CN109642844A - 用于减少压力测量室的容积的填充体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种填充体，该填充体用于减少围绕压力传感器(11)的压力测量室(39)的容积，该容积将要被压力传递流体填充，并且该填充体具有用于接纳所述压力传感器(11)的凹部(3)，并且所述填充体具有突出到所述凹部(3)中的独立的基座部(5)，处于所述凹部(3)中的所述压力传感器(11)能够被安装在该基座部(5)上，所述填充体能够以简单且成本有效的方式被引入到压力测量装置的压力测量室(39)中，并且经由该填充体，在应用位置处产生和/或传递最小可能的热机械张力，该热机械张力以不利的方式作用于布置在所述压力测量室中的压力传感器的测量性能。其特征在于，支撑所述填充体(1)的填充体基座部(7)被设置在所述填充体(1，55)的背对所述凹部(3)的一侧上，能够经由该填充体基座部(7)以如下方式将所述填充体(1)安装在应用位置处，该方式使得所述填充体基座部(7)支撑原本独立的所述填充体(1)，特别的是，所述填充体基座部(7)的基座表面小于与所述填充体基座部(7)相邻并围绕所述凹部(3)的填充体区域(33)的基座表面。

Description

用于减少压力测量室的容积的填充体

技术领域

本发明涉及一种填充体，该填充体用于减少围绕压力传感器的压力测量室的容积，该容积将要被压力传递液体填充。

背景技术

在工业的压力测量技术中，使用了压力传感器，尤其是被设计成绝对压力传感器、相对压力传感器或差压传感器(经常也被称为半导体传感器或传感器芯片)，并且利用从半导体技术中已知的工艺来生产这些压力传感器。这些压力传感器是机械敏感的，因此在填充有压力传递液体的压力测量室中定期使用这些压力传感器。在那里，压力传感器经由连接到压力测量室(例如上游隔膜密封)的压力源而受到压力的冲击，该压力将由压力传感器进行检测。为了实现尽可能未受损的压力传递，为此目的而使用尽可能不可压缩且具有低的热膨胀系数的流体，例如硅油。然而，这些液体还具有取决于待传递的温度和压力的压力传递特性，并且其对可实现的测量精度的影响越大，则所需的流体体积就越大。出于这一原因，在一些压力测量装置中，使用了填充体，该填充体减少将要被流体填充的容积。

在DE 10 2006,057,828 A1中，描述了一种差压换能器，该差压换能器包括设置在实心金属块中的凹部，在该凹部中插入被具有圆柱形截面的适配件围在外部的玻璃体。该玻璃体具有凹部，差压传感器被插入到该凹部中，该差压传感器包括布置在主体上的测量膜片并且包括压力室。通过连接引线来电连接差压传感器，以压力密闭的方式将这些连接引线嵌装到玻璃体内。压力换能器包括第一隔膜密封，围绕测量隔膜外部的压力测量室经由该第一隔膜密封而受到第一压力的冲击。同时，被封围在测量隔膜下方的压力室经由第二隔膜密封而受到第二压力的冲击。在该压力换能器中，配合体连同与其连接的玻璃体一起将测量换能器的实心块中的凹部的内部完全填充，使得在与压力测量室邻接的凹部中，只有玻璃体中的凹部内的差压传感器的周围的间隙必须填充有压力传递流体。然而，存在的风险是，由于实心块、配合体、玻璃体和压力传感器的热膨胀系数不同，所以会产生热机械应力，这不仅会对玻璃体施加应力，还会对压力传感器的测量性能产生不利影响。

接下来是在美国专利申请4,502,335中所描述的压力测量装置中的补充上述内容的方法。该压力测量装置包括壳体，该壳体具有在其中封围的压力测量室，在该压力测量室中，安装在载体外部的压力传感器在所有侧面都被以自由浮动方式安装的中空圆柱形填充体所围绕。为此目的，在载体中设置有护圈，用于压力传感器的电端子的杆形连接引线被插入到该护圈中，并且该护圈承载填充体。连接引线穿过设置在填充体中的穿过填充体的孔到达填充体的背对载体的一侧，在那里，连接引线通过承载填充体的焊接部而连接到填充体。

填充体的这种自由浮动安装提供的优点是，实际上不会引起和/或传递由壳体、载体、填充体和/或压力传感器的不同热膨胀系数导致的热机械应力，该热机械应力会将应力施加在载体和/或压力传感器中的护圈上。

此外，相比将玻璃体中具有以压力密闭方式嵌装的连接引线的玻璃体插入配合件中，能够将填充体做得简单得多，并且成本更低。

然而，在这种情况下，填充体和压力传感器必须被安装成彼此分离。在这种情况下，填充体和压力传感器必须非常精确地在空间上相对于彼此对准，以防止填充体和压力传感器接触，这种接触将对压力传感器的测量特性具有不利影响。

