一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，包括其內(nèi)安裝有壓力座的基座、傳感頭、電路板和插座，壓力座與基座構(gòu)成的基體內(nèi)設(shè)有引壓源孔，引壓源孔包括開設(shè)在壓力座上的第一引壓源孔，第一引壓源孔的底端形成有彈性受壓面，彈性受壓面背面上安裝傳感頭，壓力座靠近彈性受壓面的外壁上設(shè)有與基座形成徑向分隔的環(huán)狀的應(yīng)力槽，應(yīng)力槽內(nèi)設(shè)有至少一個應(yīng)力環(huán)。本實用新型在原有的應(yīng)力槽隔離應(yīng)力傳遞的基礎(chǔ)上，添加隔斷、釋放應(yīng)力的應(yīng)力環(huán)，形成多重障礙，有效阻隔了外應(yīng)力對傳感頭的影響，提高了傳感器的抗外應(yīng)力能力，減少了高低溫熱循環(huán)對傳感器的影響，提高了傳感器的測量精度和長期穩(wěn)定性，為實現(xiàn)產(chǎn)品體積、成本更優(yōu)化提供條件。
【專利說明】 一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及壓阻式傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]壓阻式傳感器是一種通過敏感元件受壓變形產(chǎn)生相應(yīng)的阻值變化，將壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膲毫鞲衅?，因其價格低、線性特性好，被泛應(yīng)用于航天航空、石油化工、水利水電、船舶、生產(chǎn)自控等領(lǐng)域。現(xiàn)有的壓阻式傳感器一般將傳感頭安裝在一體成型的基座上，該結(jié)構(gòu)雖然工藝成熟，但由于整個基座必須采用彈性材料制作，生產(chǎn)成本高，而且，在傳感器的使用過程中，一般會通過螺栓擰固或其它方式連接在被測管路中，此時可能會產(chǎn)生外應(yīng)力，該外應(yīng)力會通過基座傳遞給傳感頭，從而使傳感器的測量精度和長期穩(wěn)定性受到影響，為了解決上述問題，現(xiàn)出現(xiàn)了在一體成型的基座靠近傳感頭端的外壁上開設(shè)有應(yīng)力槽的壓阻式傳感器，還出現(xiàn)了一種將一體式基座分成基座和彈性壓力座兩部分組合連接的壓阻式傳感器，傳感頭安裝在其彈性壓力座上，彈性壓力座的近傳感頭端的外壁上設(shè)有與基座形成徑向分隔的環(huán)狀的應(yīng)力槽，上述應(yīng)力槽都對傳感器在使用安裝過程中產(chǎn)生的應(yīng)力起到隔離作用，提高傳感器的測量精度，但該結(jié)構(gòu)在應(yīng)力槽壁厚較薄或彈性壓力座體積較小時，遇到較高溫差變動的情況下，其熱脹冷縮所產(chǎn)生的應(yīng)力仍會傳遞給傳感頭，對傳感器的測量精度和長期穩(wěn)定性產(chǎn)生一定程度的影響，難以滿足要求在體積小情況下，測量精度和長期穩(wěn)定性更高水平的壓阻式傳感器。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其可減少高低溫熱循環(huán)帶來的影響，并能有效提高測量精度和長期穩(wěn)定性。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，包括基座、傳感頭、電路板和插座，所述基座內(nèi)安裝有壓力座，壓力座與基座構(gòu)成的基體內(nèi)設(shè)有供外部流體流入的引壓源孔，引壓源孔包括開設(shè)在壓力座上的第一引壓源孔，第一引壓源孔的底端形成有封閉第一引壓源孔的彈性受壓面，彈性受壓面背面上安裝所述的傳感頭，所述壓力座靠近彈性受壓面的外壁上設(shè)有與基座形成徑向分隔的環(huán)狀的應(yīng)力槽，所述應(yīng)力槽內(nèi)設(shè)有至少一個應(yīng)力環(huán)。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進，所述壓力座與基座焊接連接。
[0007]進一步，所述壓力座與基座螺紋連接。
[0008]進一步，所述壓力座與基座之間采用金屬流密封結(jié)構(gòu)連接。
[0009]進一步，所述應(yīng)力環(huán)的外徑為應(yīng)力槽的內(nèi)徑的1.5^3.5倍。
[0010]進一步，所述應(yīng)力環(huán)的厚度為應(yīng)力槽與第一引壓源孔之間的壁厚的0.5?2倍。
[0011]進一步，所述應(yīng)力環(huán)垂直于應(yīng)力槽的底面。
[0012]進一步，所述基座后端設(shè)置有凹腔，所述電路板中部設(shè)有供傳感頭穿過的穿孔，電路板安裝在凹腔內(nèi)且與基座之間設(shè)置有電路板定位結(jié)構(gòu)，電路板定位結(jié)構(gòu)包括相配合的插柱和電路板定位槽。
