DE102008000439A1 - Pressure transducer with a membrane - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler mit einer Membran (1). Auf der Membran (1) ist zumindest ein Sensor (2) zur Erfassung von durch Druckbeaufschlagung der Membran (1) auftretenden Verformungen angebracht. Ferner hat die Membran (1) zumindest einen Verstärkungsbereich (11, 13), in dem eine die Kontur des Verstärkungsbereichs (11, 13) durchbrechende Ausnehmung (21) ausgebildet ist, in der der Sensor (2) zumindest teilweise aufgenommen ist.The present invention relates to a pressure transducer with a membrane (1). On the membrane (1), at least one sensor (2) for detecting deformations occurring by pressurizing the membrane (1) is attached. Furthermore, the membrane (1) has at least one reinforcing area (11, 13) in which a recess (21) penetrating the contour of the reinforcing area (11, 13) is formed, in which the sensor (2) is at least partially accommodated.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler mit einer Membran nach Anspruch 1, auf welcher ein Sensor an einer bestimmten Stelle angeordnet ist.The The present invention relates to a pressure transducer having a A membrane according to claim 1, on which a sensor is attached to a particular one Place is arranged.

Insbesondere werden Druckwandler (Drucksensoren bzw. Druckaufnehmer) in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie, der Pharma-Industrie und der Bio- und Gentechnologie zur Druckmessung durch eine Erfassung der durch Druckbeaufschlagung der Membran auftretenden Verformungen verwendet, wobei die Druckwandler ohne separaten Druckmittler bzw. ohne Füllmedium auskommen. Solche Druckwandler werden auch als „trockene Messzellen” bezeichnet.Especially be pressure transducers (pressure sensors or pressure transducers) in the food and Semi-luxury food industry, the pharmaceutical industry and biotechnology and genetic engineering for pressure measurement by detection of the pressurization the membrane occurring deformations used, the pressure transducer manage without a separate diaphragm seal or without filling medium. Such Pressure transducers are also referred to as "dry measuring cells".

Üblicherweise sind bei solchen trockenen Messzellen Sensoren (z. B. Dehnungssensoren) auf der dem zu messenden Druck abgewandten Seite einer ebenen Membran angeordnet, wobei ein hohes Messsignal durch Spannungskonzentrationen an Biegekanten (Übergang von dünnen Membranbereichen zu Verstärkungsbereichen) der Membran erzeugt wird, an denen jedoch die Sensoren nicht direkt angebracht werden können.Usually are sensors (eg strain sensors) for such dry measuring cells on the side facing away from the pressure to be measured a flat membrane arranged, with a high measurement signal by stress concentrations at bending edges (Transition from thin membrane regions to reinforcement regions) the membrane is produced, but where the sensors are not directly attached can be.

Ein derartiger Drucksensor mit einem Sensorelement aus einem Keramiksubstrat und mit dehnungsempfindlichen Widerständen ist in DE 203 08 382 U1 offenbart. Dieses Sensorelement besteht aus drei unterschiedlichen ringförmigen Dickenbereichen, d. h. aus einem zentralen Dickenbereich, einem dünnen mittleren Dickenbereich und einem Randdickenbereich. Des Weiteren sind mindestens vier der dehnungsempfindlichen Widerstände auf der Seite des Sensorelements angeordnet, die von dem zu messenden Druck abgewandt ist, wobei die Widerstände jeweils am Außenrand bzw. Innenrand des dünnen ringförmigen mittleren Dickenbereichs angeordnet sind. Diese Widerstände sind an der dem zu messenden Druck abgewandten Seite an Stellen auf der gestuft ausgebildeten Membran angebracht, an denen bei Druckbeaufschlagung noch große mechanische Spannungen auftreten. Somit werden die Widerstände dort besonders stark mechanisch beansprucht.Such a pressure sensor with a sensor element of a ceramic substrate and with strain-sensitive resistors is in DE 203 08 382 U1 disclosed. This sensor element consists of three different annular thickness ranges, ie from a central thickness range, a thin average thickness range and an edge thickness range. Furthermore, at least four of the strain-sensitive resistors are arranged on the side of the sensor element which faces away from the pressure to be measured, wherein the resistances are respectively arranged on the outer edge and inner edge of the thin annular middle thickness region. These resistors are attached to the side facing away from the pressure to be measured at locations on the stepped diaphragm formed on which even large mechanical stresses occur when pressurized. Thus, the resistors are stressed there particularly strong mechanical.

