一种车用进气温度压力传感器的制作方法

1.本实用新型涉及气体传感器，特别是涉及一种车用进气温度压力传感器。


背景技术：

2.燃油发动机为了减少pm、nox等污染物排放，需要对吸入的空气温度、压强做准确测量，以控制相应的燃油喷射量，达到最佳的空然比。需要提高进气温度压力传感器的测量精度，并且成本要合理。传统的传感器使用金属氧化物材料烧制的ntc(负温度系数)电阻作为进气温度的测量元件，ntc电阻的温度特性是非线性的，一致性差，测量误差大；用pt200等贵金属传感器可以满足测温精度要求，但成本太高，不便推广。
3.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种车用进气温度压力传感器。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种车用进气温度压力传感器，包括传感器骨架、感温线圈和感压模组，所述传感器骨架包括腔体和形成在所述腔体上、与所述腔体的内部相通的进气管，所述感温线圈为纯铜质漆包线绕制的绕线测温电阻，所述感温线圈绕制在所述进气管上，所述感压模组设置在所述腔体的内部。
7.进一步地：
8.所述感温线圈采用无感绕制方式，即一层正向绕，另一层逆向绕。
9.所述进气管内的气流方向垂直于所述感温线圈的绕制方向。
10.所述感温线圈经注塑包覆有外包胶，与所述传感器骨架成为一体。
11.所述腔体内设置有pcb板，所述感温线圈的两端引到所述pcb板上，所述感压模组设置在所述pcb板上。
12.包括温度调理电路，所述温度调理电路包括基准电压源、桥式放大器和差分放大器，所述基准电压源连接所述桥式放大器和所述差分放大器，所述桥式放大器包括第一运放和所述绕线测温电阻，所述绕线测温电阻连接在所述第一运放的反相输入端和输出端之间，所述差分放大器包括第二运放和与所述第二运放相连的外部电阻，所述第一运放的输出端耦合到所述第二运放的同相输入端，所述第二运放的输出端输出的电压表征被测气体的温度。
13.所述进气管与外部进气气流方向垂直，气体压力通过所述进气管导入所述感压模组来进行感压。
14.本实用新型具有如下有益效果：
15.本实用新型使用纯铜(cu)材质的漆包线制成绕线测温电阻，绕制在传感器骨架的
进气管上，该纯铜质漆包线作为温度敏感材料，利用cu材料在-50～150
°
范围内有良好的温度电阻特性，相比传统的使用金属氧化物材料烧制的ntc电阻或用pt200等贵金属作为测量进气温度的测温元件的进气温度压力传感器，本实用新型可构建测温既准而成本又低的温度压力传感器。
附图说明
16.图1为本实用新型一种实施例的车用进气温度压力传感器的结构示意图。
17.图2为本实用新型一种实施例的温度调理电路的电路原理图。
具体实施方式
18.以下对本实用新型的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
19.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
20.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实施例和简化描述，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。
21.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该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.参阅图1，本实用新型实施例提供一种车用进气温度压力传感器，包括传感器骨架、感温线圈2和感压模组5，所述传感器骨架包括腔体和形成在所述腔体上、与所述腔体的内部相通的进气管，其中，所述传感器骨架包括具有通风孔1的内骨架3，内骨架3形成所述进气管，所述感温线圈2为纯铜质漆包线绕制的绕线测温电阻，绕线测温电阻绕制在内骨架3即所述进气管上形成所述感温线圈2。所述感压模组5设置在传感器骨架的腔体的内部。所述感温线圈2优选采用无感绕制方式，即一层正向绕，另一层逆向绕。较佳地，所述感温线圈2的绕制方向垂直于所述进气管内的气流方向(如图1中的通风孔1内的箭头所示)，可更准确地感应气流的温度。本实施例中，所述感温线圈2经注塑包覆有外包胶4，所述感温线圈2通过注塑的外包胶4与所述传感器骨架形成为一体式结构。所述腔体内设置有pcb板6，所述感温线圈2的两端引到所述pcb板6上，所述感压模组5设置在所述pcb板6上，所述pcb板6通过接线端子7向外部引出电线。本实用新型使用纯铜(cu)材质的漆包线制成绕线测温电阻，绕制在传感器骨架的进气管上，该纯铜质漆包线作为温度敏感材料，利用cu材料在-50～150
°
范围内有良好的温度电阻特性，相比传统的使用金属氧化物材料烧制的ntc电阻或用pt200等贵金属作为测量进气温度的测温元件的进气温度压力传感器，本实施例可构建一种测温既准而成本又低的温度压力传感器。
23.本实施例中，该车用进气温度压力传感器除了对气流进行感温之外，气流的气压通过中间的通风孔1传导到感压模组5进行感压，通过将进气管与外部进气气流方向垂直设置，气压只能从侧面传导到感压模组，可很好地避免空气中pm等颗粒物直吹对感压模组5的损害。
24.该车用进气温度压力传感器一个优选实施例中的温度调理电路如图2所示，所述温度调理电路包括基准电压源vr、桥式放大器和差分放大器，所述基准电压源vr连接所述桥式放大器和所述差分放大器，所述桥式放大器至少包括第一运放a和所述绕线测温电阻rt，所述绕线测温电阻rt连接在所述第一运放a的反相输入端和输出端之间，所述差分放大器至少包括第二运放b和与所述第二运放b相连的外部电阻，所述第一运放a的输出端耦合到所述第二运放b的同相输入端，所述第二运放b的输出端输出的电压vout表征被测气体的温度。
25.以下进一步描述本实用新型采用的纯铜质漆包线绕制的绕线测温电阻以及温度调理电路的工作原理。
26.cu的电阻温度关系为：rt＝r0(1+a*t+b*t2+c*t3)；
27.其中r0＝0
°
时的电阻，t为当前温度(均为摄氏温度，带符号数)；a＝3.93x10-3
，b、c值很小，在传感器工作-40～150
°
范围内可以不计。
28.温度调理电路如图1所示，rt即为cu质漆包线绕制的感温线圈的电阻，t为被测气体温度，vr为基准电压；
29.第一运放a和电阻r、r1、rt构成桥式放大器，输出电压：va＝vr*(1+rt/r1)/2；
30.第二运放b和相关联的外部电阻构成差分放大器，输出电压：
31.vout＝(va-vr)*n＝n*vr[r0(1+a*t)/r1-1]/2；
[0032]
取r1＝r0，r0为测温线圈在0
°
时的电阻，则可以简化为：
[0033]
vout＝n*vr*a*t/2，vout与感温线圈的温度成正比例，vout就可以表征被测气体的温度。
[0034]
本实用新型的背景部分可以包含关于本实用新型的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
[0035]
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“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实用新型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。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。尽管已经详细描述了本实用新型的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。