此外，由于传感器组件所需的在载体与压力传感器之间的机械连接，所以可能会出现影响压力传感器的测量隔膜的传递行为的热机械应力，从而损害可实现的测量精度及其再现性。

例如在DE 34 36 440 A1中描述了的后一个问题的解决方案，该解决方案是将压力传感器安装到在独立的基座部上的载体上，该基座部的基座表面小于安装在其上的压力传感器的基座表面。基座部可以是金属载体的一体部分，或者可以被构造成单独的部件，通过将该单独的部件嵌装到载体中的孔中而将其插入。嵌装基座部可以由热膨胀系数比典型金属载体的热膨胀系数更适合压力传感器的热膨胀系数的材料制成。然而，材料组合中的能够产生压力密闭嵌装的材料组合的数量可能是有限的。此外，嵌装意味着额外的、相对复杂的生产步骤。

本发明的一个目的是提供一种填充体，该填充体能够以简单且成本有效的方式被插入到压力测量装置的压力测量室中，并且通过该填充体，在应用位置处产生和/或传递尽可能得少的热机械应力，该热机械应力对布置在压力测量室中的压力传感器的测量性能具有不利影响。

发明内容

为此目的，本发明包括一种填充体，该填充体用于减少围绕压力传感器的压力测量室的容积，该容积将要被压力传递流体填充，该填充体具有：

-凹部，该凹部用于接纳压力传感器，和

-独立的基座部，该基座部突出到凹部中，凹部中的压力传感器能够被安装在该基座部上，

其特征在于：

-在填充体的背对凹部的一侧上，设置有承载填充体的填充体基座部，通过该填充体基座部能够以如下方式将填充体安装在应用位置处，该方式使得填充体基座部承载原本独立的填充体、特别是填充体基座部，填充体基座部的基座表面小于填充体区域的基座表面，该填充体区域与填充体基座部接界并且围绕凹部。

根据本发明的填充体提供的优点是，根据本发明的填充体提供了填充体的功能和承载压力传感器的元件的功能两个功能。

此外，根据本发明的填充体提供的优点是，通过由填充体基座部实现的在应用位置处的填充体的独立安装，减小了由填充体引起的和/或能够经由填充体传递的应力。

此外，根据本发明的填充体提供的优点是，以简单且成本有效的方式将根据本发明的填充体制造成单件的纯机械部件，并且根据本发明的填充体配备有压力传感器，并且根据本发明的填充体能够被安装在应用位置处。

第一进一步发展的特征在于，填充体由绝缘体组成，特别的是由陶瓷材料制成，特别是氧化铝、氮化硅(Si₃N₄)或碳化硅(SiC)。

第二进一步发展的特征在于：

-填充体基座部在平行于基座部的纵向轴线延伸的方向上具有至少0.4mm的高度，并且/或者

-填充体基座部的基座表面小于填充体中的凹部的基座表面，大于基座部的基座表面，且/或大于2mm²的最小面积。

第三进一步发展的特征在于，导电接触区域、特别是被作为敷金属施加的接触区域被设置在填充体的背对填充体基座部的一侧上，能够安装在填充体上的功能元件的电端子、特别是能够安装在基座部上的压力传感器的传感器端子或者能够安装在填充体上的另外的功能元件的功能元件连接经由每一个导电接触区域而能够进行电连接，所述连接能够经由引线、特别是结合线而连接到相应的接触表面。

第一实施例的特征在于，在凹部外侧设置有穿过填充体的孔，连接引线能够穿过孔中的每一个孔，连接引线能够连接到能够安装在填充体上的功能元件的电端子，特别是压力传感器的传感器端子或另外的功能元件的功能元件连接。

第四进一步发展的特征在于，在背对填充体基座部的一侧上设置有延伸部，该延伸部被一体形成在围绕填充体中的凹部的填充体区域上，特别是设置有大致盘状的延伸部，该延伸部的盘厚度小于围绕凹部的填充体区域的高度，并且该延伸部的背对填充体基座部的表面和与该延伸部相邻的填充体区域的背对填充体基座部的表面位于相同的平面内。

根据第一实施例和第四发展的填充体的进一步发展的特征在于，延伸部的区域中的孔穿过填充体。

第二实施例的特征在于：

-独立的基座部具有至少十分之几毫米的长度，特别是大约0.5mm的长度，并且/或者

-基座部具有比将要被安装在该基座部上的压力传感器的基座表面小的基座表面，并且基座部特别地是具有外径在0.5mm至7mm的范围内的圆形或环形的基座表面或者边长在0.5mm至7mm的范围内的正方形或矩形的基座表面。

本发明还包括压力测量模块，该压力测量模块具有根据本发明的填充体，其特征在于，压力传感器被布置在填充体的凹部中，并且通过接头、特别是粘合剂将该压力传感器安装在基座部上。

根据本发明的压力测量模块提供的优点是，根据本发明的压力测量模块能够用作具有电气和/或机械性能的模块单元，能够测试这些电气和/或机械性能，特别的是，在将根据本发明的压力测量模块作为模块单元安装在应用位置处之前确定和/或验证这些电气和/或机械性能。

此外，根据本发明的压力测量模块提供的优点是，能够通过其填充体基座部将根据本发明的压力测量模块安装在应用位置处，并且组装过程不会对安装在其中的基座部上的压力传感器的压力测量性能产生显著影响。因为压力传感器是压力测量模块的组成部分，所以在应用位置处的组装期间，不需要填充体或压力测量模块的非常精确的对准。

