压力传感器的制作方法

本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种压力传感器。

背景技术：

压力传感器是一种能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器属于工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，具体可以应用在泵/压缩机、空调、注塑机等上。

现有的压力传感器通常包括外壳、设于外壳内的多块电路板以及设于外壳端部的连接器。其中，连接器安装在外壳的端部时还需要将连接器上的电源线与外壳内的电路板电性连接，由于连接器的型号有多种，每次选用不同型号的连接器时，都需要重新匹配连接器上的电源线与电路板，导致无法快速完成各种型号的连接器与电路板之间的电性连接，电源线和电路板种类过多，装配繁琐，并且适应性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种压力传感器，旨在解决现有技术中的压力传感器装配时无法快速完成不同型号的连接器与电路板之间的电性连接的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种压力传感器，包括金属外壳、压力接头、连接器、针板、邦定电路板和功能电路板；

所述压力接头固定于所述金属外壳的第一端，所述压力接头上设置有感测元件，所述感测元件与所述邦定电路板电性连接，所述邦定电路板固定于所述压力接头位于所述金属外壳内的端部并与所述压力接头之间形成绝缘，所述针板上设有PIN针，所述PIN针的第一端与所述邦定电路板固定并电性连接；

所述连接器固定于所述金属外壳的第二端，所述连接器上设有若干延伸入所述金属外壳内的连接针，所述功能电路板设于所述金属外壳内并与所述PIN针的第二端电性连接，所述功能电路板上设有若干位置与各所述连接针匹配的连接孔，各所述连接针一一对应地穿过各所述连接孔并与所述功能电路板电性连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的压力传感器，使用时，固定于金属外壳的第一端的压力接头受到压力作用时可以发生形变，通过感测元件测该压力并将信号通过邦线传递到邦定电路板，接着经过针板上设置的PIN针以及功能电路板传递到连接器上设置的连接针，最后经过固定于金属外壳的第二端的连接器上设置的连接针输出。由于，连接器与功能电路板之间的电性连接是通过连接针与连接孔穿设并焊接固定，如此可以快速完成对功能电路板的固定，并且由于各连接针与各连接孔的位置一一对应匹配，如此即使连接器的型号有多种，均可以通过位置匹配的连接针与功能电路板上的连接孔穿设，实现一种功能电路板适配连接各种不同型号的连接器，从而可以快速完成不同型号的连接器与功能电路板之间的电性连接，进而使得功能电路板的组装更加简单，灵活实用。

为实现上述目的，本实用新型采用的另一技术方案是：一种压力传感器，包括：

压力接头组件，所述压力接头组件包括压力接头和固定于所述压力接头上的感测元件和邦定电路板；所述感测元件和所述邦定电路板电性连接；

连接器组件，所述连接器组件包括连接器、金属外壳和功能电路板；所述金属外壳的一端与所述连接器固定连接；所述连接器上设有若干延伸入所述金属外壳内并与所述功能电路板电性连接的连接针；

针板，所述针板上设有PIN针，所述PIN针的第一端与所述邦定电路板固定并电性连接，所述PIN针的第二端与所述功能电路板电性连接；

所述压力接头组件和所述连接器组件分别为一体件，并且相互组装固定连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的压力传感器，使用时，固定于金属外壳的第一端的压力接头受到压力作用时可以发生形变，通过感测元件测该压力并将信号通过邦线传递到邦定电路板，接着经过针板上设置的PIN针以及功能电路板传递到连接器上设置的连接针，最后经过固定于金属外壳的第二端的连接器上设置的连接针输出。由于，压力接头组件和连接器组件分别为一体件，即压力接头组件为单独的一体件，连接器组件也为单独的一体件，这样可以在装配时，可以快速完成压力接头组件和连接器组件的组装，即使连接器的型号有多种，其通过连接针与功能电路板固定，实现一种功能电路板适配连接各种不同型号的连接器，从而可以快速完成具有不同型号的连接器的连接器组件与压力接头组件之间的安装，使得整个压力传感器的组装更加简单，灵活实用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的压力传感器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一提供的压力传感器的剖切视图。

