一种传感器封装结构及信号采集装置的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种传感器封装结构及信号采集装置。

背景技术：

传感器的封装结构对于传感器而言至关重要，决定了传感器输出的采集信号的精度。

公开号cn2874423y的中国专利申请公开了一种金属屏蔽层屏蔽的pvdf压电薄膜胶基封装应变计，通过在基片外设置金属屏蔽网对电磁干扰进行屏蔽。该技术的缺点在于屏蔽层未覆盖传感器接线铆钉处，信号引出线没有做屏蔽处理，此两处仍存在电磁信号干扰，采集到的信号不精确。

如何提供一种传感器的封装结构，降低电磁干扰，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提出一种传感器封装结构及信号采集装置，解决了由于电磁干扰导致传感器采集信号精度低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的第一方面，提出了一种传感器封装结构。

在一些可选实施例中，所述传感器封装结构，包括：由两个屏蔽层构成的壳体和信号引出线；两个屏蔽层之间夹设传感器且将传感器完全包裹；所述信号引出线一端连接所述传感器的接线引脚，另一端延伸出所述屏蔽层构成的壳体。

可选地，所述两个屏蔽层通过胶相粘合。

可选地，所述屏蔽层的备胶一面黏合传感器，无胶一面朝外，两个屏蔽层将所述传感器整体包裹在中间，形成封闭式壳体。

可选地，所述屏蔽层的材质为铝箔，两个屏蔽层将所述传感器封闭在中间，形成封闭式铝箔壳体。

可选地，所述传感器为压电薄膜传感器。

可选地，所述信号引出线包括一条屏蔽线和两条导线，屏蔽线与两条导线拧成一股。

可选地，所述导线的一端焊接在所述传感器相应的接线引脚，导线由所述壳体的侧面伸出，所述导线另一端与信号调理电路相连接；所述屏蔽线一端固定在所述壳体朝向外侧的导电面上，另一端连接到信号调理电路的地电位。

可选地，所述两条导线分别焊接在所述传感器相应的接线引脚上，使用绝缘胶包裹焊接处的导线及传感器接线引脚。

根据本发明的第二方面，提出了一种信号采集装置。

在一些可选实施例中，所述信号采集装置，包括传感器，还包括前述任一项可选实施例所述的传感器封装结构，所述传感器封装在所述传感器封装结构中。

本发明的有益效果是：

(1)对传感器与信号调理电路的传输过程进行保护，避免采集到的原始信号在传输过程受到外界杂波污染，使信号调理电路接收到的信号更加清晰，更加精准；

(2)带屏蔽线的双芯线不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰，也可以降低绞线之间的相互干扰，对传输信号起到保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明的传感器屏蔽结构的一个可选实施例的结构示意图；

图2为传感器的一个可选实施例的结构示意图；

图3为信号引出线的一个可选实施例的结构示意图；

图4为信号引出线的连接关系示意图；

图5为无屏蔽结构和有屏蔽结构的传感器紊波信号波形图；

图6为相同输入信号下无屏蔽结构和有屏蔽结构的传感器输出信号波形图；

图7为无屏蔽结构和有屏蔽结构的传感器信噪比波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了传感器封装结构的一个可选实施例。

所述传感器封装结构用于封装传感器，包括由两个屏蔽层构成的壳体3和信号引出线2。所述屏蔽层尺寸大于所述传感器，两个屏蔽层之间夹设传感器且将传感器完全包裹。所述信号引出线一端连接所述传感器的接线引脚，另一端延伸出所述屏蔽层构成的壳体，所述信号引出线用于传输传感器采集到的原始信号，对传感器与信号调理电路的传输过程进行保护，避免采集到的原始信号在传输过程受到外界杂波污染，使信号调理电路接收到的信号更加清晰，更加精准。

