专利名称：空气压力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于压力传感器技术领域，具体涉及一种自动测量汽车气刹系统空气
压力并能自动报警的装置。
背景技术：
目前，安装在汽车气刹系统上的压力传感器基本都是基于一种机械式结构，被测 压力作用于膜片，后者发生形变使与之相连的顶杆发生位移，随着顶杆发生位移，与顶杆相 连的触点在厚膜电阻板上滑动到相应位置以输出相应的电阻值。这种机械式压力传感器由 于存在回程误差，具有精度低、一致性差、稳定性差、使用寿命低等缺陷。随着欧三标准的实 施，要求对汽车气刹系统空气压力进行高精度的可靠的监测并在气压过低时及时提供报警 信号，以保证汽车制动安全。
发明内容为克服现有机械式压力传感器的缺陷，本实用新型提供一种能够精确测量汽车气 刹系统空气压力，并且具有精度高、一致性好、稳定性好、使用寿命长的空气压力传感器。 为了达到上述发明目的，本实用新型的技术解决方案是一种空气压力传感器，连 接件内腔有压环，压环与连接件过盈配合，敏感元件总成装于连接件内腔、压环下端；敏感 元件总成与连接件上端的端钮经连接导线连接；连接件上有与其内腔相连通的压力介质输 入孔。 本实用新型敏感元件总成与连接件之间有橡胶垫圈。压环与连接件之间有橡胶垫 圈。 敏感元件总成基板为环氧玻纤板，电桥芯片粘接到环氧玻纤板上。 本实用新型的敏感元件总成包括随被测压力大小变化而成比例变化的桥臂压敏 电阻组成的电桥芯片；一个接收电桥芯片的信号、处理后通过信号输出端S输出与被测压 力大小相对应的电压值的处理芯片；外接电源V通过场效应管FET1稳压后连接到处理芯片 和电桥芯片供电端，场效应管FET2设置在电路接地端。 本实用新型所述的敏感元件总成处理芯片为通过内置微处理器运行校正算法提 供传感信号偏移，灵敏度，温度漂移，非线性的数字补偿功能和传感校准功能的桥式传感器 信号处理芯片。 本实用新型可以根据不同用户的要求来定义输入输出特性，也即在产品结构不变 的前提下，可以根据被测压力范围及对应输出值来对处理芯片中相关参数进行写入，以满 足其输出特性。此外本实用新型工作温度范围较宽，可在_40°C +150°〇环境下工作。 本实用新型能够精确测量汽车气刹系统空气压力，适合于大批量生产，具有精度 高、一致性好、稳定性好、使用寿命长、低成本等优点，本实用新型适用于汽车气刹系统压力 自动监测，也可用于汽车进气歧管压力监测。以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是图1的俯视图。 图3是敏感元件总成外形结构示意图。 图4是敏感元件总成的电路原理图。
具体实施方式图1、图2中，压力测量单元为敏感元件总成(6)，该压力测量单元通过金属连接件 (2)上的压力介质输入孔(9)输入压力介质，敏感元件总成(6)与连接件(2)之间放置了一 橡胶垫圈(7)，压环(4)与连接件(2)采取过盈配合，可通过液压机3 4MPa压力将其压 入。连接件(2)上有凸台，压环(4)上有与凸台对应的限位台阶(14)，通过该台阶(14)可 以在保证压环(4)通过敏感元件总成(6)承载基体环氧玻纤板在适量压縮橡胶垫圈(7)保 证密封性的前提下进行限位，以防止压环(4)压伤或压坏敏感元件总成(6)。端钮(1)有3 个插片，插片一 (10)为电源负极，插片二 (11)为电源正极，插片三(12)为信号输出极，插 片极性可以根据用户要求随意定义。敏感元件总成(6)通过三根连接导线(5)来实现与端 钮(1)之间的电气连接，压环(4)上面放置有橡胶垫圈(3)，通过对连接件翻边处理将端钮 (1)牢牢压住在橡胶垫圈(3)上，这样一方面可以防止水或灰尘进入，有利于提高产品的可 靠性和防护等级，另一方面可防止使用过程中压环(4)发生轴向窜动而导致橡胶垫圈(7) 的密封失效。为提高敏感元件总成(6)散热性能及防护性能，可在提高敏感元件总成(6) 上灌封一层导热性能优良的硅胶(13)。 (8)为安装螺纹。 图3中，环氧玻纤板(15)作为元器件和压力承载基体，必须具备一定强度和厚度， 考虑到成本和适用性原则，可优先选择环氧玻纤印制板，如FR-4等，如果成本不存在问题， 也可以选用特种基材印制板，如金属基材(铝基、铜基、铁基或因瓦钢)、陶瓷基材。电桥芯 片(21)通过一种柔性软胶粘接到环氧玻纤板(15)上，两者之间的电气连接通过金丝或铝 丝键合。电桥芯片(21)键合好后将保护圈粘接到环氧玻纤板(15)，如图3所示，为保护芯 片，保护圈内注入凝胶(20)，该凝胶(20)采用双组分硅橡胶凝胶，它在A、B组分混合之后 不久具有一较小粘度，而在A、 B组分混合之后经过预定的时间就能达到所要求的粘度、硬 度或弹性。