一种传感器结构的制作方法

1.本发明属于航空装备技术领域，涉及一种传感器结构。


背景技术：

2.高温压力、温度等传感器在航空军事上也有着十分广泛的用途，主要是解决高温环境下各种气体、液体压力及温度等参数的测量，如管道、高温反应容器内、发动机附近介质的压力或温度等。在这些应用中，传感器都处于高温环境条件下工作，使得传感器的内置电路工作极易失效，这也是高温压力、温度等传感器设计的难点，若传感器再以极限工作电压工作，更是增加了其设计难度。目前常用的解决办法是将传感器感应头与后端处理电路分离，把包含电源激励与信号采集处理等的处理电路置于非高温环境下，或增大传感器结构，采用陶瓷等绝热材料将后端处理电路包覆，以隔绝高温环境，两种方式均是以增加传感器体积和重量为代价来解决问题，加重了应用负担。如何在不增大传感器体积和重量的同时，提高传感器的工作温度和工作电压是亟需解决的一个难题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种传感器结构，能够在保持传感器体积和重量的同时，提高传感器的承受极限工作温度和极限工作电压的能力。
4.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.一种传感器结构，包括：探头、敏感体、外壳、电连接器插座、第一电路板组件、第二电路板组件、连接导线、敏感元件、发热元件和调理元件、耳架、螺钉；
6.探头和电连接器插座固定在外壳的两端；第一电路板组件固定在第二电路板组件上，
7.敏感体、第一电路板组件和第二电路板组件均固定在外壳的内部，探头与敏感体连接；敏感体与第二电路板组件连接；
8.敏感元件粘贴在敏感体上；调理元件固定在第二电路板组件上；发热元件固定在第一电路板组件上；
9.连接导线导通敏感元件和第二电路板组；第一电路板组件与电连接器插座通过导线连接。
10.本发明的进一步改进在于：
11.外壳和第一电路板组件通过硅橡胶粘接。
12.敏感体与第二电路板组件通过螺钉连接，具体为：
13.敏感体外伸出一个耳架，第二电路板组件存在通孔，螺钉穿过通孔与耳架进行固定，实现敏感体与第二电路板组件连接。
14.调理元件为信号调理元件的集合体；信号调理元件包括运算放大器和精密电阻。
15.发热元件包括dc/dc模块电源、三极管和功率电阻。
16.第一电路板组件为焊装发热元件的集合体，用于传递发热元件所发出的热量。
17.第一电路板组件的印制电路板为铝基板或铜基板，第二电路板组件的印制电路板为环氧玻璃布层压板。
18.硅橡胶为导热硅橡胶。
19.第二电路板组件与第一电路板组件通过卡扣方式进行固定。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
21.本发明通过设置第一电路板组件和第二电路板组件，将发热元件设置在第一电路板组件，调理元件固定在第二电路板组件上，将第一电路板组件与传感器外壳连通，形成一个完整的导热通道，将极限工作温度和极限工作电压下发热元件产生的热量损耗通过传感器外壳散发至外环境空间，建立稳定温度场，避免元件发热失效，影响传感器正常工作。本发明所提出的传感器在极限工作温度和极限工作电压下长时间连续工作；同时传感器不额外增加传感器的体积和重量。
附图说明
22.为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本发明实施例的传感器结构图。
24.其中，1-探头，2-外壳，3-电连接器插座，4-第一电路板组件，5-硅橡胶，6-发热元件，7-第二电路板组件，8-调理元件，9-连接导线，10-敏感元件，11-敏感体，12-耳架，13-螺钉。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水
平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
30.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
32.参见图1，本发明公布了一种传感器结构，包括探头1、外壳2、电连接器插座3、第一电路板组件4、硅橡胶5、第二电路板组件7、连接导线9、敏感体11和敏感元件10；探头1提供机械接口，用于传导待测介质；外壳2对传感器电气部分进行保护，固定连接探头1和电连接器插座3；电连接器插座3提供电气接口；第一电路板组件4为焊装发热元件6的集合体，并进行热传导；硅橡胶5在外壳2与第一电路板组件4之间进行热传导；发热元件6为发热量大的元件的集合体，发热元件6包括：dc/dc模块电源、三极管和功率电阻等；第二电路板组件7为焊装信号调理元件8的集合体，主要对测量信号进行放大、转换等处理；调理元件8为信号调理元件的集合体；连接导线9提供敏感元件与第二电路板组件7、第一电路板组件4与电连接器插座3的电气连接；敏感元件10将被测物理量转换为电量；敏感体11感应并传递被测物理量至敏感元件10。
33.探头1、敏感体11、外壳2、电连接器插座3焊接固定在一起，敏感元件10粘贴于敏感体11上，连接导线9分别与敏感元件10和第二电路板组件7焊装连接，敏感体11与第二电路板组件7采用螺钉13连接，敏感体11外伸出一个耳架12，第二电路板组件7存在通孔，螺钉13穿过通孔与耳架12进行固定，实现敏感体11与第二电路板组件7连接。第二电路板组件7与第一电路板组件4通过卡扣方式装配在一起，第一电路板组件4与电连接器插座3采用连接导线焊装连接，外壳2和第一电路板组件4通过硅橡胶5粘接在一起，dc/dc模块电源、三极管、功率电阻等发热元件6焊装于第一电路板组件4，运算放大器、精密电阻等信号调理元件8焊装于第二电路板组件7，敏感元件10、第二电路板组件7、第一电路板组件4和电连接器插座3电气连接，实现介质压力、温度等物理量的采集、转换处理，其中，第一电路板组件4的印制电路板为铝基板或铜基板等，第二电路板组件7的印制电路板为环氧玻璃布层压板，硅橡胶5为导热硅橡胶。
34.电路组件中的发热元件6，如dc/dc模块电源、三极管、功率电阻等，焊装于第一电路板组件4上，其产生的热量传导至铝基板或铜基板等上，再经由导热硅橡胶5传导至外壳2，增大了散热面积，最终与外部环境达到热平衡，形成稳定的温度场，实现极限工作温度和极限工作电压下长时间连续工作。
35.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。