專利名稱：一種密封防水絕壓傳感器及其傳感器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種傳感器。具體涉及一種用于有密封防水要求的絕對壓力的高精度測量的密封防水絕壓傳感器及其傳感器電路。
背景技術(shù)：
在航天工業(yè)中壓力是一個關(guān)鍵參數(shù)，星箭上對局部壓力和整個壓力場的壓力測量要求的精度很高。傳統(tǒng)的用于靜態(tài)壓力的測量主要有硅壓阻式壓力傳感器和濺射薄膜壓力傳感器，硅壓阻式壓力傳感器體積小，成本低，易于批量生產(chǎn)，在工業(yè) 場合應(yīng)用較多，但是全溫度范圍總精度很難達(dá)到O. 5%。濺射薄膜壓力傳感器適用于測量大量程的壓力，對IMPa以下的壓力測量，其漂移量較大。因此這兩種原理的壓力傳感器都不能滿足在航天工業(yè)中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種密封防水絕壓傳感器及其傳感器電路，該壓力傳感器的全溫度范圍總精度小于O. 3%。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案一種密封防水絕壓傳感器，包括輸出插座、饋通濾波器、屏蔽件、電路板、外殼、轉(zhuǎn)接件、敏感芯體，外殼下部內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)接件，轉(zhuǎn)接件下部內(nèi)設(shè)有敏感芯體，轉(zhuǎn)接件頂部設(shè)有電路板，電路板頂部設(shè)有屏蔽件，屏蔽件內(nèi)設(shè)有饋通濾波器，外殼頂部設(shè)有輸出插座，敏感芯體依次與電路板、饋通濾波器、輸出插座通過電纜連接。所述的屏蔽件與饋通濾波器之間設(shè)有焊接柱。所述的外殼與轉(zhuǎn)接件之間設(shè)有第二密封圈。所述的外殼與敏感芯體之間通過第一密封圈。所述的第二密封圈和第一密封圈均采用O形橡膠圈。所述的外殼與輸出插座之間通過密封墊密封。一種密封防水絕壓傳感器電路，包括敏感芯體、電路板、饋通濾波器和輸出插座，電路板與饋通濾波器、敏感芯體均連通。所述的電路板包括供電電源、保護(hù)電路、穩(wěn)壓電路、智能補(bǔ)償電路、放大濾波電路、輸出保護(hù)電路，供電電源依次與保護(hù)電路、穩(wěn)壓電路、智能補(bǔ)償電路、放大濾波電路、輸出保護(hù)電路連通，穩(wěn)壓電路還與放大濾波電路連通。所述的供電電源還與饋通濾波器連通，輸出保護(hù)電路還分別與饋通濾波器、輸出插座連通，智能補(bǔ)償電路還與敏感芯體連通。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果本實(shí)用新型設(shè)計的壓力傳感器用于O O. 2MPa、0 O. 4MPa、0 O. 6MPa、0 lMPa、0 2MPa、0 4MPa、0 35MPa等多個量程絕對壓力的測量，電壓輸出形式為O +5V，全溫度范圍總精度< O. 3 %，要求傳感器密封防水。該高精度絕壓傳感器采用精度較高、性能穩(wěn)定的藍(lán)寶石敏感芯體，電路設(shè)計中采用智能溫度補(bǔ)償電路，敏感元件的激勵方式采用電壓式，智能溫度補(bǔ)償電路不僅能對敏感元件的零位和靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償，還能對信號進(jìn)行放大得到理想的輸出信號。在外殼和轉(zhuǎn)接件之間、轉(zhuǎn)接件與敏感芯體之間采用密封圈密封，外殼與插座之間采用密封墊的密封，該密封結(jié)構(gòu)很好地解決了箭上用絕壓傳感器密封防水問題，符合新型號運(yùn)載火箭要求產(chǎn)品通過四項自然環(huán)境試驗(包括淋雨試驗、交變濕熱試驗、霉菌試驗、鹽霧試驗)的考核標(biāo)準(zhǔn)。

圖I為本實(shí)用新型所提供的一種密封防水絕壓傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所提供的一種密封防水絕壓傳感器密封圈局部剖視圖；圖3本實(shí)用新型所提供的一種密封防水絕壓傳感器密封墊局部剖視圖；圖4本實(shí)用新型所提供的一種密封防水絕壓傳感器電路原理框圖；圖5本實(shí)用新型所提供的智能溫度補(bǔ)償電路的電路圖。圖中1.輸出插座，2.螺釘，3.第一電纜，4.饋通濾波器，5.焊接柱，6.屏蔽件，7.電路板，8.盤頭螺釘，9.外殼，10.轉(zhuǎn)接件，11.第二密封圈，12.沉頭螺釘，13.第一密封圈，14.敏感芯體，14a.引壓嘴，15.第二電纜，16.第三電纜，17.密封墊，18.供電電源，19.保護(hù)電路，20.穩(wěn)壓電路，21.智能補(bǔ)償電路，22.放大濾波電路，23.輸出保護(hù)電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I所示，一種密封防水絕壓傳感器，包括輸出插座I、螺釘2、第一電纜3、饋通濾波器4、焊接柱5、屏蔽件6、電路板7、盤頭螺釘8、外殼9、轉(zhuǎn)接件10、第二密封圈11、沉頭螺釘12、第一密封圈13、敏感芯體14、第二電纜15、第三電纜16、密封墊17。