Ferner zeigt die DE 101 53 424 A einen weiteren Drucksensor. Dieser Drucksensor umfasst ein im Querschnitt hutförmiges Trägersubstrat, das aus einem verstärkten Trägerring und einer darauf einstückig ausgebildeten Membran gebildet ist. Auf der Membran sind Dehnmessstreifen in Dünnschichttechnik aufgebracht. Diese Dehnmessstreifen sind auf der Membran an deren äußeren Randbereich radial nach innen eingerückt an der dem zu messenden Druck abgewandten Seite angeordnet.Furthermore, the shows DE 101 53 424 A another pressure sensor. This pressure sensor comprises a cross-hat-shaped carrier substrate, which is formed from a reinforced carrier ring and a membrane integrally formed thereon. On the membrane strain gauges are applied in thin film technology. These strain gauges are arranged on the membrane at its outer edge region radially inwardly disposed at the side facing away from the pressure to be measured.

Durch die radiale Einrückung der Dehnmessstreifen zum Zentrum der Membran des Druckaufnehmers hin können temperaturinduzierte Dehnungen bzw. Spannungen verringert werden. Durch diese Bauweise des Druckaufnehmers wird eine Positionierung der Dehnmessstreifen neben der Biegekante erreicht, wobei jedoch die Empfindlichkeit der Druckmessung deutlich verschlechtert wird, da diese Dehnmessstreifen außerhalb des Bereichs maximaler mechanischer Dehnung positioniert sind.By the radial indentation of the strain gauges to the center the diaphragm of the pressure transducer can be temperature-induced Strains or stresses are reduced. By this construction the pressure transducer is a positioning of the strain gauges reached next to the bending edge, but the sensitivity the pressure measurement is significantly worsened, as these strain gauges positioned outside the range of maximum mechanical strain are.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckwandler zu schaffen, der eine Membran aufweist, auf der ein Sensor an einer bestimmten Stelle befestigt ist, so dass eine hohe Empfindlichkeit bei gleichzeitig langer Dauerhaltbarkeit des Sensors gegeben ist.It It is therefore an object of the present invention to provide a pressure transducer to provide, which has a membrane on which a sensor on a fixed in place so that high sensitivity given at the same time long durability of the sensor.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einem Druckwandler mit einer Membran nach Anspruch 1 gelöst.The Object of the present invention is with a pressure transducer with a membrane according to claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß hat der Druckwandler eine Membran, die zumindest einen auf der Membran angebrachten Sensor zur Erfassung von durch Druckbeaufschlagung der Membran auftretenden Verformungen und zumindest einen Verstärkungsbereich hat. In dem Verstärkungsbereich ist eine die Kontur des Verstärkungsbereichs durchbrechende Ausnehmung ausgebildet, in der der Sensor zumindest teilweise aufgenommen ist.Has according to the invention the pressure transducer has a membrane that is at least one on the membrane attached sensor for detecting by pressurization the membrane has occurring deformations and at least one gain region. In the gain region, one is the contour of the gain region formed by opening recess in which the sensor at least partially recorded.

Die Membran hat zumindest einen Verstärkungsbereich und kann sich bei einer Druckveränderung in eine Richtung wölben, so dass die Membran und der in der Ausnehmung des Verstärkungsbereichs angebrachte Sensor zur Erfassung von Verformungen (d. h. Dehnungen oder Stauchungen) der Membran aufgrund des Verstärkungsbereichs lokal unterschiedliche Verformungen erfahren. Da der Sensor zur Erfassung dieser Verformungen mittels der Ausnehmung (d. h. zumindest teilweise in dieser) direkt an dem Übergang zu dem Verstärkungsbereich der Membran angeordnet ist, ist gleichzeitig sichergestellt, dass eine hohe Empfindlichkeit gegeben ist und andererseits durch den verstärkten Bereich eine Überlast ausgeschlossen werden kann.The Membrane has at least one reinforcement area and can arch in a direction of pressure change, so that the membrane and the recess in the reinforcement area attached sensor for detecting deformations (i.e., strains or upsets) of the membrane due to the gain region experience locally different deformations. Since the sensor for Detecting these deformations by means of the recess (that is, at least partly in this) directly at the transition to the reinforcement area the membrane is arranged, it is ensured at the same time a high sensitivity is given and on the other hand by the reinforced area excluded an overload can be.

Die die Kontur des Verstärkungsbereichs durchbrechende Ausnehmung der Membran, in der der Sensor anzuordnen ist, ist an einer Stelle auf der Membran ausgebildet, die eine besonders geeignete Stelle für den Sensormessabgriff auf der Membran darstellt, und an der gleichzeitig die mechanische Stabilität (z. B. die Festigkeit gegenüber einer Ablösung von der Membran, etc.) des Sensors nicht beeinträchtigt ist.The the contour of the amplification area by opening recess The membrane in which the sensor is to be located is in one place formed on the membrane, which is a particularly suitable location represents for the sensor gauge tap on the membrane, and at the same time the mechanical stability (eg the Resistance to detachment from the membrane, etc.) of the sensor is not affected.

