專利名稱：一種壓力傳感器及其平面復(fù)合差動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微機(jī)械雙杯平面復(fù)合差動(dòng)電容壓力傳感器及其平面復(fù)合差動(dòng)方法。
目前國(guó)內(nèi)外已有的微機(jī)械差動(dòng)壓力傳感器基本類型是1、三明治式島膜結(jié)構(gòu)，其工作原理是當(dāng)壓力從上部加入，使島下移，改變上下電容C1、C2間距，改變電容量C1-ΔC、C2+ΔC，形成差動(dòng)電容輸出；2、中央上舉開(kāi)放式差動(dòng)電容壓力傳感器結(jié)構(gòu)，其工作原理是壓力從下部加入，將島上舉，在島上固定的中央電極被推上舉從而改變上下電容C1、C2間距，從而改C1+ΔC、C2-ΔC電容量，構(gòu)成差動(dòng)結(jié)構(gòu)，形成差動(dòng)電容輸出；現(xiàn)有的微機(jī)械差動(dòng)壓力傳感器的差動(dòng)方法采用的是縱向差動(dòng)，它們的缺點(diǎn)是，零壓時(shí)上下電容間距很難保證一致，且電容C1和C2也很難做到相等。
本發(fā)明的目的就是提供一種開(kāi)放式結(jié)構(gòu)、電容C1和C2相等的平面差動(dòng)壓力傳感器及其平面差動(dòng)方法。
本發(fā)明工作機(jī)理是一種壓力傳感器包括帶引壓管1的基座17、帶通道孔2、左杯3、膜4、島5、膜12、島13和右杯14的基體18、電容C115的下電極6、電容C115的上電極7、電容C216的上電極10、電容C216的下電極11、電容C115的上電極固定板8和電容C216的上電極固定板9；電容C115的上電極7與電容C115的上電極固定板8連結(jié)，電容C115的下電極6與島5連結(jié)，電容C115的上電極固定板8與基體18連結(jié)；電容C216的上電極10與電容C216的上電極固定板9連結(jié)，電容C216的下電極11與基體18連結(jié)，電容C216的上電極固定板9與島13連結(jié)；基體18與基座17連結(jié)。
用于一種壓力傳感器的平面差動(dòng)方法是，采用一種雙杯平面復(fù)合差動(dòng)結(jié)構(gòu)，壓力從引壓管1加入，經(jīng)通道孔2分流進(jìn)入左杯3和右杯14，使膜4和膜12同時(shí)上移，推動(dòng)島5和島13同時(shí)上移，改變C115、C216電極板的間距，使C1+ΔC、C2-ΔC，形成電容量的差動(dòng)變化。
本發(fā)明的效果是，開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，引線方便，利于產(chǎn)品化；平面差動(dòng)，電容C1、C2的極板間距用微機(jī)械加工，同時(shí)完成，容易做到間距的一致性。其電容面積靠設(shè)計(jì)電容尺寸來(lái)保證。有利于產(chǎn)品化，可大大提高生產(chǎn)效率。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，

圖1是一種壓力傳感器及其平面復(fù)合差動(dòng)方法的示意圖，彈性體以n型晶向單晶硅為基體18，其厚度為300μm，長(zhǎng)為10μm，寬為8μm，用微機(jī)械加工成左杯3和右杯14，杯深200μm；再在上面腐蝕出通道孔2、膜4、膜12、島5、島13，膜厚40μm，電容15和電容16的電極板間距為10μm，基座17玻璃制成，其引壓孔2直徑為3mm，電容C115上電極固定板基體材料由玻璃制成，其尺寸長(zhǎng)為8mm，寬為4mm，厚為300μm，電容C216上電極固定板基體材料由玻璃制成，其尺寸長(zhǎng)為8mm，寬為4mm，厚為200μm，電容15和電容16在沒(méi)受壓力時(shí)為10pf，受壓力變化為電容15和電容16的10％-30％FS。
壓力從引壓管1加入，其特征在于，經(jīng)通道孔2分流進(jìn)入左杯3和右杯14，使膜4和膜12同時(shí)上移，推動(dòng)島5和島13同時(shí)上移，改變、C216電極板的間距，使C1+ΔC、C2-ΔC，形成電容量的差動(dòng)變化。
本發(fā)明可測(cè)流體壓力，也可測(cè)液位高度。經(jīng)局部改造還可測(cè)固體壓力。
權(quán)利要求
1.一種壓力傳感器，其特征在于，它包括帶引壓管(1)的基座(17)、帶通道孔(2)、左杯(3)、膜(4)、島(5)、膜(12)、島(13)和右杯(14)的基體(18)、電容C1(15)的下電極(6)、電容C1(15)的上電極(7)、電容C2(16)的上電極(10)、電容C2(16)的下電極(11)、電容C1(15)的上電極固定板(8)和電容C2(16)的上電極固定板(9)；電容C1(15)的上電極(7)與電容C1(15)的上電極固定板(8)連結(jié)，電容C1(15)的下電極(6)與島(5)連結(jié)，電容C1(15)的上電極固定板(8)與基體(18)連結(jié)；電容C2(16)的上電極(10)與電容C2(16)的上電極固定板(9)連結(jié)，電容C2(16)的下電極(11)與基體(18)連結(jié)，電容C2(16)的上電極固定板(9)與島(13)連結(jié)；基體(18)與基座(17)連結(jié)。
2.用于權(quán)利要求1所述的一種壓力傳感器的平面差動(dòng)方法是，壓力從引壓管(1)加入，其特征在于，經(jīng)通道孔(2)分流進(jìn)入左杯(3)和右杯(14)，使膜(4)和膜(12)同時(shí)上移，推動(dòng)島(5)和島(13)同時(shí)上移，改變C1(15)、C2(16)電極板的間距，使C1+ΔC、C2-ΔC，形成電容量的差動(dòng)變化。
全文摘要
一種壓力傳感器及其平面復(fù)合差動(dòng)方法屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域,主要解決傳感器零壓時(shí)上下電容間距很難保證一致、引線困難、被測(cè)介質(zhì)與電容極板接觸的問(wèn)題,本發(fā)明包括帶引壓管的基座、帶通道孔、雙杯、雙膜、雙島的基體、電容的上、下電極、上電極固定板;壓力從引壓管加入,經(jīng)通道孔分流進(jìn)入左杯和右杯,使雙膜同時(shí)上移,推動(dòng)雙島同時(shí)上移,改變兩電容電極板的間距,使C
文檔編號(hào)G01L1/14GK1355422SQ00123298
公開(kāi)日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2000年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月23日
發(fā)明者牛德芳, 仲崇權(quán), 殷福亮, 楊素英 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)