專利名稱：機(jī)動車用真空壓力傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
機(jī)動車用真空壓力傳感器裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及真空壓力傳感器裝置，特別涉及用于機(jī)動車的真空壓力傳感器裝置。
背景技術(shù)：
[0002]真空壓力傳感器是工業(yè)實踐中常用的一種壓力傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自 控環(huán)境，涉及交通運(yùn)輸、航空航天、軍工、真空設(shè)備等眾多行業(yè)。[0003]機(jī)動車用真空壓力傳感器的一般工作原理是汽車真空助力器的壓力直接作用在 與之相連接的傳感器的敏感膜片上，使敏感膜片產(chǎn)生與真空壓力成正比的微變形，從而使 傳感器的電阻發(fā)生變化，通過電子線路檢測這一變化并將其轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這個壓力 的標(biāo)準(zhǔn)信號給控制電路。[0004]為了保證膜片電路的精度，可靠地將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，目前市場上可用 的大多數(shù)真空壓力傳感器通常需要利用人工調(diào)整或者激光調(diào)阻電路進(jìn)行溫度和靈敏度補(bǔ) 償，并利用運(yùn)放電路對測得的模擬信號進(jìn)行處理。這導(dǎo)致了整個傳感器尺寸較大，結(jié)構(gòu)相對 復(fù)雜，傳感器標(biāo)定過程和工藝繁瑣。發(fā)明內(nèi)容[0005]因此，為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出一種真空壓力傳感器裝置，該真空 壓力傳感器裝置包括具有腔室的殼體和位于所述腔室內(nèi)部的電子模塊組件，其特征在于， 所述電子模塊組件包括集成在印刷電路板上的壓力傳感元件，所述殼體進(jìn)一步包括電氣連 接器端口，該電氣連接器端口具有用于將所述電子模塊組件固定至所述殼體的腔室內(nèi)部并 且在所述電子模塊組件和電氣連接器端口之間建立電連接的至少一個壓配合插腳。[0006]優(yōu)選地，所述壓配合插腳具有位于所述腔室內(nèi)的、具有彈性區(qū)的頭部，并且所述電 子模塊組件具有與所述頭部對應(yīng)的、供所述頭部插入的槽。[0007]優(yōu)選地，所述槽的尺寸小于所述頭部的所述彈性區(qū)的最大尺寸，從而當(dāng)所述頭部 插入并穿過所述槽時借助所述彈性區(qū)實現(xiàn)與所述槽的無焊壓配合連接，從而將所述電子模 塊組件固定在所述殼體的腔室內(nèi)。[0008]優(yōu)選地，所述壓配合插腳的數(shù)量為三個。[0009]優(yōu)選地，所述壓配合插腳由帶錫/鎳鍍層的銅合金基材料制成。[0010]優(yōu)選地，所述槽為電鍍通孔。[0011]優(yōu)選地，所述電氣連接器端口是用來在不同溫度下標(biāo)定所述傳感器的客戶應(yīng)用端 口，包括電源、地和輸出信號端。[0012]優(yōu)選地，電氣連接器端口經(jīng)所述壓配合插腳與ASIC連接，以實現(xiàn)對傳感器的標(biāo)定。[0013]優(yōu)選地，所述殼體進(jìn)一步包括壓力測量端口，該壓力測量端口呈細(xì)長的中空圓柱 形形狀，適于通過軟管與真空助力器連接。[0014]優(yōu)選地，所述殼體還包括位于所述殼體的底部并鄰近所述壓力端口布置的防水防 塵膜片。[0015]根據(jù)本實用新型的真空壓力傳感器裝置的整個傳感器尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、靈 活；直接利用電氣連接端口對傳感器進(jìn)行標(biāo)定，并直接利用敏感元件硅膜片電阻隨溫度變 化的特性進(jìn)行溫度探測和補(bǔ)償而不用在ASIC中集成溫度測量功能，能夠?qū)鞲衅鬟M(jìn)行多 次標(biāo)定，從而降低了標(biāo)定過程的復(fù)雜性和成本，使得傳感器裝置生產(chǎn)效率高、廢品率低，可 操作性強(qiáng)。