Somit ist die Ausnehmung (z. B. eine Nut) an einer Biegekante (d. h. dem Übergang von dem Verstärkungsbereich zu einem dünneren Membranbereich) zur direkten Anbringung des Dehnungssensors in der Ausnehmung ausgebildet.Consequently is the recess (eg, a groove) at a bending edge (i.e., the transition) from the reinforcing area to a thinner one Membrane area) for direct attachment of the strain sensor in the Recess formed.

Somit weist der erfindungsgemäße Druckwandler die folgenden Vorteile auf:

  • – hohe Empfindlichkeit bei gleichzeitig hoher Lebensdauer des Druckwandlers, und
  • – kein flüssiges Druckübertragungsmedium ist erforderlich.
Thus, the pressure transducer according to the invention has the following advantages:
  • - High sensitivity with high durability of the pressure transducer, and
  • - No liquid pressure transmission medium is required.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor in der Ausnehmung derart aufgenommen, dass der Sensor eine über den Sensor hinweg gedachte Fortsetzung der Kontur des Verstärkungsbereichs schneidet. Somit ist sichergestellt, dass der Sensor immer an dem Übergang zwischen dem Verstärkungsbereich und dem angrenzenden dünneren Membranbereich auf der Membran angeordnet ist.According to one preferred embodiment, the sensor is in the recess recorded so that the sensor on the sensor intended continuation of the contour of the gain range cuts. This ensures that the sensor is always at the transition between the reinforcement region and the adjacent thinner membrane region is arranged on the membrane.

Weiter kann der Verstärkungsbereich zentral auf der Membran ausgebildet sein. Der Sensor ist bevorzugt an der medienabgewendeten Seite der Membran angeordnet sein, die dem zu messenden Druck abgewandt ist.Further the reinforcement region can be formed centrally on the membrane be. The sensor is preferably on the medialabgewendeten side of the Be arranged membrane which faces away from the pressure to be measured.

Bevorzugt hat der Druckwandler zwei Verstärkungsbereiche. Einer der Verstärkungsbereiche ist zentral auf der Membran ausgebildet, und der andere ist in einem Randbereich auf der Membran ausgebildet. Bevorzugt ist der Sensor in dem zentral gelegenen Verstärkungsbereich mittels der Ausnehmung in dem vorstehend beschriebenen Übergangsbereich angeordnet. Weiter kann der Verstärkungsbereich im Randbereich der Membran als ein Einspann- oder Aufnahmebereich der Membran für den gesamten Druckwandler dienen. Im Übrigen können der/die Verstärkungsbereich/e einstückig mit dem dünneren Membranbereich ausgebildet sein.Prefers the pressure transducer has two gain ranges. One of Reinforcement areas are formed centrally on the membrane, and the other is formed in an edge area on the diaphragm. Preferably, the sensor is in the central gain area by means of the recess in the transition region described above arranged. Next, the gain area in the edge area the membrane as a clamping or receiving area of the membrane for serve the entire pressure transducer. Incidentally, the / can Reinforcement area / e integral with the thinner one Membrane area be formed.

Bevorzugt ist die Ausnehmung an einer Stelle großer Verformung auf der Membran angeordnet. Weiter kann die Ausnehmung eine Nut sein, die sich zumindest teilweise in den Verstärkungsbereich der Membran erstreckt.Prefers the recess is at a point of great deformation arranged the membrane. Further, the recess may be a groove, at least partially in the reinforcement area the membrane extends.

Bevorzugt erstreckt sich diese Nut längsverlaufend, d. h. in einer radialen Richtung, durch den gesamten Verstärkungsbereich der Membran. Ferner können auch mehrere Nuten, die die Kontur des Verstärkungsbereichs durchbrechen, in dem Verstärkungsbereich ausgebildet sein. Diese können am Umfang des Verstärkungsbereichs in gleichmäßigen Winkelabständen voneinander angeordnet sein.Prefers this groove extends longitudinally, d. H. in a radial direction, through the entire gain range the membrane. Furthermore, several grooves that the Break the contour of the gain area, in the gain area be educated. These may be at the perimeter of the gain area at regular angular intervals from each other be arranged.

Weiter wird die Membran bevorzugt auf der ebenen Seite durch ein Medium (z. B. Wasser, Öl, Luft, Gas, etc.) mit Druck beaufschlagt.Further the membrane is preferably on the flat side by a medium (eg water, oil, air, gas, etc.) pressurized.

