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一种压传感器

申请号 CN202410125959.1 申请日 2024-01-30 公开(公告)号 CN117647350A 公开(公告)日 2024-03-05
申请人 无锡华阳科技有限公司; 发明人 顾常飞; 徐伟; 奚晟航; 朱泽瑞; 朱荣惠;
摘要 本 发明 涉及压 力 传感器 技术领域,具体是一种 压力传感器 ,包括调理 信号 电路 板,在所述调理信号 电路板 的两端分别设置有压力端口模 块 、和用于与外部中控系统实现电连接的内外导电模块,所述压力端口模块、所述调理信号电路板、以及所述内外导电模块通过壳套密封连接。本导电模块不仅结构简单,能实现调理信号电路板与外部之间的弹性电连接,不会发生 接触 不良的问题,还能有效提高导电体与调理信号电路板之间的电连接的装配效率。本方案的内外导电模块结构简单,能实现调理信号电路板与外部的弹性电连接,并有效提高导电体与调理信号电路板之间的装配效率;压力端口模块不仅结构简单,各功能部件之间更紧凑,能有效提高传感器的装配效率。
权利要求

1.一种压传感器,包括调理信号电路板(1),其特征在于,在所述调理信号电路板(1)的两端分别设置有用于接受介质压力并进行数据采集的压力端口模(2)、和用于与外部中控系统实现电连接的内外导电模块(3),所述压力端口模块(2)、所述调理信号电路板(1)、以及所述内外导电模块(3)通过壳套(4)密封连接;
所述调理信号电路板(1)包括上电连接部(322)、调理信号电路板卡槽(329)和下电连接部(236);
所述压力端口模块(2)包括引线电路板(219)和带有压力通道(203)的高压接头(216),所述高压接头(216)的两端分别设置有连接座(204)和支撑凸台(217),所述支撑凸台(217)包括供所述壳套(4)套接的环形壳套凸台(201)、供引线板支撑座(220)套接的环形支撑座凸台(218)以及供应变片(202)安装的应变片固定台(205);所述应变片固定台(205)包括正应变区(211)和负应变区(212),所述连接座(204)上设置有压力端口(210);所述压力通道(203)的一端与所述压力端口(210)连通,用于外部介质压力的输入,另一端与所述正应变区(211)的底面连接,用于将输入的介质压力作用于所述正应变区(211)的底面,引起所述正应变区(211)的形变;所述应变片固定台(205)上设置有至少2个应变片(202);所述环形支撑座凸台(218)上套接有所述引线板支撑座(220),所述引线板支撑座(220)上设置有所述引线电路板(219);所述引线电路板(219)的上表面设置有若干导电簧片(233),各所述导电簧片(233)构成带有导电插槽(234)的导电插座组件(235),通过所述调理信号电路板(1)和所述导电插槽(234)的垂直插接,实现将所述下电连接部(236)与所述导电插座组件(235)电连接;所述引线电路板(219)上还开设有引线通槽(245),所述应变片(202)上的引线经所述引线通槽(245)与所述引线电路板(219)的表面焊接
所述内外导电模块(3)包括导电体(302)和导电体支座(303),所述导电体支座(303)上开设有供所述导电体(302)插入的导电体插孔(306),所述导电体(302)插接于所述导电体插孔(306)后,其两端分别用于电连接;所述导电体支座(303)还包括一个导电体护盖(304),所述导电体护盖(304)上开设有供所述导电体(302)的顶部贯穿,并能对其进行限位的导电体限位孔(305);通过所述导电体护盖(304)与所述导电体支座(303)的卡扣连接,实现将所述导电体(302)限位于所述导电体支座(303)上;通过所述导电体支座(303)与所述调理信号电路板卡槽(329)的卡扣连接,实现将所述导电体(302)的下端与所述上电连接部(322)紧密连接;
所述壳套(4)为两端开口的柱形,其顶部端口设置有向内的壳套挡圈(401),所述壳套挡圈(401)能对所述导电体护盖(304)进行限位套设。
2.根据权利要求1所述的一种压力传感器,其特征在于,所述导电插槽(234)成一字形,沿所述导电插槽(234)所对应的所述引线电路板(219)上开设有相互对称的插脚通槽(225);对应的,在所述调理信号电路板(1)的底面设置有一对相互对称的插脚(221),2个所述插脚(221)与所述调理信号电路板(1)的底侧之间构成引线板夹持槽(222);2个所述插脚(221)能分别贯穿2个所述插脚通槽(225),实现所述引线板夹持槽(222)对所述插脚通槽(225)的夹持。
3.根据权利要求1或2所述的一种压力传感器,其特征在于,所述下电连接部(236)包括设置于所述调理信号电路板(1)两个侧面上的若干调理信号焊盘(237)。
4.根据权利要求3所述的一种压力传感器,其特征在于,所述导电簧片(233)包括:
簧片插接部(238),所述簧片插接部(238)用于与下方的所述引线电路板(219)上开设的引线板插槽(243)插接,所述引线电路板(219)平设置于所述导电簧片(233)的下方;
簧片下方电连接部(239),所述簧片下方电连接部(239)用于与所述引线电路板(219)的表面上的引线焊盘(244)接触
簧片上方电连接部(240),所述簧片上方电连接部(240)用于与所述调理信号焊盘(237)压接;
所述簧片插接部(238)和所述簧片下方电连接部(239)垂直连接,所述簧片下方电连接部(239)和所述簧片上方电连接部(240)成夹连接;
所述簧片上方电连接部(240)包括成角度连接的簧片支撑部(241)和簧片折弯部(242),所述簧片支撑部(241)和所述簧片折弯部(242)的夹角处作为簧片压接部(246)。
5.根据权利要求2所述的一种压力传感器,其特征在于,所述引线板支撑座(220)为圆筒形,沿其顶部开设有一对与所述插脚(221)匹配的插槽(226);所述插脚(221)贯穿所述插脚通槽(225)后与所述插槽(226)插接,形成以所述引线板支撑座(220)的顶部作为支撑面,以及以所述引线板夹持槽(222)作为限位夹持的引线板安装空间(223)。