如圖I所示，外殼9為圓柱形筒體，該筒體頂部設(shè)有安裝輸出插座I的圓孔，該筒體底部為敞口結(jié)構(gòu)。外殼9經(jīng)導(dǎo)電氧化處理，具有較好的屏蔽作用。外殼9下部內(nèi)套有轉(zhuǎn)接件10、且兩者通過沉頭螺釘12固定連接，沉頭螺釘12為四個、且沿外殼9周向均勻分布。如圖I和圖2所示，外殼9與轉(zhuǎn)接件10之間設(shè)有第二密封圈11，第二密封圈11安裝在轉(zhuǎn)接件10側(cè)壁的密封槽內(nèi)。敏感芯體14的上部套在轉(zhuǎn)接件10、且兩者之間通過螺紋連接，裝配時在螺紋上涂環(huán)氧膠，以增加連接的可靠性。敏感芯體14中部的凸臺通過螺母固定在外殼9底部內(nèi)，如圖I和圖2所示，該凸臺頂面與轉(zhuǎn)接件10底面之間通過第一密封圈13密封，第一密封圈13安裝在轉(zhuǎn)接件10底部的密封槽內(nèi)；敏感芯體14的底部懸置在外殼9底部外。第二密封圈11和第一密封圈13均采用O形橡膠圈，O形橡膠圈能夠避免潮氣等進(jìn)入到傳感器內(nèi)部。如圖I所示，轉(zhuǎn)接件10頂部設(shè)有電路板7，敏感芯體14通過四根第三電纜16與電路板7連接。電路板7上部設(shè)有屏蔽件6，屏蔽件6、電路板7通過盤頭螺釘8固定在轉(zhuǎn)接件10頂部。三個焊接柱5通過螺紋均勻安裝在在屏蔽件6內(nèi)，每個焊接柱5內(nèi)插接一個饋通濾波器4，每個饋通濾波器4的底部分別通過一根根第二電纜15與電路板7連接，每個饋通濾波器4底部分別通過一根第一電纜3與輸出插座I連接。輸出插座I通過螺釘2固定在外殼9頂部的圓孔內(nèi)，出插座I的頂部位于外殼9外。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使得饋通濾波器4及電路板7的安裝工藝容易實(shí)現(xiàn)，同時產(chǎn)品的可靠性也得到了提高。[0025]如圖I和圖3所示，外殼9與插座I之間通過密封墊17密封。密封結(jié)合面為插座I和外殼9，兩種均為金屬材料，因此密封墊17選用的是軟質(zhì)橡膠墊，通過四個螺釘壓緊來達(dá)到較好的密封效果。密封墊17的作用是使密封墊17產(chǎn)生彈性或塑性變形，以填補(bǔ)零件結(jié)合面的微小凹凸不平，阻止水汽從該平面流入。外殼9上的固定插座I的四個螺釘孔不能打透，通過四個螺釘壓緊來達(dá)到較好的密封效果。如圖4所示，本實(shí)用新型所提供的一種密封防水絕壓傳感器電路，包括敏感芯體14、電路板7、饋通濾波器4和輸出插座I。如圖4所示，電路板7與饋通濾波器4、敏感芯體14均連通。如圖4所示，電路板7包括供電電源18、保護(hù)電路19、穩(wěn)壓電路20、智能補(bǔ)償電路21、放大濾波電路22、輸出保護(hù)電路23。供電電源18依次與保護(hù)電路19、穩(wěn)壓電路20、智能補(bǔ)償電路21、放大濾波電路22、輸出保護(hù)電路23連通，穩(wěn)壓電路20還與放大濾波電路22連通。如圖4所示，供電電源18還與饋通濾波器4連通。輸出保護(hù)電路23還分別與饋通濾波器4、輸出插座I連通。智能補(bǔ)償電路21還與敏感芯體14連通。如圖4所示，供電電源18依次通過保護(hù)電路19、穩(wěn)壓電路20分別給智能補(bǔ)償電路21、放大濾波電路22供電。智能補(bǔ)償電路21給敏感芯體14電壓激勵，敏感芯體14底部的引壓嘴14a將感受到的壓力傳遞給敏感芯體14，敏感芯體14輸出的電壓經(jīng)智能補(bǔ)償電路21調(diào)理后，再經(jīng)過放大濾波電路22放大、濾波，并經(jīng)輸出保護(hù)電路23輸出O +5V的電壓信號，該O +5V的輸出電壓信號經(jīng)輸出插座I輸出。饋通濾波器4將抑制由電纜引入的電磁干擾信號。保護(hù)電路19和輸出保護(hù)電路23可以將電纜可能出現(xiàn)的尖峰脈沖電壓嵌位到額定值，對傳感器內(nèi)部電路起保護(hù)作用。如圖5所示，智能補(bǔ)償電路21采用美國MAXM公司生產(chǎn)的芯片MAX1452，該芯片是專門面向壓阻式傳感器溫度補(bǔ)償?shù)男盘栒{(diào)理器，，當(dāng)與電阻性橋式傳感器連接時能實(shí)現(xiàn)傳感器的零偏、增益系數(shù)、溫度非線性的數(shù)字化校準(zhǔn)。該芯片應(yīng)用電路簡單并且補(bǔ)償精度高。MAX1452有兩個供電端，一個是VDD，另一個是EEPROM的供電電壓VDDF，為了抑制相互間的噪聲干擾，選用兩個電壓變換電路MAX6035分別通過VDD供電端、VDDF供電端給信號調(diào)理器MAX1452供電。如圖5所示，敏感芯體14為有由四個電阻構(gòu)成的電橋，電橋的I端與MAX1452的BDR端連接，電橋的2端與MAX1452的I匪端連接，電橋的I端與MAX1452的BDR端連接，電橋的3端與MAX1452的EST、VSS端共同接地，電橋的4端與MAX1452的INP端連接。