技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种传感器，尤其是涉及一种E型梁式
压力传感器。
背景技术
[0002] 目前，用于测量
流体的压力传感器通常采用充
硅油的不锈
钢隔离膜片的形式，即流体不直接
接触压力传感器的应变梁，其传压方式为：流体的压力传给
不锈钢隔离膜片，不锈钢隔离膜片感受的压力传给硅油，硅油感受的压力再传给应变梁，使应变梁上的应变
电阻输出一种对应压力大小的
电压信号。这种压力传感器存在加工工艺复杂、成本高、
温度漂移大、
精度误差大等缺点。
发明内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低，且测量精度高的E型梁式压力传感器。
[0004] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种E型梁式压力传感器，其特征在于包括不锈钢壳体和E型不锈钢应变梁，所述的不锈钢壳体的顶部连接有盖板，所述的不锈钢壳体的底部与所述的E型不锈钢应变梁的顶部边缘连接，所述的E型不锈钢应变梁的底部用于与外部的流体接触，所述的E型不锈钢应变梁的顶部、所述的不锈钢壳体的内壁及所述的盖板的内侧围成一个腔体，所述的E型不锈钢应变梁的顶部粘贴有两个双轴电阻应变片，两个所述的双轴电阻应变片位于所述的腔体内，两个所述的双轴电阻应变片电连接构成
惠斯登电桥。
[0005] 所述的E型不锈钢应变梁由不锈钢基体和不锈钢梁组成，所述的不锈钢基体的顶部与所述的不锈钢壳体的底部连接，所述的不锈钢梁的底部用于与外部的流体接触，所述的不锈钢梁包括圆形的本体和设置于所述的本体的底部中间的圆形的凸梁。
[0006] 所述的本体的直径为12～18mm、厚度为0.3～1.5mm；所述的凸梁的直径为0.5～1mm、厚度为1～2mm。
[0007] 两个所述的双轴电阻应变片通过有机胶
水以轴对称方式粘贴于所述的本体的顶部，且两个所述的双轴电阻应变片相对的一侧之间间距0.5～1mm。
[0008] 所述的不锈钢壳体的内壁上连接有引线板，所述的引线板位于所述的腔体内，两个所述的双轴电阻应变片的金丝球焊点与所述的引线板连接，所述的引线板上
焊接有四根引出线，所述的引出线的一端穿过所述的盖板引出至外部。
[0009] 其中一个所述的双轴电阻应变片包括第一应变电阻和第二应变电阻，另一个所述的双轴电阻应变片包括第三应变电阻和第四应变电阻，所述的第一应变电阻的第一端通过所述的引线板与所述的第四应变电阻的第二端连接，且其公共连接端与一根所述的引出线连接，所述的第一应变电阻的第二端与所述的第二应变电阻的第一端的公共连接端通过所述的引线板与一根所述的引出线连接，所述的第二应变电阻的第二端通过所述的引线板与所述的第三应变电阻的第一端连接，且其公共连接端与一根所述的引出线连接，所述的第三应变电阻的第二端与所述的第四应变电阻的第一端的公共连接端通过所述的引线板与一根所述的引出线连接。
[0010] 所述的不锈钢壳体的外壁上设置有环形凹槽，所述的环形凹槽内设置有O型
密封圈。
[0011] 与
现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0012] 1）本实用新型的E型梁式压力传感器在加工好不锈钢壳体和E型不锈钢应变梁后，在E型不锈钢应变梁的上方粘贴两个双轴电阻应变片，再对两个双轴电阻应变片进行连接构成惠斯登电桥，这样就能对介质的压力进行测量，不仅结构简单、成本低，而且由于采用了双轴电阻应变片，因此当E型不锈钢应变梁在外界力的作用下产生机械形变时，双轴电阻应变片的应变电阻的电阻值会相应地发生变化，这样就把一个物理量压力转换成了对应的电压信号，且该电压信号能够准确的反映压力的大小，有效地提高了测量精度。
[0013] 2）本实用新型的E型梁式压力传感器可以用于测量与不锈钢无反应的介质的压力。
附图说明
[0014] 图1为本实用新型的E型梁式压力传感器的剖视结构示意图；
[0015] 图2为本实用新型的E型梁式压力传感器中的双轴电阻应变片的结构示意图；
[0016] 图3为本实用新型的E型梁式压力传感器中的两个双轴电阻应变片电连接构成的惠斯登电桥的
电路图；
[0017] 图4a为本实用新型的E型梁式压力传感器在不加压的情况下，双轴电阻应变片的
位置及接线示意图；
[0018] 图4b为本实用新型的E型梁式压力传感器在加压的情况下，双轴电阻应变片的位置及接线示意图。
具体实施方式
[0019] 以下结合附图