6.根据权利要求5所述的一种压力传感器,其特征在于,所述插脚(221)上开设有插脚限位槽(230),所述插脚限位槽(230)延伸至所述插脚(221)的底端;所述插脚限位槽(230)用于与所述插槽(226)的插接限位;所述插脚限位槽(230)将所述插脚(221)分割为插脚插接部(227)和插脚延伸部(228),所述插脚(221)与所述插槽(226)插接后,所述插脚插接部(227)能被所述插槽(226)限位夹持,所述插脚延伸部(228)伸入所述引线板支撑座(220)的腔体内。
7.根据权利要求1所述的一种压力传感器,其特征在于,所述导电体(302)包括顺序连接的第一电连接部(316)、弹性支撑部(317)、非弹性支撑部(318)和第二电连接部(319),所述第一电连接部(316)、所述弹性支撑部(317)和所述非弹性支撑部(318)相互连接后形成螺旋弹簧形状;
所述第一电连接部(316)用于与外部电连接;
所述弹性支撑部(317)用于对所述第一电连接部(316)进行弹性支撑;
所述非弹性支撑部(318)用于对所述弹性支撑部(317)进行刚性支撑;
所述第二电连接部(319)用于对所述上电连接部(322)进行电连接;
通过所述第二电连接部(319)与上电导电插槽(323)的插接,实现将所述导电体(302)和所述调理信号电路板(1)电连接。
8.根据权利要求7所述的一种压力传感器,其特征在于,所述上电连接部(322)设置于所述调理信号电路板(1)的一端,对应的,所述上电导电插槽(323)为开设于所述调理信号电路板(1)上的一字型通槽;在所述上电导电插槽(323)处设置有上导电焊盘(328)。
9.根据权利要求7所述的一种压力传感器,其特征在于,在所述导电体护盖(304)的底侧设置有护盖导向柱(307)和护盖卡扣(308),对应的,在所述导电体支座(303)上设置有与所述护盖导向柱(307)匹配的导电体支座导向槽(309)和导电体支座卡槽(310);
所述护盖导向柱(307)和所述护盖卡扣(308)与所述导电体护盖(304)的底端面垂直连接,且沿所述导电体护盖(304)的底端面做圆周排列;对应的,所述导电体支座导向槽(309)和所述导电体支座卡槽(310)在所述导电体支座(303)的上端面沿圆周设置;
所述护盖卡扣(308)包括相互连接的卡扣根部(311)、卡扣本体(312)以及卡扣脚(313),所述卡扣根部(311)与所述导电体护盖(304)的底端面垂直连接,所述卡扣本体(312)用于贯穿所述导电体支座卡槽(310),所述卡扣脚(313)贯穿所述导电体支座卡槽(310)后与所述导电体支座卡槽(310)底端口卡扣;
所述导电体支座卡槽(310)包括开设于所述导电体支座(303)的上端面至侧边的卡扣根部凹槽(314),以及设置于与所述卡扣根部凹槽(314)的底壁,并与之连通的卡扣通槽(315)。
10.根据权利要求1所述的一种压力传感器,其特征在于,各所述应变片(202)均包括位于所述正应变区(211)的第一电阻单元(206),以及位于所述负应变区(212)的第二电阻单元(207);各所述应变片(202)的所述第一电阻单元(206)构成第一电阻单元列(208),各所述应变片(202)的所述第二电阻单元(207)构成第二电阻单元列(209),所述第一电阻单元列(208)与所述第二电阻单元列(209)相互平行。

说明书全文

一种压传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及压力传感器技术领域,尤其涉及一种压力传感器。

背景技术

[0002] 刹车压力传感器应用于ESC系统(汽车电子稳定控制系统),主要安装于液压控制模上,监测制动液的压力。传统的压力传感器中均会涉及若干具有功能模块的电路板,而作为最核心的有调理信号电路板和引线电路板,其中,引线电路板主要用于将应变片(仪)产生的桥阻差分信号,传递到调理信号电路板;而调理信号电路板主要用于实现压力信号的采集、处理与对外电连接与输出。
[0003] 传感器的压力端口主要用于接受介质压力,并对介质压力的压力信息进行采集与处理,进而获得实时介质压力数据,其主要包括带有压力通道的高压接头,应变片、引线电路板以及信号调理电路的下电连接部。而如何在狭小的空间对这些部件进行布局以及相互电连接,一直是行业的痛点。而传统的主板间的电连接方式,多采用在传感器壳体的内壁上分别设置特定的插槽供调理信号电路板和引线电路板插接,且安装后两者是相互平行的。这种形式不仅装配麻烦,而且会造成传感器壳体中空间混乱,不仅不利于两者之间的接线电连接,而且不利于散热、装配、以及后期的拆卸维护。此外,调理信号电路板与引线电路板之间一般通过线缆点焊的形式进行电连接,即将若干根线缆的两端分别与调理信号电路板和引线电路板焊接,这种形式不仅人工依赖大,良品率低,而且会造成传感器壳体中空间混乱,不利于散热、装配、以及后期的拆卸维护,极大的影响压力传感器的装配效率。而且对于应变片的布局,通常将应变片首尾排列于膜片上,形成长条形,这种结构使得应变片会占用很多的安装空间,不仅不利于传感器的小型化,而且由于对膜片的面积需求变大,导致成本居高不下。另一方面,传统的传感器中压力通道与膜片是分离式的,在组装后因为存在缝隙,很容易造成压力介质的泄漏,进而导致采集的介质压力值不准确。
[0004] 对于目前常见的用于将传感器内外进行导电的导电体多采用弹片端子的形式,但是长期使用后,极容易因弹片发生形变而产生接触不良的情况;另一种方式为采用采用线缆加点焊的方式,这种方式不仅人工依赖大,装配效率低;而且在压力传感器后期的使用过程中极易因运输或外部震动等造成焊点掉线的问题,无形中降低了压力传感器的使用寿命,且维护需要进行全面的拆卸。
[0005] 因此,亟需一种技术来解决上述技术问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于克服上述现有技术的问题,提供了一种压力传感器,用于解决现有技术中采用弹片进行传感器内外部的导电连接易产生接触不良,而采用电缆点焊存在的人工依赖大,装配效率低,焊接点后期容易掉线,进而降低产品使用寿命的问题;以及对于压力端口部通过在传感器壳体的内壁上开设平行插槽供调理信号电路板和引线电路板插接存在的装配麻烦,内部接线混乱且不方便的问题;以及现有技术中将多个应变片首尾排列于膜片上,形成长条形,存在的膜片区域占用空间大,不利于小型化和成本高问题,而采用膜片与压力通道分离式组装,易造成压力外泄,进而导致采集压力值不准确的技术问题。
