基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器，包括外殼和外罩連接構(gòu)成的殼體以及設在殼體內(nèi)的陶瓷壓力芯片、進油管、密封圈一、尼龍墊圈、蓋圈、密封墊圈、線路板、壓圈、密封圈二、外罩；進油管設于外殼底部并向上延伸至陶瓷壓力芯片中空部；陶瓷壓力芯片內(nèi)嵌在外殼中，陶瓷芯片內(nèi)側(cè)與外殼接觸處設有密封圈一，上端面依次設有尼龍墊圈和蓋圈；線路板設在殼體中部，上下端面分別設有壓圈和密封墊圈固定。通過采用陶瓷壓力芯片以及對傳感器結(jié)構(gòu)的改進，徹底隔絕了機油和所有電子元器件的接觸，使傳感器的性能特別是可靠性較原來有大幅提高，使用壽命得到延長，同時具有多種輸出信號方式。
【專利說明】基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車用傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車發(fā)動機的工作環(huán)境惡劣，不僅需要寬工作溫度范圍(-40?+125°C )，而且需要耐受高強度和高密度的機械振動、機械沖擊等，要求傳感器的芯片穩(wěn)定性，封裝結(jié)構(gòu)強度、封裝結(jié)構(gòu)的氣密性等關(guān)鍵特性必須滿足汽車標準需求。而市場上多采用MEMS傳感壓力芯片，由于其具有體積小、重量輕、響應快、靈敏度高、易于批量生產(chǎn)、成本低的優(yōu)勢，在市場上得到廣泛應用，但長期使用過程中出現(xiàn)了如下問題:由于MEMS壓力芯片長期與高溫、高壓的機油接觸，導致雜質(zhì)進入芯片孔中引起MEMS壓力芯片暫時失效或損壞；同時，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于線路板和高溫高壓的機油直接接觸，造成了對線路板上電子元器件的沖擊，提高了元器件的故障率。此外傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)密封性差，使用壽命短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了提高機油壓力傳感器的可靠性、增長使用壽命、減少故障率，本發(fā)明提供一種基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器。
[0004]技術(shù)方案:為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器，包括外殼和外罩連接構(gòu)成的殼體以及設在殼體內(nèi)的壓力傳感器芯片，所述壓力傳感器芯片為陶瓷壓力芯片；通過選用陶瓷壓力芯片，徹底隔絕了機油和所有電子器件的接觸，同時避免了機油壓力對線路板的沖擊。
[0005]所述殼體下部設有進油管、密封圈一、尼龍墊圈、蓋圈；進油管設于所述外殼底部并向上延伸至所述陶瓷壓力芯片中空部；所述陶瓷壓力芯片內(nèi)嵌在所述外殼中，所述陶瓷壓力芯片內(nèi)側(cè)與所述外殼接觸處設有密封圈一；所述陶瓷壓力芯片上端面依次設有尼龍墊圈和蓋圈，蓋圈與外殼通過激光焊接固定。采用密封圈可有效保證傳感器的密封性。
[0006]所述外殼與所述外罩連接處設有密封圈二，外殼和外罩通過模具液壓固定。
[0007]所述殼體中部設有線路板，線路板上下端面分別設有壓圈和密封墊圈固定。
[0008]所述外罩上設有若干個接線柱。
[0009]本發(fā)明具有多種輸出方式，可以是電流、電流加電壓和CAN數(shù)據(jù)總線這三種輸出方式中的任一種形式的電信號進行輸出。
[0010]機油通過進油管將力傳至陶瓷壓力芯片，引起陶瓷壓力芯片上阻值變化以電壓信號的方式輸出，通過線路板的采集、處理、標定和溫漂補償，最后可以根據(jù)用戶要求以電流、電流加電壓和CAN數(shù)據(jù)總線這三種方式中的任一種形式的信號進行輸出。
[0011]有益效果:
1.通過采用陶瓷壓力芯片替代傳統(tǒng)的MEMS壓力芯片，徹底隔絕了機油和所有電子元器件的接觸，避免了機油中雜質(zhì)阻塞芯片引起傳感器失效；同時隔絕了線路板與機油的接觸，避免了機油壓力對線路板的沖擊，提高了電子元器件的可靠性。
[0012]2.通過三層密封結(jié)構(gòu)(陶瓷壓力芯片、線路板、外殼外罩結(jié)合處)保證了發(fā)動機內(nèi)機油不會通過傳感器漏到機外。
