一种压力传感器的制作方法

1.本技术涉及传感器领域，尤其涉及一种压力传感器。


背景技术：

2.压力传感器在电子领域被广泛使用，当前普遍使用应变电阻片做为压力传感器，当应变电阻片受到压力时会产生对应的形变，形变会导致其电阻值发生变化，通过信号调理及测量电路得到电阻值的变化量，即可获得对应的压力。而应变片价格高昂，需要设计复杂的力学结构，且需要复杂的信号调理电路及信号测量电路去配合进行使用，导致其生产成本较高。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种压力传感器，用以解决现有技术中的压力传感器的应变片价格昂贵，需要设计复杂的力学结构，且需要复杂的信号调理电路及信号测量电路去配合进行使用，导致其生产成本较高的问题。
4.为解决上述问题，本技术提供了：一种压力传感器，包括：
5.基板，所述基板的一侧设有微控制单元和内金属罩，所述微控制单元与所述内金属罩电连接；
6.外金属罩，所述外金属罩位于所述基板设有所述内金属罩的一侧，所述外金属罩与所述基板之间连接有弹性件，所述外金属罩能够向远离或靠近所述基板的方向往复运动，所述弹性件用于驱动所述外金属罩朝远离所述内金属罩的方向移动，所述外金属罩与所述微控制单元电连接，所述微控制单元用于检测所述内金属罩与所述外金属罩之间的电容值；
7.其中，当所述外金属罩向靠近所述基板的方向移动时，所述外金属罩与所述内金属罩之间的距离减小，以改变所述内金属罩与所述外金属罩之间的电容值。
8.在一种可能的实施方式中，所述内金属罩具有内容置腔，所述微控制单元设于所述内容置腔内，所述内金属罩上开设有开口，所述微控制单元的一条信号输入线穿过所述开口与所述外金属罩电连接。
9.在一种可能的实施方式中，所述弹性件设有多个，多个所述弹性件沿所述外金属罩的周向间隔设置。
10.在一种可能的实施方式中，所述基板上设有多个抵接柱，所述弹性件靠近所述基板的一端套设于所述抵接柱上，且与所述基板相抵接。
11.在一种可能的实施方式中，所述弹性件由导电材料制成，所述开口位于所述内金属罩与所述基板的连接处，所述信号输入线位于所述内金属罩外的部分呈弧形，所述信号输入线能够抵接于多个所述抵接柱上且与多个所述弹性件电连接，以实现所述信号输入线通过多个所述弹性件与所述外金属罩电连接。
12.在一种可能的实施方式中，所述外金属罩远离所述基板的一面设有绝缘层。
13.在一种可能的实施方式中，所述压力传感器还包括套筒，所述套筒底面与所述基板设有所述内金属罩的一面连接，外金属罩沿所述套筒的轴线方向滑动地穿设于所述套筒内，所述外金属罩、所述套筒及所述基板三者共同围设形成外容置腔，所述微控制单元、所述内金属罩及所述弹性件三者位于所述外容置腔内。
14.在一种可能的实施方式中，所述套筒远离所述基板的一端设有第一限位部，所述外金属罩靠近所述基板的一端设有第二限位部，所述外金属罩朝远离所述基板的方向滑动时，所述第一限位部与所述第二限位部相抵接，以限制所述外金属罩与所述套筒相脱离。
15.在一种可能的实施方式中，所述第一限位部呈环形且朝向所述外金属罩的方向延伸设置，所述第二限位部呈环形且朝向所述套筒的方向延伸设置。
16.在一种可能的实施方式中，所述第一限位部与所述第二限位部之间设有缓冲层。
17.本技术的有益效果是：本技术提出一种压力传感器，由于内金属罩和外金属罩均为金属且与微控制单元电连接，内金属罩和外金属罩可共同形成板极电容器，且微控制单元能够感应到内金属罩与外金属罩之间的电容值。该压力传感器在使用时，通过外力对外金属罩进行按压，从而使弹性件发生弹性形变，使外金属罩朝基板的方向进行滑动，由此缩短外金属罩与内金属罩之间的距离，以改变内金属罩与外金属罩之间的电容值。由于外力与弹性件的弹力两者大小相同，因此弹性件的形变量与外力大小相对应，使得该微控制单元能够根据预先输入的弹性件型号和实时获取的电容值这两个参数，将这两个参数共同转化为与外力大小相对应的压力值，并对外进行输出。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1示出了本实用新型的实施例提供的压力传感器未被按压时的结构示意图；
20.图2示出了本实用新型的实施例提供的压力传感器被按压时的结构示意图；
21.图3示出了本实用新型的实施例提供的压力传感器被按压时的剖视结构示意图；
22.图4示出了本实用新型的实施例提供的压力传感器的爆炸结构示意图；
23.图5示出了本实用新型的实施例提供的基板的结构示意图。
24.主要元件符号说明：
