(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 209961384 U(45)授权公告日 2020.01.17
(21)申请号 201920777658.1(22)申请日 2019.05.28
(73)专利权人 江苏德新科智能传感器研究院有
限公司
地址 211000 江苏省南京市江宁区迎翠路7
号（江宁开发区）(72)发明人 陈立新 牟恒
(74)专利代理机构 南京睿之博知识产权代理有
限公司 32296
代理人 周中民(51)Int.Cl.
G01L 13/06(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
CN 209961384 U(54)实用新型名称
单晶硅多参量差压传感器(57)摘要
本实用新型公开了一种单晶硅多参量差压传感器，包括芯片管座；芯片管座下端安装槽内固定有绑定板，绑定板上具有差压芯片、静压芯片、温度芯片，差压芯片和静压芯片为单晶硅芯片，正压端朝下、负压端朝上，最大耐压值为10MPa；芯片管座上部设有正、负压充油导管；芯片管座中部设有相互隔离的正、负压通道，正压通道下端连通差压芯片和静压芯片正压端，正压通道上端连接正压充油导管，负压通道下端连接差压芯片负压端，负压通道上端连接负压充油导管；芯片管座设置有电性接口，电性接口直接贯穿芯片管座和绑定板。该传感器芯片耐压能力达到10MPa，无需中心膜片保护，使得静压量程和差压量程不再受限，解决了微小差压，大静压测量的问题。
CN 209961384 U
权 利 要 求 书
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1.一种单晶硅多参量差压传感器，其特征在于：包括芯片管座(8)；芯片管座(8)下端开设有安装槽(9)，安装槽(9)内固定有绑定板(10)，绑定板(10)上具有两个矩形孔，差压芯片(6)、静压芯片(7)穿过矩形孔并通过胶水和安装槽(9)固定在一起，差压芯片(6)和静压芯片(7)通过绑定线与绑定板(10)绑定连接，温度芯片(12)焊接到绑定板(10)上，差压芯片(6)和静压芯片(7)为单晶硅芯片，且具有正压端和负压端，差压芯片(6)和静压芯片(7)的正压端朝下、负压端朝上，并且差压芯片(6)、静压芯片(7)的最大耐压值为10MPa；
芯片管座(8)的上部设有正压充油导管(2)和负压充油导管(1)，正压充油导管(2)和负压充油导管(1)用于充注导压介质；
芯片管座(8)的中部设有相互隔离的正压通道(5)和负压通道(4)，正压通道(5)下端穿过绑定板(10)并连通差压芯片(6)和静压芯片(7)的正压端，正压通道(5)上端连接正压充油导管(2)，负压通道(4)下端连接差压芯片(6)的负压端，负压通道(4)上端连接负压充油导管(1)；
芯片管座(8)设置有电性接口(3)，电性接口(3)直接贯穿芯片管座(8)和绑定板(10)，通过电性接口(3)实现绑定板(10)与芯片管座(8)的固定，电性接口(3)为差压芯片(6)、静压芯片(7)和温度芯片(12)提供电源并接收差压芯片(6)、静压芯片(7)和温度芯片(12)向外传输的电信号。
2.根据权利要求1所述的一种单晶硅多参量差压传感器，其特征在于：所述芯片管座(8)中部还设有横孔油道(11)，该横孔油道(11)一端连通负压通道(4)，另一端为外部负压力的入口。
3.根据权利要求1所述的一种单晶硅多参量差压传感器，其特征在于：所述芯片管座(8)呈上粗下细的梯形圆柱。
4.根据权利要求1所述的一种单晶硅多参量差压传感器，其特征在于：所述差压芯片(6)和静压芯片(7)均采用德尔森MD系列单晶硅芯片。
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说 明 书
单晶硅多参量差压传感器
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技术领域
[0001]本实用新型涉及差压传感器，尤其是一种工业级应用的单晶硅多参量差压传感器。
背景技术
[0002]差压传感器用于测量液体、气体或蒸汽等流体的压力，把所测压力物理量转换成电信号输出，再通过电路放大补偿调理后将其转变成4～20mA标准电流信号输出。[0003]目前，公知的差压传感器有多种结构形式，有些差压传感器是和静压传感器集成于一体的，对于这种结构形式的差压传感器，有些采用中心膜片保护使得传感器芯片不会因为大压力而损坏，但静压传感器的测量范围就会受到很大的，存在很大的测量死区，有些不采用中心膜片保护的结构形式，虽然静压传感器的测量不受影响，但差压量程受到很大。
实用新型内容
[0004]实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种单晶硅多参量差压传感器，该差压传感器和静压传感器集成于一体，传感器芯片本身的耐压能力达到10MPa，无需中心膜片保护。传感器芯片本身高精度高稳定性使得测量噪声非常小，有非常大的分辨率，同时使得静压量程和差压量程不再受到，解决了微小差压，大静压测量的问题。[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种单晶硅多参量差压传感器，包括芯片管座；
[0006]芯片管座下端开设有安装槽，安装槽内固定有绑定板，绑定板上具有两个矩形孔，差压芯片、静压芯片穿过矩形孔并通过胶水和安装槽固定在一起，差压芯片和静压芯片通过绑定线与绑定板绑定连接，温度芯片焊接到绑定板上，差压芯片和静压芯片为单晶硅芯片，且具有正压端和负压端，差压芯片和静压芯片的正压端朝下、负压端朝上，并且差压芯片、静压芯片的最大耐压值为10MPa；
[0007]芯片管座的上部设有正压充油导管和负压充油导管，正压充油导管和负压充油导管用于充注导压介质；
