压力感测装置的制作方法

本发明涉及一种具有压力传感器的压力感测装置，更具体地说，涉及一种具有单独的连接器和本体组件的压力感测装置，该单独的连接器和本体组件通过连接构件，例如弹簧针(pogopin)，相互连通。

背景技术：

压力感测装置用于电子测量和评估压力。这样的压力感测装置包括具有大体上圆盘形状构造的压力响应传感器，这是众所周知的。在这种感测装置中使用的压力传感器可以是提供与所施加的压力成正比的线性电压输出的传感器。

在现有技术中，已知压力传感器的连接器组件和本体组件通过标准电缆彼此附接。所述电缆大部分经焊接以附接陶瓷传感器构件。本发明的技术领域中尤其可以被称为us4716492的现有技术出版物，该文献公开了一种电容式压力传感器，该电容式压力传感器具有薄陶瓷膜片，该薄陶瓷膜片以紧密间隔、密封、覆盖的方式安装在陶瓷基座上，以及具有沉积在膜片和基座的各自相对表面上的金属涂层，以作为彼此按预定的紧密间隔关系布置的电容器板来形成电容器。

这种传感器的问题之一是只能在完成压力感测装置的组装之后才进行泄漏测试。同样，电子功能测试只能在压力感测装置组装后进行。当柔性连接电缆弯曲时，存在变形的风险，此外，还必须使用带有金属尖端的专用陶瓷传感器进行电缆的焊接或焊制。此外，难以将电路固定至压力传感器的主本体，并且需要附加元件来连接印刷电路以进行电气测试。从电子卡到连接器的连接存在变形和损坏的潜在风险。由于需要双弹簧连接，这导致压力装置的成本增加。

压力感测装置必须完美地工作，尤其是在对长期稳定性、抗振动性、电磁兼容性、抗冲击性或温度不敏感性有较高要求的领域。

发明对象

本发明的主要目的是提供一种紧凑、可靠和精确的压力感测装置，其中消除了许多部件。

本发明的另一个目的是提供一种压力感测装置，在组装本体组件之前可以进行泄漏测试。类似地，本发明的另一个目的是提供一种压力感测装置，在压力感测装置的组装完成之前，可以进行电子电路控制测试。

本发明的另一个目的是提供一种压力感测装置，其中连接器组件和压力传感器主本体可以分开生产和测试。

本发明的另一个目的是提供一种压力感测装置，通过消除允许连续自动化生产的非固定延伸部，将连接器组件和压力感测装置的主本体生产为刚性部件。另一个目标是提供一种不受上述现有技术限制的压力传感器。本发明的另一个目的是提供一种改进的组装电子部件的方法。

技术实现要素：

一种压力感测装置包括：本体组件，其具有主本体，该主本体具有由内底壁限定的传感器容纳部和从布置有压力传感器的底壁向上延伸的主本体的侧壁；压力传感器，该压力传感器设置有暴露于所施加的压力的下表面，以及具有布置在压力传感器的上表面处的上接触部分；形成在主本体上的流体入口通道和形成在传感器容纳部中的流体压力端口，该流体压力端口与流体入口通道连通，以及连接器组件至少部分地放置在本体组件中并具有连接器本体，该连接器本体具有电路，用于提供与所施加的压力相对应的电气输出信号；电子电路具有连接构件容纳部分。电子电路具有附接到连接构件容纳部分的至少两个连接构件，并且连接器组件被布置成在本体组件中对准成使得：电子电路的至少两个连接构件处于与压力传感器的上接触部分建立电气接触的位置。

在本发明的一个可能的实施例中，压力感测装置包含：锁定构件，该锁定构件具有从锁定构件的底壁向下延伸的至少一个定位腿，所述定位腿用于将所述锁定构件定位在所述传感器容纳部中。

在本发明的一个可能的实施例中，压力传感器设置有从下表面延伸到上表面的至少一个定位槽，并且所述至少一个定位槽相对于锁定构件的定位腿来定形状和定尺寸。

在本发明的一个可能的实施例中，锁定构件具有向外延伸的抵接表面，并且锁定构件被布置成坐落于锁定表面上，该锁定表面形成在传感器容纳部上并在传感器容纳部中周向地延伸。

在本发明的一个可能的实施例中，锁定构件还包括作为抵接表面的上部的圆形部分，其中，该圆形部分在使用时被布置成与形成在主本体内部上的限位圆形部分接触，并且该圆形部分被布置成通过按压而处于限位圆形部分的下方，从而经由所述锁定构件将预定的压力施加到压力传感器上以将压力传感器保持在传感器容纳部中。