Bevorzugt können die Verstärkungsbereiche kreiszylinderförmig ausgebildet sein. Die Ausnehmung ist dann derart ausgebildet, dass der Sensor auf einer Fortsetzung der Kreiszylinderumfangslinie des jeweiligen Verstärkungsbereichs angeordnet ist. Damit ist der Sensor in dem Übergangsbereich von dem Verstärkungs- zu dem dünneren Membranbereich der Membran angeordnet.Prefers the amplification areas can be circular cylindrical be educated. The recess is then designed such that the sensor on a continuation of the circular cylinder circumference of the respective gain region is arranged. This is the sensor in the transition region of the amplification arranged to the thinner membrane region of the membrane.

Bevorzugt sind der Verstärkungsbereich und der Membranbereich zylinderförmig ausgebildet, wobei die Grundfläche des Membranbereichs und die Grundfläche des Verstärkungsbereichs konzentrische Kreise bezüglich des Kreismittelpunkts der Grundfläche des Druckwandlers bilden.Prefers the reinforcement region and the membrane region are cylindrical formed, wherein the base area of the membrane area and the base area of the reinforcing area concentric Circles with respect to the circle center of the base form the pressure transducer.

Der erfindungsgemäße Druckwandler besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einer kreisrunden Scheibe, die in radialer Richtung drei Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweist. Diese Bereiche sind koaxial zueinander ausgebildet und haben in Richtung senkrecht zu der Achse der Scheibe (des Druckwandlers) verschiedene Dicken- bzw. Verstärkungsbereiche. Der zentrale Bereich und der Randbereich weisen eine wesentliche größere Dicke als der von ihnen eingeschlossene mittlere Bereich (dünnere Membranbereich) auf. Die Nut ist bevorzugt in zumindest einem der Verstärkungsbereiche derart ausgebildet, dass ein dehnungsempfindlicher Sensor auf einer Fortsetzung der Kreiszylinderumfangslinie des jeweiligen Verstärkungsbereichs angeordnet ist.Of the Pressure transducer according to the invention consists in a preferred embodiment of a circular disc, which has three areas of different thickness in the radial direction. These areas are coaxial with each other and have in Direction perpendicular to the axis of the disc (the pressure transducer) different thickness or gain ranges. The central one Area and the edge area have a significantly larger Thickness as the middle area enclosed by them (thinner Membrane area). The groove is preferred in at least one of Reinforcement areas formed such that a strain-sensitive Sensor on a continuation of the circular cylinder circumference of the respective Amplification area is arranged.

Bei diesem erfindungsgemäßen Druckwandler bilden sich bei Druckbeaufschlagung des Druckwandlers und somit bei Druckbeaufschlagung des Sensors mechanische Spannungen (Verformungen der Membran) aus, die besonders stark an der Nut in dem Verstärkungsbereich auftreten und mittels des dehnungsempfindlichen Sensors gemessen werden können.at These pressure transducers according to the invention form when pressurizing the pressure transducer and thus when pressurized of the sensor mechanical stresses (deformations of the membrane), especially strong at the groove in the reinforcement area occur and measured by means of the strain-sensitive sensor can be.

Diese dehnungsempfindlichen Sensoren können resistive Dehnungssensoren (RDS) (z. B. Dehnmessstreifen), Dünnfilmsensoren (DFS) und piezoresistive Sensoren (PRS) sein. Die genannten Sensorengruppen gehören alle zu den resistiven Dehnungssensoren (RDS).These strain-sensitive sensors can be resistive strain sensors (RDS) (eg strain gauges), thin-film sensors (DFS) and piezoresistive sensors (PRS). The mentioned sensor groups all belong to the resistive strain sensors (RDS).

Bevorzugt erfassen die Dehnmessstreifen Dehnungen durch ungefähr 1 μm starke metallische Mäander, welche wiederum mittels eines Trägerfilms an der Stelle der Messung d. h. in der Ausnehmung des Verstärkungsbereichs angebracht werden. Die Dünnfilmsensoren, die in Form einer ungefähr 50 nm starken Dünnfilmstruktur in der Ausnehmung der Membran angeordnet sind (z. B. mittels Sputtern), sind somit quasieinstückig mit der Membran verbunden. Die piezoresistiven Sensoren sind üblicherweise derart ausgebildet, dass sie ein oder mehrere Halbleiterwiderstandselemente aufweisen (z. B. dotierte Siliziumkristalle), die Verformungen (Dehnungen oder Stauchungen) in elektrische Signale umwandeln.The strain gauges preferably detect strains through metallic meanders of approximately 1 μm, which in turn are attached by means of a carrier film at the location of the measurement, ie in the recess of the reinforcement region. The thin film sensors, which are arranged in the recess of the membrane in the form of an approximately 50 nm thick thin-film structure, are thus connected in quasi-integral manner to the membrane. The piezoresistive sensors are usually designed such that they have one or more semiconductor resistance elements (eg do siliconized crystals), which convert deformations (strains or compressions) into electrical signals.

