CN107449537A - 压力感测器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于测量装置中的流体压力的压力感测器的制造方法。压力感测器包括端口元件，端口元件具有密封结构和膜。四个应变计将被附接至膜。应变计以惠斯通电桥使用以感测流体压力。第一有限元动作确定围绕膜的中心轴线具有相等的压缩应变的第一轮廓(C1)以及围绕膜的中心轴线具有相等的拉伸应变的第二轮廓(C2)，其中，当流体压力被施加到膜时，第一轮廓上的应变与第二轮廓上的应变相反。第二有限元动作确定应变计在第一轮廓和第二轮廓上的四个位置，以使得惠斯通电桥的输出处的最高误差信号与最小误差信号之间的差值在作用于压力感测器上的寄生力的影响下是最小的。

Description

压力感测器的制造方法
技术领域
本发明涉及用于测量装置中的流体压力的基于应变计的压力感测器的制造方法。更具体地，本发明涉及用于确定具有流体感测侧和应变感测侧的圆膜上的应变计的位置的方法。本发明还涉及具有附接到圆膜上的应变计的压力感测器。
背景技术
基于应变计的压力感测器用于测量压力，如车辆中的流体的压力。利用集成的惠斯通电桥的基于应变计的压力感测器表现出了高的过压能力、高输出、低失调和线性输出。
常规的压力感测器通常利用结合到金属压力端口元件的膜的四个应变计。膜具有待暴露于流体压力的流体侧和应变感测侧。如本领域众所周知，应变计通过在压力被施加到隔膜上时使得两个应变计被压缩以及两个应变计被拉伸的方式定位在膜的应变感测侧上。
EP2735855公开了能够将半惠斯通电桥的一个应变计定位在距离具有压缩应变的膜的中心的第一距离上并且将半惠斯通电桥的另一个应变计定位在距离具有拉伸应变的膜的中心的第二距离上，以提高源自一对应变计的电阻值的电信号的精度。
然而，在将压力感测器安装在装置中之后，作用在金属压力端口元件上的寄生力在感测器的输出信号中引入误差。寄生力是除了作用在金属压力端口上的流体压力之外的力，并且可由例如例如安装力、热失配力和包装力构成。误差取决于寄生力的大小以及作用在金属压力端口上的力的位置和取向。金属压力端口元件包括密封表面以在感测器与装置之间提供密封。寄生力可以是作用在端口的密封表面或其他位置上的均匀的力、点力或均匀的力与点力的组合的形式。感测器的输出信号中因寄生力而导致的误差可能很大。
发明内容
本发明的目的在于提供基于应变计的压力感测器的制造方法，该压力感测器用于测量由于作用在膜上的除了流体压力之外的力而导致输出信号中的灵敏度降低的装置中的流体压力。
根据本发明的第一方面，这种目的通过具有权利要求1的特征的用于测量装置中的流体压力的压力感测器的制造方法来实现。实施本发明的有利实施方式和进一步的方式可通过从属权利要求中提及的措施来实现。
根据本发明的用于测量装置中的流体压力的压力感测器的制造方法包括：
-提供端口元件，端口元件包括密封结构和膜，膜具有待暴露于流体压力的流体侧、应变感测侧和中心轴线，密封结构在端口元件附接在装置的开口中时提供密封，膜具有膜中心轴线，并且端口元件具有端口中心轴线；
-将四个应变计通过在流体压力被施加到圆膜时使两个应变计处于压缩应变而两个应变计处于拉伸应变的方式定位到应变感测侧；以及
-连接四个应变计以形成惠斯通电桥电路。
该方法的特征在于，该方法还包括位置确定动作，位置确定动作包括以下步骤：
-生成端口元件的数学模型；
-第一有限元动作，使用数学模型用有限元算法在圆膜的感测侧上确定围绕膜的中心轴线具有对于压力的相等的第一应变敏感度的具有第一半径的第一圆或轮廓以及围绕膜的中心轴线具有对于压力的相等的第二应变敏感度(符号相反)的具有第二半径的第二圆或第二轮廓，其中，当流体压力模拟被施加到膜时，第一圆或轮廓上的表面的压缩程度等于第二圆或轮廓上的表面的拉伸程度；以及