在本发明的一个可能的实施例中，锁定构件还包括定位突出部，该定位突出部相对于形成在传感器容纳部的内周上的锁定槽来定形状和定尺寸，以用于将锁定构件定位在压力传感器上。

在本发明的一个可能的实施例中，锁定构件还包括锁定槽，该锁定槽相对于形成在传感器容纳部的内周上的定位突出部来定形状和定尺寸，以用于将锁定构件定位到压力传感器上。

在本发明的一个可能的实施例中，连接器组件具有形成在连接器本体的外周上的至少一个定位突出部，所述至少一个定位突出部相对于形成在主本体的内周上的至少一个连接器定位槽来定形状和定尺寸，从而布置连接器组件的预定的位置。

在本发明的一个可能的实施例中，连接构件是可移动的弹簧偏置式弹簧针。

在本发明的一个可能的实施例中，连接构件具有直接焊接或焊制到电路的连接构件容纳部分上的连接端，以及连接构件具有弹簧偏置的接触端，该接触端被布置成与设置在上接触部分上的对应端子建立电气连接。

在本发明的一个可能的实施例中，连接器本体具有从连接器本体的外部底表面延伸的至少一个定位腿，其中所述定位腿被布置成插入电子电路的对应的接触孔，用于其焊接或焊制过程。

在本发明的一个可能的实施例中，连接器本体具有形成为圆形突出部的密封构件容纳部，在该密封构件容纳部中布置有圆形密封构件。

在本发明的一个可能的实施例中，主本体还包括布置有密封构件的圆形的密封容纳部，其中，当锁定构件放置于传感器容纳部时，密封构件布置成被压力传感器的下表面按压。

在本发明的一个可能的实施例中，本体组件和连接器组件构造成单独的部件，其中，当连接器组件(30)放置在本体组件中时，在压力传感器和电路之间的电气连接仅通过设置在压力传感器和电路之间的连接构件来建立。