[0007] 上述目的是通过以下技术方案来实现:一种压力传感器,包括调理信号电路板,在所述调理信号电路板的两端分别设置有用于接受介质压力并进行数据采集的压力端口模块、和用于与外部中控系统实现电连接的内外导电模块,所述压力端口模块、所述调理信号电路板、以及所述内外导电模块通过壳套密封连接;
所述调理信号电路板包括上电连接部、调理信号电路板卡槽和下电连接部;
所述压力端口模块包括引线电路板和带有压力通道的高压接头,所述高压接头的两端分别设置有连接座和支撑凸台,所述支撑凸台包括供所述壳套套接的环形壳套凸台、供引线板支撑座套接的环形支撑座凸台以及供应变片安装的应变片固定台;所述应变片固定台包括正应变区和负应变区,所述连接座上设置有压力端口;所述压力通道的一端与所述压力端口连通,用于外部介质压力的输入,另一端与所述正应变区的底面连接,用于将输入的介质压力作用于所述正应变区的底面,引起所述正应变区的形变;所述应变片固定台上设置有至少2个应变片;所述环形支撑座凸台上套接有所述引线板支撑座,所述引线板支撑座上设置有所述引线电路板;所述引线电路板的上表面设置有若干导电簧片,各所述导电簧片构成带有导电插槽的导电插座组件,通过所述调理信号电路板和所述导电插槽的垂直插接,实现将所述下电连接部与所述导电插座组件电连接;所述引线电路板上还开设有引线通槽,所述应变片上的引线经所述引线通槽与所述引线电路板的表面焊接;
所述内外导电模块包括导电体和导电体支座,所述导电体支座上开设有供所述导电体插入的导电体插孔,所述导电体插接于所述导电体插孔后,其两端分别用于电连接;所述导电体支座还包括一个导电体护盖,所述导电体护盖上开设有供所述导电体的顶部贯穿,并能对其进行限位的导电体限位孔;通过所述导电体护盖与所述导电体支座的卡扣连接,实现将所述导电体限位于所述导电体支座上;通过所述导电体支座与所述调理信号电路板卡槽(329)的卡扣连接,实现将所述导电体的下端与所述上电连接部紧密连接;
所述壳套为两端开口的柱形,其顶部端口设置有向内的壳套挡圈,所述壳套挡圈能对所述导电体护盖进行限位套设。
[0008] 进一步地,所述导电插槽成一字形,沿所述导电插槽所对应的所述引线电路板上开设有相互对称的插脚通槽;对应的,在所述调理信号电路板的底面设置有一对相互对称的插脚,2个所述插脚与所述调理信号电路板的底侧之间构成引线板夹持槽;2个所述插脚能分别贯穿2个所述插脚通槽,实现所述引线板夹持槽对所述插脚通槽的夹持。
[0009] 进一步地,所述下电连接部包括设置于所述调理信号电路板两个侧面上的若干调理信号焊盘。
[0010] 进一步地,所述导电簧片包括:簧片插接部,所述簧片插接部用于与下方的所述引线电路板上开设的引线板插槽插接,所述引线电路板平设置于所述导电簧片的下方;
簧片下方电连接部,所述簧片下方电连接部用于与所述引线电路板的表面上的引线焊盘接触;
簧片上方电连接部,所述簧片上方电连接部用于与所述调理信号焊盘压接;
所述簧片插接部和所述簧片下方电连接部垂直连接,所述簧片下方电连接部和所述簧片上方电连接部成夹连接;
所述簧片上方电连接部包括成角度连接的簧片支撑部和簧片折弯部,所述簧片支撑部和所述簧片折弯部的夹角处作为簧片压接部。
[0011] 进一步地,所述引线板支撑座为圆筒形,沿其顶部开设有一对与所述插脚匹配的插槽;所述插脚贯穿所述插脚通槽后与所述插槽插接,形成以所述引线板支撑座的顶部作为支撑面,以及以所述引线板夹持槽作为限位夹持的引线板安装空间。
[0012] 进一步地,所述插脚上开设有插脚限位槽,所述插脚限位槽延伸至所述插脚的底端;所述插脚限位槽用于与所述插槽的插接限位;所述插脚限位槽将所述插脚分割为插脚插接部和插脚延伸部,所述插脚与所述插槽插接后,所述插脚插接部能被所述插槽限位夹持,所述插脚延伸部伸入所述引线板支撑座的腔体内。
[0013] 进一步地,所述导电体包括顺序连接的第一电连接部、弹性支撑部、非弹性支撑部和第二电连接部,所述第一电连接部、所述弹性支撑部和所述非弹性支撑部相互连接后形成螺旋弹簧形状;所述第一电连接部用于与外部电连接;
所述弹性支撑部用于对所述第一电连接部进行弹性支撑;
所述非弹性支撑部用于对所述弹性支撑部进行刚性支撑;
所述第二电连接部用于对所述上电连接部进行电连接;
通过所述第二电连接部与所述导电插槽的插接,实现将所述导电体和所述调理信号电路板电连接。
[0014] 进一步地,所述上电连接部设置于所述调理信号电路板的一端,对应的,所述导电插槽为开设于所述调理信号电路板上的一字型通槽;在所述导电插槽处设置有上导电焊盘。
[0015] 进一步地,在所述导电体护盖的底侧设置有护盖导向柱和护盖卡扣,对应的,在所述导电体支座上设置有与所述护盖导向柱匹配的导电体支座导向槽和导电体支座卡槽;所述护盖导向柱和所述护盖卡扣与所述导电体护盖的底端面垂直连接,且沿所述导电体护盖的底端面做圆周排列;对应的,所述导电体支座导向槽和所述导电体支座卡槽在所述导电体支座的上端面沿圆周设置;
所述护盖卡扣包括相互连接的卡扣根部、卡扣本体以及卡扣脚,所述卡扣根部与所述导电体护盖的底端面垂直连接,所述卡扣本体用于贯穿所述导电体支座卡槽,所述卡扣脚(313)贯穿所述导电体支座卡槽后与所述导电体支座卡槽底端口卡扣;
所述导电体支座卡槽包括开设于所述导电体支座的上端面至侧边的卡扣根部凹
槽,以及设置于与所述卡扣根部凹槽的底壁,并与之连通的卡扣通槽。
[0016] 进一步地,各所述应变片均包括位于所述正应变区的第一电阻单元,以及位于所述负应变区的第二电阻单元;各所述应变片的所述第一电阻单元构成第一电阻单元列,各所述应变片的所述第二电阻单元构成第二电阻单元列,所述第一电阻单元列与所述第二电阻单元列相互平行。
[0017] 本发明所提供的一种压力传感器,其内外导电模块结构简单,能实现调理信号电路板与外部之间的弹性电连接,因此不会发生接触不良的问题,此外,还能有效提高导电体与调理信号电路板之间的电连接的装配效率;其压力端口模块不仅结构简单,装配或拆卸方便,而且能使得传感器内部布局更简洁,各功能部件之间更紧凑,端口的电连接路径更短,采集的信号更精准,能有效提高传感器的装配效率。此外还具有如下优点:导电体采用柱形螺旋弹簧形状替代传统弹片形式,并自上而下根据功能设置相对应的第一电连接部、弹性支撑部、非弹性支撑部和第二电连接部,不仅解决了与传感器内部的调理信号电路板连接,以及与外部弹性连接的问题,而且通过导电体支座对导电体进行限位套设,并可与调理信号电路板进行卡扣连接。