压力测量模块的第一进一步发展的特征在于，除了压力传感器之外，在填充体上还设置有至少一个另外的功能元件，特别是温度传感器和/或绝对压力传感器，特别是布置在填充体的背对填充体基座部的面上的功能元件和/或布置在被设置在填充体的背对填充体基座部的一侧上的凹部中的功能元件。

压力测量模块或其第一进一步发展的进一步发展的特征在于：

-导电接触区域、特别是被作为敷金属施加的接触区域被设置在填充体的背对填充体基座部的一侧上，并且

-设置在填充体上的至少一个功能元件的电端子、特别是压力传感器的传感器端子和/或布置在填充体上的至少一个另外的功能元件的功能元件连接每个均经由引线、特别是结合线而接合到接触表面中的一个接触表面，并且能够经由相应的接触表面而进行电连接，特别是能够被电连接到测量装置或测试装置。

本发明还包括压力测量装置，该压力测量装置具有根据本发明的压力测量模块，其特征在于：

-压力测量模块在载体、特别是金属载体上被插入到由壳体围绕的压力测量室中，

-通过接头、特别是粘合剂(bond)以独立的方式将填充体安装在载体上，所述接头将填充体基座部接合到载体，

-压力传感器的传感器端子、特别是压力传感器的传感器端子和布置在填充体上的至少一个另外的功能元件的功能元件连接每个均经由引线直接连接到相关联的连接引线、特别是刚性的直的连接引线、特别是接线柱，或者经由引线连接到布置在填充体上的接触表面并经由另外的引线连接到连接引线，并且

-连接引线穿过电绝缘护圈和孔，该电绝缘护圈被设置在载体中，该孔穿过填充体。

压力测量装置的第一进一步发展的特征在于，载体包括凹部，填充体基座部被插入到该凹部中。

压力测量装置的第二进一步发展的特征在于：

-填充体在背对填充体基座部的一侧上包括延伸部，该延伸部被模制在填充体的填充体区域上，该填充体区域围绕填充体中的凹部，并且载体包括载体区域，该载体区域几乎完全填充位于被安装在载体上的填充体的延伸部下方的空腔，并且/或者

-载体包括凹部，在该凹部中，以独立的方式来布置与填充体基座部相邻的填充体区域、特别是填充体区域和填充体的一体形成在该填充体区域上的延伸部，特别的是，载体包括如下的凹部，该凹部的尺寸被设定成使得除了连接到载体的填充体基座部之外，在填充体与载体之间存在间隙，特别是间隙宽度在50μm至300μm范围内的间隙。

本发明还包括一种用于生产压力测量装置的方法，其特征在于：

-压力测量模块由预制的填充体和压力传感器制成，特别的是制造并测试该压力测量模块，特别的是通过用机器将压力传感器安装在、特别是胶合在填充体上来制造该压力测量模块，

-压力测量模块每个均被安装在载体上，并且

-载体上的压力测量模块每个均被插入到由壳体围绕的压力测量室中。

附图说明

现在将使用示出了两个示例性实施例的附图来详细解释本发明及其优点。在附图中，相同的元件由相同的附图标记表示。为了能够示出具有不同尺寸的部件，选择了并不总是按真实比例的图示。

图1示出：根据本发明的填充体；

图2示出：安装在载体上的压力测量模块，并且该压力测量模块包括图1的填充体；

图3示出：配备有图2的压力测量模块的压力测量装置；

图4示出：图2和图3的压力测量模块的平面视图；

图5示出：图2和图3的压力测量模块的替代实施例的平面视图；

图6示出：根据本发明的另一填充体；

图7示出：安装在载体上的压力测量模块，并且该压力测量模块包括图6的填充体；

图8示出：图7的压力测量模块的平面视图；和

图9示出：配备有图7的压力测量模块的压力测量装置。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的填充体1的第一示例性实施例，其用于减少围绕压力传感器的压力测量室的容积，该容积将要被压力传递液体填充。根据本发明的填充体1包括用于接纳压力传感器的凹部3，以及突出到凹部3中的独立的基座部5，可以将凹部3中的压力传感器安装在该独立的基座部5上。此外，填充体1包括填充体基座部7，该填充体基座部7被布置在填充体1的背对凹部3的一侧上并承载填充体1，并且可以通过填充体基座部7以如下方式将填充体1安装在应用位置处，该方式使得填充体基座部7承载原本独立的填充体1。

本发明还包括压力测量模块，该压力测量模块包括根据本发明的填充体1和安装在填充体1的基座部5上的压力传感器。可以将这些压力测量模块作为模块单元直接插入到压力测量装置的压力测量室中，或者可以将这些压力测量模块预先安装在载体9上，然后将在载体上的压力测量模块插入到压力测量装置的压力测量室中。

为此目的，图2示出了安装在载体9上的压力测量模块，其包括图1中所示的填充体1和安装在填充体1的基座部5上的压力传感器11。载体9由例如金属、特别是不锈钢制成，并且在此处示出的示例性实施例中，载体9被设计成大致盘状的载体9。图3示出了压力测量装置，其包括安装在载体9上的、图2中所示的压力测量模块。