图3为本实用新型实施例一提供的压力传感器的结构分解示意图。

图4为本实用新型实施例一提供的压力传感器的金属外壳及连接于金属外壳第二端的部件的结构示意图。

图5为本实用新型实施例一提供的压力传感器的压力接头及连接于压力接头端部的部件的结构示意图。

图6为本实用新型实施例一提供的压力传感器的功能电路板的结构示意图。

图7为本实用新型实施例二提供的压力传感器的结构分解示意图。

图8为本实用新型实施例二提供的压力传感器的连接器的结构示意图。

图9为本实用新型实施例二提供的压力传感器的金属外壳的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～9描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一。

本实施例提供的一种压力传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，具体可以应用在泵/压缩机、空调、注塑机等上。

具体地，如图1～3所示，本实施例的压力传感器包括金属外壳10、压力接头20、连接器30、针板40、邦定电路板50和功能电路板60。所述压力接头20固定于所述金属外壳10的第一端，所述压力接头20上设置有感测元件(图未示)，所述感测元件与所述邦定电路板50电性连接，所述邦定电路板50固定于所述压力接头20位于所述金属外壳10内的端部并与所述压力接头20之间形成绝缘，所述针板40上设有PIN针41，所述PIN针41的第一端与所述邦定电路板50固定并电性连接。所述连接器30固定于所述金属外壳10的第二端，所述连接器30上设有若干延伸入所述金属外壳10内的连接针32，所述功能电路板60设于所述金属外壳10内并与所述PIN针41的第二端电性连接，所述功能电路板60上设有若干位置与各所述连接针32匹配的连接孔611，各所述连接针32一一对应地穿过各所述连接孔611并与所述功能电路板60电性连接，例如可以将连接针32与功能电路板60进行焊接。

其中，所述感测元件包括至少一个应变片。

本实用新型实施例的压力传感器，使用时，固定于金属外壳10的第一端的压力接头20受到压力作用时可以发生形变，通过感测元件测该压力并将信号通过邦线传递到邦定电路板50，接着经过针板40上设置的PIN针41以及功能电路板60传递到连接器30上设置的连接针32，最后经过固定于金属外壳10的第二端的连接器30上设置的连接针32输出。由于，连接器30与功能电路板60之间的电性连接是通过连接针32与连接孔611穿设并焊接固定，如此可以快速完成对功能电路板60的固定，并且由于各连接针32与各连接孔611的位置一一对应匹配，如此即使连接器30的型号有多种，均可以通过位置匹配的连接针32与功能电路板60上的连接孔611穿设，实现一种功能电路板60适配连接各种不同型号的连接器30，从而可以快速完成不同型号的连接器30与功能电路板60之间的电性连接，进而使得功能电路板60的组装更加简单，灵活实用。

进一步地，本实施例的压力传感器只需要使用两块电路板，即邦定电路板50和功能电路板60，绑定电路板上集成设置有邦线和敏感元件，功能电路板60则实现信号转换和传送的功能。相对于传统的使用四至五块电路板的设计，本实施例的压力传感器优化了电气设计，减少了部件数量，通过减少部件数量不但可以简化装配，还可以减少故障率。进而实现简化结构，简化制造工艺以及具有更高的设计标准。

如图1～3所示，本实施例中，各所述连接针32均包括延伸出至所述金属外壳10外的插脚321。具体地，插脚321的设置便于连接器30与外界的插座插接，以此实现电性/或和电性号连接。其中，插脚321与连接针32一体成型，并且连接针32和插脚321均沿着长度方向布置。当然，连接器30上还可以设置其他可以实现电性/或和电性号连接的部件，例如可以是螺母，螺柱等。

更具体地，连接器30上设置的连接针32的数量可以根据实际需求制造，连接数的数量的设定即为插脚321的数量，即根据插脚321需要与何种型号的插接配合来设计连接针32的数量。例如，连接针32的数量可以是两根、三根等。

如图2～4所示，本实施例中，所述金属外壳10的第二端设有延伸入所述金属外壳10内的接地针70，所述功能电路板60上设有位置与所述接地针70匹配的接地孔612，所述接地针70穿过所述接地孔612并与所述功能电路板60电性连接，例如可以将接地针70与功能电路板60进行焊接。具体地，将接地针70设置在金属外壳10的第二端处并与金属外壳10实现接触连接，如此使得接地针70与金属外壳10之间可以实现导电，并且进一步在功能电路板60上设置位置与接地针70匹配的接地孔612，这样当将功能电路板60设置在金属外壳10内时，那么接地针70可以正确地穿过功能电路板60上的接地孔612，无需花费额外的对孔工序，接地针70穿过接地孔612内，再将接地针70与功能电路板60焊接在一起，如此使得接地针70与功能电路板60之间实现导电，那么即可实现接地功能，进而确保压力传感器在电磁环境中的适应性，保持其固有性能、完成规定功能的能力。