[0018] 通过将调理信号电路板与引线板支撑座垂直连接进而形成能对引线电路板进行底面支撑,以及侧边和顶部进行限位的引线板安装空间,不仅方便了引线电路板的稳定安放,而且确保其处于调理信号电路板的下侧,能更好的与位于传感器压力端口处的应变片以及传感器内腔中的调理信号电路板之间进行电连接,使得内部电连接的电路路程更短。
[0019] 通过在引线电路板上设置带有导电插槽的导电插座组件,采用将下部带有电连接部的调理信号电路板与导电插座组件进行垂直插接,进而实现快速电连接的目的。
[0020] 通过将多个应变片以宽向排列于应变片固定台上,在占用应变区更小的同时,不影响压力数据的采集;通过将高压接头、连接座和应变片固定台一体成型加工,确保了压力通道的密闭性,使得应变区能完全接受压力介质的压力,进而确保了压力值采集的准确性。附图说明
[0021] 图1为本发明所述一种压力传感器的第一视角示意图;图2为本发明所述一种压力传感器的第二视角示意图;
图3为本发明所述一种压力传感器剖视图;
图4为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块的第一视角示意图;
图5为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块的第二视角示意图;
图6为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中导电体与导电支座和导电体护盖连接后的结构示意图;
图7为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中导电支座和导电体护盖连接的第一视角结构示意图;
图8为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中导电支座和导电体护盖连接的第二视角结构示意图;
图9为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中导电体第一视角结构示意
图;
图10为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中导电体第二视角结构示意
图;
图11为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中导电体第三视角结构示意
图;
图12为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块的剖视图;
图13为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中导电体与调理信号电路板
的电连接示意图;
图14为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中调理信号电路板的第一视
角结构示意图;
图15为本发明所述一种压力传感器中内外导电模块中调理信号电路板的第二视
角结构示意图;
图16为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块的结构示意图;
图17为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中高压接头与应变片连接结
构示意图;
图18为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中高压接头与应变片连接剖
视图;
图19为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中高压接头与应变片连接俯
视图;
图20为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中调理信号电路板与引线电
路板通过导电簧片连接后结构示意图;
图21为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中调理信号电路板与引线电
路板通过导电簧片连接前结构示意图;
图22为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中带有导电簧片的引线电路
板俯视图;
图23为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中带有导电簧片的引线电路
板侧视图;
图24为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中导电簧片第一视角结构示
意;
图25为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中导电簧片第二视角结构示
意;
图26为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中调理信号电路板、引线电路板以及引线板支撑座相互连接后的第一视角示意图;
图27为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中调理信号电路板、引线电路板以及引线板支撑座相互连接后的第二视角示意图;
图28为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中调理信号电路板、引线电路板以及引线板支撑座相互连接后的第三视角示意图;
图29为本发明所述一种压力传感器中压力端口模块中调理信号电路板、引线电路板以及引线板支撑座相互连接前的示意图。
[0022] 图示标记:1‑调理信号电路板;
2‑压力端口模块、201‑环形壳套凸台、202‑应变片、203‑压力通道、204‑连接座、