压力传感器11可以被设计成例如绝对压力传感器、相对压力传感器或差压传感器。特别地是，合适的压力传感器11是所谓的半导体压力传感器，例如基于硅生产的压力传感器芯片，该压力传感器11包括基体13和连接到基体13的测量隔膜17，并且包括压力室15。在压力传感器11被设计成绝对压力传感器的情况下，被封围在测量隔膜17下方的压力室15被抽空，使得作用在测量隔膜17外侧的压力p实现测量隔膜17的偏转，该偏转取决于待测量的绝对压力。被设计成相对压力传感器或差压传感器的压力传感器11包括延伸穿过基体13并通向压力室15的孔19，经由该孔19可以将另一个压力p_ref、p₂施加到压力室15。在测量相对压力时，所述另一个压力是参考压力p_ref，例如大气压力，将相对于该参考压力来测量作用在测量隔膜17外侧的压力p。在测量差压时，所述另一个压力是第二压力p₂，该第二压力p₂与作用在测量隔膜17外侧的第一压力p₁一起引起测量隔膜17的偏转，该偏转取决于两个压力p₁、p₂的差值。

因此，可以与被设计成相对压力传感器或差压传感器的压力传感器11相结合被插入的填充体1在填充体1中具有压力供应管线21，该压力供应管线21穿通填充体1地穿过基座部5，优选地是，该压力供应管线21同样被构造成孔，经由该孔，压力室15可以通过基体13中的孔19而受到所述另一个压力p_ref、p₂的冲击。在该变型中，在载体9中还将设置压力供应管线23，该压力供应管线23经由填充体1中的压力供应管线21和基体13中的孔19而连接到压力室15。作为变型，在图中以虚线示出孔19、压力供应管线21和压力供给引管23。

压力传感器11具有机电换能器，例如电容换能器或压阻换能器，其在此未被详细示出，并且该机电换能器根据作用在测量隔膜17上的压力来将测量隔膜17的偏转转换成电学量。在测量模式下通过测量装置来记录该电学量，该测量装置将要连接到压力传感器11的电传感器端子25，并且该电学量被转换成取决于待测量的压力的电信号，然后该电信号可用于显示和/或进一步的处理。

根据本发明的填充体1提供的优点是，以简单且成本有效的方式将填充体1制造成单件的纯机械部件，并且填充体1配备有压力传感器11，并且填充体1能够被安装在应用位置处。在这种情况下，通过接头27将压力传感器11紧固在基座部5上，接头27优选地为粘合剂。该过程步骤也可以通过机器来以低成本的方式进行，其中在一个操作循环中，优选地是通过机器将压力传感器11配备给较大数量的填充体1。

然后，包括填充体1和安装在填充体1上的压力传感器11的压力测量模块能够用作具有电气和/或机械性能的模块单元，可以测试这些电气和/或机械性能，特别地是，在将压力测量模块作为模块单元安装在应用位置之前，可以确定和/或验证这些电气和/或机械性能。

填充体基座部7能够实现填充体1的大致独立的组装，其中填充体1仅仅通过填充体基座部7与环境直接机械接触。这提供的优点是，压力测量模块可以通过它们的填充体基座部7而被安装在应用位置处，并且组装过程不会对安装在填充体中的基座部5上的压力传感器11的压力测量性能产生显著影响。因为压力传感器11是压力测量模块的组成部分，所以在组装期间不需要填充体1或压力测量模块的非常精确的对准。

根据本发明的压力测量模块提供的优点是，可以大量预制压力测量模块，并且通过它们的填充体基座部7，将压力测量模块机械安装在对应数量的载体9上，该填充体基座部7经由接头29、优选是粘合剂连接到载体9。

由填充体7实现的压力测量模块在应用位置处的独立的组装使得来自外部的、由不同热膨胀系数引起的热机械应力能够仅经由填充体基座部7而传递到压力测量模块。

此外，填充体1的作用在轴向方向上(即平行于基座部5的纵向轴线)的热膨胀，以及作用在该方向上的、传递到填充体1或经由填充体1传递的热机械应力，基本上仅引起安装在基座部5上的压力传感器11的轴向位移，这实际上对压力传感器11的测量性能没有影响。

这个优点已经通过实施例得以实现，在该实施例中，如图1中的虚线所指示，填充体基座部由围绕凹部3的填充体区域33的平面底部31形成。

然而，如此处所示，填充体基座部7优选地是具有比与之相邻并包括凹部3的填充体区域33的基座表面小的基座表面。这减小了接头29的基座表面，热机械应力可以通过该接头形成，并且/或者可以通过该接头传递热机械应力。这对于作用在垂直于基座部5的纵向轴线的方向上的应力特别有利，否则这些应力可能经由基座部5传递到压力传感器11，在压力传感器11处，这些应力可能导致压力传感器11的测量性能的变化，特别是测量隔膜17的与压力有关的变形性能的变化。突出的填充体基座部7也可以容易地是具有比填充体1中的凹部3的基座表面小的基座表面。

对于填充体纵向轴线的自动对准和/或确保填充体基座部7与载体9之间的尽可能高密度且耐压的接头29，填充体基座部7优选地是具有如下的基座表面，该基座表面大于基座部5的基座表面并且/或者不低于2mm²的最小尺寸。