-第二有限元动作，使用数学模型用有限元算法在第一圆或轮廓上确定四个应变计中的第一应变计的第一位置和第四应变计的第四位置以及在圆或轮廓上确定四个应变计中的第二应变计的第二位置和第三应变计的第三位置，其中，当特征寄生力被施加到密封结构上的任意位置或端口元件的任意其它位置时，由包括附接到相对应的确定的四个位置的四个应变计的模拟的惠斯通电桥测量的最高误差信号与最低误差信号之间的差值最小。
当将四个应变计附接到膜的应变感测侧时，四个应变计中的两个应变计定位在第一圆或轮廓上的第一位置和第四位置上，而另外两个应变计定位在第二圆或轮廓上的第二位置和第三位置上。
EP2735855教导了放置在压缩应变中的应变计的位置具有距离同心膜的中心的第一距离R1，并且放置在拉伸应变中的应变计的位置具有距离同心膜的中心的第二距离R2。因此，放置在压缩应变中的两个应变计的位置可以是具有半径R1的圆上的任何位置，并且放置在拉伸应变中的两个应变计的位置可以是具有半径R2的圆上的任何位置。这是由于膜的圆形对称尺寸导致的。这就是为什么在US7412892中公开的文献中可以发现形成半桥的两个应变片的两种配置定位成180°和90°。本发明基于这样的效果，即：当在端口元件的周长处施加寄生力时，由四个应变计形成的全惠斯通电桥的输出信号中引入的误差取决于寄生力施加在端口元件上的位置以及应变计定位在膜上的什么位置以及相应的应变计在膜上的应变感测方向什么。每个半桥应变计组合都具有其自身的寄生力误差特性曲线。已经发现，通过在给定预定的寄生力的情况下选择围绕膜的中心的两个半桥规之间的适当的旋转角度，能够为压力传感器最小化由全惠斯通电桥的输出信号中的寄生力导致的最大误差和最小误差之间的变化。此外，在六阶压力端口元件的离散旋转对称端口元件(称为六边形插塞)的情况下，本方法也可在由作用在端口元件外部上的任何寄生力导致的误差中的变化最小以及用于测量流体压力的灵敏度良好的情况下用于找到膜上四个应变计的位置。对于同心或圆膜，具有给予作用在膜上的流体力的相等的应变的感应侧上的轮廓为圆形。例如通过MEMS技术制造的压力感测器可具有非圆形周长的膜。在具有非圆形周长的膜的情况下，轮廓具有在膜的周长的形状与圆之间的形状。
在实施方式中，第一有限元动作使用感测侧上的径向压缩应变的程度来确定第一轮廓并且使用感测侧上的径向拉伸应变的程度来确定第二轮廓。在可选实施方式中，第一有限元动作使用感测侧上的径向压缩应变的程度来确定第一轮廓并且使用感测侧上的切向拉伸应变的程度来确定第二轮廓。这些特征允许找到第一轮廓和第二轮廓以用于定位应变计，这为作用在膜上的流体压力提供最佳灵敏度。然后，将轮廓用作起点，以找到对作用在端口元件上的寄生力最不敏感的轮廓上的应变计的组合位置。
在实施方式中，第二有限元动作还用有限元算法通过模拟作用在密封结构上的均匀的力来确定四个应变计的第一位置至第四位置，并且由模拟的惠斯通电桥测量的最高误差信号是最小的。该特征使得能够进一步降低压力感测器的输出信号中不可预测的安装力的影响。
在第二方面，提供了用于测量装置中的流体压力的压力感测器。感测器包括金属端口元件。端口元件包括密封结构和膜，膜具有待暴露于流体压力的流体侧和应变感测侧。膜还包括中心轴线。当端口元件固定在装置的开口中时，密封结构提供密封。四个应变计通过在流体压力被施加到圆膜时使两个应变计处于压缩中而两个应变计处于拉伸中的方式附接到应变感测侧。四个应变计被电连接以形成惠斯通电桥电路。四个应变计的位置通过所附方法权利要求中任一项所限定的位置确定动作来确定。通过根据本申请中描述的方法预先确定四个应变计的最佳位置，能够针对每个具体应用找到最佳位置，以使得对于寄生力的灵敏度最小。例如，低压感测应用、高压感测应用、汽车应用、家庭应用等。