Bevorzugt hat der erfindungsgemäße Druckwandler einen Sensor, der als ein Chipbauteil aufgebaut ist, das aus einer geometrisch versetzten Anordnung von mindestens einem Halbleiterelement, vorzugsweise vier Halbleiterelementen, besteht, wobei diese Halbleiterelemente wiederum durch Anordnung im Winkel von 90° zueinander elektrische Widerstandsänderungen mit unterschiedlichen Vorzeichen erfahren und in einer Brückenschaltung (vorzugsweise Wheatstone-Brücke) verschaltet bzw. elektrisch verbunden sind.Prefers the pressure transducer according to the invention has a sensor, which is constructed as a chip component, which consists of a geometric staggered arrangement of at least one semiconductor element, preferably four semiconductor elements, wherein these semiconductor elements turn by arrangement at an angle of 90 ° to each other electrical Resistance changes with different signs experienced and in a bridge circuit (preferably Wheatstone bridge) interconnected or electrically connected.

Vorzugsweise sind jeweils zwei Widerstände der vier Halbleiter-Elementen parallel und somit beide Widerstandspaare in einem Winkel von 90° derart zueinander angeordnet, dass die Widerstandspaare Widerstandsänderungen mit unterschiedlichen Vorzeichen erfahren, dass die absolute Differenz der Widerstände maximal ist und dass diese in einer Brückenschaltung, vorzugsweise Wheatstone-Brücke, elektrisch verbunden sind.Preferably are each two resistors of the four semiconductor elements parallel and thus both resistance pairs at an angle of 90 ° to each other arranged that the resistor pairs resistance changes with different signs learn that the absolute difference the resistances is maximum and that these are in a bridge circuit, preferably Wheatstone bridge, are electrically connected.

Bevorzugt hat der Druckwandler einen verstärkten Randbereich, in dem auch Ausnehmungen für Sensoren platziert werden können. Solche Sensoren sind mit dem entsprechenden Sensor in der entsprechenden Ausnehmung in dem zentralen Verstärkungsbereich auf der Membran elektrisch verbunden und verschaltet. Bevorzugt kann der Randbereich zylinderförmig ausgebildet sein und einen Kreisring als Grundfläche aufweisen, dieser Kreisring ist bevorzugt konzentrisch zu der Grundfläche des Druckwandlers und des zentralen Verstärkungsbereichs ausgebildet.Prefers the pressure transducer has a reinforced edge area, in which also recesses for sensors can be placed. Such sensors are with the corresponding sensor in the corresponding Recess in the central reinforcement area on the Membrane electrically connected and interconnected. Preferably, the Randbereich cylindrical in shape and a circular ring As a base, this annulus is preferred concentric with the base of the pressure transducer and the formed central amplification area.

Bevorzugt hat der erfindungsgemäße Druckwandler eine Membran, die mit PTFE laminiert sein kann. Weiter kann die Membran mit Au, Ag, PT und/oder Ta beschichtet sein.Prefers the pressure transducer according to the invention has a membrane, which can be laminated with PTFE. Further, the membrane may be Au, Ag, PT and / or Ta be coated.

Bevorzugt ist der Druckwandler gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Membran ausgebildet, die als ein Teil einer Behälterwand insbesondere zur Messung von Füllständen oder Behälterdrücken vorgesehen ist.Prefers is the pressure transducer according to the present invention formed with a membrane, which as a part of a container wall in particular for the measurement of levels or Container pressures is provided.

Nachstehend ist der Aufbau des Druckwandlers gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:below is the construction of the pressure transducer according to preferred Embodiments of the invention with reference to the attached Drawings explained and described in detail. In The drawings show the following:

1A ist eine Draufsicht eines Druckwandlers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, der zwei Verstärkungsbereiche, einen Membranbereich und einen Sensor aufweist. 1A FIG. 12 is a plan view of a pressure transducer according to a first embodiment of the invention having two gain regions, a membrane region and a sensor. FIG.

1B ist eine Schnittansicht des Druckwandlers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung entlang der Linie A-A in 1A. 1B is a sectional view of the pressure transducer according to the first embodiment of the invention along the line AA in 1A ,

2 ist eine Perspektivansicht eines Druckwandlers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 is a perspective view of a pressure transducer according to a second embodiment of the invention.

3A ist eine Draufsicht des Druckwandlers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3A is a plan view of the pressure transducer according to the second embodiment of the invention.