原则上可以将具有沿轴向方向突出的填充体基座部7的填充体1安装在载体的平坦表面上。然而，突出的填充体基座部7优选地是被插入到为此目的而设置在载体9中的凹部35中。该凹部35优选地是具有比填充体基座部7的基座表面稍大的基座表面，使得凹部35中的填充体基座部7在外侧被间隙围绕。这提供的优点是，经由接头29传递到填充体基座部7的应力能够被至少部分地耗散在独立的填充体基座部7的高度的上方，而不会在载体5和与填充体基座部7邻接的填充体区域33之间产生将抵消填充体1的功能的较大空腔。为此目的，填充体基座部7优选地是具有至少0.4mm的高度。

此外，填充体基座部7的高度和载体9中的凹部35的深度优选地是彼此匹配，使得在与填充体基座部7邻接的填充体区域33的底部31与载体9之间存在间隙。优选地是，在外侧围绕填充体基座部7的间隙和/或载体9与底部31之间的间隙具有间隙宽度，该间隙宽度一方面尽可能得小，另一方面足够得大，以确保即使当填充体1和载体9具有不同程度的热膨胀时，这些区域中的部件也不会接触。为此目的所需的最小间隙宽度将被规定成如下量的函数：填充体1和载体9的制造公差、填充体1和载体9的热膨胀系数以及能够使用压力测量模块的温度范围。为此目的，可以设置例如大约50μm至300μm的间隙宽度。

基座部5和压力传感器11基本上可以具有相当尺寸的基座表面。然而，为了保护压力传感器11免受热机械应力，基座部5优选地是具有小于压力传感器11的基座表面的基座表面。通过这样的几何形状，实现了压力传感器11的附加的机械分离，这保护压力传感器11免受作用在其上面或可传递到其上面的热机械应力。

半导体压力传感器通常具有大体矩形或正方形的基座表面，该基座表面的尺寸为大约1mm²至100mm²，这取决于测量范围和测量灵敏度。在这一方面，基座部5优选地是具有圆形或环形基座表面，该基座表面的外径优选地是在0.5mm至7mm的范围内，这取决于压力传感器11的基座表面的尺寸。可替代地是，基座部5也可以具有正方形或矩形的基座表面，该基座表面的外边具有0.5mm至7mm范围内的长度。

独立的基座部5提供的优点是，尽管突出的填充体基座部7引起了分离，但传递到基座部5的任何应力(诸如由填充体1和载体9的不同热膨胀系数引起的热机械应力)可以在独立的基座部5的整个长度上耗散掉。为此目的，独立的基座部5优选地是具有不小于十分之几毫米的长度，例如大约0.5mm的长度。

优选地是，通过基座部5与压力传感器11之间的接头27以及填充体基座部7与载体9之间的接头29两者来产生对能够在应用位置处传递到压力传感器11的热机械应力的进一步减小，并且这些接头是粘合剂。为了制造粘合剂，特别合适的是基于环氧树脂的粘合剂、热塑性粘合剂或诸如硅橡胶的硅粘合剂。粘合剂明显比诸如结合连接、钎焊连接或焊接连接的刚性连接更具弹性，并且因此更能补偿由载体9与填充体1以及/或者填充体1与压力传感器11的不同热膨胀系数引起的应力。

图3中所示的压力测量装置包括壳体37，压力测量室39被封围在该壳体37中，并且压力测量室39可以经由上游隔膜密封件41而受到压力p、p₁的冲击。在该示例性实施例中，以如下方式将图2中所示的安装在载体9上的压力测量模块插入到壳体37中，该方式使得载体9在外部封闭压力测量室39。此外，压力测量装置包括连接到压力传感器11的测量装置43，例如测量电子单元，在测量模式期间，该测量装置43确定作用在其测量隔膜17上的、由压力传感器11测量到的压力。

原则上，可以独立于填充体1进行压力传感器11的电连接，例如，压力传感器11通过其传感器端子25经由延伸到填充体1外部的连接引线而直接连接到测量装置43进行电连接。然而，优选地是，通过在凹部3外的穿过填充体1的孔45来实现压力传感器11的电连接。在该设计中，连接引线47在不同情况下均延伸穿过每一个孔45，然后可以连接到在填充体1的背对填充体基座部7的一侧上的传感器端子25中的一个端子。连接引线47优选地是刚性的直引线，例如接线柱，这些引线中的每一根引线都被插入到设置在载体9中的电绝缘护圈49中，这些引线穿过该护圈49从压力测量室39中引出。

在这一方面，图4示出了图2和图3中所示的压力测量模块的背对填充体基座部7的一侧的平面视图，其中，传感器端子25每个均经由引线51、优选是结合线而直接连接到从填充体1中的孔45突出来的相关联的连接引线47的端部。

图5示出了替代实施例的平面视图，其中，导电接触表面53被布置在填充体1的背对填充体基座部7的一侧上。特别适合作为接触表面53的是被施加到填充体1的表面上的、作为敷金属的涂层。这些接触表面53中的每一个接触表面均被定位和成形为使得接触表面53可以经由第一引线51、特别是结合线而连接到功能元件的电端子，例如压力传感器11的传感器端子25中的一个端子，该压力传感器11能够安装在填充体1上，然后可以经由接触表面53进行电连接。在这一方面，图5示出了一个实施例，在该实施例中，经由引线51连接到传感器端子25的接触表面53每个均经由另一根引线51、特别是另一根结合线而连接到连接引线47，该连接引线47经由填充体1中的孔45中的一个孔而穿过填充体1。