通过以下结合附图的详细描述中，其它特征及优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了实施方式的各种特征。
附图说明
这些和其它方面、性质和优点将在下文中基于参照附图进行的以下描述来进行解释，在附图中相似的参考编号指示相似或相当的部分，以及在附图中：
图1示意性地示出了用于基于应变计的压力感测器的全部惠斯通电桥；
图2示意性地示出了压力感测器的模型的立体图；
图3示意性地示出了图2中的模型的剖视图；
图4示意性地示出了图2中的模型的俯视图；
图5示出了膜的应变感测侧处的径向应变与半径的函数的曲线图；
图6、图7和图8分别示意性地示出了具有180°的两个半桥应变计的同心压力端口元件的立体图、剖视图和俯视图。
图9示出了惠斯通电桥的输出处的误差与图8中的端口元件的点力的方向的函数的曲线图；
图10示意性地示出了具有90°的两个半桥应变计的图6中同心压力端口元件的俯视图；
图11示出了惠斯通电桥的输出处的误差与图10中的端口元件的点力的方向的函数的曲线图；
图12、图13和图14分别示意性地示出了具有两个半桥应变计的非轴向对称的压力端口元件的立体图、剖视图和俯视图。
图15示出了惠斯通电桥的输出处的误差与具有180°的半桥应变计的图14中的端口元件的点力的方向的函数的曲线图；
图16示意性地示出了具有120°的两个半桥应变计的图12中非轴向对称的压力端口元件的俯视图；
图17示出了惠斯通电桥的输出处的误差与图16中的端口元件的点力的方向的函数的曲线图；以及
图18示出了具有径向和切向应变作为半径的函数的曲线图。
具体实施方式
如本领域普通技术人员所理解的，基于应变计的压力感测器包括端口元件和附接到端口元件的流体压敏部分的四个应变计。四个应变计被电连接以形成惠斯通电桥。四个应变计具有应变感测侧的位置，以使得两个应变计被放置在压缩应变中，并且当流体压力施加到端口的流体压力敏感部分的流体压力侧时，两个应变计被放置在拉伸应变中。
图1示意性地示出了用于基于应变计的压力感测器的惠斯通电桥电路图。惠斯通电桥是两个并联分压电路的电气等效。R1和R2构成一个分压电路，R4和R3构成第二个分压电路。在两个分压器的中间节点之间测量惠斯通电桥的输出。
物理现象(如施加到样品上的应变变化或温度变化)会改变惠斯通电桥中的感测元件的电阻。惠斯通电桥配置用于帮助测量感测元件对应于样品物理变化所产生的电阻的小变化。
当施加流体压力时，应变计G2和G3被放置在拉伸应变中，并且应变计G1和G4被放置在压缩应变中。压缩应变的增加导致应变计的电阻值的降低，并且拉伸应变的增加导致应变计的电阻值的增加。应变计G1和G2形成惠斯通电桥的半桥，并且应变计G3和G4形成另一半桥。G1与G2的串联以及G3与G4的串联在一侧处联接到电压VB，并且在另一侧处联接到地。形成半桥的两个应变计可为附接到端口元件的单个应变计的形式。在另一个实施方式中，两个应变计被组合以形成一个应变感测元件，也称为半桥应变计。当流体压力增加时，中间节点处VP的电压增加并且中间节点VN处的电压降低，并因此VP和VN之间的电压增加。
图2示意性地示出了用于阐明根据本申请的基于应变计的压力感测器的制造方法的压力感测器模型的立体图。更具体地阐明了确定压力端口的膜部分的应变感测侧上的四个应变计的位置的方法。图3示意性地示出了图2中的模型的剖视图，并且图4示意性地示出了图2中的模型的俯视图。
压力感测器包括端口元件10。端口元件包括具有圆膜12和密封结构14的流体压力敏感部分。通过压力端口13，装置中的流体压力对膜的流体压力侧施加压力。与流体压力侧相反，圆膜包括应变感测侧。应变计以公知的方式附接到端口元件，例如US7412892B1所公开的。