25.100-基板；110-微控制单元；111-信号输入线；120-内金属罩；121-内容置腔；122-开口；130-抵接柱；200-外金属罩；210-第二限位部；300-弹性件；400-套筒；410-外容置腔；420-第一限位部。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施例，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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。
28.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。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本技术中，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技术中的具体含义。
30.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.实施例一
32.请参阅图1、图2、图3和图4，本实施例提供了一种压力传感器，包括基板100和外金属罩200。基板100的一侧设有微控制单元110和内金属罩120，微控制单元110与内金属罩120电连接。外金属罩200位于基板100设有内金属罩120的一侧，外金属罩200与基板100之间连接有弹性件300，外金属罩200能够向远离或靠近基板100的方向往复运动，弹性件300用于驱动外金属罩200朝远离内金属罩120的方向移动，外金属罩200与微控制单元110电连接，微控制单元110用于检测内金属罩120与外金属罩200之间的电容值。其中，当外金属罩200向靠近基板100的方向移动时，外金属罩200与内金属罩120之间的距离减小，以改变内金属罩120与外金属罩200之间的电容值。
33.本技术的实施例提供的压力传感器，由于内金属罩120和外金属罩200均为金属且与微控制单元110电连接，内金属罩120和外金属罩200可共同形成板极电容器，且微控制单元110能够感应到内金属罩120与外金属罩200之间的电容值。该压力传感器在使用时，通过外力对外金属罩200进行按压，从而使弹性件300发生弹性形变，使外金属罩200朝基板100的方向进行滑动，由此缩短外金属罩200与内金属罩120之间的距离，以改变内金属罩120与外金属罩200之间的电容值。由于外力与弹性件300的弹力两者大小相同，因此弹性件300的形变量与外力大小相对应，使得该微控制单元110能够根据预先输入的弹性件300型号和实时获取的电容值这两个参数，将这两个参数共同转化为与外力大小相对应的压力值，并对外进行输出。
34.其中，弹性件300可为弹簧。
35.其中，微控制单元110内置有电容传感器。
36.实施例二
37.如图2、图3和图4所示，本实施例在实施例一的基础上，提出了内金属罩120的一种设置方式。内金属罩120具有内容置腔121，微控制单元110设于内容置腔121内，内金属罩120上开设有开口122，微控制单元110的一条信号输入线111穿过开口122与外金属罩200电连接。
38.具体的，通过将微控制单元110设于内金属罩120内，从而提高内金属罩120的空间利用率。同时，通过在内金属罩120上开设开口122，使得微控制单元110的一条信号输入线111能够穿过开口122与外金属罩200进行导通，从而使微控制单元110能够感应到内金属罩120和外金属罩200之间的电容值。
39.其中，穿过开口122的信号输入线111不与内金属罩120电连接，避免影响微控制单元110感应内金属罩120与外金属罩200之间的电容值。
40.如图4所示，在上述实施例中，可选的，弹性件300设有多个，多个弹性件300沿外金属罩200的周向间隔设置。
41.具体的，通过使多个弹性件300沿外金属罩200的周向间隔设置，使得外金属罩200能够同时受到多个弹性件300的作用力，受力较为平衡，可以使外金属罩200在远离内金属罩120或靠近内金属罩120时，能够与内金属罩120保持相对平行的状态，从而使外金属罩200与内金属罩120的距离的变化量与电容值的变化量相对应，提高该压力传感器的精度。
42.如图3、图4和图5所示，在上述实施例中，可选的，基板100上设有多个抵接柱130，弹性件300靠近基板100的一端套设于抵接柱130上，且与基板100相抵接。
43.具体的，通过在基板100上设置抵接柱130，并使抵接柱130能够插入弹性件300靠近基板100的一端，从而对弹性件300进行限位，避免该压力传感器经过多次按压之后，弹性件300靠近基板100的一端与基板100发生滑动、导致弹性件300失效的问题。
