专利名称：将低流体压力转变为应变的弹性元件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量低流体压力的传感器或变送器中的弹性敏感元件。
在应变式压力传感器或变送器中，压力-应变敏感元件将输入的压力量转变为应变量，从而允许使用应变计检测应变，获得与压力成正比的电信号输出。在测量低压力时，如压力小于0.1MPa，为使转换应变达到一定有效量值和保持压力与输出电信号之间较好的线性关系，敏感元件应为应变梁式结构。对此，传统的解决方案采用圆膜片-传力杆-应变梁结构，如美国IMO公司的0-0.1MPa量程压力传感器，其中的敏感元件便是采用这一结构。其工作原理是流体压力先使圆膜片发生形变，该形变推动一个传力杆，传力杆推动应变梁产生应变。但这个结构有这样的问题，对低压力测量而言，圆膜片只能有很小的厚度-半径比，因此增加了加工难度；因为圆膜片与传力杆以及传力杆与应变梁之间的固接需采用焊接，而欲焊接的结构又具有很高的柔性，所以焊接时难以避免工件变形，从而致使成品率降低；那些处在敏感元件上敏感部位的焊缝是影响传感器或变送器精度的不稳定因素。
本实用新型的目的是要提供一种低压力传感器或变送器的压力-应变敏感元件的改进结构，它能避免在敏感元件的敏感部位焊接，降低敏感元件的加工难度，从而提高成品率，保证传感器或变送器的长期稳定性。
本实用新型的目的是这样实现的用机械加工或电加工的方法，将一个背面中心处带有圆平台的较厚的圆膜片(此种膜片常用于较大压力测量)在正面进行减薄。在减薄的过程中，在圆膜片中部留出一个窄带状区域不做减薄，以形成一个贯通圆膜片上表面的直应变梁。因为较厚的应变梁与减薄后的圆膜片为一体，它对减薄后的圆薄膜片起到支撑作用，相当于提高了该膜片的厚度-半径比，可有效地缓解整个结构的变形。
本实用新型因为避免了在敏感元件的敏感部位进行焊接，所以有利于提高传感器或变送器的长期稳定性；同时，由于采用膜片-应变梁一体加工方法，避免了传统上单独加工小厚度-半径比的圆膜片，因此降低了加工难度，或在技术难度相当的情况下提高了加工成品率和加工精度；因为采用贯通圆膜片上表面的直梁结构，简化了加工设备和加工过程。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1是根据本实用新型提出的压力-应变敏感元件的立体剖视图。
下面结合图1详细说明依据本实用新型提出的具体元件的细节及工作情况。
该元件包括一个应变梁1和一个圆膜片2。应变梁1和圆膜片2为一整体。圆膜片2的背面中心处为一圆平台3。应变梁1是这样形成的用机械加工或电加工的方法，将一个背面中心处带有圆平台的较厚的圆膜片2在正面进行减薄，在减薄的过程中，在圆膜片2中部留出一个窄带状区域不做减薄，以形成一个贯通圆膜片上表面的直应变梁1。应变梁1可以是一个长六面体，也可以是将一个长六面体从中间隔断而形成的两个长六面体。圆膜片2与管状支撑体4的一端整体连接，被测流体5从支撑体4的另一端引入。当有流体压力5作用于圆膜片2时，它推动应变梁1产生一个与流体压力成比例的形变，同时在应变梁1的上表面对应圆平台3的外侧处和对应支撑体4的内侧处，分别产生正负应变集中。此应变由置于相应部位的4个应变计6分别检测。检测电路可以是惠斯登电桥，其输出为与流体压力成正比的电信号。
权利要求1.一种将低流体压力转变为应变的元件，该元件由弹性材料制成，具有应变梁(1)，在应变梁(1)下面有一个圆膜片(2)，该圆膜片(2)的中心部位下面有一个圆平台(3)，其特征在于，应变梁(1)与圆膜片(2)，以及圆膜片(2)与圆平台(3)是一整体。
2.根据权利要求1所述的元件，其特征在于，应变梁(1)是一个长六面体。
3.根据权利要求1所述的元件，其特征在于，应变梁(1)是两个长六面体。
专利摘要本实用新型是由整体弹性材料制作的将低流体压力转变为应变的元件,适用于低量程压力传感器或变送器。在流体压力(5)作用下,圆膜片(2)发生形变,带动圆膜片上与之制成一体的应变梁(1),使应变梁(1)上表面局部产生正负应变集中,并向置于该处的四个应变计(6)传递应变。四个应变计(6)可组成惠斯登电桥,输出与流体压力成正比的电信号。该元件的结构可避免在敏感处做焊接,因此即使于制造,又可保持元件的稳定性。
文档编号G01L9/04GK2364449SQ9824911
公开日2000年2月16日 申请日期1998年12月3日 优先权日1998年12月3日
发明者张金驰 申请人:张金驰