当端口元件10附接在装置的开口中时，密封结构14提供密封。圆膜12具有膜中心轴线30，并且端口元件具有端口中心轴线20。密封结构14是同心的并且具有与端口中心轴线20重合的密封中心轴线。膜中心轴线20不与端口中心轴线20重合。
当流体压力被施加到膜的流体压力侧时，具有半径R1的圆C1上的应变计G1和G4下方的表面在压缩应变中沿径向方向被放置，并且具有半径R2的圆C2上的应变计G2和G3下方的表面在拉伸应变中沿径向方向被放置。这将通过图5来阐明。
图5示出了膜的应变感测侧处的径向应变ε_r与半径的函数的曲线图。正应变是具有正值的应变，并且对应于在特定方向上在表面中的拉伸，从而导致拉伸应变。负应变是图中具有负值的应变，并且对应于在特定方向上的表面收缩，从而导致压缩应变。可以看出，径向应变随着半径(即，到中心轴线30的距离)的增加而减小。在约1.2mm的半径处，径向应变几乎为零。然后，随着半径的增加，径向应变变为负值，即，径向收缩。最高的收缩为2mm的半径。然后，收缩量随着半径的增加而减小。
基于应变的压力感测器的工作原理是感应电气元件的两个应变计测量径向应变，但是在两个不同的半径处。应变计的特性是应变计对特定方向的应变敏感。通过以这样的方式定位应变计，使得该特定方向与膜的半径重合，所述应变计将感测径向的应变，并且应变计的电阻值的变化基本上取决于膜的径向应变的变化。在图4中，其示出了图2的圆形感测结构的俯视图，半径用R1和R2表示。在图5中，其是由现有技术的半桥应变计的两个径向应变计(例如US7412892B1中公开的MSG(微熔硅应变计))测量的半径区域。从图中可以看出，当对膜的流体侧施加压力时，图4中的内圆C2处的内应变计测量正应变(拉伸应变)，外圆C1处的外应变计测量的负应变(压缩应变)。两个应变计用于惠斯通电桥的半桥接。
确定应变计的位置的方法包括以下动作。
首先，以本领域技术人员已知的方式生成用于有限元算法的端口元件的数学模型。在第二动作中，使用有限元算法通过使用端口元件的数学模型在圆膜的感测侧上确定围绕具有半径R1膜中心轴线30的第一圆C1，以及围绕具有半径R2的膜中心轴线30的第二圆C2，其中当对圆膜模拟流体压力时，第一圆C1处的表面的径向压缩程度等于第二圆处的表面的拉伸程度。第二个动作的结果是提供R1和R2的一个组合，这为半惠斯通电桥的两个电阻器的位置提供了半惠斯通电桥的输出信号中的最佳灵敏度以用于测量径向应变。
随后，使用有限元算法在第一圆C1上确定第一位置G1和第四位置G4，并且在第二圆C2上确定第二位置G2和第三位置G3，其中当寄生力施加到密封结构上的任何位置时，由包括连接到相应的所确定的四个位置的四个应变计的模拟惠斯通电桥测量的最高误差信号和最低误差信号之间的差异是最小的。通过该第二有限元作用，应变计的最佳位置将被发现在具有半径R1和R2的圆上，其为例如作用在端口元件的密封结构上的寄生力最不敏感。该特征是重要的，因为通常作用在端口元件上的总安装力是全局已知的，但是安装力如何沿着密封结构分布取决于许多因素，例如端口元件的密封表面的平坦度和装置的相对密封表面的平坦度。此外，在实践中，具有最高安装力的密封结构上的点是未知的，因此是惠斯通电桥输出的误差也是未知的。可能的是，通过将压力感测器更紧密地拧紧在装置中通过稍微增加总安装力，作用在端口元件上的最大力的点变成密封表面上的另一位置。惠斯通电桥的输出信号误差由于特定的寄生力而沿着密封表面发生变化，这使得我们了解到半桥应变计的其它角位置可能会产生对非均匀的安装力不敏感的压力感测器。这将在下面的两个例子中阐明。