接触垫53提供的优点是，接触垫53能够用作引线，经由该引线，连接到该引线的电端子能够在距离相应端子较大距离的位置处进行接触。

此外，考虑到上述压力测量模块的测试，接触垫53提供的优点是，在测试期间，经由引线51连接到接触表面53的电端子能够临时连接到测试装置(此处未示出)，并且在测试结束后能够再次移除这些电端子，而不需要功能元件或其端子与连接接触表面53的引线51进行机械接触。

图6示出了根据本发明的填充体55的附加示例性实施例。图7示出了安装在载体57上的压力测量模块，该压力测量模块包括图6中所描绘的填充体55和安装在填充体55的基座部5上的压力传感器11。图8示出了图7中所描绘的压力测量模块的平面视图。图9示出了压力测量装置，该压力测量装置包括图7的压力测量模块。由于与先前描述的对应的示例性实施例非常相似，故下面将仅描述存在的差异；在其它方面，参考图1至图5的描述。

图6中所示的填充体55与先前描述的填充体1的不同之处在于，填充体55在其背对填充体基座部7的一侧上包括延伸部59，该延伸部59被模制在围绕填充体55中的凹部3的填充体区域33上。在所示的示例性实施例中，延伸部59是大致盘状的，并且具有小于围绕凹部3的填充体区域33的高度的盘厚度。在这种情况下，延伸部59的背对填充体基座部7的表面优选地是和与延伸部相邻的填充体区域33的背对填充体基座部7的表面处在同一平面内。然而，也可以替代地是使用具有不同形状的延伸部。

图6至图9中所示的填充体55也优选地是包括穿过填充体55的孔61，被设置用于压力传感器11的电连接的连接引线47可以在孔61中穿过填充体55。当然，在这种情况下，也可以将这些孔布置在围绕凹部3的填充体区域33中。然而，如此处所示的那样，可替代地是，孔61也可以在延伸部59的区域中穿过填充体55。在这种情况下，由延伸部59所提供的附加空间提供的优点是，通过延伸部59的对应的成形和孔61的对应的定位可以使将要被设置在载体57中的用于连接引线47的护圈49的位置适应于可能存在于应用位置处的任何约束。

就像图5中的平面视图中所示的填充体1一样，图6中所示的填充体55也优选地是配备有导电接触区域53，通过该导电接触区域53可以将可以安装在填充体55上的功能元件的电端子、特别是压力传感器11的电端子以已经结合图5描述的方式在不同情况下进行电连接。接触表面53在此处提供的优点是，接触表面53也可以容易地桥接电端子与相关联的连接引线47之间的较大空间。

就像图2中所示的载体9一样，也在图6中示出的载体57优选地是具有凹部35，可以优选地是以独立的方式将填充体基座部7插入到该凹部35中。此外，载体57在此优选地是包括载体区域63，该载体区域63几乎完全填充了位于安装在载体57上的填充体55的延伸部59的下方的那一个空腔。为此目的，载体57可以包括例如凹部65，该凹部65与凹部35相邻，用于接纳与填充体基座部7相邻的填充体区域33以及模制在填充体区域33上的延伸部61。该凹部65的尺寸也优选地是被设定成使得能够以独立的方式将填充体55插入到载体57中，使得除了经由接头29连接到载体57的填充体基座部7之外，在填充体55与载体57之间也存在间隙。该间隙也优选地是具有与上文规定的设定规则相对应的间隙宽度。

根据本发明的填充体1、55优选地是由电绝缘体制成。这提供的优点是，填充体1、55实现了安装在上填充体的压力传感器11与环境的电绝缘。可替代地是和/或除此之外，填充体1、55优选地是由热膨胀系数与将要安装在填充体上的压力传感器11的热膨胀系数尽可能类似的材料制成。这提供的优点是，进一步减小了作用在压力传感器11上和/或能够传递到压力传感器11的热机械应力。在这一方面，特别合适的是诸如氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)或碳化硅(SiC)的陶瓷。

除了压力传感器11之外，还可以可选地是通过在填充体1、55上设置至少一个另外的功能元件67、69来扩展根据本发明的压力测量模块的功能。这些功能元件67、69优选地是被布置在填充体1、55的背对填充体基座部7的一侧上。具有延伸部59的填充元件55提供的优点是，有更多的空间能够用于容纳功能元件。

图5示出了作为示例性实施例的功能元件67，该功能元件67被直接布置在填充体1的围绕凹部3并且背对填充体基座部7的表面上。该变型适合于特别是具有较低的高度的功能元件67。这方面的一个示例是温度传感器，像例如图5中仅示意性示出的热电偶。温度传感器可以用于例如测量压力传感器11的紧邻的周围环境中的温度，然后，测量装置43基于该温度来补偿由压力传感器11测量的压力的与温度有关的测量误差。

图7至图9示出了作为另一个示例性实施例的功能元件69，该功能元件69被插入到设置在填充体55的背对填充体基座部7的一侧上的凹部71中。该变型特别适合于高度较高的功能元件69，像例如图7至图9中所描绘的作为示例的绝对压力传感器。例如在相对压力测量装置或差压测量装置中所使用的压力测量模块中，绝对压力传感器是有利的，其中，利用该绝对压力传感器测量到的绝对压力可以用作附加的测量值，该附加的测量值作为参考值和/或用于能够由测量装置43执行的、由压力传感器11测量的相对压力或压差的与绝对压力有关的测量误差的补偿。