[0008]芯片管座的中部设有相互隔离的正压通道和负压通道，正压通道下端穿过绑定板并连通差压芯片和静压芯片的正压端，正压通道上端连接正压充油导管，负压通道下端连接差压芯片的负压端，负压通道上端连接负压充油导管；[0009]芯片管座设置有电性接口，电性接口直接贯穿芯片管座和绑定板，通过电性接口实现绑定板与芯片管座的固定，电性接口为差压芯片、静压芯片和温度芯片提供电源并接收差压芯片、静压芯片和温度芯片向外传输的电信号。[0010]进一步的，所述芯片管座中部还设有横孔油道，该横孔油道一端连通负压通道，另一端为外部负压力的入口。[0011]进一步的，所述芯片管座呈上粗下细的梯形圆柱。
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说 明 书
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进一步的，所述差压芯片和静压芯片均采用德尔森MD系列单晶硅芯片。
[0013]有益效果：该传感器芯片具体采用德尔森MD系列单晶硅芯片，该芯片本身的耐压能力达到10MPa，具有高精度、高稳定性、超高过压、高静压等优异性能，无需另外设置过压保护结构，无需中心膜片，结构简单，同时使得静压量程和差压量程不再受到，解决了微小差压，大静压测量的问题；集成了差压、静压和温度传感器于一体，温度变化时没有梯度差，使得传感器的补偿更准确，温度跟踪性更好。附图说明
[0014]图1为本实用新型单晶硅多参量差压传感器的俯视图；[0015]图2为图1所示结构的A-A剖视图；
[0016]图3为本实用新型单晶硅多参量差压传感器的仰视图；[0017]图中：1-负压充油导管；2-正压充油导管；3-电性接口；4-负压通道；5-正压通道；6-差压芯片；7-静压芯片；8-芯片管座；9-安装槽；10-绑定板；11-横孔油道；12-温度芯片。具体实施方式：
[0018]下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。[0019]如图1和2所示，本实用新型的一种单晶硅多参量差压传感器，包括芯片管座8。[0020]所述芯片管座8呈上粗下细的梯形圆柱。芯片管座8下端开设有安装槽9，安装槽9内固定有绑定板10，绑定板10上具有两个矩形孔，差压芯片6、静压芯片7穿过矩形孔通过胶水和安装槽9固定在一起。差压芯片6、静压芯片7通过绑定线与绑定板10绑定连接。温度芯片12焊接到绑定板10上。差压芯片6和静压芯片7的正压端朝下，负压端朝上。差压芯片6和静压芯片7均采用德尔森MD系列的单晶硅传感器芯片，并且差压芯片6和静压芯片7的最大耐压值为10MPa。
[0021]芯片管座8的上部设有正压充油导管2和负压充油导管1，正压充油导管2和负压充油导管1用于充注导压介质。导压介质可以是硅油、氟油、植物油以及其他介质，并不本实用新型，在本实施例中，导压介质为硅油。
[0022]芯片管座8的中部设有相互隔离的正压通道5和负压通道4，正压通道5下端穿过绑定板10并连通差压芯片6和静压芯片7的正压端，正压通道5上端连接正压充油导管2，负压通道4下端连接差压芯片6的负压端，负压通道4上端连接负压充油导管1。本实施例中，芯片管座8中部还设有横孔油道11，该横孔油道11一端连通负压通道4，另一端为外部负压力的入口。
[0023]芯片管座8设置有电性接口3，电性接口3直接贯穿芯片管座8和绑定板10，通过电性接口3实现绑定板10与芯片管座8的固定，电性接口3为差压芯片6、静压芯片7和温度芯片12提供电源并接收差压芯片6、静压芯片7和温度芯片12向外传输的电信号。[0024]单晶硅多参量差压传感器工作时，通过正压充油导管向正压通道充入导压介质，通过负压充油导管向负压通道充入导压介质，并通过电性接口向差压芯片、静压芯片和温度芯片提供稳定电压。
[0025]本发明提供的单晶硅多参量差压传感器通过在芯片管座内设置正压通道和负压通道，且两个通道是完全隔离的，其中正压力通过正压通道中导压介质无损传递至差压芯
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说 明 书
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片、静压芯片的下端面，负压力通过负压通道中的导压介质无损传递至差压芯片的上端面。差压芯片在正、负压力的作用下会发生微小的形变，从而导致芯片内部的桥路电阻的阻值发生变化，使传感器芯片的向外输出电流发生变化，并通过绑定板传递至相应的仪器仪表，实现差压芯片测量系统的差压值。静压芯片在正压力的作用下会发生微小的形变，从而导致芯片内部的桥路电阻的阻值发生变化，使传感器芯片的向外输出电流发生变化，并通过绑定板传递至相应的仪器仪表，实现静压芯片测量系统的正压侧的压力值功能。绑定板上设置有温度芯片及相关硬件电路，可对传感器进行温度影响的补偿处理，使得传感器的补偿更准确，温度跟踪性更好。
[0026]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
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说 明 书 附 图
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图1
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说 明 书 附 图
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图2
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说 明 书 附 图
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图3
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