[0013]進一步，所述插座對應(yīng)該凹腔設(shè)有開口腔，所述基座在凹腔內(nèi)設(shè)有便于開口腔的側(cè)壁插入的環(huán)狀槽，凹腔的側(cè)壁與開口腔的側(cè)壁形成包邊連接結(jié)構(gòu)，電路板朝向開口腔的一面焊接有彈性元件，彈性元件另一端與插座內(nèi)的插針接觸形成電連接，所述插座與基座之間設(shè)置有方便彈性元件對準插針的插座定位結(jié)構(gòu)，插座定位結(jié)構(gòu)包括相互配合的定位肋和插座定位槽。
[0014]進一步，所述電路板與基座之間設(shè)置有隔離墊。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型在原有的應(yīng)力槽隔離應(yīng)力傳遞的基礎(chǔ)上，添加隔斷、釋放應(yīng)力的應(yīng)力環(huán)，形成槽、環(huán)配合的特有結(jié)構(gòu)樣式，形成多重障礙，有效阻隔了基座與壓力座一體后，因螺紋擰緊力、焊接應(yīng)力、熱應(yīng)力等外力產(chǎn)生的應(yīng)力對傳感頭的影響，提高了傳感器的抗外應(yīng)力能力，減少了高低溫熱循環(huán)對傳感器的影響，提高了傳感器的測量精度和長期穩(wěn)定性，為實現(xiàn)產(chǎn)品體積、成本更優(yōu)化提供條件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0017]圖1是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例一中部分結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例一中部分結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是本實用新型實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]參照圖1至圖3，本實用新型的實施例一，一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，包括基座1、傳感頭3、電路板4和插座5，所述基座I內(nèi)安裝有壓力座2，壓力座2與基座I構(gòu)成的基體內(nèi)設(shè)有供外部流體流入的引壓源孔，引壓源孔包括開設(shè)在壓力座2上的第一引壓源孔21，第一引壓源孔21的底端形成有封閉第一引壓源孔21的彈性受壓面22，優(yōu)選地，所述壓力座2采用彈性材料制成，在壓力座2上直接開設(shè)盲孔作為第一引壓源孔21，即可形成彈性受壓面22，所述彈性受壓面22背面上安裝所述的傳感頭3，所述壓力座2靠近彈性受壓面22的外壁上設(shè)有與基座I形成徑向分隔的環(huán)狀的應(yīng)力槽23，所述應(yīng)力槽23內(nèi)設(shè)有至少一個應(yīng)力環(huán)24。在此，應(yīng)力環(huán)24的個數(shù)可以根據(jù)應(yīng)力槽23的長度和傳感器的測量精度要求而定，一般來說，應(yīng)力環(huán)24的設(shè)置的個數(shù)越多，其隔離應(yīng)力傳遞的效果更好。優(yōu)選地，所述應(yīng)力環(huán)24垂直于應(yīng)力槽23的底面，相對于應(yīng)力環(huán)24傾斜設(shè)置在應(yīng)力槽23的底面上，加工更加簡單，對應(yīng)力傳遞的隔斷效果更好。所述應(yīng)力環(huán)24的外徑Dl為應(yīng)力槽23的內(nèi)徑D2的1.5^3.5倍，既可以避免應(yīng)力環(huán)24外徑過大而造成傳感器整體體積過大，又可以避免應(yīng)力環(huán)24外徑過小而造成其對應(yīng)力傳遞的阻隔作用微弱。所述應(yīng)力環(huán)24的厚度Hl為應(yīng)力槽23與第一引壓源孔21之間的壁厚H2的0.5^2倍，該倍數(shù)范圍既可以保證應(yīng)力環(huán)24的強度，使其不易斷裂，又可以使應(yīng)力環(huán)24的阻隔效果保持在較佳的狀態(tài)。
[0023]本實用新型在原有的應(yīng)力槽23隔離應(yīng)力傳遞的基礎(chǔ)上，添加隔斷、釋放應(yīng)力的應(yīng)力環(huán)24，形成槽、環(huán)配合的特有結(jié)構(gòu)樣式，形成多重障礙，有效阻隔了基座I與壓力座2 —體后，因螺紋擰緊力、焊接應(yīng)力、熱應(yīng)力等外力產(chǎn)生的應(yīng)力對傳感頭3的影響，提高了傳感器的抗外應(yīng)力能力，減少了高低溫熱循環(huán)對傳感器的影響，提高了傳感器的測量精度和長期穩(wěn)定性。