如图2～3所示，接地针70和各连接针32的位置固定，同时，功能板上设置的接地孔612和各连接孔611的位置也固定，这样，当将功能电路板60设于金属外壳10内时，接地针70可以匹配穿过接地孔612，而各个连接针32也可以匹配穿过各个接地孔612，最后再将接地针70和各连接针32与功能电路板60焊接连接，如此可以同时实现功能板的机械连接和电性连接。相对于传统的采用刚环固定电路板的设计，本实施例的压力传感器的功能电路板60的结构更加简化，对功能电路板60的固定也更加方便，并且，单一种功能电路板60可以适配各种不同型号的连接器30，通用性好，适应性佳。

进一步地，本实施例中的接地针70与金属外壳10的连接方式优选以下三种：第一，所述接地针70铆接于所述金属外壳10的第二端上；第二，所述接地针70焊接于所述金属外壳10的第二端上；第三，所述接地针70一体成型于所述金属外壳10的第二端上。也即是说，根据生产的要求以及成本，设备，生产场所/设备的考虑，可以采用铆接、焊接或者一体成型(例如冲压，锻造等)的方式实现接地针70与金属外壳10之间的机械连接。其中，采用铆接的方式固定接地针70，在一定程度可以实现对接地针70的拆卸，方便后期的维护。采用焊接的方式固定接地针70，操作简单方便，可以提升组装效率，已经加强接地针70固定后的稳定性。采用一体成型的方式固定接地针70可，则可以确保产品的一致性更加，产品一次性成型，不需要整队零件单独生产制造。

如图2～3所示，本实施例中，所述金属外壳10第二端的外周缘设有金属外壳台阶11，所述连接器30上设有连接器台阶311，所述金属外壳台阶11与所述连接器台阶311配合连接。具体地，金属外壳台阶11与连接器台阶311的配合可以增加连接器30与金属外壳10接触连接的面积，并且阶梯状结构形成有转角位，通过增加接触面积和转角位可以有效加强金属外壳10与连接器30之间连接的稳定性和密封性，大大提升压力传感器的防水性能。

更具体地，金属外壳台阶11的设置位置在金属外壳10的外周壁形成，而连接器台阶311的设置位置在连接器30的内周壁形成，这样可以确保连接器30与金属外壳10配合连接的外周壁无台阶出现，从金属外壳10至连接器30的外周表面平整过渡。

优选地，金属外壳台阶11的阶梯数量优选大于一阶，同理，与金属外壳台阶11适配连接的连接器台阶311的阶梯数量也大于一阶。这样不但可以进一步增加金属外壳台阶11与连接器台阶311之间的接触面积，还可以形成至少两个转角位，转角位越多能够更进一步地提升金属外壳10与连接器30之间的防水性能，结构设计巧妙，实用性强。

如图2～4所示，本实施例中，所述连接器30位于所述金属外壳10内的端部设有防呆凸起312，所述功能电路板60上设有与所述防呆凸起312配合的缺口613。具体地，防呆凸起312的作用是再将功能电路板60安装于金属外壳10内时，能够避免功能电路板60安装错位，即只有在功能电路板60上设置的缺口613对位到防呆凸起312时可以正确完成功能电路板60的安装，即可以确保功能电路板60上设置的连接针32和接地孔612能够正确对位连接器30上设置的连接针32和金属外壳10上设置的接地针70。

更具体地，防呆凸起312可以是一种台阶结构，并且该台阶结构具有一平面，而功能电路板60上设置的缺口613即为切边结构，该切边结构也具有一平面，只有在切边结构的平面与台阶结构的平面正对时，才能够实现功能电路板60的安装，防呆效果好，有效避免功能电路板60在安装过程中与接地针70和连接针32出现相互碰撞而损害。