205‑应变片固定台、206‑第一电阻单元、207‑第二电阻单元、208‑第一电阻单元列、209‑第二电阻单元列、210‑压力端口、211‑正应变区、212‑负应变区、213‑第一压力通道、214‑第二压力通道、215‑环形导向边、216‑高压接头、217‑支撑凸台、218‑环形支撑座凸台、219‑引线电路板、220‑引线板支撑座、221‑插脚、222‑引线板夹持槽、223‑引线板安装空间、224‑引线板挡板、225‑插脚通槽、226‑插槽、227‑插脚插接部、228‑插脚延伸部、229‑弧面倒角、230‑插脚限位槽、231‑引线电路板支撑面、232‑插槽槽口平面、233‑导电簧片、234‑导电插槽、
235‑导电插座组件、236‑下电连接部、237‑调理信号焊盘、238‑簧片插接部、239‑簧片下方电连接部、240‑簧片上方电连接部、241‑簧片支撑部、242‑簧片折弯部、243‑引线板插槽、
244‑引线焊盘、245‑引线通槽、246‑簧片压接部;
3‑内外导电模块、301‑导电体支座卡扣、302‑导电体、303‑导电体支座、304‑导电体护盖、305‑导电体限位孔、306‑导电体插孔、307‑护盖导向柱、308‑护盖卡扣、309‑导电体支座导向槽、310‑导电体支座卡槽、311‑卡扣根部、312‑卡扣本体、313‑卡扣脚、314‑卡扣根部凹槽、315‑卡扣通槽、316‑第一电连接部、317‑弹性支撑部、318‑非弹性支撑部、319‑第二电连接部、320‑限位缓冲部、321‑锥形孔、322‑上电连接部、323‑上电导电插槽、324‑导电插针支撑部、325‑导电插针插接部、326‑广口、327‑斜边、328‑上导电焊盘、329‑调理信号电路板卡槽;
4‑壳套、401‑壳套挡圈。

具体实施方式

[0023] 下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0024] 如图1~图8以及图16~图19所示,本方案提供了一种压力传感器,包括调理信号电路板1,在所述调理信号电路板1的两端分别设置有用于接受介质压力并进行数据采集的压力端口模块2、和用于与外部中控系统实现电连接的内外导电模块3,所述压力端口模块2、所述调理信号电路板1、以及所述内外导电模块3通过壳套4密封连接;
所述调理信号电路板1包括上电连接部322、调理信号电路板卡槽329和下电连接部236;
所述压力端口模块2包括引线电路板219和带有压力通道203的高压接头216,所述高压接头216的两端分别设置有连接座204和支撑凸台217,所述支撑凸台217包括供所述壳套4套接的环形壳套凸台201、供引线板支撑座220套接的环形支撑座凸台218以及供应变片
202安装的应变片固定台205;所述应变片固定台205包括正应变区211和负应变区212,所述连接座204上设置有压力端口210;所述压力通道203的一端与所述压力端口210连通,用于外部介质压力的输入,另一端与所述正应变区211的底面连接,用于将输入的介质压力作用于所述正应变区211的底面,引起所述正应变区211的形变;所述应变片固定台205上设置有至少2个应变片202;所述环形支撑座凸台218上套接有所述引线板支撑座220,所述引线板支撑座220上设置有所述引线电路板219;所述引线电路板219的上表面设置有若干导电簧片233,各所述导电簧片233构成带有导电插槽234的导电插座组件235,通过所述调理信号电路板1和所述导电插槽234的垂直插接,实现将所述下电连接部236与所述导电插座组件
235电连接;所述引线电路板219上还开设有引线通槽245,所述应变片202上的引线经所述引线通槽245与所述引线电路板219的表面焊接;
所述内外导电模块3包括导电体302和导电体支座303,所述导电体支座303上开设有供所述导电体302插入的导电体插孔306,所述导电体302插接于所述导电体插孔306后,其两端分别用于电连接;所述导电体支座303还包括一个导电体护盖304,所述导电体护盖
304上开设有供所述导电体302的顶部贯穿,并能对其进行限位的导电体限位孔305;通过所述导电体护盖304与所述导电体支座303的卡扣连接,实现将所述导电体302限位于所述导电体支座303上;通过所述导电体支座303与所述调理信号电路板卡槽329的卡扣连接,实现将所述导电体302的下端与所述上电连接部322紧密连接;
所述壳套4为两端开口的柱形,其顶部端口设置有向内的壳套挡圈401,所述壳套挡圈401能对所述导电体护盖304进行限位套设。
[0025] 作为本实施例中所述压力端口模块2的具体描述,如下:如图17~图19所示,作为本实施例中所述应变片202及其与所述应变片固定台205连接方式的优化,如下:
各所述应变片202均包括位于所述正应变区211的第一电阻单元206,以及位于所述负应变区212的第二电阻单元207;
各所述应变片202的所述第一电阻单元206构成第一电阻单元列208,各所述应变片202的所述第二电阻单元207构成第二电阻单元列209,所述第一电阻单元列208与所述第二电阻单元列209相互平行。
[0026] 具体的,本实施例中的应变片固定台205的表面设置有至少2个所述应变片202,各所述应变片202宽向排列布置,且确保各所述应变片202上的所述第一电阻单元206位于所述正应变区211,而所述第二电阻单元207位于所述负应变区212。
[0027] 工作原理:介质压力沿所述压力端口210进入所述压力通道203中,并直接作用于所述正应变区的底面,所述正应变区211在介质压力的作用下发生微小形变,进而引起各所述应变片
202上的各电阻单元发生变化,当各电阻单元有电压供电时,会产生一个与压力成正比的电压输出,进而实现对介质压力的采集。
[0028] 需要说明的是,由于所述应变片202对介质压力的感应及转化成压力值属于本领域公知常识,故本实施例对于其实现的具体方法不再赘述,仅对结构布局上的创新进行保护。
[0029] 此外,本实施例中所述连接座204的外壁设置有螺纹,以便与压力介质装置进行旋接。
[0030] 其中,所述连接座204和所述应变片固定台205均与所述高压接头216共轴线,且所述压力通道203位于所述轴线上。
[0031] 本实施例中所述正应变区211为厚度很薄的应变膜片。