3B ist eine Schnittansicht des Druckwandlers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung entlang der Linie B-B von 3A. 3B is a sectional view of the pressure transducer according to the second embodiment of the invention along the line BB of 3A ,

In 1A und 1B ist ein Druckwandler mit einer Membran 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der erfindungsgemäße Druckwandler wird bevorzugt als ein Teil einer Behälterwand zur Messung von Füllständen oder Behälterdrücken z. B. in der chemischen Verfahrenstechnik und sterilen Verfahrenstechnik, der Pharma-Industrie und der Bio- und Gentechnologie angewandt.In 1A and 1B is a pressure transducer with a membrane 1 according to a first embodiment of the present invention. The pressure transducer according to the invention is preferably used as a part of a container wall for measuring levels or container pressures z. B. in chemical engineering and sterile process engineering, the pharmaceutical industry and biotechnology and genetic engineering applied.

Wie in 1A und 1B gezeigt ist, besteht der Druckwandler gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus einer kreisrunden Scheibe (die Membran 1), die in radialer Richtung drei Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweist. Der Druckwandler mit der Membran 1 weist eine zylinderförmige Gestalt auf. Diese Zylinderform wird aus einem zentralen Verstärkungsbereich 11, einem Randverstärkungsbereich 13 und einem zwischen diesen Bereichen liegenden Membranringbereich 15 gebildet. Somit ist der Verstärkungsbereich 11 zentral auf der Membran 1 ausgebildet, und der Verstärkungsbereich 13 ist radial außen als Randbereich auf der Membran 1 ausgebildet. In dem ersten Ausführungsbeispiel haben sowohl der zentrale Verstärkungsbereich 11 als auch der Randverstärkungsbereich 13 dieselbe Stärke bzw. Dicke. Sie können aber auch innerhalb der jeweiligen Bereiche als auch untereinander unterschiedliche Dickenabmessungen aufweisen. Die Bereiche 11, 13 und 15 sind ferner koaxial zueinander gelegen und weisen in Richtung senkrecht zu der Achse des Druckwandlers die unterschiedlichen Dicken auf. Wie in 1a und 1B dargestellt ist, sind die beiden Verstärkungsbereiche 11 und 13 einstückig mit dem Membranringbereich 15 ausgebildet.As in 1A and 1B is shown, the pressure transducer according to the first embodiment of a circular disc (the membrane 1 ), which has three regions of different thickness in the radial direction. The pressure transducer with the membrane 1 has a cylindrical shape. This cylindrical shape is made up of a central reinforcement area 11 , an edge reinforcement area 13 and a membrane annulus region located between these regions 15 educated. Thus, the gain range is 11 centrally on the membrane 1 trained, and the gain area 13 is radially outward as an edge region on the membrane 1 educated. In the first embodiment, both the central amplification area 11 as well as the edge reinforcement area 13 the same thickness or thickness. However, they can also have different thickness dimensions within the respective areas as well as one another. The areas 11 . 13 and 15 are also located coaxially with one another and have the different thicknesses in the direction perpendicular to the axis of the pressure transducer. As in 1a and 1B are shown, the two gain areas 11 and 13 integral with the membrane annulus area 15 educated.

Der Randverstärkungsbereich 13 kann als Einspann- und Befestigungsbereich für den Druckwandler dienen. Da eine Einspannanordnung z. B. als Teil einer Behälterwand allgemein bekannt ist, ist diese nicht eigens dargestellt und in der nachstehenden Beschreibung nicht weiter beschrieben.The edge reinforcement area 13 can serve as a clamping and fastening area for the pressure transducer. Since a clamping arrangement z. B. is generally known as part of a container wall, this is not specifically shown and not described in the following description.

Weiter ist in dem erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiel in dem zentralen Verstärkungsbereich 11 eine Ausnehmung 21 ausgebildet. Diese Ausnehmung 21 ist derart ausgebildet, dass sie zumindest die Außenkontur des zentralen Verstärkungsbereichs 11 durchbricht.Next is in the first invention Embodiment in the central reinforcement area 11 a recess 21 educated. This recess 21 is formed such that it at least the outer contour of the central reinforcing region 11 breaks through.

In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung 21 des Druckwandlers z. B. durch einen Fingerfräser halbkreisförmig ausgebildet, wie in der Draufsicht in 1A gezeigt ist. Ferner liegt ein Bodenabschnitt der Ausnehmung 21 in derselben Ebene wie der Membranringbereich 15. Somit hat der Bodenabschnitt der Ausnehmung 21 die gleiche Dicke wie der Membranringbereich 15. Die Ausnehmung 21 kann alternativ auch eine ein wenig größere oder kleinere Dickenabmessung als der Membranringbereich 15 aufweisen.In the first embodiment, the recess 21 of the pressure transducer z. B. formed by a semi-circular end mill, as in the plan view in 1A is shown. Further, there is a bottom portion of the recess 21 in the same plane as the membrane ring area 15 , Thus, the bottom portion of the recess 21 the same thickness as the membrane ring area 15 , The recess 21 Alternatively, it may be a slightly larger or smaller thickness dimension than the membrane ring portion 15 exhibit.