可选地，所述屏蔽层形状与所述传感器形状相同，且尺寸略大于所述传感器。可选地，所述屏蔽层形状根据具体应用设计，其尺寸保证完全包裹所述传感器。

可选地，所述两个屏蔽层通过胶相粘合，例如所述胶为不导电双面胶。

可选地，所述屏蔽层的备胶一面黏合传感器，无胶一面朝外，两个屏蔽层将所述传感器整体包裹在中间，形成封闭式壳体，实现电磁屏蔽。

可选地，所述屏蔽层的材质为铝箔，两个屏蔽层将所述传感器封闭在中间，形成封闭式铝箔壳体。采用该可选实施例，将铝箔制作成能完全覆盖住传感器表面的形状，一面涂覆不导电双面胶，另一面不作处理使其具备导电性能，铝箔质地柔软、延展性好，导电性能优良。

图2示出了传感器的一个可选实施例。

该可选实施例中，所述传感器2的形状与图1中封装结构的形状相同且尺寸小于所述封装结构。当然，封装结构的形状也可以与传感器的形状不同。

可选地，所述传感器为压电薄膜传感器，用于采集待测对象的实时生理信号。可选地，所述压电薄膜传感器为pvdf(polyvinylidenefluoride，又称聚偏氟乙烯)压电薄膜传感器，pvdf压电薄膜传感器具有整体质薄、量轻、柔软、可以无源工作、耐用、灵敏度高、带宽范围宽等优点，特别适合人体生理信号的监测。

图3和图4示出了信号引出线的一个可选实施例。

该可选实施例中，所述信号引出线2为带屏蔽线的双芯线，包括一条屏蔽线22和两条导线，两条导线分别为导线12和导线32，屏蔽线与两条导线拧成一股。所述导线的一端焊接在所述传感器相应的正极或者负极接线引脚11，导线由所述壳体的侧面伸出，所述导线另一端与信号调理电路的正极或者负极相连接。所述屏蔽线不在屏蔽层内，屏蔽线一端固定在所述壳体朝向外侧的导电面上，另一端连接到信号调理电路的地电位。

采用该可选实施例，带屏蔽线的双芯线不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰，也可以降低绞线之间的相互干扰，对传输信号起到保护作用。

可选地，所述传感器上的正极或者负极接线引脚包括位于后端的固定部和位于前端的连接部，所述连接部与所述导线相焊接，所述固定部与传感器内部电路相连接。可选地，所述固定部较所述连接部更粗，且所述固定部固定在传感器本体上，所述连接部较所述固定部更细，且所述连接部悬空设置，悬空的连接部与所述导线焊接，以避免焊接时烙铁头的高温对传感器本身结构产生影响。

可选地，所述两条导线分别焊接在所述传感器相应的接线引脚11上，使用绝缘胶包裹焊接处的导线及传感器接线引脚，避免与屏蔽结构(铝箔)短路。

如图5所示，其中，波形51为无屏蔽结构的传感器的紊波信号波形，波形52为采用上述封装结构封装的传感器的紊波信号波形。两者对比可知，波形52明显弱于波形51，所述封装结构对外界电磁波有明显屏蔽效果。

如图6所示，其中波形53为无封装结构的传感器的输出信号波形；波形54为采用上述封装结构封装的传感器的输出信号波形。两者对比可知，波形54在灵敏度和抗干扰能力上明显优于波形53。

如图7所示为同一传感器屏蔽前后信噪比对比示意图，其中，波形55为传感器屏蔽前所产生信号的信号电压与噪声电压比，比值(s/n)为：2.32；波形56为采用上述封装结构屏蔽处理后所产生信号的信号电压与噪声电压比，比值(s/n)为：2.05。由此可见，经过上述封装结构封装后的传感器，传感器信号在灵敏度和抗干扰能力上得到了明显的提高和改善。

在另一些可选实施例中，本发明还提出了一种信号采集装置，所述信号采集装置包括传感器，还包括前文所述的传感器屏蔽结构，所述传感器封装在所述传感器封装结构中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。