实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0020] 本实用新型提出的一种E型梁式压力传感器，如图1所示，其包括筒状的两轴端均开口的不锈钢壳体1和E型不锈钢应变梁2，不锈钢壳体1的顶部连接有盖板3，不锈钢壳体1的底部与E型不锈钢应变梁2的顶部边缘连接，E型不锈钢应变梁2的底部用于与外部的流体接触，E型不锈钢应变梁2的顶部、不锈钢壳体1的内壁及盖板3的内侧围成一个腔体4，E型不锈钢应变梁2的顶部粘贴有两个双轴电阻应变片5，两个双轴电阻应变片5位于腔体4内，两个双轴电阻应变片5电连接构成惠斯登电桥，不锈钢壳体1的内壁上连接有环形的引线板6，引线板6位于腔体4内，利用金丝球焊工艺使两个双轴电阻应变片5的金丝球焊点通过金丝与引线板6连接，引线板6上焊接有四根引出线7，引出线7的一端穿过盖板3引出至外部，不锈钢壳体1的外壁上设置有环形凹槽8，环形凹槽8内设置有O型密封圈9，不锈钢壳体1通过O型密封圈9与外部罩体密封连接。
[0021] 在本实施例中，E型不锈钢应变梁2由环形的不锈钢基体21和不锈钢梁22组成，不锈钢基体21的顶部与不锈钢壳体1的底部连接，不锈钢梁22的底部用于与外部的流体接触，不锈钢梁22包括圆形的本体221和设置于本体221的底部中间的圆形的凸梁222。在此，要求本体221的直径为12～18mm、厚度为0.3～1.5mm，凸梁222的直径为0.5～
1mm、厚度为1～2mm，在实际设计过程中，可将本体221的直径设计为15mm、厚度为0.8mm，将凸梁222的直径设计为0.7mm、厚度为1.5mm。
[0022] 在本实施例中，两个双轴电阻应变片5是通过现有的有机胶水以轴对称方式粘贴于本体221的顶部的，且两个双轴电阻应变片5相对的一侧之间间距0.5～1mm，在具体粘贴过程中一般使两个双轴电阻应变片5相对的一侧之间的间距与凸梁222的直径一致。
[0023] 在本实施例中，两个双轴电阻应变片5通过引线板6电连接构成惠斯登电桥，其中一个双轴电阻应变片包括第一应变电阻R1和第二应变电阻R2，另一个双轴电阻应变片包括第三应变电阻R3和第四应变电阻R4，图2给出了第一个双轴电阻应变片的结构示意图。如图1、图3、图4a和图4b所示，第一应变电阻R1的第一端通过引线板6与第四应变电阻R4的第二端连接，且其公共连接端与第一根引出线连接，第一应变电阻R1的第二端与第二应变电阻R2的第一端的公共连接端通过引线板6与第二根引出线连接，第二应变电阻R2的第二端通过引线板6与第三应变电阻R3的第一端连接，且其公共连接端与第三根引出线连接，第三应变电阻R3的第二端与第四应变电阻R4的第一端的公共连接端通过引线板6与第四根引出线连接。
[0024] 在本实施例中，盖板3可采用现有的PCB（Printed Circuit Board）温度补偿
基板，这样可以有效地降低该E型梁式压力传感器的温度漂移；引线板6采用现有的PCB板；双轴电阻应变片5采用现有技术，如采用型号为BSF350-2BB-T的双轴电阻应变片。
[0025] 在此，不锈钢壳体和E型不锈钢应变梁一体加工成型。
[0026] 双轴电阻应变片的工作原理是导体或
半导体材料在外界力的作用下产生机械形变时，其应变电阻的电阻值会相应发生变化，这种现象称为应变效应。本实用新型正是根据这一应变效应和惠斯登电桥
不平衡输出△V=（△R／R）VB的原理，设计了该E型梁式压力传感器。图4a给出了该E型梁式压力传感器在不加压的情况下，双轴电阻应变片的位置及接线示意图（图中未示出不锈钢壳体、盖板、引线板及引出线）；图4b给出了该E型梁式压力传感器在加压（压力为P）的情况下，双轴电阻应变片的位置及接线示意图。从图4b中可以看出，流体的压力P直接压在E型不锈钢应变梁上，使E型不锈钢应变梁的不锈钢梁产生形变（压力越大，则形变就越大，反之，形变就小），形成拉伸区和压缩区，而两个双轴电阻应变片感应形变使各个应变电阻的电阻值发生大小变化。由于第一应变电阻R1和第三应变电阻R3位于拉伸区，第一应变电阻R1和第三应变电阻R3拉长，因此第一应变电阻R1的电阻值R1和第三应变电阻R3的电阻值R3变大，第一应变电阻R1产生一个电阻值为△R1的增大电阻，第三应变电阻R3产生一个电阻值为△R3的增大电阻，同样由于第二应变电阻R2和第四应变电阻R4位于压缩区，第二应变电阻R2和第四应变电阻R4缩短，因此第二应变电阻R2的电阻值R2和第四应变电阻R4的电阻值R4变小，第二应变电阻R2产生一个电阻值为△R2的减小电阻，第四应变电阻R4产生一个电阻值为△R4的减小电阻。当R1 = R2 = R3 = R4 =R及△R1=△R2=△R3=△R4=△R时，图3所示的惠斯登电桥输出的△V=（△R／R）VB，其中，△V表示对应压力P的一个电压增加值，△R为△R1、△R2、△R3或△R4中的一个值，R为R1 、 R2、 R3或 R4中的一个值，VB表示恒压源。当流体的压力P加大时，E型不锈钢应变梁的压缩区、拉伸区变化更大，带来（△R／R）变化更大，形成了压力P与惠斯登电桥输出的△V一个正比例关系，达到了把一个物理量压力P转换成对应的电压信号△V输出的目的。
