阅读说明：本技术 利用gmr巨磁阻效应的压力测量装置 (Pressure measuring device using GMR giant magnetoresistance effect ) 是由 胡小炳 何必胥 陈显锋 张卫航 林庆枢 林庆维 林庆俊 于 2020-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用GMR巨磁阻效应的压力测量装置,包括连接在一起的上壳体和下壳体；上壳体内设置有插头端子；所述上壳体和下壳体的连接处设置有支撑环,支撑环的顶部设置有基板；所述基板的上表面设置有基板端子,基板端子与插头端子之间通过电气连接件连接；所述基板的下表面设置有巨磁阻薄膜,支撑环的底部设置有凹槽,凹槽内装配有隔膜,隔膜的上表面的中部设置有一永磁体；所述隔膜与下壳体之间设置有密封圈。本发明利用巨磁敏电阻的电阻值在微弱的磁场变化下会产生剧烈的变化的原理进行测量,该结构的压力测量巨磁阻效应可以使传感器的灵敏度提高1-2个数量级,而且温度特性好,线性度好。(The invention discloses a pressure measuring device utilizing GMR giant magnetoresistance effect, which comprises an upper shell and a lower shell which are connected together; a plug terminal is arranged in the upper shell; a support ring is arranged at the joint of the upper shell and the lower shell, and a substrate is arranged at the top of the support ring; the upper surface of the substrate is provided with a substrate terminal, and the substrate terminal is connected with the plug terminal through an electric connecting piece; the lower surface of the substrate is provided with a giant magnetoresistance film, the bottom of the support ring is provided with a groove, a diaphragm is assembled in the groove, and the middle part of the upper surface of the diaphragm is provided with a permanent magnet; and a sealing ring is arranged between the diaphragm and the lower shell. The invention utilizes the principle that the resistance value of the giant magneto-resistance can generate violent change under the weak magnetic field change to carry out measurement, and the pressure measurement giant magneto-resistance effect of the structure can improve the sensitivity of the sensor by 1 to 2 orders of magnitude, and has good temperature characteristic and good linearity.)

利用GMR巨磁阻效应的压力测量装置

技术领域

本发明涉及压力测量装置领域，具体来说，涉及一种利用GMR巨磁阻效应的压力测量装置。

背景技术

压力传感器是工业实践中最常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行。

压力传感器是靠检测装置实现力电转换来完成测量的，其灵敏度、分辨率是十分重要的。目前的压力传感器由于微型化和集成化，而使检测的灵敏度、分辨率等指标已达到敏感区域检测的极限状态，从而限制了压力传感器检测精度的进一步提高，很难满足现代军事、民用装备的需要。

发明内容

本发明的目的是提供了一种利用GMR巨磁阻效应的压力测量装置，解决了现有产品的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

利用GMR巨磁阻效应的压力测量装置，包括连接在一起的上壳体和下壳体；上壳体内设置有插头端子；其特征在于：所述上壳体和下壳体的连接处设置有支撑环，支撑环的顶部设置有基板；所述基板的上表面设置有基板端子，基板端子与插头端子之间通过电气连接件连接；所述基板的下表面设置有巨磁阻薄膜，支撑环的底部设置有凹槽，凹槽内装配有隔膜，隔膜的上表面的中部设置有一永磁体；所述隔膜与下壳体之间设置有密封圈。

优选地，所述基板端子安装在基板预留的圆孔内，且连接在巨磁阻薄膜与电气连接件之间。

优选地，所述电气连接件使用的是PI材质的柔性电路板。

优选地，所述基板是由陶瓷材料、塑料材料、金属材料或者FR材质的电路板。

优选地，所述巨磁阻薄膜通过粘合剂定位且粘合在基板的下表面上。

优选地，所述巨磁阻薄膜封装在IC贴片内，通过锡焊工艺定位在基板下表面上。

优选地，所述支撑环呈环状，采用的是导磁率良好的铁质材料制成的支撑环。

由于采用了上述技术方案，与现有技术比较，本发明的有益效果是：

本发明是一种使用GMR巨磁阻薄膜、并基于GMR巨磁阻效应的压力测量装置，利用巨磁敏电阻的电阻值在微弱的磁场变化下会产生剧烈的变化的原理进行测量，该结构的压力测量巨磁阻效应可以使传感器的灵敏度提高1-2个数量级，而且温度特性好，线性度好。

附图说明

图1为本发明第一实施例的整体的截面结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，利用GMR巨磁阻效应的压力测量装置，包括连接在一起的上壳体1和下壳体9。上壳体1内设置有插头端子2。上下壳体和插头端子采用的是现有技术，其材质和作用以及位置关系，属于现有技术，不再赘述。

所述上壳体和下壳体的连接处设置有支撑环10，支撑环10的顶部设置有基板4。所述基板4的上表面设置有基板端子11，基板端子11与插头端子之间通过电气连接件连接。

所述基板4的下表面设置有巨磁阻薄膜5，支撑环10的底部设置有凹槽，凹槽内装配有隔膜7，隔膜7的上表面的中部设置有一永磁体6。所述隔膜与下壳体之间设置有密封圈8。

上述各个部件的具体的设计是：

基板端子安装在基板预留的圆孔内，且连接在巨磁阻薄膜与电气连接件之间。

电气连接件使用的是PI材质的柔性电路板。

基板可选用陶瓷、塑料或者金属等硬性材料，必要时，可进一步简化为FR材质的PCB。

巨磁阻薄膜有两种安装方式。第一种安装方式是通过粘合剂定位且粘合在基板的下表面上。第二种安装方式是巨磁阻薄膜封装在IC贴片内，通过锡焊工艺定位在基板下表面上。

所述支撑环呈环状，采用的是导磁率良好的铁质材料制成的支撑环。

隔膜，选用钽、铌、钛、不锈钢等具有优良的耐介质腐蚀及高屈服强度的合金材质。隔膜使用粘合剂对其形成粘合剂环，使其定位于支撑环的下侧圆形凹槽内，并使粘合剂固化。必要时，隔膜和支撑环可进一步使用一个整体独立的金属件，而不是分别使用支撑环和隔膜。隔膜必须是不可渗透和耐用。

密封圈设置于支撑环下侧凹槽内的隔膜下侧。产品总成装配后与基座内腔体底部平面过盈压缩，实现对介质的隔离密封。密封圈选用耐介质腐蚀和耐温的HNBR材料。

测量的时候，隔膜会随着介质压力的增大而被顶起，也会随着介质压力的减小而复位，连带着永磁体也会被顶起或者复位。GMR巨磁阻薄膜会在永磁体的运动过程中感应到磁场的变化，使其自身阻值发生变化，再通过柔性电路板的作用，将自身的阻值变化转换为电压信号的变化，最终测量得到压力数值。

本发明是一种使用GMR巨磁阻薄膜、并基于GMR巨磁阻效应的压力测量装置，利用巨磁敏电阻的电阻值在微弱的磁场变化下会产生剧烈的变化的原理进行测量，该结构的压力测量巨磁阻效应可以使传感器的灵敏度提高1-2个数量级，而且温度特性好，线性度好。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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设备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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。