图6、图7和图8分别示意性地示出了具有180°的两个半桥应变计的同心压力端口元件的立体图、剖视图和俯视图。密封结构14是同心的并且具有与端口中心轴线20重合的密封中心轴线。此外，膜中心轴线30与端口中心轴线20重合。
图9示出了惠斯通电桥的输出处的误差与作用在图8中的端口元件的密封表面14上的点力的取向/角度的函数的曲线图。在图8中，取向由0°、90°、180°和270°的箭头指示。该曲线图示出了包括图1中惠斯通电桥的应变计G1和G2的半桥G12的输出处的误差(ΔVP)随着点力的取向而变化。误差ΔVP的曲线具有正弦曲线。最高误差值为约80°，并且另一峰值为约260°。最低误差值约为345°，并且另一最小值为170°。两个最高值和两个最低值不同；这是由于包括同心膜的端口元件的上部的平坦的一侧导致的。由于这个平坦的侧面，端口元件不完全同心，这导致间隔0-180°和间隔180-360°的不同曲线。
误差ΔVN的曲线也具有正弦曲线。最高误差值为约15°，并且另一峰值为约195°。最低误差值约为100°，并且另一最小值为280°。
惠斯通电桥的输出处的误差对应于具有方框标记的实线，名称为“误差点力”。该误差可通过以下等式获得：
误差点力(x)＝ΔVP(x)-ΔVN(x)(1)
其中x是密封表面处的点力的角度，并且具有0≤x<360的值。
此外，在图9的曲线图中，示出了由均匀力导致的误差的曲线。这种误差是取向独立的，并且是具有常数值的线。
图10示意性地示出了具有90°的两个半桥应变计的图6中同心压力端口元件的俯视图，并且图11示出了惠斯通电桥的输出处的误差与图10中的端口元件的点力的方向的函数的曲线图。图11中的ΔVP的曲线与图9中的ΔVP的曲线相同，因为半桥应变计G12位于端口元件的相同位置处。图11中的ΔVN的曲线看似图9中的ΔVN的曲线的90°移位版本。由于包括膜的端口元件的上部的平坦侧，所以ΔVN的曲线不相等。这是由于端口元件不完全同心的事实而导致的。
当对图9和图11中的曲线进行比较时，可以看出图11中的惠斯通电桥输出信号中的最大误差与最小误差之间的差值(误差点力)小于图9中的惠斯通电桥输出信号的最大误差与最小误差之间的差值(误差点力)。对于这个具体示例，差异以约4的因素改善。这意味着对于密封表面的缺陷，具有90°的半桥应变计的配置比具有180°的半桥应变计的配置不敏感。此外，通过对由作用在密封结构上的均匀力导致的误差值进行比较，可以看出，惠斯通电桥输出处的误差值几乎相同。差异是由端口元件的扁平侧使其不完全同心而导致的。
图12、图13和图14分别示意性地示出了具有两个半桥应变计的非轴向对称的压力端口元件的立体图、剖视图和俯视图。在本实施方式中，膜12的中心轴线不与端口元件的中心轴线20重合。当端口元件的螺纹主体部分11拧入装置中时，端口元件的中心轴线20是端口元件的旋转轴线。中心轴线20也是端口元件的密封结构的中心轴线。在本实施方式中，端口元件包括有底金属管15，其开口侧经由端口元件的螺纹体部分气密地附接到通道的边缘。底部金属管15可用于将温度感测器定位在底端部以接下来感测流体中的压力以及装置中的流体中的温度。
图15示出了在两个半应变计G12、G34和惠斯通电桥的输出处的误差与具有180°的半桥应变计的图14中的端口元件的点力方向的函数的图形并且半桥应变计相对于端口元件的对称平面对称地定位。可以看出，误差ΔVP总是为负值，并且误差ΔVN总是为正值。惠斯通电桥输出的绝对最小误差甚至大于曲线ΔVP和ΔVN的绝对最大误差。
