殼體上固定有頻率信號輸出端子(8)和記憶信號輸入輸出端子(9)，頻率信號輸出端子一端(81)和記憶信號輸入輸出端子一端(91)向外部輸出信號，頻率信號輸出端子中間部(82)和記憶信號輸入輸出端子中間部(92)與殼體固定，頻率信號輸出端子另一端(83)和記憶信號輸入輸出端子另一端(93)與所述電路板連接，所述記憶裝置內(nèi)存儲有不同壓力下通過頻率輸出端子輸出得到的頻率值。本實用新型適用作水位壓力傳感器。
文檔編號G01L9/00GK202903411SQ20122053644
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者鮑鵬飛, 鄧睿, 王 華 申請人:杭州神林電子有限公司