44.如图3所示，在上述实施例中，可选的，弹性件300由导电材料制成，开口122位于内金属罩120与基板100的连接处，信号输入线111位于内金属罩120外的部分呈弧形，信号输入线111能够抵接于多个抵接柱130上且与多个弹性件300电连接，以实现信号输入线111通过多个弹性件300与外金属罩200电连接。
45.具体的，开口122位于内金属罩120与基板100的连接处，且信号输入线111位于内金属罩120外的部分呈弧形，使得信号输入线111穿过开口122之后能够在最短的路径内与多个抵接柱130相抵接，使得信号输入线111的空间布局方式更合理，提高了外容置腔410的空间利用率。同时，多个抵接柱130与信号输入线111相抵接，使得信号输入线111能够被抵接柱130固定在基板100上，且弹性件300的一端套设于抵接柱130之后能够将信号输入线111抵接于弹性件300的一端与基板100之间，从而使信号输入线111与弹性件300相抵接，进而使信号输入线111与外金属罩200电连接。因此，信号输入线111位于弹性件300靠近基板100的一端，该位置处信号输入线111不会发生移动，能避免信号输入线111直接与外金属罩200相连，导致信号输入线111随外金属罩200发生移动，导致信号输入线111受拉扯或挤压的问题，提高该压力传感器的稳定性。
46.在上述实施例中，可选的，外金属罩200远离基板100的一面设有绝缘层。
47.具体的，通过在外金属罩200远离基板100的一面设有绝缘层，从而避免其他金属等导电材料与外金属罩200相抵接时，影响外金属罩200与内金属罩120之间的电容值。因此，绝缘层的设置能够提高该压力传感器的性能稳定性。
48.实施例三
49.如图3和图4所示，本实施例在实施例一或实施例二的基础上，提出了套筒400的一种设置方式。压力传感器还包括套筒400，套筒400底面与基板100设有内金属罩120的一面连接，外金属罩200沿套筒400的轴线方向滑动地穿设于套筒400内，外金属罩200、套筒400及基板100三者共同围设形成外容置腔410，微控制单元110、内金属罩120及弹性件300三者位于外容置腔410内。
50.具体的，通过将套筒400设于基板100的一面上，且外金属罩200滑动地穿设于套筒400内，使得外金属罩200能够沿套筒400的轴线方向进行滑动，提高外金属罩200滑动的稳定性。同时，外金属罩200、套筒400及基板100三者共同围设形成较为密封的外容置腔410，且微控制单元110、内金属罩120及弹性件300三者位于外容置腔410内，该设置方式能够避免水分和氧气等影响微控制单元110、内金属罩120以及弹性件300的性能，从而起到一定的隔离和防护的作用。
51.其中，套筒400不与外金属罩200导通，避免套筒400影响外金属罩200与内金属罩120之间的电容值。
52.如图3和图4所示，在上述实施例中，可选的，套筒400远离基板100的一端设有第一限位部420，外金属罩200靠近基板100的一端设有第二限位部210，外金属罩200朝远离基板100的方向滑动时，第一限位部420与第二限位部210相抵接，以限制外金属罩200与套筒400相脱离。
53.具体的，当弹性件300提供弹力使得外金属罩200朝远离基板100的方向滑动时，第一限位部420能够与第二限位部210相抵接，从而限制外金属罩200与套筒400相脱离。由于第一限位部420和第二限位部210能够相抵接，使得弹性件300能够一直保持受力的状态，避免外金属罩200与套筒400之间因结构松散而导致产生噪音的问题。同时，也使得弹性件300的弹性能够设置较大，从而使该压力传感器能够具备较大的触发阈值。
54.如图4所示，在上述实施例中，可选的，第一限位部420呈环形且朝向外金属罩200的方向延伸设置，第二限位部210呈环形且朝向套筒400的方向延伸设置。
55.具体的，环形的第一限位部420和第二限位部210相抵接时的受力面积更大，受力更平衡，且密封性更好，能延长该压力传感器的使用寿命。
56.在上述实施例中，可选的，第一限位部420与第二限位部210之间设有缓冲层。
57.具体的，通过在第一限位部420和第二限位部210之间设置缓冲层，从而避免在外金属罩200复位时，第一限位部420和第二限位部210相碰撞而产生噪音的问题。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
59.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。