图16示意性地示出了具有120°的两个半桥应变计的图12中非轴向对称的压力端口元件的俯视图。图17示出了在两个半应变计G12、G34和惠斯通电桥的输出处的误差与具有120°的半桥应变计的图14中的端口元件的点力方向的函数的图形并且半桥应变计相对于端口元件的对称平面对称地定位。可以看出，在该配置中，对于180度的应变计的配置，ΔVP(见图17)的绝对值小于ΔVP(见图15)的最小绝对值。ΔVN的值也是一样。惠斯通电桥输出处的误差的最大值与最小值之间的差值(曲线误差点力)为约0.04％FS(见图17)，而对于180°配置，差值为0.25％FS。FS意味着满分。由此，通过将两个半桥应变计之间的角度从180°改变为120°，对点力的灵敏度显着降低(因素6)。这进一步将对于作用在密封结构上的均匀力的灵敏度从-0.432％FS降低到0.007％FS(因素62)。
上面给出的示例表明，通过使用计算第一应变计G1和第四应变计G4的不同位置以及第二应变计G2和第三应变计G3的不同位置的第二有限元动作、惠斯通电桥的输出处的相对应的曲线，能够通过将四个应变计附接在所确定的相应的四个位置处来降低压力感测器对寄生力的灵敏度，其中第一应变计G1和第四应变计G4这两者测量第一圆C1上的径向应力，并且第二应变计G2和第三应变计G3这两者测量第二圆C2上的径向应力。
然而，也能够使用该方法来更好地确定半桥应变计的径向位置，其中半桥应变计的两个应变计中的一个测量径向应变，而另一个测量切向应变。切向应变是在垂直于同心膜半径的方向上的应变。18示出了具有径向和切向应变作为半径的函数的曲线图。图18示出了径向应变ε_r与如图5中所示的半径的函数的曲线。图18进一步示出了切向应变ε_r与半径的函数的曲线。切向应变随着半径的增加而逐渐减小但总是为正值。该曲线图示出了能够在半径为1,7mm的圆上的位置处测量正切向拉伸应变和负径向压缩应变两者的绝对值。
以上给出的示例仅考虑了作用在密封表面上的安装力来确定第一圆和第二圆上的位置。在安装之后，可以考虑其它寄生力。例如，压力感测器的一部分可被焊接、压制或卷曲到端口元件。这导致膜中的特征应力(＝应变)与所制造的产品不同。该特征应力可以被模拟为作用在端口元件的特定表面或位置上的特征点力。当也对寄生力的不同的来源的大小进行建模时，可以确定第一圆和第二圆上的位置中的哪一个对于所有这些寄生力变化的组合而言最不灵敏。
上面给出的示例阐述了本申请的方法包括圆膜。具有半径R1的第一圆C1和具有半径R2的第二圆C2是由于作用在膜上的流体压力而具有相等的应变灵敏度的围绕膜的中心的轮廓。在第一圆C1处的应变感测侧的表面的应变灵敏度具有与第二圆C2处的表面的应变灵敏度相反的值。然而，当膜具有非圆形周长(例如方形、矩形的椭圆)时，对压力具有相同灵敏度的轮廓不是圆形的，而是具有圆形与膜的周长的形状之间的形状。MEMS是例如允许生产任何形状的周长的膜的技术。在这种情况下，利用第一有限元动作，确定围绕膜中心的具有相等应变灵敏度的轮廓，随后确定第一轮廓和第二轮廓，由此使得惠斯通电桥的输出处的流体压力的灵敏度是最佳的。第一轮廓和第二轮廓的约束可以是第一应变计的测量表面的中心与半桥应变计的第二应变计的测量表面的中心之间的距离。在第二有限元作用中使用第一轮廓和第二轮廓来确定两个轮廓上的应变计的位置，而这对于作用在端口元件的外部的任何已知的寄生力是最不敏感的。通过这种方法，制造了批量的流体压力感测器，其由于安装力而导致的压力感测器的输出信号中的变化和/或由于将压力感测器的部件附接到端口元件而导致的端口元件中的应力中的变化最小。
虽然已经根据几个实施例描述了本发明，但是考虑到在阅读说明书和研究附图后，本领域技术人员的替代、修改、排列和等同物将变得显而易见。本发明不限于所示的实施方式。可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下进行改变。

Claims (15)