In der Ausnehmung 21 und auf dem Membranringbereich 15 ist ein Sensor (z. B. ein Dehnmessstreifen) 2 zur Erfassung von durch Druckbeaufschlagung der Membran 1 auftretenden Verformungen befestigt. Der Sensor 2 ist derart in der Ausnehmung 21 aufgenommen, dass er eine gedachte Fortsetzung der Kontur des zentralen Verstärkungsbereichs 11 schneidet. Das heißt, da der zentrale Verstärkungsbereich 11 kreiszylinderförmig ausgebildet ist, schneidet die Position der Sensoranordnung in der Ausnehmung 21 und auf dem Membranringbereich 15 eine gedachte Fortsetzung der Kreisumfangslinie des zentralen Verstärkungsbereichs 11.In the recess 21 and on the membrane ring area 15 is a sensor (eg a strain gauge) 2 for detecting by pressurizing the membrane 1 attached deformations attached. The sensor 2 is so in the recess 21 recorded that he is an imaginary continuation of the contour of the central amplification area 11 cuts. That is, because the central reinforcement area 11 is formed circular cylindrical, the position of the sensor arrangement intersects in the recess 21 and on the membrane ring area 15 an imaginary continuation of the circumference line of the central amplification area 11 ,

Somit ist in dem Druckwandler gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Sensor 2 auf der Rückseite der frontbündig ausgebildeten Membran 1 direkt an einem Übergangsbereich zwischen dem zentralen Verstärkungsbereich 11 und dem Membranringbereich 15 befestigt. Dieser Übergangsbereich schneidet somit eine Biegekante der Membran, die durch den Dickenübergang von dem Verstärkungsbereich 11 zu dem dünnen Membranringbereich 15 gebildet wird, wodurch ein hohes Messsignal aufgrund von Spannungskonzentrationen an der Biegekante von dem Sensor 2 abgegeben wird.Thus, in the pressure transducer according to the first embodiment of the invention, the sensor 2 on the back of the flush-mounted membrane 1 directly at a transition area between the central reinforcement area 11 and the membrane ring area 15 attached. This transition region thus intersects a bending edge of the membrane caused by the thickness transition from the reinforcement region 11 to the thin membrane ring area 15 is formed, whereby a high measurement signal due to stress concentrations at the bending edge of the sensor 2 is delivered.

Da der Sensor 2 teilweise innerhalb der Ausnehmung 21 des zentralen Verstärkungsbereichs 11 und teilweise auf dem Membranringbereich 15 angeordnet ist, ist somit sichergestellt, dass einerseits ein ausreichend großes Messsignal durch den Sensor 2 erzeugt werden kann, und dass andererseits die mechanische Belastung des Sensors nicht übermäßig ist.Because the sensor 2 partially within the recess 21 of the central amplification area 11 and partly on the membrane ring area 15 is arranged, it is thus ensured that, on the one hand, a sufficiently large measurement signal through the sensor 2 can be generated, and that on the other hand, the mechanical stress of the sensor is not excessive.

Ferner ist in 2, 3A und 3B ein zweites Ausführungsbeispiel des Druckwandlers gemäß der Erfindung beschrieben.Furthermore, in 2 . 3A and 3B A second embodiment of the pressure transducer according to the invention described.

Das zweite Ausführungsbeispiel weist im Prinzip den gleichen Aufbau wie das erste Ausführungsbeispiel auf. Insbesondere ist in dem Druckwandler des zweiten Ausführungsbeispiels die Ausnehmung 21 als eine über die gesamte Membran 1 längsverlaufende Nut 21 ausgebildet, wodurch eine zusätzliche, längsverlaufende Biegekante an der Membran 1 erzeugt wird.The second embodiment has in principle the same structure as the first embodiment. In particular, in the pressure transducer of the second embodiment, the recess 21 as one over the entire membrane 1 longitudinal groove 21 formed, whereby an additional, longitudinal bending edge on the membrane 1 is produced.

In dieser Ausnehmung 21 ist der Sensor 2 an einer ähnlichen Stelle wie in dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet. Das heißt, der Sensor 2 ist wiederum in dem Übergangsbereich zwischen dem Verstärkungsbereich 11 und dem Membranringbereich 15 in der Nut 21 angeordnet.In this recess 21 is the sensor 2 arranged in a similar position as in the first embodiment. That is, the sensor 2 again is in the transition region between the gain region 11 and the membrane ring area 15 in the groove 21 arranged.