如图2～3所示，本实施例中，所述连接器30包括用于固定各所述连接针32的塑料壳31，其中，防呆凸起312设置在塑料壳31上位于金属外壳10内的端部位置，并且，该防呆凸起312与塑料壳31一体成型。优选地，所述金属外壳10和各所述连接针32均与所述塑料壳31一体注塑成型。具体地，在注塑生产塑料壳31时，在适当的工序中将金属外壳10和各连接针32加入到注塑模具中，使得金属外壳10和各连接针32与塑料壳31一体成型，即使得金属外壳10、连接器30以及连接器30上设置的各连接针32为一个整体且不可拆卸的结构，即通过塑料壳31包覆住金属外壳10和各连接针32上的部分结构而形成整体。这样，即使连接器30的型号各异，但连接器30的塑料壳31上包覆的连接针32的位置是相同的，又由于功能电路板60上的连接孔611的位置也是固定的，如此但一种功能电路板60可以适配连接各种不同型号的连接器30，通用性好。

如图2～3所示，本实施例中，所述压力传感器还包括支撑保护板80，所述支撑保护板80上设有针孔81，所述支撑保护板80设于所述金属外壳10内，且所述PIN针41的第二端穿过所述针孔81，通过在支撑保护板80上设置该针孔81供PIN针41的第二端穿设，以此避免支撑保护板80的设置阻碍PIN针41与功能电路板60的焊接。具体地，支撑保护板80位于邦定电路板50的上方，由于邦定电路板50上集成设置有细微的邦线和敏感元件，那么设置于邦定电路板50上方的支撑保护板80可以对该细微的邦线和敏感元件起到遮挡保护的作用，防止在组装部件的过程中，邦定电路板50上集成设置有细微的邦线和敏感元件被损坏，可以大大提高压力传感器的质量以及良品率。

如图2～4和图6所示，本实施例中，所述功能电路板60包括互相连接的硬质板体61和柔性板体62，各所述连接孔611和接地孔612均开设于所述硬质板体61上，所述柔性板体62弯曲于所述硬质板体61的下方并与所述PIN针41的第二端固定并电性连接，例如可以将PIN针41的第二端与柔性板体62焊接固定。具体地，硬质板体61主要用于集成各种功能性电子元器件，而柔性板体62则主要用于实现电性连接，并且该柔性板体62质地柔软，可以弯折，那么在金属外壳10较小的内部空间中可以便于功能电路板60的安装，即通弯曲柔性板体62得以实现。其中，功能电路板60实现与防呆凸起312配合的缺口613设置在硬质板体61的侧边。

本实施例中，所述邦定电路板50上设有绝缘层(图未示)，所述绝缘层粘接于所述压力接头20位于所述金属外壳10内的端部以使得所述邦定电路板50与所述压力接头20之间形成绝缘。具体地，绝缘层直接设置在邦定电路板50的表面，这样将该邦定电路板50固定连接在压力接头20的端部上时可以与压力接头20之间形成绝缘接触，避免出现不必要的短路等问题，同时，相对于传统技术，减少在邦定电路板50与压力接头20之间设置绝缘片，实现减少整体部件的数量，进一步提升安装效率，减少出现故障。

优选地，邦定电路板50通过胶水或者超薄双面胶粘接在压力接头20位于金属外壳10内的端部，该种邦定电路板50的安装方式易于实现，成本低廉，且连接后的稳定性好。

本实施例中，所述压力接头20与所述金属外壳10通过焊接连接，优选地，采用激光焊接。具体地，采用激光焊接的方式可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低，并且不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑；同时由于接触式焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。另外，激光束可聚焦在很小的区域，焊接精度高，防止对压力接头20与金属外壳10除焊接区域的其他地方造成损伤。

如图1～3和图5所示，本实施例中，所述压力接头20的外端设有便于使得所述压力接头20与外界固定物连接的螺纹头21。具体地，螺纹头21的设置便于整个压力传感器的安装和固定。

如图2所示，本实施例中，优选地，所述金属外壳10为圆筒状钢壳。如此形状的金属外壳10结构形状规则，易于生产制造。且钢质不易生锈，使用寿命长。

实施例二。

如图7～9所示，本实施例的一种压力传感器，其适用范围与上述实施例一的压力传感器相同。具体地，压力传感器包括压力接头组件20、连接器组件10、针板30；所述压力接头组件20包括压力接头21和固定于所述压力接头21上的感测元件和邦定电路板22；所述感测元件(图未示)和所述邦定电路板22电性连接，其中，所述感测元件包括至少一个应变片；所述连接器组件10包括连接器11、金属外壳12和功能电路板13；所述金属外壳12的一端与所述连接器11固定连接；所述连接器11上设有若干延伸入所述金属外壳12内并与所述功能电路板13电性连接的连接针112；所述针板30上设有PIN针31，所述PIN针31的第一端与所述邦定电路板22固定并电性连接，所述PIN针31的第二端与所述功能电路板13电性连接；所述压力接头组件20和所述连接器组件10分别为一体件，并且相互组装固定连接。