[0016]現(xiàn)在將參考下面的說明書和附圖對本實用新型的裝置進(jìn)行進(jìn)一步描述，在附圖 中[0017]圖1是根據(jù)本實用新型的機(jī)動車用真空壓力傳感器裝置的示意性透視圖；[0018]圖2是圖1的傳感器裝置沿I 一 I線的縱向剖視圖；[0019]圖3是圖1的傳感器裝置在沒有安裝電子模塊組件時的局部放大透視圖，其中示 出了壓配合插腳；[0020]圖4是從根據(jù)本實用新型的機(jī)動車用真空壓力傳感器裝置的示意性仰視圖，示出 了防水膜片。
具體實施方式
[0021]先參見圖1，該圖示出了本實用新型的機(jī)動車用真空壓力傳感器裝置I。為了清楚 地描述根據(jù)本實用新型的機(jī)動車用真空壓力傳感器，采用了例如“上”、“下”、“左”、“右”等 方向術(shù)語。但本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚了解的是，以上結(jié)合附圖給出的取向不應(yīng)作為對本實 用新型的限制。[0022]圖1所示裝置I包括殼體2、可拆卸的密封蓋13 (未示出)和電子模塊組件 (electronic module assembly,縮寫為EMA)3。殼體2包括殼體連接部4,其具有用于將裝 置I機(jī)械固定在機(jī)動車的發(fā)動機(jī)艙側(cè)板或者防火墻隔板上的通孔12。圖1所示裝置I的殼 體2具有兩個殼體連接部4，但在本實用新型中殼體連接部的數(shù)量不限于兩個。兩個殼體連 接部4中的一個沿縱向方向布置在殼體2 —端(圖1所示左端)上，而另一個沿橫向方向布 置在殼體2的一側(cè)(圖1所示上側(cè))上，并分別從殼體的上側(cè)和左端伸出。[0023]如圖1所示地，殼體2進(jìn)一步包括腔室11。組裝時，電子模塊組件3放置并固定在 該腔室11內(nèi)部。電子模塊組件3包括集成在印刷電路板(PCB)上的壓力傳感元件9、ASIC (專用集成電路，英文全稱為“Application-specific integrated circuit”)8和絕緣無 源元件14。在本實施例中，用于探測機(jī)動車真空助力器的真空壓力的壓力傳感元件9通過 MEMS工藝制成。ASIC用于接收并處理壓力傳感元件9的檢測信號，還用于對傳感器進(jìn)行標(biāo) 定。ASIC具有EEPROM (電可擦式可編程只讀存儲器，英文全稱為“electricalIy erasable programmable read-only memory”)，能夠通過電氣連接器端口 5的1/0接口端對傳感器進(jìn) 行標(biāo)定。[0024]在與沿橫向方向布置在殼體2 —側(cè)上的殼體連接部4相對的另一側(cè)(圖1所示下 側(cè))上，殼體2設(shè)置有壓力端口 6。壓力端口 6大體上呈細(xì)長的中空圓筒形狀，與ASIC的壓力傳感元件9流體連通，以便傳感器裝置利用壓力傳感元件9通過壓力端口 6來測量真空壓力。與傳統(tǒng)的被設(shè)計成倒刺形的傳感器裝置壓力端口相比，本實用新型的壓力端口 6尺寸小，其設(shè)計適于通過膠管連接到汽車真空助力器，使傳感器安裝位置更加靈活，能夠布置在空間狹窄有限的發(fā)動機(jī)艙內(nèi)。[0025]現(xiàn)參見圖2，示出了沿圖1的I 一 I線得到的根據(jù)本實用新型的傳感器裝置I的剖視圖。