1.用于测量装置中的流体压力的压力感测器的制造方法，所述方法包括：
-提供端口元件(10)，所述端口元件包括密封结构(14)和膜(12)，所述膜具有待暴露于流体压力的流体侧和应变感测侧，所述密封结构在所述端口元件附接在所述装置的开口中时提供密封，所述膜具有膜中心轴线(30)，并且所述端口元件具有端口中心轴线(20)；
-将四个应变计(G1...G4)通过在流体压力被施加到所述膜时使两个应变计(G1、G4)处于压缩应变而两个应变计(G2、G3)处于拉伸应变的方式定位到所述应变感测侧；以及
-连接所述四个应变计以形成惠斯通电桥电路，
其特征在于，所述方法还包括位置确定动作，所述位置确定动作包括：
-生成所述端口元件的数学模型；
-第一有限元动作，使用所述数学模型用有限元算法在所述膜的所述感测侧上确定围绕所述膜的中心轴线具有对于压力的第一应变敏感度的第一轮廓(C1)以及围绕所述膜的中心轴线具有对于压力的第二应变敏感度的第二轮廓(C2)，其中，当流体压力时被施加到所述膜时，所述第一轮廓上的所述表面的压缩程度等于所述第二轮廓上的所述表面的拉伸程度；以及
-第二有限元动作，使用所述数学模型用有限元算法在所述第一轮廓上确定所述四个应变计中的第一应变计(G1)的第一位置和第四应变计(G4)的第四位置以及在所述第二轮廓上确定所述四个应变计中的第二应变计(G2)的第二位置和第三应变计(G3)的第三位置，其中，当特征寄生力被施加到所述密封结构上的任意位置或所述端口元件的任意其它位置时，由包括附接到相对应的确定的四个位置的所述四个应变计的模拟的惠斯通电桥测量的最高误差信号与最低误差信号之间的差值最小；并且该方法还包括：
-将所述四个应变计中的两个定位在所述第一轮廓(C1)上的两个位置上，并且所述四个应变计中的两个定位在所述第二轮廓(C2)上的两个位置上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一有限元动作使用所述感测侧上的径向压缩应变的程度来确定所述第一轮廓并且使用所述感测侧上的径向拉伸应变的程度来确定所述第二轮廓。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一有限元动作使用所述感测侧上的径向压缩应变的程度来确定所述第一轮廓并且使用所述感测侧上的切向拉伸应变的程度来确定所述第二轮廓。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述膜是圆膜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一位置和所述第二位置位于第一径向线上，并且所述第三位置和所述第四位置位于第二径向线上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述端口元件是非轴向对称的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述密封结构具有不与所述圆膜的膜中心轴线重合的密封中心轴线。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第二有限元动作还用所述有限元算法通过模拟作用在所述密封结构上的均匀的力来确定所述四个应变计的第一位置至第四位置，并且由模拟的所述惠斯通电桥测量的所述最高误差信号是最小的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述密封结构是同心的。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述端口元件具有至少一个对称平面。