本实用新型实施例的压力传感器，使用时，固定于金属外壳12的第一端的压力接头21受到压力作用时可以发生形变，通过感测元件测该压力并将信号通过邦线传递到邦定电路板22，接着经过针板30上设置的PIN针31以及功能电路板13传递到连接器11上设置的连接针112，最后经过固定于金属外壳12的第二端的连接器11上设置的连接针112输出。由于，压力接头组件20和连接器组件10分别为一体件，即压力接头组件20为单独的一体件，连接器组件10也为单独的一体件，这样可以在装配时，可以快速完成压力接头组件20和连接器组件10的组装，即使连接器11的型号有多种，其通过连接针112与功能电路板13固定，实现一种功能电路板13适配连接各种不同型号的连接器11，从而可以快速完成具有不同型号的连接器11的连接器组件10与压力接头组件20之间的安装，使得整个压力传感器的组装更加简单，灵活实用。

如图8所示，本实施例中，所述功能电路板13上设有若干位置与各所述连接针112匹配的连接孔131；各所述连接针112一一对应地穿过各所述连接孔131并与所述功能电路板13电性连接。由于，连接器11与功能电路板13之间的电性连接是通过连接针112与连接孔131穿设并焊接固定，如此可以快速完成对功能电路板13的固定，并且由于各连接针112与各连接孔131的位置一一对应匹配，如此即使连接器11的型号有多种，均可以通过位置匹配的连接针112与功能电路板13上的连接孔131穿设，实现一种功能电路板13适配连接各种不同型号的连接器11，从而可以快速完成不同型号的连接器11与功能电路板13之间的电性连接，进而使得功能电路板13的组装更加简单，灵活实用。

如图7所示，本实施例中，所述连接器11包括用于固定各所述连接针112的塑料壳111，所述金属外壳12和各所述连接针112均与所述塑料壳111一体注塑成型。在注塑生产塑料壳111时，在适当的工序中将金属外壳12和各连接针112加入到注塑模具中，使得金属外壳12和各连接针112与塑料壳111一体成型，即使得金属外壳12、连接器11以及连接器11上设置的各连接针112为一个整体且不可拆卸的结构，即通过塑料壳111包覆住金属外壳12和各连接针112上的部分结构而形成整体。这样，即使连接器11的型号各异，但连接器11的塑料壳111上包覆的连接针112的位置是相同的，又由于功能电路板13上的连接孔131的位置也是固定的，如此但一种功能电路板13可以适配连接各种不同型号的连接器11，通用性好。

如图8～9所示，本实施例中，所述金属外壳12的一端设有径向延伸的金属外壳台阶121，所述金属外壳台阶121嵌设于所述塑料壳111内。进一步地，所述连接器11上设有连接器台阶114，所述金属外壳台阶121与所述连接器台阶114配合连接。具体地，金属外壳台阶121与连接器台阶114的配合可以增加连接器11与金属外壳12接触连接的面积，并且阶梯状结构形成有转角位，通过增加接触面积和转角位可以有效加强金属外壳12与连接器11之间连接的稳定性和密封性，大大提升压力传感器的防水性能。

如图8所示，本实施例中，所述压力传感器还包括接地针113，所述接地针113的一端与所述金属外壳12电连接、另一端与所述功能电路板13电连接。将接地针113设置在金属外壳12上并与金属外壳12实现接触连接，如此使得接地针113与金属外壳12之间可以实现导电，那么即可实现接地功能，进而确保压力传感器在电磁环境中的适应性，保持其固有性能、完成规定功能的能力。

如图7所示，本实施例中，所述针板30固定设置在所述邦定电路板22上。具体地，针板30可以通用PIN针31与邦定电路板22焊接而实现固定。

本实施例的其余部分与实施例一相同，在本实施例中未解释的特征，均采用实施例一的解释，这里不再进行赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。