[实用新型]应变电阻与弹性体一体式传感器

说明书

技术领域  

本实用新型属于传感器技术领域，涉及一种应变电阻与弹性体一体式传感器。

背景技术

测力或测压力的传感器有许多种，如扩散硅压力传感器，应变式厚膜传感器，电阻应变式传感器，薄膜传感器等。扩散硅压力传感器是在一个硅片上采用扩散、光刻、腐蚀的工艺方法制作而成的；厚膜传感器则是在一个陶瓷芯片上采用厚膜电路工艺制作而成。电阻应变式传感器，是在金属弹性体采用粘贴电阻应变计的方法制作而成的。由于电阻应变计采用粘贴方法与金属弹性体联为一体，大多采用手工生产，使得生产效率低，桥路电阻值不可能做大，最终使得该传感器具有精度较差、温度范围宅、温度系数大、体积大、生产效率低等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服现有技术中粘贴的电阻应变式传感器固有的缺陷，提出的一种改进的应变电阻与弹性体一体式传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种应变电阻与弹性体一体式传感器，其特征在于弹性体上先设置一层绝缘层，绝缘层上再设置一层四个应变电阻以及一组导带，导带将四个应变电阻连接组成惠斯顿电桥，最后在应变电阻及导带上设置一层绝缘保护层。

所述的应变电阻是先在绝缘层溅射一层电阻层，利用光刻技术光刻电阻图形，再利用湿法腐蚀电阻的方法对电阻层进行腐蚀形成需要的应变电阻及其设计的阻值。

所述的一组导带是由真空镀膜一层金属导带层，利用光刻技术光刻导带图形，形成一组对称的导带，它将四个应变电阻按照惠斯顿电桥和差特性和电阻受力发生变化的原理组成一个惠斯顿电桥。

最后蒸发一层应变电阻及导带的绝缘保护层，形成应变电阻与弹性体一体式传感器。

在这种一体式传感器弹性体上，还可以用溅射工艺制作成各种信号调理电路，使传感器和调理电路集成为一体的形式。

本实用新型提供的应变电阻与弹性体一体式传感器，其他类型的传感器相比较具有量程范围宽、桥路电阻值可以做的很大、精度高、可靠性好、使用温度范围宽、温度系数小、体积小、生产效率高适合大批量生产等特点。

附图说明

图1为本实用新型提供的压力传感器中的弹性体的剖视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型提供的应变电阻与弹性体一体式传感器的外形结构图；

图4为惠斯顿电桥；

图5为本实用新型提出的弹性体两面设有应变电阻的测力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1、如图2，在弹性体1上先溅射一层绝缘层2，绝缘层2可以采用二氧化硅，再溅射一层应变电阻层，利用光刻技术光刻电阻图形，再利用湿法腐蚀电阻层的方法对电阻层进行腐蚀形成需要应变电阻R1、R2、R3、R4以及电阻值。然后真空镀膜一层导带层，利用光刻技术光刻导带图形，形成一组对称设置的导带3、3a，它将四个应变电阻R1、R2、R3、R4按照惠斯顿电桥和差特性和电阻受力发生变化的原理组成一个惠斯顿电桥（如图4所示），最后蒸发一层绝缘保护层4对应变电阻及导带进行保护，形成应变电阻与弹性体一体式传感器。

图2中的导带3的布线结构可以根据需要布置的各种需要的形状，这部分属于公知技术领域。导带3a起到横向连接作用。

图3为本实用新型提供的应变电阻与弹性体一体式传感器的外形图，它由弹性体1（包括其上面设置的一体式应变电阻）、引线5、外壳6和五芯插座7组成。其中引线5与弹性体1中的导带对应连接后、再与五芯插座7连接。

图4为惠斯顿电桥，把四个用溅射工艺制作的应变电阻R1、R2、R3、R4根据受力情况组成一个惠斯顿电桥，当电桥加上电压并且传感器受到力的作用时，外力将引起弹性体变形，产生应变，电阻受到应变的作用而产生电阻变化，其中两个电阻阻值增加，另两个电阻阻值减少，根据电桥的和差特性，将在电桥的另两端产生于一个正比于力（或压力）变化的电信号输出。

图5为本实用新型提供的另一种测力传感器的示意图，分别在弹性体1的每个受力面上溅射两个应变电阻及相应的导带3，并组成惠斯顿电桥从而形成带有应变电阻一体式的弹性体。