專利名稱：基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及力敏傳感裝置，特別涉及一種基于陶瓷基底應(yīng)變片的壓力、稱重等力敏傳感器。
背景技術(shù)：
通常的電阻應(yīng)變式壓力、稱重等力敏傳感器是由電阻應(yīng)變片用有機粘接劑粘貼在傳感器彈性體上制成。常規(guī)的電阻應(yīng)變片主要由基底、電阻敏感柵和保護層構(gòu)成，基底是將傳感器彈性體表面的應(yīng)變傳遞到電阻敏感柵上的中間體，并起到敏感柵和彈性體之間的絕緣作用，用有機粘合劑將電阻應(yīng)變片和彈性體粘接在一起，電阻敏感柵可以將彈性體的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻變化。這種傳感器存在三大難以克服的缺陷:1.應(yīng)變片和彈性體粘接不牢，直接影響傳感器的性能，2.因有機粘合劑易老化，造成傳感器使用壽命短3.不適合高溫條件下使用。另有一種傳感器，它的彈性體是由陶瓷材料制成，應(yīng)變電阻是厚膜電阻，采用絲網(wǎng)印刷工藝將導(dǎo)體和電阻漿料印刷在彈性體表面，通過高溫(通常是850°C )燒結(jié)將導(dǎo)體材料和電阻材料附著在彈性體表面，因電阻漿料燒結(jié)后具有壓阻效應(yīng)，從而將彈性體的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻變化，這種傳感器雖然避免了使用粘合劑粘貼應(yīng)變片的一些缺陷，但不適合金屬彈性體:1.需要解決電阻和金屬的絕緣問題，2.金屬材料經(jīng)過850°C高溫后性能嚴(yán)重下降，已經(jīng)無法達到傳感器彈性體的性能要求。采用濺射工藝生產(chǎn)的濺射薄膜傳感器，工藝復(fù)雜、成本高。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能有效的解決上述問題，性能穩(wěn)定、工藝簡單、成本低、耐高溫的基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器。本實用新型的技術(shù)方案如下:—種基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器，包括陶瓷基底應(yīng)變片以及傳感器彈性體，用封接玻璃層將陶瓷基底應(yīng)變片和傳感器彈性體牢固連接。其進一步的技術(shù)方案為:所述陶瓷基底應(yīng)變片由陶瓷基片、導(dǎo)體層、電阻層組成，導(dǎo)體層和電阻層在陶瓷基片的上表面。其進一步的技術(shù)方案為:所述封接玻璃層是用封接玻璃漿料通過絲網(wǎng)印刷方式置于陶瓷基底應(yīng)變片的底面或傳感器彈性體上。本實用新型的有益技術(shù)效果是:本實用新型包括陶瓷基底應(yīng)變片以及傳感器彈性體，陶瓷材料具有耐高溫、耐腐蝕、機械強度高、熱膨脹系數(shù)低等諸多優(yōu)點，連接陶瓷基底應(yīng)變片和傳感器彈性體的是封接玻璃，是將封接玻璃漿料印刷于陶瓷基底應(yīng)變片的底面或傳感器彈性體上形成的，將陶瓷基底應(yīng)變片放置在傳感器彈性體的敏感區(qū)，經(jīng)加熱，封接玻璃層熔化，冷卻后使陶瓷基底應(yīng)變片和傳感器彈性體牢固結(jié)合；根據(jù)所述封接玻璃層漿料配方不同，加熱固化溫度范圍為400 700度，傳感器彈性體在應(yīng)力作用下會產(chǎn)生應(yīng)變，并傳遞給陶瓷基底應(yīng)變片，導(dǎo)致該應(yīng)變片上的應(yīng)變電阻阻值成線性關(guān)系的變化。本實用新型提供的基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器，適合金屬彈性體和非金屬彈性體，特別在金屬彈性體上使用更具明顯優(yōu)勢，可以滿足高溫環(huán)境要求，且工藝簡單可靠、成本低，性能穩(wěn)定、精度高。本實用新型附加的優(yōu)點將在下面具體實施方式
部分的描述中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