在與沿縱向方向布置在殼體2 —端上的殼體連接部4相對的另一端(圖2所示右端) 上，殼體2設(shè)置有大體上呈中空的橢圓形圓筒的形狀的電氣連接器端口 5。在本實施例中， 電氣連接器端口 5為客戶應(yīng)用端口，包括作為電源、地和輸出信號端的I/O接口端。如將在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述地，電氣連接器端口 5包括彎曲的壓配合插腳7。[0026]電氣連接器端口 5的壓配合插腳7用于將所述電子模塊組件固定至所述殼體的腔室內(nèi)部并且在所述電子模塊組件和電氣連接器端口之間建立電連接。本實施例中的壓配合插腳7為三個，但是本實用新型的壓配合插腳的數(shù)量不限于此。壓配合插腳7的一個端部在該中空的橢圓形圓筒中與殼體的縱向方向大致平行地延伸，并分別對應(yīng)于電氣連接器端口 5的電源、地和輸出信號端。另外，壓配合插腳7的呈“U”形的彎曲部被固定在殼體2內(nèi)， 并從腔室11中伸出。如進(jìn)一步在圖3中所示地，在該實施例中，三個壓配合插腳7沿橫向方向彼此平行地布置在腔室11靠近電氣連接器端口 5的一端上。然而，本實用新型并不局限于此。壓配合插腳7在殼體2的腔室11內(nèi)的布置可以視實際需要而發(fā)生改變，例如，壓配合插腳7可以成對角線地布置在腔室11的各個角落。壓配合插腳7在腔室11中的豎直高度不超出腔室11的深度。[0027]壓配合插腳7具有位于腔室11內(nèi)的、包括彈性區(qū)的頭部15，并且電子模塊組件3 具有與頭部15對應(yīng)的、供所述頭部插入的槽。槽的尺寸小于頭部15的彈性區(qū)的最大尺寸。 當(dāng)頭部15插入并穿過所述槽時，頭部15的彈性區(qū)發(fā)生彈性變形，從而實現(xiàn)了在壓 配合插腳 7的頭部15和所述槽之間的無焊壓配合連接。這種無焊壓配合連接不僅實現(xiàn)了電子模塊組件5和電氣連接器端口 5之間建立電連接，還有助于將電子模塊組件5固定在殼體2的腔室11內(nèi)。[0028]在本實施例中，壓配合插腳7由帶錫/鎳鍍層的銅合金基材料制成，而所述槽為電鍍通孔。[0029]根據(jù)本實用新型，采用的壓配合插腳技術(shù)能夠免去在印刷電路板上進(jìn)行再次焊接操作的需要，從而消除了對電子模塊組件的熱應(yīng)力和之后的清潔處理，避免了例如焊橋、空隙、焊渣和裂縫等的焊接操作失誤。此外，采用壓配合插腳還實現(xiàn)了高度可靠的連接效果， 在機(jī)動車工業(yè)中應(yīng)用場合中的使用壽命長。采用這種技術(shù)的傳感器裝置能夠采用密度更高的插腳布置，且易于定制以滿足包裝和可制造性目標(biāo)。[0030]如圖4所示，本實用新型還優(yōu)選地設(shè)置有防水膜片16，該防水膜片優(yōu)選地具有矩形的形狀，位于傳感器裝置I的殼體2的底部中。防水膜片15鄰近壓力端口 6設(shè)置，能夠引入大氣壓力至感應(yīng)膜片的正面，還能夠防止外界污染(例如灰塵等)和水的進(jìn)入。防水膜片優(yōu)選地為帶聚酯層的聚四氟乙烯膜片，具有的通氣小孔大小為O.1 μ m。[0031]現(xiàn)在，對根據(jù)本實用新型的傳感器裝置I的標(biāo)定過程進(jìn)行描述。[0032]首先，將大于12V的電壓加到電氣連接器端口中的電源端，使該連接器端口所連接的ASIC管腳轉(zhuǎn)換為數(shù)字寫入端口。[0033]然后，給傳感器壓力端口施加低壓和高壓兩個壓力值，并在不同溫度下對傳感器 標(biāo)定進(jìn)行溫度補(bǔ)償。[0034]將標(biāo)定計算出的系數(shù)儲存在EEPROM中，在實際應(yīng)用中通過這些系數(shù)進(jìn)行傳感器 輸出的計算和校正，使傳感器在全壓力和溫度范圍內(nèi)滿足精度要求。[0035]相對于直接對電路進(jìn)行人工調(diào)整或激光調(diào)阻標(biāo)定，上述對根據(jù)本實用新型的傳感 器裝置進(jìn)行標(biāo)定的過程使得生產(chǎn)效率高、廢品率低，并可實現(xiàn)對傳感器的多次標(biāo)定。其次， 上述標(biāo)定過程直接利用了敏感元件硅膜片電阻隨溫度變化的特性進(jìn)行溫度探測和補(bǔ)償，不 用在ASIC中集成溫度測量功能，從而降低了 ASIC的設(shè)計復(fù)雜性和成本。
