一种弹性膜结构的压力传感器的制作方法

本发明涉及一种传感器，特别涉及一种采用光对形变进行放大并检测的压力传感器。

背景技术：

1、现有技术中，有一种一种多点接触压力传感器，其公开号：cn118329244a，公开日：20240712，该传感器包括基座、受力机构和控制系统，所述基座设置有压敏膜片；所述受力机构的数量为至少一组，所有受力机构的端部均与所述压敏膜片抵接；所述控制系统与所述压敏膜片信号连接；其中，所述受力机构被施加外力后能够将外力作用力传递至压敏膜片上，所述压敏膜片向所述控制系统反馈作用力的传递顺序和作用力的数值。通过将所有受力机构的端部与传感电元件的感应端抵接，在受力机构被施加外力时，通过受力机构的端部将外力作用力传递至压敏膜片上，以使压敏膜片向所述控制系统反馈作用力的传递顺序和作用力的数值，从而实现了多角度分析测量，提高测量精确度。

2、现有技术中，还公开了一种压力传感器，公开号：cn113203514a；公开日：20210803，该装置包括带有受压区域的膜片层、由压电应变元件构成压电应变测定部，压电应变元件设置在所述受压区域的外周部的所述膜片层上，利用压电电阻效应测定所述受压区域的应变；以及磁应变测定部，其由磁应变元件构成，所述磁应变元件设置在所述膜片层的所述受压区域，由磁化因应变而变化的材料构成，测定所述受压区域的应变。所述压电应变测定部由构成第一桥电路的第一压电应变元件、第二压电应变元件、第三压电应变元件以及第四压电应变元件构成，所述磁应变测定部由构成第二桥电路的第一磁应变元件、第二磁应变元件、第三磁应变元件以及第四磁应变元件构成，所述磁应变测定部配置在与所述压电应变测定部不同的部位。该装置可用于压力测量。

3、现有技术的不足之处在于：其采用压电元器件进行压力测量，压电元器件的变形量小，在制造时，其精度难以精确控制，使得每一个压电元器件的压电效应均不完全一致，使得精度校准难度大。此外，现有的压电材料对温度相对敏感，不同温度下的变化值较大，从而是使得测量不准或后期难以校准。

技术实现思路

1、本发明的目的旨在克服现有技术的缺陷，提供一种弹性膜结构的压力传感器，使得其制造方便，易于后期对精度进行校准。

2、本发明的目的是这样实现的：一种弹性膜结构的压力传感器，包括壳体，壳体内设有压力变形膜片，所述壳体内设有测压腔，测压腔位于压力变形膜片下方，壳体上侧设有上盖，上盖和壳体之间形成上腔，压力变形膜片上表面无语上腔内，压力变形膜片整体上呈圆形，经环形的压板固定在壳体上表面，上腔内在压力变形膜片上方设有反射镜，上腔内经发光器固定支架安装有发光器件，反射镜上对应设有透射孔，反射镜的下表面和压力变形膜片的上表面分别设有反光层，在远离发光器件的另一侧设有感光板，所述压力变形膜片水平设置，反射镜的工作表面与水平面之间呈夹角设置，发光器件发出的光穿过所述透射孔照射在压力变形膜片，经压力变形膜片及反光镜的各至少两次反光后投射到所述感光板上，感光板与pcb板电连接，感光板感受到光的位置经pcb板上的电路处理后，输出对应的压力信号。

3、本发明工作时，发光器件发出的光穿过所述透射孔照射在压力变形膜片，经压力变形膜片及反光镜的各至少两次反光后投射到所述感光板上，感光板与pcb板电连接，感光板根据感光的位置经pcb板上的电路处理后，输出对应的压力信号。测压腔内的压力作用在压力变形膜片下方，不同的压力使得压力变形膜片轻微变形，压力变形膜片及反光镜经多次反射后，会不断放大该轻微变形，使得照射到感光板上的位置被明显区分开，由于压力变形膜片的变形量与压力之间呈对应的关系，因而可方便地测出压力信号数值。该装置制造方便，易于后期对精度进行校准。在后期调试时，一方面可以已通过改变反光镜的角度，与水平方向的夹角越大，对压力变形膜片的放大效应越大，此外，通过电信号的设定，也可方便地进行调节，具体是，在设定温度下，采用不同压力进行测试，记录对应的电信号，该电信号对应的是光投射到感光板上的位置，改变温度，再次测试，从而形成一定温度范围及一定压力范围内的数据集。从而在实际测量时，通过实际测量的温度信号及电信号，在数据集中查找获得对应的压力信号。从上述工作过程可以看出，本发明对反射镜及压力变形膜片的制造精度要求并不需要十分高，即可相对精准地进行压力测量，其易于对精度进行校准。该装置可用于各种温度变化的压力测试场所。