其他元器件电阻Rl (16)、电容Cl (17)、场效应管FET1 (18)、电容C2 (22)、处理芯 片(23)、场效应管FET2(24)通过回流焊或手工焊接贴片到环氧玻纤板(15)上，整个过程必 须采取严格的防静电措施。(19)为保护圈，(25)为电桥芯片压力介质输入孔，(26)为环氧 玻纤板压力介质输入孔。 图4中，Rsl、Rs2、Rs3、Rs4为电桥芯片(21)上桥臂压敏电阻，其电阻值随被测压 力大小变化而成比例变化，该变化通过处理芯片(23)芯片处理后通过信号输出端S输出 与被测压力大小相对应的电压值。外接电源V通过场效应管FET1(18)稳压后连接到处理 芯片(23)和电桥芯片(21)供电端，在V变化时，处理芯片(23)可以通过反馈控制效应管 FET1(18)栅极，以达到稳压和过压保护的作用。场效应管FET2(24)放置在电路接地端G， 起到电源反向保护的作用。滤波电容C1(17)、C2(22)分别并联在外接电源端V和处理芯片 (23)及电桥芯片(21)供电端，信号输出端串联一电阻R1(16)，R1阻值较小，起到过电流保护作用。电桥芯片(21)为硅微机械压阻式传感器芯片，可直接安装在环氧玻纤板上。处理 芯片(23)为高精度桥式传感器信号处理芯片。电路接地端G与端钮的电源负极相连接，信 号输出端S与端钮的信号输出极相连接，外接电源V与端钮的电源正极相连接。
权利要求一种空气压力传感器，其特征在于连接件(2)内腔有压环(4)，敏感元件总成(6)装于连接件(2)内腔、压环(4)下端；敏感元件总成(6)与连接件(2)上端的端钮(1)经连接导线(5)连接；连接件(2)上有与其内腔相连通的压力介质输入孔(9)。
2. 根据权利要求1所述的空气压力传感器，其特征在于所说的敏感元件总成(6)基板为环氧玻纤板(15)，电桥芯片(21)粘接到环氧玻纤板(15)上。
3. 根据权利要求1所述的空气压力传感器，其特征在于所说的连接件(2)上有凸台 (14)，压环(4)上有与凸台(14)对应的限位台阶。
4. 根据权利要求1所述的空气压力传感器，其特征在于在敏感元件总成(6)与连接 件(2)之间有橡胶垫圈(7)。
5. 根据权利要求l所述的空气压力传感器，其特征在于所说的压环(4)与连接件(2) 之间有橡胶垫圈(3)。
6. 根据权利要求1所述的空气压力传感器，其特征在于所说的端钮(1)有3个分别 与敏感元件总成(6)的连接导线相连接的插片，其一个插片为电源负极，一个插片为电源 正极，一个插片为信号输出极。
7. 根据权利要求1所述的空气压力传感器，其特征在于所说的敏感元件总成(6)包括随被测压力大小变化而成比例变化的桥臂压敏电阻组成的电桥芯片(21);—个接收电桥芯片(21)的信号、处理后通过信号输出端S输出与被测压力大小相对应的电压值的处理 芯片(23);外接电源V通过场效应管FET1(18)连接到处理芯片(23)和电桥芯片(21)供 电端，场效应管FET2(24)设置在电路接地端。
8. 根据权利要求7所述的空气压力传感器，其特征在于所说的处理芯片(23)为通过 内置微处理器运行校正算法提供传感信号偏移，灵敏度，温度漂移，非线性的数字补偿功能 和传感校准功能的桥式传感器信号处理芯片。
9. 根据权利要求7所述的空气压力传感器，其特征在于所说的敏感元件总成(6)，有 滤波电容C1(17)、C2(22)分别并联在外接电源V和处理芯片(23)及电桥芯片(21)供电 端，信号输出端S串联一电阻R1。
10. 根据权利要求7所述的空气压力传感器，其特征在于所说的敏感元件总成(6)的 电路接地端与端钮(1)的电源负极相连接，敏感元件总成(6)的信号输出端S与端钮(1) 的信号输出极相连接，敏感元件总成(6)的外接电源V与端钮(1)的电源正极相连接。
专利摘要一种空气压力传感器，连接件内腔有压环，压环与连接件过盈配合，敏感元件总成装于连接件内腔、压环下端；连接件上有凸台，压环上有与凸台对应的限位台阶；敏感元件总成与连接件上端的端钮经连接导线连接；连接件上有与其内腔相连通的压力介质输入孔。敏感元件总成基板为环氧玻纤板，电桥芯片粘接到环氧玻纤板上。本实用新型可以根据不同用户的要求来定义输入输出特性，能够精确测量汽车气刹系统空气压力和汽车进气歧管压力监测，适合于大批量生产，具有精度高、一致性好、稳定性好、使用寿命长、低成本等优点。
文档编号G01L9/06GK201476927SQ20092022750
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者廖景昌, 李既浩, 王运斌 申请人:襄樊美瑞汽车传感器有限公司