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述膜是圆膜，并且所述四个应变计实施为两个半桥应变感测元件，半桥应变感测元件包括两个应变计，两个应变计均测量与通过所述两个应变计的中心点的线平行的方向上的应变；所述中心点位于彼此间隔开预定距离处；所述方法确定第一圆和第二圆，以使得所述第一圆的半径与所述第二圆的半径之间的差值等于所述预定距离，所述第一位置和所述第二位置已通过使用所述第一圆和所述第二圆上的第一径向线来确定，并且所述第三位置和所述第四位置已通过在所述第一圆和所述第二圆上的第二径向线来确定。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述膜是圆膜，并且所述四个应变计实施为两个半桥应变感测元件，半桥应变感测元件包括两个应变计，一个应变计均测量与通过所述两个应变计的中心点的线平行的方向上的应变，而另一个应变计测量与穿过通过所述中心点的线垂直的方向上的应变；所述中心点位于彼此间隔开预定距离处；所述第一有限元动作确定第一圆和第二圆，以使得所述第一圆的半径与所述第二圆的半径之间的差值等于所述预定距离，所述第一位置和所述第二位置已通过使用所述第一圆和所述第二圆上的第一径向线来确定，并且所述第三位置和所述第四位置已通过在所述第一圆和所述第二圆上的第二径向线来确定。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述四个应变计实施为两个半桥应变感测元件，半桥应变感测元件包括两个应变计，一个应变计均测量与通过所述两个应变计的中心点的线平行的方向上的应变，而另一个应变计测量与穿过通过所述中心点的线垂直的方向上的应变；所述中心点位于彼此间隔开预定距离处；所述第一有限元动作确定轮廓，其中所述轮廓上的切线方向上的拉伸应变与所述轮廓上的径向方向上的压缩应变相反，并且所述第二有限元作用使用所述轮廓作为第一轮廓和第二轮廓以确定所述四个应变计的位置，其中所述第一位置与所述第四位置之间距离以及所述第二位置与所述第三位置之间的距离是所述两个应变计的中心点之间预定距离。
14.用于测量装置中的流体压力的压力感测器，所述感测器包括端口元件，所述端口元件包括密封结构和膜，所述膜具有待暴露于所述流体压力的流体侧、应变感测侧和中心轴线，当所述端口元件固定在所述装置的开口中时，所述密封结构提供密封，四个应变计以在流体压力被施加到所述圆膜时使得两个应变计被放置在压缩中而两个应变计放置在拉伸中的位置来附接到应变感测侧，所述四个应变计电连接以形成惠斯通电桥电路，
其特征在于，
所述四个应变计的位置通过根据权利要求1至13中任一项所述的位置确定动作来确定。
15.根据权利要求14所述的压力感测器，其中，所述位置确定动作包括：
-生成所述端口元件的数学模型；
-第一有限元动作，使用所述数学模型用有限元算法在所述膜的所述感测侧上确定第一轮廓以及第二轮廓，其中，当流体压力时被施加到所述膜时，所述第一轮廓上的所述表面的压缩应变程度等于所述第二轮廓上的所述表面的拉伸应变程度；以及
-第二有限元动作，使用所述数学模型用有限元算法在所述第一轮廓上确定所述四个应变计中的第一应变计(G1)的第一位置和第四应变计(G4)的第四位置以及在所述第二轮廓上确定所述四个应变计中的第三应变计(G2)的第三位置和第二应变计(G3)的第三位置，其中，当特征寄生力被施加到所述密封结构上的任意位置或所述端口元件的任意其它位置时，由包括附接到相对应的确定的四个位置的所述四个应变计的惠斯通电桥测量的最高误差信号之间的差值最小。
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