4、进一步地，所述发光器件为激光发生器，所述透射孔为条形孔。激光发生器可发出激光，其方向性好，不易发生散射，条形孔可限制光带宽度，使得测量更加精准。

5、为方便对反光镜的角度进行调节，所述反射镜整体呈一侧折弯的长条形，其折弯端经螺钉固定在压板上，反射镜和压板之间还设有用于调节角度的调节螺钉。进一步地，所述壳体上在调节螺钉上方设有调节孔。通过调节孔可以方便地调节反光镜与水平面之间的角度。

6、进一步地，所述pcb板设置在上盖内侧，上盖上设有引线孔用于引出pcb板的电信号。

7、进一步地，所述引线孔引出引线后再经封堵材料封闭，调节孔在真空状态下经封堵件封堵，使得上腔呈真空状态。其使得光照射不易发生衍射及散射，电器部件也不易老化。

8、进一步地，所述压力变形膜片中心向上呈弧形凸起。弧形凸起具有一定的支撑作用，压力变形膜片自身保持性好，不易发生不可逆的变形。

9、进一步地，所述测压腔下口设有下盖，下盖上设有节流阀，节流阀上设有节流孔接通测压腔内外。在进行测压时，通过节流孔的作用，使得在压力波动较大时，也能测出相对稳定的压力。

技术特征：

1.一种弹性膜结构的压力传感器，包括壳体，壳体内设有压力变形膜片，所述壳体内设有测压腔，测压腔位于压力变形膜片下方，其特征在于：壳体上侧设有上盖，上盖和壳体之间形成上腔，压力变形膜片上表面无语上腔内，压力变形膜片整体上呈圆形，经环形的压板固定在壳体上表面，上腔内在压力变形膜片上方设有反射镜，上腔内经发光器固定支架安装有发光器件，反射镜上对应设有透射孔，反射镜的下表面和压力变形膜片的上表面分别设有反光层，在远离发光器件的另一侧设有感光板，所述压力变形膜片水平设置，反射镜的工作表面与水平面之间呈夹角设置，发光器件发出的光穿过所述透射孔照射在压力变形膜片，经压力变形膜片及反光镜的各至少两次反光后投射到所述感光板上，感光板与pcb板电连接，感光板根据感光的位置经pcb板上的电路处理后，输出对应的压力信号。

2.根据权利要求1所述的一种弹性膜结构的压力传感器，其特征在于：所述发光器件为激光发生器，所述透射孔为条形孔。

3.根据权利要求1所述的一种弹性膜结构的压力传感器，其特征在于：所述反射镜整体呈一侧折弯的长条形，其折弯端经螺钉固定在压板上，反射镜和压板之间还设有用于调节角度的调节螺钉。

4.根据权利要求3所述的一种弹性膜结构的压力传感器，其特征在于：所述壳体上在调节螺钉上方设有调节孔。

5.根据权利要求4所述的一种弹性膜结构的压力传感器，其特征在于：所述pcb板设置在上盖内侧，上盖上设有引线孔用于引出pcb板的电信号。

6.根据权利要求5所述的一种弹性膜结构的压力传感器，其特征在于：所述引线孔引出引线后再经封堵材料封闭，调节孔在真空状态下经封堵件封堵，使得上腔呈真空状态。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种弹性膜结构的压力传感器，其特征在于：所述压力变形膜片中心向上呈弧形凸起。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种弹性膜结构的压力传感器，其特征在于：所述测压腔下口设有下盖，下盖上设有节流阀，节流阀上设有节流孔接通测压腔内外。

技术总结
本发明公开了压力传感器领域内的一种弹性膜结构的压力传感器，其壳体内设有测压腔，测压腔位于压力变形膜片下方，壳体上侧设有上盖，上盖和壳体之间形成上腔，压力变形膜片上表面无语上腔内，压力变形膜片整体上呈圆形，经环形的压板固定在壳体上表面，上腔内在压力变形膜片上方设有反射镜，上腔内经发光器固定支架安装有发光器件，反射镜上对应设有透射孔，反射镜的下表面和压力变形膜片的上表面分别设有反光层，在远离发光器件的另一侧设有感光板，发光器件发出的光穿过所述透射孔照射在压力变形膜片，经压力变形膜片及反光镜的各至少两次反光后投射到所述感光板上。该装置制造方便，易于后期对精度进行校准。其用于压力测量。

技术研发人员：顾天刚,李悦,芮磊
受保护的技术使用者：江苏奥力威传感高科股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/29