优选地是，以用于连接先前已经描述的压力传感器11的方式来电连接附加功能元件67、69。对应地是，配备有至少一个附加功能元件67、69的填充体1、55优选地是具有穿过填充体1、55的孔45、61，该孔45、61用于相应的功能元件67、69的每一个功能元件端子，并且将要被连接到相应的功能元件端子的连接引线47可以在该孔45、61中穿过填充体1、55。此处同样地是，功能元件端子也可以被直接接触，或者经由接触表面53而被接触，该接触表面53经由引线51连接到相应的功能元件端子。图5和图8示出了功能元件端子，该功能元件端子中的每一个功能元件端子均经由引线51连接到相关联的接触表面53，该接触表面53又经由另一根引线51连接到相关联的连接引线47。

具有布置在压力测量模块的填充体1、55上的另外的功能元件67、69的压力测量模块提供的优点是，功能元件67、69可以作为模块部件被安装和连接在应用位置处或者被安装和连接在将要被安装在应用位置处的载体9、57上。

此外，对于这些压力测量模块的任何预期测试，也可以同时测试、特别是确定和/或验证所述另外的功能元件67、67的电气和/或机械性能。

1 填充体 65 凹部

3 凹部 67 功能元件

5 基座部 69 功能元件

7 填充体基座部 71 凹部

9 载体

11 压力传感器

13 主体

15 压力室

17 测量隔膜

19 孔

21 压力供应管线

23 压力供应管线

25 传感器端子

27 接头(基座部/传感器)

29 接头(填充体/载体)

31 底部

33 填充体区域

35 凹部

37 壳体

39 压力测量室

41 隔膜密封件

43 测量装置

45 孔

47 连接引线

49 护圈

51 引线

53 接触表面

55 填充体

57 载体

59 延伸部

61 孔

63 载体区域

Claims (15)

1.一种填充体，所述填充体用于减少围绕压力传感器(11)的压力测量室(39)的容积，该容积将要被压力传递流体填充，所述填充体包括：

-凹部(3)，所述凹部(3)用于接纳所述压力传感器(11)，和

-独立的基座部(5)，所述基座部(5)突出到所述凹部(3)中，处于所述凹部(3)中的所述压力传感器(11)能够被安装在所述基座部(5)上，

其特征在于

-在所述填充体(1，55)的背对所述凹部(3)的一侧上，设置有承载所述填充体(1)的填充体基座部(7)，通过所述填充体基座部(7)能够以如下方式将所述填充体(1)安装在应用位置处，所述方式使得所述填充体基座部(7)承载原本独立的所述填充体(1)、特别是所述填充体基座部(7)，所述填充体基座部(7)的基座表面小于填充体区域(33)的基座表面，所述填充体区域(33)与所述填充体基座部(7)接界并且围绕所述凹部(3)。

2.根据权利要求1所述的填充体，其特征在于，所述填充体(1，55)由绝缘体制成，特别是陶瓷，特别是氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)或碳化硅(SiC)。

3.根据权利要求1所述的填充体，其特征在于：

-所述填充体基座部(7)在平行于所述基座部(5)的纵向轴线的方向上具有至少0.4mm的高度，并且/或者

-所述填充体基座部(7)的所述基座表面小于所述填充体(1，55)中的所述凹部(3)的基座表面，大于所述基座部(5)的基座表面，并且/或者大于2mm²的最小面积。

4.根据权利要求1所述的填充体，其特征在于，在所述填充体(1，55)的背对所述填充体基座部(7)的一侧上，设置有导电接触表面(53)、特别是被设置成敷金属的接触表面，在不同情况下，经由所述导电接触表面(53)，能够安装在所述填充体(1，55)上的功能元件的电端子——特别是能够安装在所述基座部(5)上的所述压力传感器(11)的传感器端子(25)或能够安装在所述填充体(1，55)上的另外的功能元件(67，69)的功能元件端子——即能够联接到相应的所述接触表面(53)的功能元件的电端子，均能够经由引线(51)、特别是结合线而进行电连接。

5.根据权利要求1所述的填充体，其特征在于，在所述凹部(3)的外侧，设置有延伸穿过所述填充体(1)的孔(45，61)，在不同情况下，连接引线(47)均能够穿过所述孔(45，61)，所述连接引线(47)能够连接到能够被安装在所述填充体(1，55)上的功能元件的电端子，特别是所述压力传感器(11)的传感器端子(25)或另外的功能元件(67，69)的功能元件端子。

6.根据权利要求1所述的填充体，其特征在于，在背对所述填充体基座部(7)的一侧上，设置有延伸部(59)，所述延伸部(59)被模制到围绕所述填充体(55)中的所述凹部(3)的所述填充体区域(33)上，特别是设置有大致盘状的延伸部(59)，所述延伸部(59)的盘厚度小于围绕所述凹部(3)的所述填充体区域(33)的高度，并且所述延伸部(59)的背对所述填充体基座部(7)的表面和与所述延伸部(59)相邻的所述填充体区域(33)的背对所述填充体基座部(7)的表面位于相同的平面内。