如圖5所示，智能補(bǔ)償電路21給敏感芯體14的電橋供電，電橋輸出的差動信號經(jīng)信號調(diào)理后轉(zhuǎn)換為O +5V的電壓輸出。采用智能補(bǔ)償電路21不僅減少了元器件數(shù)量、簡化了補(bǔ)償過程、提高了精度，并且節(jié)約了生產(chǎn)成本、提高了產(chǎn)品的可靠性。上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。本實(shí)用新型中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。權(quán)利要求1.一種密封防水絕壓傳感器，包括輸出插座(I)、饋通濾波器(4)、屏蔽件￠)、電路板⑵、外殼(9)、轉(zhuǎn)接件(10)、敏感芯體(14)，外殼(9)下部內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)接件(10)，轉(zhuǎn)接件(10)下部內(nèi)設(shè)有敏感芯體(14)，轉(zhuǎn)接件(10)頂部設(shè)有電路板(7)，電路板(7)頂部設(shè)有屏蔽件(6)，屏蔽件(6)內(nèi)設(shè)有饋通濾波器(4)，外殼(9)頂部設(shè)有輸出插座(I)，敏感芯體(14)依次與電路板(7)、饋通濾波器(4)、輸出插座(I)通過電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種密封防水絕壓傳感器，其特征在于所述的屏蔽件(6)與饋通濾波器(4)之間設(shè)有焊接柱(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種密封防水絕壓傳感器，其特征在于所述的外殼(9)與轉(zhuǎn)接件(10)之間設(shè)有第二密封圈(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種密封防水絕壓傳感器，其特征在于所述的外殼(9)與敏感芯體(14)之間通過第一密封圈(13)密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種密封防水絕壓傳感器，其特征在于所述的第二密封圈(11)和第一密封圈(13)均采用O形橡膠圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種密封防水絕壓傳感器，其特征在于所述的外殼(9)與輸出插座(I)之間通過密封墊(17)密封。
7.—種密封防水絕壓傳感器電路，包括敏感芯體(14)、電路板(7)、饋通濾波器(4)和輸出插座(1)，電路板(7)與饋通濾波器(4)、敏感芯體(14)均連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種密封防水絕壓傳感器電路，其特征在于所述的電路板(7)包括供電電源(18)、保護(hù)電路(19)、穩(wěn)壓電路(20)、智能補(bǔ)償電路(21)、放大濾波電路(22)、輸出保護(hù)電路(23)，供電電源(18)依次與保護(hù)電路(19)、穩(wěn)壓電路(20)、智能補(bǔ)償電路(21)、放大濾波電路(22)、輸出保護(hù)電路(23)連通，穩(wěn)壓電路(20)還與放大濾波電路(22)連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種密封防水絕壓傳感器電路，其特征在于所述的供電電源(18)還與饋通濾波器(4)連通，輸出保護(hù)電路(23)還分別與饋通濾波器(4)、輸出插座(I)連通，智能補(bǔ)償電路(21)還與敏感芯體(14)連通。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種傳感器，具體公開一種密封防水絕壓傳感器及其傳感器電路，包括輸出插座、饋通濾波器、屏蔽件、電路板、外殼、轉(zhuǎn)接件、敏感芯體，外殼下部內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)接件，轉(zhuǎn)接件下部內(nèi)設(shè)有敏感芯體，轉(zhuǎn)接件頂部設(shè)有電路板，電路板頂部設(shè)有屏蔽件，屏蔽件內(nèi)設(shè)有饋通濾波器，外殼頂部設(shè)有輸出插座，敏感芯體依次與電路板、饋通濾波器、輸出插座通過電纜連接。本實(shí)用新型的壓力傳感器的全溫度范圍總精度小于0.3％。
文檔編號G01L19/14GK202372296SQ20112040031
公開日2012年8月8日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者史巖峰, 李國珍, 趙爽, 邰愛民, 陳玉玲 申請人:中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院, 北京強(qiáng)度環(huán)境研究所