[0032] 具体的,所述正应变区211的厚度小于所述负应变区212的厚度,且所述正应变区211的形状与所述压力通道203的输出端外形对应。
[0033] 在本实施例中,所述压力通道203为圆柱形,对应的,所述正应变区211的形状为圆形。
[0034] 需要说明的是本实施例中所述高压接头216、所述连接座204和所述应变片固定台205均为不锈材质,一体成型。
[0035] 如图18所示,所述压力通道203包括一端与所述压力端口210连通的第一压力通道213,以及一端通过所述正应变区211密封的第二压力通道214,所述第一压力通道213与所述第二压力通道214相互连通;
所述第一压力通道213的内径大于所述第二压力通道214的内径;该结构可确保进入所述第二压力通道214的介质压力精度值最高,在作用于所述正应变区211后能被所述应变片202精准获取。
[0036] 此外,在所述第一压力通道213与所述第二压力通道214的连接处设置有向所述第二压力通道214倾斜的环形导向边215,能将进入所述第一压力通道213的介质压力及时的引导至所述第二压力通道214,本实施例中所述环形导线边15的倾斜度为30°~60°。
[0037] 作为本实施例中所述应变片202的进一步优化,具体有:所述应变片202通过高温烧结在所述应变片固定台205的表面。
[0038] 所述应变片202的厚度为10um~13um。
[0039] 需要说明的是,本实施例中所述应变片202可以为压敏电阻应变片,所述应变片202的长宽规格为1.56mm×0.96mm。
[0040] 如图20~图23所示,本实施例中所述导电插槽234成一字形,沿所述导电插槽234所对应的所述引线电路板219上开设有相互对称的插脚通槽225;对应的,在所述调理信号电路板1的底面设置有一对相互对称的插脚221,2个所述插脚221与所述调理信号电路板1的底侧之间构成引线板夹持槽222;2个所述插脚221能分别贯穿2个所述插脚通槽225,实现所述引线板夹持槽222对所述插脚通槽225的夹持。安装时,先将所述引线电路板219与所述引线板支撑座220进行连接,然后将所述调理信号电路板1上的2个所述插脚221垂直插入2个所述插槽226内,即可达到快速进行装配的目的。
[0041] 在所述引线板支撑座220与带有所述插脚221的所述调理信号电路板1的作用下,使得所述引线电路板219的底面、侧面以及顶部均被限制在所述引线板安装空间223内。
[0042] 如图20和图21所示,本实施例中所述下电连接部236包括设置于所述调理信号电路板1两个侧面上的若干调理信号焊盘237。为了便于各调理信号焊盘237与插接于所述引线电路板219上表面的若干所述导电簧片233的精准压接,本实施例中各所述调理信号焊盘237位于同一水平面。
[0043] 在本实施例中,2个所述插脚在所述调理信号电路板1中起到引导所述调理信号电路板1快速与所述引线电路板219实现垂直连接的作用,同时能够精准引导所述下电连接部236进入所述导电插槽234中,实现与所述导电插座组件235中各所述导电簧片233的压接,达到将2个电路板进行电连接的目的。
[0044] 相对于传统的采用线缆点焊的方式,本结构采用即插即导电的电连接方式更高效快捷,能有效提高所述引线电路板219和所述调理信号电路板1之间的装配效率。
[0045] 此外,本实施例中所述插脚221与所述插脚通槽225的相互作用,在实现引导所述调理信号电路板1快速与所述引线电路板219实现垂直连接的同时,还可对所述引线电路板219的两侧进行夹持限位,能有效防止两者连接后受外部震动发生移位,进一步的确保了的电连接的稳定。
[0046] 如图22和图23所示,作为本方案的一个具体实施例,所述导电插座组件235中的所述导电簧片233有6个,2个作为所述导电插槽234的第一侧边,4个作为所述导电插槽234的第二侧边,所述第一侧边与所述第二侧边之间构成所述导电插槽234;所述第一侧边上的2个所述导电簧片233分别对应于所述第二侧边外侧。
[0047] 如图20和图21所示,本实施例中所述下电连接部236包括设置于所述调理信号电路板1两个侧面上的若干调理信号焊盘237。而为了便于各调理信号焊盘237与插接于所述引线电路板219上表面的若干所述导电簧片233的精准压接,本实施例中各所述调理信号焊盘237位于同一水平面。
[0048] 如图24和图25所示,本实施例中所述导电簧片233包括:簧片插接部238,所述簧片插接部238用于与下方的所述引线电路板219上开设的引线板插槽243插接,所述引线电路板219水平设置于所述导电簧片233的下方;
簧片下方电连接部239,所述簧片下方电连接部239用于与所述引线电路板219的表面上的引线焊盘244接触;
簧片上方电连接部240,所述簧片上方电连接部240用于与所述调理信号焊盘237压接;
所述簧片插接部238和所述簧片下方电连接部239垂直连接,所述簧片下方电连接部239和所述簧片上方电连接部240成夹角连接。
[0049] 此外,所述簧片上方电连接部240包括成角度连接的簧片支撑部241和簧片折弯部242,所述簧片支撑部241和所述簧片折弯部242的夹角处作为簧片压接部246。
[0050] 具体的,所述簧片支撑部241和所述簧片折弯部242的夹角为弧形角,对应的,所述簧片压接部246为弧形面。
[0051] 需要说明的是,本实施例中所述簧片支撑部241和所述簧片折弯部242的夹角度数为90°~160度。
[0052] 具体的,在该结构下,若所述簧片支撑部241和所述簧片折弯部242之间的夹角度数越小,则所述簧片压接部246的压接面积越小;若所述簧片支撑部241和所述簧片折弯部242之间的夹角度数越大,则所述簧片压接部246的压接面积越大,与所述调理信号焊盘237之间的接触面越大,电连接越稳定。
[0053] 需要说明的是,本实施例中所述簧片插接部238、所述簧片下方电连接部239和所述簧片上方电连接部240一体成型,采用导电金属材质,如金属
[0054] 如图26~图29所示,所述引线板支撑座220为圆筒形,沿其顶部开设有一对与所述插脚221匹配的插槽226;所述插脚221贯穿所述插脚通槽225后与所述插槽226插接,形成以所述引线板支撑座220的顶部作为支撑面,以及以所述引线板夹持槽222作为限位夹持的引线板安装空间223。
