一種壓力傳感器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種壓力傳感器系統。
【背景技術】
[0002]壓力傳感器已經廣泛應用于消費電子、工業控制、氣象監測等領域，其制備技術已經十分成熟。然而目前的壓力傳感器在標定與溫度方面都存在算法復雜，費時費力的問題。
[0003]以消費電子領域常用的ST壓阻式壓力傳感器LPS25HB為例，其標定與溫度補償過程，需要在三個溫度點和兩個壓強點下標定完成，已經相當簡化，但仍然比較復雜。工業控制和氣象領域壓力傳感器的標定與溫度補償就更復雜了。為了在一個較寬溫度范圍內獲得較好的氣壓測量精度，壓阻式氣壓傳感器需要在每個10度或者更小的溫度間隔下，測試1100hPa、1013hPa、950hPa、900hPa、850hPa等壓強點，以期獲得一個很好的二維擬合曲線。
【發明內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]鑒于上述技術問題，本發明提供了一種壓力傳感器系統，以通過硬件方式簡化壓力傳感器的標定和溫度補償方法。
[0006]( 二)技術方案
[0007]本發明壓力傳感器系統包括:第一支撐板7 ;壓力傳感器模塊2，固定于所述第一支撐板7上；以及控溫加熱模塊3，固定于第一支撐板7上，用于檢測壓力傳感模塊2的工作溫度并對其加熱，使其維持在一個恒定的工作溫度。
[0008](三)有益效果
[0009]從上述技術方案可以看出，本發明壓力傳感器系統通過增加硬件成本的方法，使壓力傳感模塊維持在一個恒定的工作溫度，從而可以大大簡化壓力傳感器的標定和溫度補償方法。
【附圖說明】
[0010]圖1為根據本發明實施例壓阻式壓力傳感器系統的結構示意圖。
[0011]【主要元件】
[0012]1-隔熱外殼；
[0013]101-阻熱材料；
[0014]2-壓力傳感器模塊；
[0015]201-壓力外封裝殼體；202-壓力敏感元件；
[0016]3-控溫加熱模塊；
[0017]301-加熱電阻；302-控溫電路； 303-有機膠；
[0018]4-微控制檢測模塊； 5-電源模塊；
[0019]6-電路連接柱；7-第一印刷電路板；
[0020]8-第二印刷電路板。
【具體實施方式】
[0021]本發明壓力傳感器系統通過增加系統的復雜度，也就是在壓力傳感器系統中適當的位置增加加熱模塊，并使壓力傳感器核心元件壓力敏感部分至于隔熱箱中，來使壓力傳感器工作于一個恒定的溫度下，最終實現只標定兩個壓強點就可完成壓力傳感器標定過程的目標。
[0022]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0023]在本發明的一個示例性實施例中，提供了一種壓阻式壓力傳感器系統。圖1為根據本發明實施例壓阻式壓力傳感器系統的結構示意圖。如圖1所示，本實施例壓阻式壓力傳感器系統包括:隔熱外殼1，其形成一隔熱腔體；印刷電路板組，包括第一印刷電路板7和第二印刷電路板8，兩者通過電路連接柱6相連，其中，第二印刷電路板8固定于隔熱腔體的下表面；壓力傳感器模塊2，固定于第一印刷電路板7的上表面；控溫加熱模塊3，固定于第一印刷電路板7的下表面；微控制檢測模塊4，固定于第二印刷電路板8上；電源模塊5，固定于第二印刷電路板8上。
[0024]以下對本實施例壓阻式壓力傳感器系統的各個組成部分進行詳細說明。
[0025]其中隔熱外殼I中填充有阻熱材料101，例如是泡沫材料，從而為其他元件提供一穩定的隔熱環境，從而使壓力傳感器核心元件壓力敏感部分置于該隔熱環境中。
[0026]該壓力傳感器模塊2包括:壓力外封裝殼體201和壓力敏感元件202。其中，壓力敏感元件202位于壓力外封裝殼體201所限定的空間內。本實施例中，壓力敏感元件202為壓阻式壓力傳感器，但本發明并不以此為限，該壓力敏感元件也可為電容式壓力傳感器或其他壓力傳感器。
[0027]第一印制電路板7和第二印制電路板8為通用印制電路板，兩者通過電路連接柱6連接。印刷電路板和電路連接柱均為本領域內的通用部件，此處不再詳細說明。
[0028]控溫加熱模塊3包括:加熱電阻301、控溫電路302和有機膠303。加熱電阻301為通用大功率低阻值電阻，其貼合于第一印刷電路板7的下表面。控溫電路302為通用可測溫并輸出控制信號的電路或專用集成電路芯片，有機膠303可為硅橡膠等中等硬度膠。控溫電路中，芯片和電路元器件固定在第一印刷電路板7上，電路連接部分在第二印刷電路板上形成。同樣，加熱電阻301也固定在第一印刷電路板7上。有機膠303將加熱電阻301和控溫電路302封裝起來，與其他部件隔離。
[0029]本實施例中，壓力傳感器模塊2、控溫加熱模塊3以及第一印制電路板層7采用層疊方式放置。然而需要說明的是，除了本實施例的層疊順序之外，三者的層疊順序還可以壓力傳感器模塊2-控溫加熱模塊3-第一印制電路板層7。