圖1是本實用新型中具有由四個應(yīng)變電阻組成完整惠斯通電橋的陶瓷基底應(yīng)變片的層次圖。圖2是本實用新型中具有由四個應(yīng)變電阻組成完整惠斯通電橋的陶瓷基底應(yīng)變片的俯視圖。圖3是本實用新型中具有單個應(yīng)變電阻的陶瓷基底應(yīng)變片的層次圖。圖4是本實用新型中具有單個應(yīng)變電阻的陶瓷基底應(yīng)變片的俯視圖。圖5是本實用新型實施例一的主視圖。圖6是本實用新型實施例一的俯視圖。圖7是本實用新型實施例二的主視圖。圖8是本實用新型實施例二的俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步說明。陶瓷基底應(yīng)變片是本實用新型力敏傳感器的一個組成部分。圖1、圖2是具有由四個應(yīng)變電阻組成完整惠斯通電橋的陶瓷基底應(yīng)變片的示意圖，包括氧化鋁陶瓷基片101，在陶瓷基片101的上表面有導(dǎo)體層102和電阻層103，電阻層103是具有壓阻效應(yīng)的厚膜電阻。圖3、圖4是具有單個應(yīng)變電阻的陶瓷基底應(yīng)變片的示意圖，包括氧化鋁陶瓷基片201，在陶瓷基片201的上表面有導(dǎo)體層202和電阻層203，電阻層203是具有壓阻效應(yīng)的厚膜電阻。實施例一:本實施例是采用如圖1、圖2所示的具有由四個應(yīng)變電阻組成完整惠斯通電橋的陶瓷基底應(yīng)變片來制造壓力傳感器的實施例。如圖5、圖6所示，陶瓷基底應(yīng)變片301是一個全橋應(yīng)變片，在陶瓷基底應(yīng)變片301的底面或傳感器彈性體302的上表面有封接玻璃層303，將陶瓷基底應(yīng)變片301放置在傳感器彈性體302的相應(yīng)位置，通過加熱使封接玻璃層303熔化，冷卻后應(yīng)變片301和彈性體302牢固結(jié)合在一起，傳感器彈性體302的應(yīng)變傳遞給陶瓷基底應(yīng)變片301，使應(yīng)變片301上的應(yīng)變電阻的阻值產(chǎn)生相應(yīng)變化，惠斯通電橋產(chǎn)生和壓力成線性關(guān)系的電壓信號輸出。實施例二:本實施例是采用如圖3、圖4所示的4片具有單個應(yīng)變電阻的陶瓷基底應(yīng)變片來制造稱重傳感器的實施例。如圖7、圖8所示，4片陶瓷基底應(yīng)變片401分別通過封接玻璃層403固化在傳感器彈性體402的四個敏感區(qū)，由外部連線組成惠斯通電橋。本實用新型提供基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器，用封接玻璃將陶瓷基底應(yīng)變片和傳感器彈性體牢固連接在一起，結(jié)合強度遠高于傳統(tǒng)的采用有機粘合劑粘貼柔性基底應(yīng)變片的方式，工藝特別簡單，且精度高、壽命長、耐腐蝕、耐高溫，廣泛適用于壓力、稱重等力敏傳感器。玻璃的熔化固化溫度在400 700度左右，不同配比的玻璃漿料具有不同的固化溫度，根據(jù)傳感器彈性體材料不同，選擇相應(yīng)固化溫度的玻璃漿料可以避免金屬傳感器彈性體退火,從而保持材料的機械性能。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型不限于以上實施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器，其特征在于:包括陶瓷基底應(yīng)變片(301)以及傳感器彈性體(302)，用封接玻璃層(303)將陶瓷基底應(yīng)變片(301)和傳感器彈性體(302)牢固連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器，其特征在于:所述陶瓷基底應(yīng)變片(301)由陶瓷基片(101 )、導(dǎo)體層(102)、電阻層(103)組成，導(dǎo)體層(102)和電阻層(103)在陶瓷基片(101)的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器，其特征在于:所述封接玻璃層(303)是用封接玻璃漿料通過絲網(wǎng)印刷方式置于陶瓷基底應(yīng)變片(301)的底面或傳感器彈性體(302)上。
專利摘要本實用新型提供一種基于陶瓷基底應(yīng)變片的力敏傳感器，包括陶瓷基底應(yīng)變片及傳感器彈性體，用封接玻璃將陶瓷基底應(yīng)變片和傳感器彈性體牢固連接，本實用新型的工藝簡單可靠、成本低，耐高溫、性能穩(wěn)定。
文檔編號G01L9/04GK202974521SQ201220703248
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者周敬訓(xùn) 申請人:無錫萊頓電子有限公司