[0013]3.通過對傳感器結(jié)構(gòu)的設計改造，提高了整體的密封性能，有效的延長了使用壽命O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0016]如圖1所示的基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器，包括進油管1、外殼2、陶瓷壓力芯片3、密封圈一 4、尼龍墊圈5、蓋圈6、密封墊圈7、線路板8、壓圈9、密封圈二 10、外罩11 ;外殼2和外罩11通過模具液壓固定成殼體，在其連接處設有密封圈二 10，其他元件都安裝在殼體內(nèi)；外殼2底部設有進油管1，進油管I向上延伸至陶瓷壓力芯片3中空部；陶瓷壓力芯片3內(nèi)嵌在外殼2中，陶瓷壓力芯片3內(nèi)側(cè)與外殼2接觸處設有密封圈一 4 ;陶瓷壓力芯片3上端面設有尼龍墊圈5和蓋圈6，蓋圈6與外殼2通過激光焊接固定；外殼2與外罩11連接處設有線路板8，線路板8上下端面分別設有壓圈9和密封墊圈7 ;外罩11上設有若干個接線柱12。
[0017]機油通過進油管I將力傳至陶瓷壓力芯片3，引起陶瓷壓力芯片3上阻值變化以電壓信號的方式輸出，通過線路板8的采集、處理、標定和溫漂補償，最后可以根據(jù)用戶要求以電流、電流加電壓和CAN數(shù)據(jù)總線這三種方式中的任一種形式的信號進行輸出。
[0018]通過使用陶瓷壓力芯片3并設置密封結(jié)構(gòu)將線路板8與進油管I徹底隔絕，避免了機油對芯片影響以及對線路板8的沖擊。在連接處設置多個密封圈或者墊圈，保證了基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器的密封性，使用過程安全可靠、故障率低，相對于傳統(tǒng)的基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器具有更長的使用壽命。
[0019]陶瓷壓力芯片主要性能如下:
壓力量程:0.2—50MPa零位穩(wěn)定性:±0.1%FS/年
激勵電壓:5 — 30VDC滿量程穩(wěn)定性:土0.1%FS/年
橋路阻抗:12KΩ 土20%過載壓力:>300%FS
零位輸出:0±0.lmV/V破壞壓力:>400%FS
靈敏度輸出:2.5—4 mV/V工作溫度:-45—125°C
橋臂電阻溫度系數(shù):土 50PPM/°C 零位溫度系數(shù):±0.001—0.015%FS/°C 滿量程溫度系數(shù):-0.0010.015%FS/°C 綜合精度:±0.15%FS(含線性、遲滯性、重復性)
陶瓷壓力芯片不僅從性能上完全能滿足電子式機油壓力傳感器的性能要求，同時由于其特有的結(jié)構(gòu)上，更能適合像機油類液體，從實際使用效果來看，陶瓷壓力芯片的可靠性要高于MEMS壓力芯片，故障率大為降低。[0020]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器，包括外殼(2)和外罩(11)連接構(gòu)成的殼體以及設在殼體內(nèi)的壓力傳感器芯片，其特征在于:所述壓力傳感器芯片為陶瓷壓力芯片(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器，其特征在于:所述殼體下部設有進油管(I)、密封圈一(4)、尼龍墊圈(5)、蓋圈(6)、密封圈二(10);進油管(I)設于所述外殼(2)底部并向上延伸至所述陶瓷壓力芯片(3)中空部；所述陶瓷壓力芯片(3)內(nèi)嵌在所述外殼(2)中，所述陶瓷壓力芯片(3)內(nèi)側(cè)與所述外殼(2)接觸處設有密封圈一(4);所述陶瓷壓力芯片(3)上端面依次設有尼龍墊圈(5)和蓋圈(6)，蓋圈(6)與外殼(2)通過激光焊接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器，其特征在于:所述外殼(2)與所述外罩(11)連接處設有密封圈二(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器，其特征在于:所述殼體中部設有線路板(8)，線路板(8)上下端面分別設有壓圈(9)和密封墊圈(7)固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陶瓷壓力芯片的電子式機油壓力傳感器，其特征在于:所述外罩(11)上設有若干個接線柱(12 )。
【文檔編號】G01L9/06GK103940546SQ201410167176
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】黃浩東, 王建宏 申請人:無錫中科恒捷汽車電子有限公司