附图说明

附图仅用于举例说明压力感测装置，其相对于现有技术的优点如上所述，并将在下文简要说明。

附图并不意味着限定权利要求中标识的保护范围，也不应在不依赖于本发明说明书中的技术公开的情况下单独引用附图来解释所述权利要求中标识的范围。

图1展示了根据本发明的压力感测装置的透视图。

图2是如图1所示的压力感测装置的横截面图。

图3是根据本发明的压力感测装置的主本体的横截面图。

图4是根据本发明的压力感测装置的连接器组件的横截面图。

图5是根据本发明的压力感测装置的主本体的分解透视图。

图6是根据本发明的压力感测装置的连接器组件的分解透视图。

图7a是根据本发明的压力感测装置的锁定构件的俯视图。

图7b是根据本发明的压力感测装置的锁定构件的正视图。

图8a是根据本发明的压力感测装置的压力传感器的正视图。

图8a是根据本发明的压力感测装置的压力传感器的俯视图。

图9是根据本发明的压力感测装置的主本体的横截面图，其中未放置压力传感器。

图10是压力感测装置的连接器组件的透视图。

具体实施方式

现在将参考附图详细描述本发明，其中分配给其中各部分的附图标记如下列出；

10.压力感测装置

20.本体组件

21.锁定构件

211.定位突出部

212.下表面

213.定位腿

214.抵接表面

215.圆形部分

22.压力传感器

221.上接触部分

222.定位槽

223.信号调节器

224.流体容纳部

225.上表面

23.密封构件

24.主本体

241.连接器定位槽

242.限位圆形部分

243.外密封容纳部

244.密封容纳部

245.流体入口通道

246.传感器容纳部

247.锁定槽

249.锁定表面

250.流体压力端口

251.座部分

25.内底壁

26.端口装配部分

27.侧壁

30.连接器组件

31.连接器本体

311.定位突出部

312.密封构件容纳部

313.定位腿

314.圆形唇口

316.连接器端子

32.密封构件

33.电路

331.接触孔

332.连接构件容纳部分

34.连接构件

341.连接端

342.接触端

本发明涉及一种压力感测装置(10)，其包括：本体组件(20)，其具有主本体(24)，该主本体(24)具有由内底壁(25)限定的传感器容纳部(246)和从布置有压力传感器(22)的底壁(25)向上延伸的侧壁(27)；压力传感器(22)，该压力传感器设置有暴露于所施加的压力的下表面(212)，以及具有布置在压力传感器(22)的上表面(225)的上接触部分(221)；流体入口通道(245)形成在主本体(24)上，并且形成在传感器容纳部(246)中的流体压力端口(250)与流体入口通道(245)连通，并且连接器组件(30)至少部分地放置在本体组件(20)中并具有连接器本体(31)，该连接器本体具有信号调节电路(33)，用于提供与所施加的压力相对应的电气输出信号；电子电路(33)具有连接构件容纳部分(332)。电子电路(33)具有附接到连接构件容纳部分(332)的至少两个连接构件(34)，并且连接器组件(30)布置成在本体组件(20)中对准成使得：电子电路(33)的至少两个连接构件(34)处于与压力传感器(22)的上接触部分(221)建立电气接触的位置。

参照图1至图10，将描述根据本发明的第一实施例制造的压力感测装置(10)。压力感测装置(10)包括形成在主本体(24)上的管状端口装配部分(26)，其中端口装配部分(26)具有较大直径的部分，其被定义为具有平坦表面的支承法兰和能够牢固地布置有密封构件(23)的外密封容纳部(243)。槽形式的流体容纳部(224)形成在压力传感器(22)上，并且在使用时被放置成面向流体压力端口(250)。这种压力传感器(22)可以具有陶瓷传感器芯片作为陶瓷元件。此外，压力传感器(22)还可以是陶瓷压力传感器，其具有使用厚膜技术“印刷”到基座元件(例如陶瓷基座)上并在高温下烧制的电阻结构。这种陶瓷压力传感器的电阻变化也可以归因于膜片的变形，这是由于膜片材料的拉伸和压缩引起的几何变化所致。压力传感器(22)可以设置有信号调节器(223)，用于为压力传感器中的压阻式和应变计压力传感元件提供接口。压力传感器(22)还可以包括基板和膜，它们均由al2o3氧化铝制成。第一制造步骤可以包括通过丝网印刷在膜上沉积厚膜导体。压力传感器(22)可以是压阻式或陶瓷压力传感器。

图1展示了压力感测装置(10)的透视图，图2是根据本发明的优选实施例的压力感测装置(10)的横截面图。根据本发明的压力感测装置(10)的压力传感器(22)具有暴露于所施加的压力或类似的力的下表面(212)，并且具有布置有换能器端子的相对的上表面(225)。由合适的材料(如铝)形成的主本体(24)具有端口装配部分(26)和流体入口通道(245)，所述流体入口通道(245)的一端朝向形成在传感器容纳部(246)上的流体压力端口(250)打开。

连接器组件(30)具有由电气绝缘材料形成的连接器本体(31)，布置有该连接器本体的本体组件(20)具有电路(33)，该电路具有用于在电路(33)和压力传感器(22)之间建立导电性的多个连接数(34)。连接器组件(30)具有在连接器本体(31)的内部体积延伸的多个连接器端子(316)，用于附接到调节电子设备。

参照图3，在压力传感器(22)上布置有锁定构件(21)，该锁定构件(21)具有从锁定构件(21)的底壁向下延伸的至少一个定位腿(213)，用于将锁定构件(21)定位在传感器容纳部(246)中。锁定构件(21)优选具有圆形部分，当将锁定构件(21)附接到其如图3所示的位置时，该圆形部分可以被拉伸。压力传感器(22)可设置有从下表面(212)延伸到上表面(225)的至少一个定位槽(222)，其中，至少一个定位槽(222)相对于锁定构件(21)的定位腿(213)来定形状和定尺寸，该定位腿可以插入到所述定位槽(222)中，以实现稳定的固定。此外，锁定构件(21)可以包括作为唇口(lip)向外延伸的抵接表面(214)，并且被布置成坐落于阶梯式锁定表面(249)上，该锁定表面形成在传感器容纳部(246)上并在传感器容纳部中周向地延伸。此外，锁定构件可包括作为抵接表面(214)的上部的圆形部分(215)，其中，该圆形部分(215)当使用时被布置成与形成在主本体(24)内部上作为阶梯部分的限位圆形部分(242)接触，并且该圆形部分被布置成通过按压而处于限位圆形部分(242)的下方，从而经由所述锁定构件(21)将预定的压力施加到压力传感器(22)上以将压力传感器(22)保持在传感器容纳部(246)中。