[0055] 作为本实施例中所述引线电路板219的优化,所述引线电路板219为圆形,与所述引线板支撑座220的顶部对应;且所述引线电路板219的外径不小于所述引线板支撑座220的外径,以便所述引线板支撑座220的顶部都能作用于所述引线电路板219的底面,实现稳定支撑。
[0056] 如图28所示,为了更好的对所述引线电路板219进行底面支撑,本实施例在所述引线板支撑座220的上端口设置有一对朝向内侧的引线板挡板224,2个所述引线板挡板224的顶部构成用于对所述引线电路板219的底面进行支撑的引线电路板支撑面231。
[0057] 需要说明的是,本实施例中所述引线电路板支撑面231的高度高于2个所述插槽226的顶部槽口所在的插槽槽口平面232;该结构使得所述引线电路板219的底面与所述插槽槽口平面232之间形成透气空间,也有利于后续各部件之间的拆卸检修。
[0058] 作为本结构的优化,所述引线板挡板224与所述引线板支撑座220的上端口的连接处形成弧面倒角229,该结构可防止对所述引线电路板219在与所述引线板支撑座220装配过程中造成损伤。
[0059] 如图29所示,作为本实施例中所述插脚221的优化,所述在所述插脚221上开设有插脚限位槽230,所述插脚限位槽230延伸至所述插脚221的底端;所述插脚限位槽230用于与所述插槽226的插接限位。
[0060] 具体的,所述插脚限位槽230将所述插脚221分割为插脚插接部227和插脚延伸部228,所述插脚221与所述插槽226插接后,所述插脚插接部227能被所述插槽226限位夹持,所述插脚延伸部228伸入所述引线板支撑座220的腔体内。
[0061] 需要说明的是所述插脚插接部227与所述插槽226部分插接。
[0062] 具体的,在本实施例中,所述插脚插接部227仅底端的外侧部位与所述插槽226插接,所述插脚插接部227的顶部高出所述引线板支撑座220,该结构能确保所述引线板夹持槽222的上部位于所述引线板支撑座220的上方,进而对安装于所述引线板支撑座220顶部的所述引线电路板219进行的两侧进行限位夹持。
[0063] 而本实施例中所述引线板夹持槽222的顶部与所述引线电路板219不接触。
[0064] 具体的,2个所述插脚221与所述调理信号电路板1的底边成弧度角连接,2个弧度角的设置使得所述引线板夹持槽222上部的间距小于2个所述插脚通槽225之间的间距,该结构能有效防止所述引线电路板219与所述引线板夹持槽222的顶部接触,进而在2者之间形成具有一定间隙的空间,该空间既有利于后续所述调理信号电路板1与所述引线电路板219之间的电连接操作,也可作用散热换气通道。
[0065] 作为本实施例中所述内外导电模块3的具体描述,如下:如图9~图12所示,本实施例中所述导电体302包括顺序连接的第一电连接部316、弹性支撑部317、非弹性支撑部318和第二电连接部319,所述第一电连接部316、所述弹性支撑部317和所述非弹性支撑部318相互连接后形成螺旋弹簧形状;
所述第一电连接部316用于与外部电连接;
所述弹性支撑部317用于对所述第一电连接部316进行弹性支撑;
所述非弹性支撑部318用于对所述弹性支撑部317进行刚性支撑;
所述第二电连接部319用于对所述上电连接部322进行电连接;
对应的,所述上电连接部322设置有上电导电插槽323,通过所述第二电连接部319与所述上电导电插槽323的插接,实现将所述导电体302和所述调理信号电路板1电连接。
[0066] 具体的,如图13所示,所述弹性支撑部317和所述非弹性支撑部318置于所述导电体插孔306内,所述第一电连接部316贯穿所述导电体插孔306,并伸向所述导电体插孔306的上方外侧,用于与外部电连接;所述第二电连接部319贯穿所述导电体插孔306,并伸向所述导电体插孔306的下方外侧,用于对传感器内部调理信号电路板1进行电连接。
[0067] 此外,本实施例还对各部位做如下优化:所述第一电连接部316、所述弹性支撑部317和所述非弹性支撑部318的轴心位于同一轴线。
[0068] 构成各所述第一电连接部316、弹性支撑部317、非弹性支撑部318的簧丝直径相同;该结构可确保导电体各部分阻值相同,电连接后对于电流或信号的传送更稳定。
[0069] 所述弹性支撑部317的长度大于所述第一电连接部316的长度,所述第一电连接部316的长度大于所述非弹性支撑部318的长度。
[0070] 所述弹性支撑部317的螺距大于所述第一电连接部316的螺距,所述第一电连接部316的螺距大于所述非弹性支撑部318的螺距。
[0071] 所述弹性支撑部317的外径大于所述第一电连接部316的外径,所述第一电连接部316的外径等于所述非弹性支撑部318的外径。
[0072] 本实施例中所述第二电连接部319为导电插针,所述导电插针的顶部与所述非弹性支撑部318的连接部位于所述非弹性支撑部318的轴心位置;对应的,与传感器内部的调理信号电路板1采用插针形式能实现与调理信号电路板1上焊盘的精准接触,此外,为了提高牢固度,还方便进行点焊。
[0073] 作为本实施例中所述导电插针的优化,所述导电插针为直角插针,采用直角插针能实现对竖直向放置的调理信号电路板1进行侧向电连接,该结构能更方便电连接和点焊的进行。
[0074] 作为本方案的进一步优化,在所述第一电连接部316和所述弹性支撑部317之间还设置有限位缓冲部320,所述限位缓冲部320为螺旋弹簧形状,且自所述弹性支撑部317至所述第一电连接部316,外径逐渐减小;具体的,本实施例中采用圆锥形的所述限位缓冲部320,能更好的与设置于所述导电体支座303顶部的导电体护盖304上开设有锥形孔321配合,实现第一电连接部316与外部进行电连接时的柔性接触。
[0075] 需要说明的是,本实施例中所述限位缓冲部320的螺距小于所述第一电连接部316的螺距。
[0076] 如图14所示,本实施例中所述第二电连接部319为直角插针,包括相互垂直的导电插针支撑部324和导电插针插接部325,所述导电插针插接部325能与所述上电导电插槽323实现插接。
