[发明专利]力传感器

说明书

本发明公开一种力传感器，包括：壳体；形变件，安装在所述壳体中，具有弹性形变膜部；应变片，贴装在所述形变件的弹性形变膜部上；和电路板，安装在所述壳体中并与所述应变片电连接。所述形变件还包括：刚性周壁部，固定到所述壳体的内壁上；和刚性柱状部，位于所述刚性周壁部所围绕的空间的中心并沿竖直方向延伸。所述弹性形变膜部呈水平延伸的膜片状并连接在所述刚性周壁部和所述刚性柱状部之间，所述刚性柱状部用于接收负载力。在本发明中，应变片被贴装到形变件上，而电路板不用贴装到形变件上，因此，可以减小力传感器的整体尺寸。此外，在本发明还提高了力传感器的过载能力。

技术领域

本发明涉及一种力传感器。

背景技术

在现有技术中，基于玻璃微熔技术的力传感器的载荷能力比基于MEMS技术的力传感器要强。但是，在基于玻璃微熔技术的力传感器中，PCB直接粘贴在形变膜片下表面上，导致力传感器整体不能达到微型尺寸级别。这种基于玻璃微熔技术的力传感器不适用于要求较小尺寸的场合。

在现有技术中，基于MEMS技术的力传感器，负载力直接作用在MEMS压阻芯片上，使用时噪声影响较大，容易出现过载并损坏压阻芯片，稳定性和使用寿命较差。这种基于MEMS技术的力传感器不适用于对过载和稳定性要求高的场合。

力传感器是工业领域中最为常用的传感器之一，可以广泛应用在医疗设备中，如注射输液泵，血液设备。微型力传感器适用于比较小型的医疗设备中，但现有的力传感器存在着尺寸较大，过载能力较差，稳定性和寿命不够好等问题。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，提供一种力传感器，包括：壳体；形变件，安装在所述壳体中，具有弹性形变膜部；应变片，贴装在所述形变件的弹性形变膜部上；和电路板，安装在所述壳体中并与所述应变片电连接。所述形变件还包括：刚性周壁部，固定到所述壳体的内壁上；和刚性柱状部，位于所述刚性周壁部所围绕的空间的中心并沿竖直方向延伸。所述弹性形变膜部呈水平延伸的膜片状并连接在所述刚性周壁部和所述刚性柱状部之间，所述刚性柱状部用于接收负载力。

根据本发明的一个实例性的实施例，所述应变片以表面贴装的方式粘贴到所述形变件的弹性形变膜部上。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述力传感器为玻璃微熔力传感器，所述应变片通过玻璃微熔技术以表面贴装的方式粘贴在所述弹性形变膜部的下表面上。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述力传感器还包括：顶盖，安装在所述刚性柱状部上；和弹性垫，被衬垫在所述顶盖和所述刚性柱状部之间，所述负载力直接施加在所述顶盖上，并经由所述弹性垫被传递到所述刚性柱状部上。

根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述顶盖的底部形成有一个柱状部，在所述柱状部上形成有一个顶部封闭的安装盲孔，所述刚性柱状部插装在所述顶盖的安装盲孔中，所述弹性垫被容纳在所述安装盲孔中并被挤压在所述刚性柱状部的顶面和所述顶盖之间。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹性垫上表面和下表面被分别粘结到所述顶盖和所述刚性柱状部上；或者所述弹性垫上表面和下表面分别与所述顶盖和所述刚性柱状部表面接触。

根据本发明的另一个实例性的实施例，当施加在所述顶盖上的负载力大于所述弹性形变膜部能承受的最大负载力时，所述顶盖被移动到与所述刚性周壁部或所述壳体接触的位置并被阻挡在预定位置，以防止所述弹性形变膜部受到的负载力大于其能承受的最大负载力。

根据本发明的另一个实例性的实施例，当施加在所述顶盖上的负载力大于所述弹性形变膜部能承受的最大负载力时，所述顶盖的周边部被移动到与所述刚性周壁部的顶面接触的位置，并被所述刚性周壁部阻挡在所述预定位置。