[0024]本實施例中，所述壓力座2與基座I之間采用金屬流密封結(jié)構(gòu)連接，即所述基座I采用軟金屬材料制成，壓力座2采用具有彈性的硬金屬材料制成，基座I內(nèi)設(shè)置有階梯孔，壓力座2設(shè)置有與階梯孔配合的階梯軸，階梯軸的小直徑端外周壁上開設(shè)有密封環(huán)槽25，通過將壓力座2壓入階梯孔內(nèi)，階梯軸上的階梯端面推擠階梯孔的臺階面迫使階梯孔的小孔內(nèi)壁塑性變形并導(dǎo)向流入密封環(huán)槽25而實現(xiàn)密封和承壓。所述金屬流密封結(jié)構(gòu)已在專利號為201320788552.4的一種具有金屬流密封結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器中公開，在此不再詳述。該結(jié)構(gòu)由于壓力座2和基座I之間通過階梯孔的小孔內(nèi)壁與密封環(huán)槽25之間的過盈配合實現(xiàn)密封和承壓，密封環(huán)槽25受力均勻，其受力方向主要為徑向，避免產(chǎn)生過度的過盈壓力傳遞到傳感頭3上而影響傳感器的性能，進一步提高了傳感器的測量精度和長期穩(wěn)定性，為實現(xiàn)產(chǎn)品體積、成本更優(yōu)化提供條件。
[0025]優(yōu)選地，所述基座I后端設(shè)置有凹腔11，所述電路板4中部設(shè)有供傳感頭3穿過的穿孔，電路板4安裝在凹腔11內(nèi)且與基座I之間設(shè)置有電路板定位結(jié)構(gòu)，電路板定位結(jié)構(gòu)包括相配合的插柱41和電路板定位槽12，為了方便生產(chǎn)加工，本實施例中，所述插柱41設(shè)置在電路板4上，所述電路板定位槽12設(shè)置在基座I上。上述結(jié)構(gòu)通過插柱41和電路板定位槽12的配合，可以使電路板4快速定位在基座I上，安裝方便快捷，代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)中電路板4與基座I之間通過膠粘進行定位的結(jié)構(gòu)，電路板4定位可靠，可以避免電路板4在傳感器安裝使用過程中移位而造成與壓力座2干涉的問題，從而保證傳感器的測量精度。
[0026]更進一步，所述插座5對應(yīng)該凹腔11設(shè)有開口腔51，所述基座I在凹腔11內(nèi)設(shè)有便于開口腔51的側(cè)壁插入的環(huán)狀槽13，凹腔11的側(cè)壁與開口腔51的側(cè)壁形成包邊連接結(jié)構(gòu)，電路板4朝向開口腔51的一面焊接有彈性元件6，彈性元件6另一端與插座5內(nèi)的插針52接觸形成電連接，在此，所述彈性元件6可以為彈簧或彈片，彈片的形狀并不限定，可以呈C形、L形或S形等，生產(chǎn)者可以根據(jù)使用需求而靈活選取。所述插針52伸入開口腔51內(nèi)的部分彎曲成與電路板4上表面平行，方便插針52與彈性元件6接觸，保證電路板4與插座5之間形成良好的電接觸，保證傳感器輸出信號的可靠性。所述插座5與基座I之間設(shè)置有方便彈性元件6對準插針52的插座定位結(jié)構(gòu)，插座定位結(jié)構(gòu)包括相互配合的定位肋53和插座定位槽14，為了方便生產(chǎn)加工，本實施例中，所述定位肋53設(shè)置在插座5上，所述插座定位槽14設(shè)置在基座I上。上述結(jié)構(gòu)通過開口腔51的側(cè)壁與環(huán)狀槽13、定位肋53與插座定位槽14的配合，可以使插座5快速定位在基座I上，同時保證彈性元件6對準插針52，防止裝錯，提高安裝效率，并防止插座5在裝配過程中移位而與電路板4干涉。同時電路板4與插座5之間采用彈性元件6形成電連接，無需在凹腔11內(nèi)的電路板4和開口腔51內(nèi)的插針52之間焊接導(dǎo)線，降低了安裝難度，同時無需預(yù)留藏線空間，傳感器整體體積小。該結(jié)構(gòu)裝配時，先將彈性元件6焊接在電路板4上，然后通過插柱41和電路板定位槽12的配合將電路板4安裝在基座I上，接著連接傳感頭3和電路板4，然后通過定位肋53和插座定位槽14、開口腔51側(cè)壁與環(huán)狀槽13的配合將插座5安裝到基座I上，并采用包邊方法將凹腔11的側(cè)壁扣緊在開口腔51的側(cè)壁上即可，可采用自動化設(shè)備進行裝配，方便批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低。
[0027]進一步，所述電路板4與基座I之間設(shè)置有隔離墊7，可以防止電路板4底面與基座I直接碰觸而導(dǎo)致電路板4短路等問題，所述隔離墊7可以焊接在電路板4底部，優(yōu)選地，所述隔離墊7的厚度為0.3?2_，既保證隔離墊7的隔離效果，又避免隔離墊7太厚而增大傳感器的體積。