[0077] 需要说明的是,本实施例中所述导电插针插接部325与所述上电导电插槽323有2种电连接方式:第一种,所述导电插针插接部325与所述上电导电插槽323做纵向滑移插接,即所述导电插针插接部325自所述上电导电插槽323的开口处滑入,沿所述上电导电插槽323做滑移,至与所述上电导电插槽323的底壁接触,实现电连接;
第二种,所述导电插针插接部325与所述上电导电插槽323做横向插接,即所述导电插针插接部325自所述调理信号电路板1的侧面做横向移动,至所述导电插针插接部325与所述上电导电插槽323形成插接。
[0078] 此外,本实施例还对所述第二电连接部319做如下优化:所述导电插针支撑部324的长度不小于所述上电导电插槽323的长度,所述导电插针插接部325的长度小于所述导电插针支撑部324的长度;该结构在确保稳定插接的同时,还不会造成所述导电体302的其余部位与所述调理信号电路板1的接触。
[0079] 所述导电插针支撑部324和导电插针插接部325的截面为圆形,且直径相同;所述导电体302为螺旋弹簧形状,且簧丝直径与所述导电插针支撑部324和所述导电插针插接部325的直径相同;该结构可确保导电体各部分阻值相同,电连接后对于电流或信号的传送更稳定。
[0080] 本实施例中所述上电连接部322设置于所述调理信号电路板1的一端,对应的,所述上电导电插槽323为开设于所述调理信号电路板1上的一字型通槽。具体的,如图15和图16所示,作为本方案的一个具体实施例,所述上电导电插槽323有3个,且3个所述上电导电插槽323位于同一水平线。
[0081] 作为本实施例的优化,所述上电导电插槽323的外端口为广口326,用于引导所述第二电连接部319滑入所述上电导电插槽323内。具体的,所述广口326包括开设于所述上电导电插槽323的外端口的相互对称的斜边327,2个所述斜边327的夹角为30°~145°。
[0082] 此外,本实施例还在所述上电导电插槽323处设置有上导电焊盘328,用于实现所述第二电连接部319与所述上电导电插槽323进行点焊固定;具体的,所述上导电焊盘328为设置于所述上电导电插槽323内壁及邻近位置的导电涂层,用于方便与所述第二电连接部319的接触,进而实现电连接。此外,还可便于在所述第二电连接部319与所述上导电焊盘
328接触后进行点焊,不会对所述调理信号电路板1造成损伤。
[0083] 如图7~图9所示,在所述导电体护盖304的底侧设置有护盖导向柱307和护盖卡扣308,对应的,在所述导电体支座303上设置有与所述护盖导向柱307匹配的导电体支座导向槽309和导电体支座卡槽310;通过所述护盖导向柱307与所述导电体支座导向槽309的插接,实现对所述导电体护盖304与所述导电体支座303的竖直向导向与连接;通过所述护盖卡扣308与所述导电体支座卡槽310的卡扣,实现将所述导电体护盖304与所述导电体支座
303相互卡扣连接。
[0084] 需要说明的是,本实施例提供的用于压力传感器的导电体导向支撑机构,适用于针形导电体,即导电体上下端的外径不同,应用到本机构中具体为,导电体外径大的部分会被限位于所述导电体插孔306中,而导电体外径小的部分会贯穿所述导电体限位孔305,以便于外部电连接。
[0085] 本实施例中所述导电体护盖304的底端面为圆形,对应的,所述导电体支座303为圆柱形。
[0086] 其中,所述护盖导向柱307和所述护盖卡扣308与所述导电体护盖304的底端面垂直连接,且沿所述导电体护盖304的底端面做圆周排列;对应的,所述导电体支座导向槽309和所述导电体支座卡槽310在所述导电体支座303的上端面沿圆周设置。
[0087] 如图7所示,作为本方案的一个具体实施例,所述护盖导向柱307有2个,所述护盖卡扣308有1个;对应的,所述导电体支座导向槽309有2个,所述导电体支座卡槽310有1个;2个所述护盖导向柱307和所述护盖卡扣308等间距排列。
[0088] 需要说明的是,本实施例中所述护盖导向柱307和所述护盖卡扣308构成的虚拟圆,与所述导电体护盖304的底面同圆心,且所述虚拟圆的外径不大于所述导电体护盖304的底面的外径;该结构可确保所述导电体护盖304与所述导电体支座303的外侧能被圆柱形的压力传感器壳体套设,且各部件的外侧边均能与所述压力传感器壳体的内壁接触,形成稳固的套接。
[0089] 作为本实施例中所述护盖导向柱307与所述导电体支座导向槽309的优化,所述护盖导向柱307的内侧边为弧形边,对应的,所述导电体支座导向槽309为开设于所述导电体支座303的上端面至侧边的弧形凹槽;具体的,这种结构的所述护盖导向柱307和所述导电体支座导向槽309结构,不仅能实现柔性插接,而且支撑面或边不易发生形变,具有导向的同时,在所述导电体护盖304与所述导电体支座303相互卡扣连接后,还能提供圆周向的抱紧力,使得所述导电体护盖304与所述导电体支座303之间连接更牢固。
[0090] 而如图8和图9所示,本实施例中所述护盖卡扣308包括相互连接的卡扣根部311、卡扣本体312以及卡扣脚313,所述卡扣根部311与所述导电体护盖304的底端面垂直连接,所述卡扣本体312用于贯穿所述导电体支座卡槽310,所述卡扣脚313贯穿所述导电体支座卡槽310后与所述导电体支座卡槽310底端口卡扣,实现纵向紧。
[0091] 其中,所述导电体支座卡槽310包括开设于所述导电体支座303的上端面至侧边的卡扣根部凹槽314,以及设置于与所述卡扣根部凹槽314的底壁,并与之连通的卡扣通槽315;
需要说明的是,本实施例中所述卡扣根部凹槽314的形状与所述卡扣根部311对
应,当所述导电体护盖304与所述导电体支座303相互卡扣连接后,其用于对所述卡扣根部
311进行隐藏;而所述卡扣通槽315为能贯穿所述导电体支座303的底端面的通槽,用于供所述卡扣脚313和所述卡扣本体312贯穿。
[0092] 此外,作为该结构的限定,所述卡扣通槽315的内径大于所述卡扣脚313的外径,所述卡扣通槽315的内径小于所述卡扣根部311的外径;而所述护盖卡扣308的长度大于所述护盖导向柱307的长度。
[0093] 以上所述仅为说明本发明的实施方式,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,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。