本发明属于微机械电子(mems)数字式压力传感器技术领域，具体涉及一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器。
背景技术：
在谐振式压力传感器领域，压力传感器除了核心的谐振元件外最主要的就是其压力转换部件，即将待测压力转换传递到谐振元件上的结构件；而压力转换部件通常是一个由多个小结构组成，通过分别加工制造完成后常用焊接、粘接等方式完成装配连接，这导致传感器基体存在残余应力、缝隙以及装配误差，会影响传感器的长期稳定性和精度。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器，具有准数字信号输出，高精度，高稳定性等特点。
为了实现上述目标，本发明采用的技术方案为：
一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器,包括一体式推拉结构元件1，一体式推拉结构元件1连接有两个石英双端固支音叉4，一体式推拉结构元件1上部及两个石英双端固支音叉4外部连接有上盖帽2形成上腔室，真空封装；一体式推拉结构元件1下部连接有下盖板3形成下腔室，下腔室为pcb安装腔室，普通密封；
所述的一体式推拉结构元件1为一体化加工，包括固定框架1b，固定框架1b内部连接有柔性框架1a，柔性框架1a上通过中心块1f连接有两个石英双端固支音叉4，固定框架1b下方设有pcb安装腔室，通过玻璃烧结孔1e烧结金柱完成pcb安装腔室和柔性框架1a上安装的两个石英双端固支音叉4之间的电气连接；pcb安装腔室中部设有待测压力通道1d，待测压力通道1d通过推杆1c和柔性框架1a连接。
两个石英双端固支音叉4安装于柔性框架1a的中轴线上，上下左右对称安装；柔性框架1a与固定框架1b沿轴线上下两部分隔离，只通过中心块1f两侧的结构相连。
所述的柔性框架1a通过中心块1f在第一对准安装槽1a-1和第二对准安装槽1a-2处对称地安装两个石英双端固支音叉(4)，形成差动输出。
所述的石英双端固支音叉4中部的两个叉臂4e表面四周设置有电极，电极之间相互电连接，用以石英音叉起振，在逆压电效应作用下，通交变电压，石英音叉梁处于预设振动模态；在石英双端固支音叉4一端的上面4a设有检测电极，下面4c为安装面；在石英双端固支音叉4另一端的上面4b设有与外部电路连接的焊盘，下面4d为安装面。
本发明的有益效果为：
通过测量两个石英双端固支音叉4频率变化，可获得待测压力信息，不仅可以提高敏感度，还可以抑制温漂等共轭干扰；一体化制造的一体式推拉结构元件1，避免了额外结构的连接、对准和不同材料热不匹配引起的不利干扰；柔性框架1a和固定框架1b采取了隔离措施，保证了石英双端固支音叉4安装环境的对称，且降低了固定框架1b对柔性框架1a的热干扰；测量过程无需数模转换，输出为准数字的压力信号。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的总体结构示意图，图(a)为正面示意图，图(b)为侧面示意图。
图3为本发明一体式推拉结构元件的结构示意图，图(a)为正面示意图，图(b)为侧面示意图。
图4为本发明石英双端固支音叉谐振器的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1、图2，一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器,包括一体式推拉结构元件1，一体式推拉结构元件1连接有两个石英双端固支音叉4，一体式推拉结构元件1上部及两个石英双端固支音叉4外部连接有上盖帽2形成上腔室，真空封装；一体式推拉结构元件1下部连接有下盖板3形成下腔室，下腔室为pcb安装腔室，普通密封，完成封装；
参照图3，所述的一体式推拉结构元件1为一体化加工，固定框架1b，固定框架1b内部连接有柔性框架1a，柔性框架1a上通过中心块1f连接有两个石英双端固支音叉4，固定框架1b下方设有pcb安装腔室，通过玻璃烧结孔1e烧结金柱完成pcb安装腔室和柔性框架1a上安装的两个石英双端固支音叉4之间的电气连接；pcb安装腔室中部设有待测压力通道1d，待测压力通道1d通过推杆1c和柔性框架1a连接。
两个石英双端固支音叉4安装于柔性框架1a的中轴线上，上下左右对称安装；柔性框架1a与固定框架1b沿轴线上下两部分隔离，只通过中心块1f两侧的结构相连。
所述的柔性框架1a通过中心块1f在第一对准安装槽1a-1和第二对准安装槽1a-2处对称地安装两个石英双端固支音叉(4)，形成差动输出。
参照图4，所述的石英双端固支音叉4中部的两个叉臂4e表面四周设置有电极，电极之间相互电连接，用以石英音叉起振，在逆压电效应作用下，通交变电压，石英音叉梁处于预设振动模态；在石英双端固支音叉4一端的上面4a设有检测电极，下面4c为安装面；在石英双端固支音叉4另一端的上面4b设有与外部电路连接的焊盘，下面4d为安装面。
本发明的工作原理是：
测量压力时，待测压力作用于待测压力通道的金属膜上，推动推杆3，使得柔性框架1a沿竖直方向发生位移。此时，分别安装在柔性框架1中轴线上下的两个石英双端固执音叉4，一个受拉一个受压形成差动输出，进而使得石英音叉梁谐振频率发生变化，通过测量频率变化，可获得待测压力信息，不仅可以提高敏感度，还可以抑制温漂等共轭干扰；
参照图1，两个石英双端固支音叉4的逆压电效应被施加的交变电压激励后，按照其预定的固有模态振型振动，当待测压力使得推杆1c沿压力膜法向方向发生位移，推动柔性框架1a中的中心块1f发生变形，导致两个石英双端固支音叉4一个受压力，一个受拉力，两者受力大小相同，其振动频率发生变化，两者的频率差与压力成比例关系，通过测量频率差，进而获得所测压力的大小。
1.一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器,其特征在于：包括一体式推拉结构元件(1)，一体式推拉结构元件(1)连接有两个石英双端固支音叉(4)，一体式推拉结构元件(1)上部及两个石英双端固支音叉(4)外部连接有上盖帽(2)形成上腔室，真空封装；一体式推拉结构元件(1)下部连接有下盖板(3)形成下腔室，下腔室为pcb安装腔室，普通密封；所述的一体式推拉结构元件(1)为一体化加工，包括固定框架(1b)，固定框架(1b)内部连接有柔性框架(1a)，柔性框架(1a)上通过中心块(1f)连接有两个石英双端固支音叉(4)，固定框架(1b)下方设有pcb安装腔室，通过玻璃烧结孔(1e)烧结金柱完成pcb安装腔室和柔性框架(1a)上安装的两个石英双端固支音叉(4)之间的电气连接；pcb安装腔室中部设有待测压力通道(1d)，待测压力通道(1d)通过推杆(1c)和柔性框架(1a)连接。
2.根据权利要求1所述的一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器,其特征在于：两个石英双端固支音叉(4)安装于柔性框架(1a)的中轴线上，上下左右对称安装；柔性框架(1a)与固定框架(1b)沿轴线上下两部分隔离，只通过中心块(1f)两侧的结构相连。
3.根据权利要求1所述的一种一体式推拉结构石英谐振式压力传感器,其特征在于：所述的柔性框架(1a)通过中心块(1f)在第一对准安装槽(1a-1)和第二对准安装槽(1a-2)处对称地安装两个石英双端固支音叉(4)，形成差动输出。
技术总结