传感器元件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108240843A(43)申请公布日2018.07.03(21)申请号201711433716.0(22)申请日2017.12.26(30)优先权数据10-2016-01791372016.12.26KR(71)申请人现代凯菲克株式会杜地址韩国京畿道军浦市(72)发明人金致渊(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人王小衡杨生平(51)Int.Cl.G01D21/02(2006.01)G01D3/036(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图18页(54)发明名称传感器元件(57)摘要提供了一种传感器元件，其通过提供与特定方向的延伸长度相对应的电阻变化长度比率而具有高测量精度。该传感器元件包括布置在传感器主体中的用以测量温度和压力并且具有基于温度或压力而变形的膜片的元件主体。另外，该传感器元件包括压力测量电阻器，其包括相对于膜片的上表面的中心沿着径向并且在膜片的上表面上的延伸部中布置的第二电阻器部分和第四电阻器部分，并且包括在所述膜片的上表面上的压缩部中布置在所述第二电阻器部分或所述第四电阻器部分外侧的第一电阻器部分和第三电阻器部分，以消除由特定压力的温度变化所引起的电阻变化。CN108240843ACN108240843A权利要求书1/2页1.一种传感器元件，包括：布置在传感器主体中的元件主体，被配置为测量温度和压力并且具有基于所述温度或所述压力而变形的膜片；以及压力测量电阻器，包括相对于所述膜片的上表面的中心沿着径向并且在所述膜片的上表面上的延伸部中布置的第二电阻器部分和第四电阻器部分，并且包括在所述膜片的上表面上的压缩部中布置在所述第二电阻器部分或所述第四电阻器部分外侧的第一电阻器部分和第三电阻器部分，以消除由特定压力的温度变化所引起的电阻变化，其中，所述压力测量电阻器的第一电阻器部分和第三电阻器部分包括各自沿着所述膜片的周向布置的多个弧线和沿着所述膜片的径向布置的多个直线，其中所述多个弧线的长度之和等于电阻变化偏移倍数与所述多个直线的长度之和的乘积，所述电阻变化偏移倍数是被计算来将所述径向中的压缩应变量与所述周向中的拉伸应变量之和相互抵消并且和为零的值，并且其中布置在所述膜片的上表面上的压缩部中的第一电阻器部分和第三电阻器部分具有弧形或直线形。2.根据权利要求1所述的传感器元件，其中所述元件主体包括：中空部分，在所述元件主体的下表面的中心部分处开口并且在其上被施加压力；以及台阶，形成在对所述中空部分进行限定的圆柱形壁的圆周表面上，并且所述膜片与所述圆柱形壁一体地形成以封闭所述圆柱形壁的上端。3.根据权利要求2所述的传感器元件，其中所述元件主体包括延伸部，该延伸部相对于中心形成在所述膜片的上表面上并且沿着所述膜片的周向在所述中心与压缩起始边界之间延伸，在所述压缩起始部分处，所述膜片在所述径向中的应变被配置为从延伸状态切换到压缩状态，其中，所述压缩部为在所述膜片的上表面上位于所述延伸部外侧的圆形带状区域，并且沿着所述周向在所述压缩起始边界与压缩结束边界之间延伸，在所述压缩结束边界处，所述膜片在所述径向中的应变被配置为从压缩状态切换到无应变状态，并且其中，在所述压缩部与所述膜片的外部之间布置圆周部，并且沿着所述周向在所述压缩结束边界与所述压缩起始边界之间形成最大压缩边界。4.根据权利要求3所述的传感器元件，其中所述元件主体包括形成在所述膜片的上表面上的压缩部中的温度测量电阻器，其中，所述压力测量电阻器的应变基于所述膜片的温度增大而增大，以减小所述压力测量电阻器的电阻值，并且其中所述温度测量电阻器执行温度补偿以保持所述电阻值与压力无关。5.根据权利要求4所述的传感器元件，其中所述温度测量电阻器具有与电阻变化长度比率相对应的电阻器图案，以使得所述温度测量电阻器能够通过由压力变化引起的电阻变化的偏移对温度发生反应。6.根据权利要求5所述的传感器元件，其中所述温度测量电阻器的电阻器图案包括：第一延伸，沿着所述径向从所述膜片的上表面上的压缩部中的图案起点向所述最大压缩边界延伸第一延伸长度；第二延伸，在所述第一延伸的端部处沿着所述周向弯曲，并且沿着所述最大压缩边界延伸第二延伸长度；以及2CN108240843A权利要求书2/2页第三延伸，沿着所述径向从所述第二延伸的端部向图案终点延伸第三延伸长度。7.根据权利要求6所述的传感器元件，其中所述温度测量电阻器的电阻变化长度比率是使得所述第二延伸长度等于所述电阻变化偏移倍数与所述第一延伸长度和所述第三延伸长度之和的乘积的比率，并且从分析实验被导出，所述分析实验确定在所述膜片中的压力变化与径向和周向中的应变速率变化之间的相互关系，并且其中所述径向中的压缩应变的量与所述周向中的拉伸应变的量彼此