[0030]微控制檢測模塊4和電源模塊5焊接在第二印制電路板8上。微控制檢測模塊4為通用微運算單元。電源模塊5為通用電源產生電路或專用芯片。該電源模塊5給微控制檢測模塊4與控溫加熱模塊3供電。
[0031]本實施例壓阻式壓力傳感器系統在實際應用時，電源模塊同時給微控制檢測模塊與控溫加熱模塊供電，控溫加熱模塊一邊檢測壓力傳感器工作實際溫度一邊控制加熱模塊的加熱量，使壓力傳感器維持在一個恒定的工作溫度，微控制檢測模塊實現壓力傳感器信號檢測并解調以及通過PID算法給控溫加熱模塊提供控溫參數，實現簡化壓力傳感器標定補償過程的簡化，最終實現只標定兩個壓強點就可完成壓力傳感器標定過程的目標。
[0032]至此，已經結合附圖對本發明實施例進行了詳細描述。依據以上描述，本領域技術人員應當對本發明壓阻式壓力傳感器系統有了清楚的認識。
[0033]需要說明的是，在附圖或說明書正文中，未繪示或描述的實現方式，均為所屬技術領域中普通技術人員所知的形式，并未進行詳細說明。此外，上述對各元件和方法的定義并不僅限于實施例中提到的各種具體結構、形狀或方式，本領域普通技術人員可對其進行簡單地更改或替換。
[0034]綜上所述，本發明通過增加一些硬件成本的方法，可以大大簡化壓力傳感器的標定和溫度補償方法，適用于需求在一個較寬溫度范圍內有較好測量精度的氣壓傳感器的領域，如工業控制、氣象監測等領域，具有較好的推廣應用前景。
[0035]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種壓力傳感器系統，其特征在于，包括: 第一支撐板(7)； 壓力傳感器模塊(2)，固定于所述第一支撐板(7)上；以及 控溫加熱模塊(3)，固定于第一支撐板(7)上，用于檢測壓力傳感模塊(2)的工作溫度并對其加熱，使其維持在一個恒定的工作溫度。2.根據權利要求1所述的壓力傳感器系統，其特征在于: 所述壓力傳感器模塊(2)和控溫加熱模塊(3)均固定于第一支撐板(7)的上表面；或者 所述壓力傳感器模塊(2)和控溫加熱模塊(3)分別固定于所述第一支撐板(7)的上表面和下表面。3.根據權利要求1所述的壓力傳感器系統，其特征在于，所述控溫加熱模塊(3)包括:加熱電阻(301)、控溫電路(302)和有機膠(303)； 其中，所述加熱電阻(301)貼合于第一支撐板(7)的下表面；所述控溫電路(302)為可測溫并輸出控制信號的電路或專用集成電路芯片；所述有機膠(303)將所述加熱電阻(301)和控溫電路(302)封裝在所述第一支撐板(7)的下表面。4.根據權利要求1所述的壓力傳感器系統，其特征在于，還包括: 隔熱外殼(I)，形成一隔熱腔體； 所述第一支撐板(7)、壓力傳感器模塊(2)和控溫加熱模塊(3)均固定于該隔熱腔體內。5.根據權利要求4所述的壓力傳感器系統，其特征在于，所述隔熱外殼(I)內填充有阻熱材料(101) O6.根據權利要求1所述的壓力傳感器系統，其特征在于，還包括: 第二支撐板(8)，通過電路連接柱￠)固定于第一支撐板(7)的下方； 微控制模塊(4)，固定于所述第二支撐板(8)上，其通過PID算法給所述控溫加熱模塊(3)提供控溫參數。7.根據權利要求6所述的壓力傳感器系統，其特征在于: 所述第一支撐板(7)和所述第二支撐板(8)均為印刷電路板； 所述微控制模塊(4)，還用于實現壓力傳感器模塊(2)輸出的壓力傳感信號的檢測與解調。8.根據權利要求6所述的壓力傳感器系統，其特征在于，還包括: 電源模塊，固定于所述第二支撐板(8)上，用于為所述控溫加熱模塊(3)和微控制模塊(4)供電。9.根據權利要求1至8中任一項所述的壓力傳感器系統，其特征在于，所述壓力傳感器模塊(2)包括:壓力外封裝殼體(201)和壓力敏感元件(202); 其中，所述壓力敏感元件(202)位于所述壓力外封裝殼體(201)所限定的空間內。10.根據權利要求9所述的壓力傳感器系統，其特征在于，所述壓力敏感元件(202)為壓阻式壓力傳感器或電容式壓力傳感器。
【專利摘要】本發明提供了一種壓力傳感器系統。該壓力傳感器系統包括：第一支撐板；壓力傳感器模塊，固定于所述第一支撐板上；以及控溫加熱模塊，固定于第一支撐板上，用于檢測壓力傳感模塊的工作溫度并對其加熱，使其維持在一個恒定的工作溫度。本發明通過增加硬件成本的方法，使壓力傳感模塊維持在一個恒定的工作溫度，從而可以大大簡化壓力傳感器的標定和溫度補償方法。
【IPC分類】G01L25/00, G01L1/00, G01L1/18, G01L1/14, G05D23/20
【公開號】CN105004476
【申請號】CN201510444782
【發明人】杜利東, 趙湛, 方震, 張萌穎
【申請人】中國科學院電子學研究所
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月27日