[0028]參照圖4，本實用新型的實施例二，其與實施例一的不同之處在于，所述壓力座2與基座I焊接連接，所述焊接可采用激光焊、氬弧焊或離子焊等方式，保證焊接強度和質(zhì)量即可。該結(jié)構(gòu)由于采用焊接連接，壓力座2與基座I之間連接強度較低，其主要用于低量程產(chǎn)品中。
[0029]參照圖5，本實用新型的實施例三，其與實施例一的不同之處在于，所述壓力座2與基座I螺紋連接，壓力座2與基座I之間連接可靠，該結(jié)構(gòu)主要用于高量程產(chǎn)品中，為了進一步加強壓力座2與基座I之間的連接，所述壓力座2與基座I采用螺紋連接后同時在兩者的接合端面之間采用焊接連接，進一步擴寬產(chǎn)品的量程范圍。
[0030]當然，本實用新型除了上述實施方式之外，還可以有其它結(jié)構(gòu)上的變形，這些等同技術(shù)方案也應(yīng)當在其保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，包括基座(1)、傳感頭(3)、電路板(4)和插座(5 )，所述基座(I)內(nèi)安裝有壓力座(2 )，壓力座(2 )與基座(I)構(gòu)成的基體內(nèi)設(shè)有供外部流體流入的引壓源孔，引壓源孔包括開設(shè)在壓力座(2)上的第一引壓源孔(21)，第一引壓源孔(21)的底端形成有封閉第一引壓源孔(21)的彈性受壓面(22)，彈性受壓面(22)背面上安裝所述的傳感頭(3)，所述壓力座(2)靠近彈性受壓面(22)的外壁上設(shè)有與基座(I)形成徑向分隔的環(huán)狀的應(yīng)力槽(23)，其特征在于:所述應(yīng)力槽(23)內(nèi)設(shè)有至少一個應(yīng)力環(huán)(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述壓力座(2)與基座(I)焊接連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述壓力座(2)與基座(I)螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述壓力座(2 )與基座(I)之間采用金屬流密封結(jié)構(gòu)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述應(yīng)力環(huán)(24)的外徑為應(yīng)力槽(23)的內(nèi)徑的1.5?3.5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述應(yīng)力環(huán)(24)的厚度為應(yīng)力槽(23)與第一引壓源孔(21)之間的壁厚的0.5^2倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述應(yīng)力環(huán)(24)垂直于應(yīng)力槽(23)的底面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述基座(I)后端設(shè)置有凹腔(11)，所述電路板(4)中部設(shè)有供傳感頭(3)穿過的穿孔，電路板(4)安裝在凹腔(11)內(nèi)且與基座(I)之間設(shè)置有電路板定位結(jié)構(gòu)，電路板定位結(jié)構(gòu)包括相配合的插柱(41)和電路板定位槽(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述插座(5)對應(yīng)該凹腔(11)設(shè)有開口腔(51)，所述基座(I)在凹腔(11)內(nèi)設(shè)有便于開口腔(51)的側(cè)壁插入的環(huán)狀槽(13)，凹腔(11)的側(cè)壁與開口腔(51)的側(cè)壁形成包邊連接結(jié)構(gòu)，電路板(4)朝向開口腔(51)的一面焊接有彈性元件(6)，彈性元件(6)另一端與插座(5)內(nèi)的插針(52)接觸形成電連接，所述插座(5)與基座(I)之間設(shè)置有方便彈性元件(6)對準插針(52)的插座定位結(jié)構(gòu)，插座定位結(jié)構(gòu)包括相互配合的定位肋(53)和插座定位槽(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有應(yīng)力環(huán)結(jié)構(gòu)的壓阻式傳感器，其特征在于:所述電路板(4)與基座(I)之間設(shè)置有隔離墊(7)。
【文檔編號】G01L19/00GK204177514SQ201420653971
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】熊貴林, 梁庭壯, 高堅業(yè), 葉健鋒 申請人:新會康宇測控儀器儀表工程有限公司