權(quán)利要求1.一種機(jī)動車用真空壓力傳感器，該真空壓力傳感器裝置包括具有腔室的殼體和位于所述腔室內(nèi)部的電子模塊組件，其特征在于，所述電子模塊組件包括集成在印刷電路板上的壓力傳感元件，所述殼體進(jìn)一步包括電氣連接器端口，該電氣連接器端口具有用于將所述電子模塊組件固定至所述殼體的腔室內(nèi)部并且在所述電子模塊組件和電氣連接器端口之間建立電連接的至少一個壓配合插腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空壓力傳感器，其特征在于，所述壓配合插腳具有位于所述腔室內(nèi)的、包括彈性區(qū)的頭部，并且所述電子模塊組件具有與所述頭部對應(yīng)的、供所述頭部插入并穿過以實現(xiàn)無焊壓配合連接的槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空壓力傳感器，其特征在于，所述槽的尺寸小于所述頭部的所述彈性區(qū)的最大尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的真空壓力傳感器，其特征在于，所述壓配合插腳的數(shù)量為三個。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空壓力傳感器，其特征在于，所述槽為電鍍通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的真空壓力傳感器，其特征在于，所述電氣連接器端口是用來在不同溫度下標(biāo)定所述傳感器的客戶應(yīng)用端口，包括電源、地和輸出信號端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空壓力傳感器，其特征在于，電氣連接器端口經(jīng)所述壓配合插腳與所述電子模塊組件中的專用集成電路連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的真空壓力傳感器，其特征在于，所述殼體進(jìn)一步包括壓力測量端口，該壓力測量端口呈細(xì)長的中空圓柱形形狀，適于通過軟管與真空助力器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的真空壓力傳感器，其特征在于，所述殼體還包括位于所述殼體的底部并鄰近所述壓力測量端口布置的防水防塵膜片。
專利摘要一種真空壓力傳感器裝置，該真空壓力傳感器裝置包括具有腔室的殼體、從上方封閉所述腔室的蓋和位于所述腔室內(nèi)部的電子模塊組件，其特征在于，所述電子模塊組件包括集成在印刷電路板上的壓力傳感元件、ASIC和絕緣無源元件，所述殼體進(jìn)一步包括電氣連接器端口，該電氣連接器端口具有用于將所述電子模塊組件固定至所述殼體的腔室內(nèi)部并且在所述電子模塊組件和電氣連接器端口之間建立電連接的至少一個壓配合插腳。根據(jù)本實用新型的傳感器裝置尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、實用性和可操作性強(qiáng)。
文檔編號G01L21/00GK202853838SQ20122041008
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者賈永平, M·梅爾策, 趙國峰 申請人:森薩塔科技(常州)有限公司