参照图7a和图9，锁定构件(21)还可以包括定位突出部(211)，该定位突出部相对于形成在传感器容纳部(246)的内周上的锁定槽(247)来定形状和定尺寸，以用于将锁定构件(21)定位到压力传感器(22)上。类似地，锁定构件(21)可包括锁定槽，该锁定槽相对于形成在传感器容纳部(246)的内周上的定位突出部来定形状和定尺寸，以用于将锁定构件(21)定位在压力传感器上(22)。通过这种布置，所述锁定构件(21)通过将压力传感器(22)围绕并牢固地保持在传感器容纳部(246)中而有助于增加本体组件(20)的抗渗透性。定位突出部(211)优选地形成在锁定构件(21)上，并且具有正方形或矩形形式的横截面。

参照图10，连接器组件(30)可以包括形成在连接器本体(31)的外周上的至少一个定位突出部(311)，其中，所述至少一个定位突出部(311)相对于形成在主本体(24)的内周上的至少一个连接器定位槽(241)来定形状和定尺寸，从而可以布置连接器组件(30)的预定的位置。根据本发明，按压感测装置(10)的本体组件(20)和连接器组件(30)构造成单独的部件，其中，当连接器组件(30)放置在本体组件(20)中以用于安装压力感测装置(10)时，在压力传感器(22)和电路(33)之间的电气连接仅通过设置在压力传感器(22)和电路(33)之间的连接构件(34)来建立。通过这样的布置，通过消除对所述两个部件的组装的需要，可以单独地对本体组件(20)和连接器组件(30)进行各种控制测试。例如，只有在本体组件(20)完成组装后才能执行泄漏测试。类似地，只有在连接器组件(30)完成组装后才能执行泄漏测试。压力感测装置(10)的主本体(24)在主本体(24)的内周设置有圆形形状座部分(251)。参照图10，连接器本体(31)设置有从连接器本体(31)的外周向外延伸的圆形唇口(314)，并且该连接器本体相对于主本体(24)的座部分(251)来定形状和定尺寸。参照图2，当本体组件(20)附接到连接器组件(30)上时，圆形唇口(314)坐落于主本体(24)的座部分(251)上，从而提高压力感测装置(10)的密封性。

参照图6，在优选实施例中，连接构件(34)的数量有三个，优选为至少两个。连接构件(34)的数量可以变化。连接构件(34)优选具有直接焊接或焊制到电路(33)的连接构件容纳部分(332)上的连接端(341)，以及连接构件具有弹簧偏置的接触端(342)，该接触端被布置成与设置在压力传感器(22)的上接触部分(221)上的对应端子建立电气连接。

连接构件(34)可以是装载了可移动弹簧的弹簧针，其通常由三个机械加工的部件制成，并且与内部弹簧组装以提供所需的运动范围。弹簧针的三个部件全都可以电镀，以确保在产品的整个生命周期中具有良好的导电性、耐久性和防腐性。所述连接构件(34)可包括柱塞(或头部)、筒体(或本体)和完全封装的细小弹簧，以提供维持正接触所需的弹簧力。如图2所示，当将连接器组件(30)附接到本体组件(20)上时，电子电路(33)的连接构件(34)到达位于在压力传感器(22)的上接触部分(221)与电路(33)之间建立电气接触的位置。

再次参照图6，连接器本体(31)具有从连接器本体(31)的外部底表面延伸的至少一个定位腿(313)，其中所述定位腿(313)可以布置成插入电子电路(33)的对应的接触孔(331)，用于其焊接或焊制过程。当电子电路(33)与定位腿(313)对准时，连接构件容纳部分(332)的位置也布置成：在该位置中，所述连接构件(34)被附接成与压力传感器(22)的端子接触。连接构件容纳部分(332)可以具有三个端子，每个所述端子布置成与连接构件(34)电气接触。

参照图10，连接器本体(31)可以包括形成为圆形突出部的密封构件容纳部(312)，在该密封构件容纳部中可以布置圆形密封构件(32)，这有助于增加压力感测装置(10)的抗渗透性。此外，主本体(24)还包括优选为圆形的密封容纳部(244)，可以在该密封容纳部中布置密封构件(23)，其中，当锁定构件(21)放置于传感器容纳部(246)时，密封构件(23)被压力传感器(22)的下表面(212)按压。