7.根据权利要求5和6所述的填充体，其特征在于，所述延伸部(59)的区域中的所述孔(61)穿过所述填充体(55)。

8.根据权利要求1所述的填充体，其特征在于：

-所述独立的基座部(5)具有至少十分之几毫米的长度，特别是大约0.5mm的长度，并且/或者

-所述基座部(5)具有比将要被安装在所述基座部(5)上的所述压力传感器(11)的基座表面小的基座表面，所述基座部(5)特别地是具有外径在0.5mm至7mm的范围内的圆形或环形的基座表面，或者具有边长在0.5mm至7mm的范围内的正方形或矩形的基座表面。

9.一种压力测量模块，所述压力测量模块具有根据权利要求1所述的填充体(1，55)，其特征在于，压力传感器(11)被布置在所述填充体(1，55)的所述凹部(3)中，并且所述压力传感器(11)通过接头(27)、特别是粘合剂被安装在所述基座部(5)上。

10.根据权利要求9所述的压力测量模块，其特征在于，除了所述压力传感器(11)之外，在所述填充体(1，55)上还设置有至少一个另外的功能元件(67，69)，特别是温度传感器和/或绝对压力传感器，特别是布置在所述填充体(1)的背对所述填充体基座部(7)的面上的功能元件(67)和/或布置在被设置在所述填充体(1)的背对所述填充体基座部(7)的一侧上的凹部(71)中的功能元件(69)。

11.根据权利要求9或10所述的压力测量模块，其特征在于：

-导电接触表面(53)、特别是被作为敷金属施加的接触表面(53)被设置在所述填充体(1，55)的背对所述填充体基座部(7)的一侧上，并且

-设置在所述填充体(1，55)上的至少一个功能元件的电端子、特别是所述压力传感器(11)的传感器端子(25)和/或布置在所述填充体(1，55)上的至少一个另外的功能元件(67，69)的功能元件端子均经由引线(51)、特别是结合线而接合到所述接触表面(53)中的一个接触表面，并且能够经由相应的所述接触表面(53)而进行电连接，特别是能够被电连接到测量装置(43)或测试装置。

12.一种压力测量装置，所述压力测量装置具有根据权利要求9所述的压力测量模块，其特征在于：

-所述压力测量模块在载体(9，57)、特别是金属载体(9，57)上被插入到由壳体(37)围绕的压力测量室(39)中，

-通过接头(29)、特别是粘合剂，以独立的方式将所述填充体(1，55)安装在所述载体(9，57)上，所述接头(29)将所述填充体基座部(7)接合到所述载体(9，57)，

-所述压力传感器(11)的传感器端子(25)、特别是所述压力传感器(11)的传感器端子(25)和布置在所述填充体(1，55)上的至少一个另外的功能元件(67，69)的功能元件端子分别经由引线(51)直接连接到相关联的连接引线(47)、特别是刚性的直的连接引线(47)、特别是接线柱，或者经由所述引线(51)连接到布置在所述填充体(1，55)上的接触表面(53)并经由另外的引线(51)连接到所述连接引线(47)，并且

-所述连接引线(47)穿过电绝缘护圈(49)和孔(45，61)，所述电绝缘护圈(49)被设置在所述载体(9，57)中，所述孔(45，61)穿过所述填充体(1，55)。

13.根据权利要求12所述的压力测量装置，其特征在于，所述载体(9，57)包括凹部(35)，所述填充体基座部(7)被插入到所述凹部(35)中。

14.根据权利要求12所述的压力测量装置，其特征在于：

-所述填充体(55)在背对所述填充体基座部(7)的一侧上包括延伸部(59)，所述延伸部(59)被模制在所述填充体(55)的填充体区域(33)上，所述填充体区域(33)围绕所述填充体(55)中的所述凹部(3)，并且所述载体(57)包括载体区域(63)，所述载体区域(63)几乎完全填充位于被安装在所述载体(57)上的所述填充体(55)的所述延伸部(59)下方的空腔，并且/或者

-所述载体(57)包括凹部(65)，在所述凹部(65)中，以独立的方式布置与所述填充体基座部(7)相邻的填充体区域(33)、特别是所述填充体区域(33)和所述填充体(55)的被模制在所述填充体区域(33)上的延伸部(61)，特别的是，所述载体(57)包括如下的凹部(65)，所述凹部(65)的尺寸被设定成使得除了连接到所述载体(57)的所述填充体基座部(7)之外，在所述填充体(55)与所述载体(57)之间存在间隙，特别是间隙宽度在50μm至300μm范围内的间隙。

15.一种方法，所述方法用于生产根据权利要求12所述的压力测量装置的，其特征在于：

-压力测量模块由预制的填充体(1，55)和压力传感器(11)制成，特别的是，制造然后测试所述压力测量模块，特别的是通过用机器将所述压力传感器(11)安装在、特别是胶合在所述填充体(1，55)上来制造所述压力测量模块，

-所述压力测量模块每个均被安装在载体(9，57)上，并且

-所述载体(9，57)上的所述压力测量模块每个均被插入到由壳体(37)围绕的压力测量室(39)中。