Auch mit dem Druckwandler des zweiten Ausführungsbeispiels können die gleichen Effekte und Wirkungen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden.Also with the pressure transducer of the second embodiment can the same effects and effects as in the first embodiment be achieved.

Ferner können auch mehr als eine die Kontur des Verstärkungsbereichs durchbrechende Nuten in den jeweiligen Verstärkungsbereichen der Membran ausgebildet sein. Diese können z. B. am Umfang des Verstärkungsbereichs in vorzugsweise gleichmäßigen Winkelabständen voneinander angeordnet sein.Further can also do more than one the contour of the gain range breaking grooves in the respective reinforcement areas be formed of the membrane. These can be z. B. on the circumference of the gain region in preferably uniform Be arranged angular distances from each other.

Des Weiteren können mehrere Sensoren in mehreren Ausnehmungen (Nuten) angeordnet werden, welche in einer Brückenschaltung z. B. in einer Wheatstone-Brücke verschaltet bzw. elektrisch verbunden sind. Die Messergebnisse können an ein Messerfassungsgerät (nicht gezeigt) übermittelt werden und durch dieses ausgewertet und ausgegeben werden.Of Furthermore, several sensors can be in several recesses (Grooves) are arranged, which in a bridge circuit z. B. interconnected in a Wheatstone bridge or electrically are connected. The measurement results can be sent to a measuring device (not shown) are transmitted and evaluated by this and spent.

In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen ist der Sensor teilweise an bzw. innerhalb des zentralen Verstärkungsbereichs auf der Membran befestigt. Alternativ kann/können der Sensor bzw. die Sensoren auch in einem Übergangsbereich von dem Membranbereich zu dem äußeren Randbereich angeordnet sein. Es ist für die Erfindung in dieser Ausgestaltung nur relevant, dass der Sensor derart angeordnet ist, dass dieser in einem Übergangsbereich von einem der beiden Verstärkungsbereiche zu dem Membranringbereich auf einer entsprechenden Biegekante wie vorstehend beschrieben angeordnet ist.In the above embodiments is the Sensor partially at or within the central gain range attached to the membrane. Alternatively, the sensor or the sensors also in a transition region of the membrane area be arranged to the outer edge region. It is only relevant to the invention in this embodiment, that the sensor is arranged such that it is in a transition region from one of the two reinforcement regions to the membrane ring region arranged on a corresponding bending edge as described above is.

Des Weiteren können auch nur einer oder mehr als zwei Verstärkungsbereiche auf der Membran ausgebildet sein. Diese Verstärkungsbereiche können unterschiedliche Stärken aufweisen. Im Übrigen werden als Sensoren üblicherweise Dehnmessstreifen, Dünnfilmsensoren und/oder piezoresistive Sensoren verwendet. Diese Sensoren können jeweils separat oder gemeinsam auf Chipbauteilen angeordnet sein, die wiederum bevorzugt paarweise in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, und die Widerstandsänderungen mit unterschiedlichen Vorzeichen erfahren und in einer Brückenschaltung (vorzugsweise Wheatstone-Brücke) verschaltet bzw. elektrisch verbunden sind.Furthermore, only one or more than two reinforcement regions can also be formed on the membrane. These reinforcement areas can have different strengths. Incidentally, strain sensors, thin-film sensors and / or piezoresistive sensors are usually used as sensors. These sensors can each be arranged separately or jointly on chip components, which in turn are preferably arranged in pairs at an angle of 90 ° to one another, and the resistance changes with different signs experienced and in a bridge circuit (preferably Wheatstone bridge) interconnected or electrically connected.

Der erfindungsgemäße Druckwandler mit den unterschiedlichen Verstärkungsbereichen zur Messung von Füllständen oder Behälterdrücken kann auch in der Nahrungs- und Genussmitteltechnik, in der chemischen Verfahrenstechnik und sterilen Verfahrenstechnik oder in der Kfz-Technik z. B. bei der Zylinderdruckmessung von Motoren, Öl- und Bremsdruckmessungen, etc. angewandt werden.Of the Pressure transducer according to the invention with the different Reinforcement areas for measuring levels or container pressure can also be used in food and stimulant technology, in chemical engineering and Sterile process technology or in the automotive technology z. B. in the Cylinder pressure measurement of engines, oil and brake pressure measurements, etc. are applied.

Die Membran ist üblicherweise aus einem elastischen Material z. B. Edelstahl, Messing, Hastelloy-Legierungen oder anderen üblichen Membranmaterialien hergestellt. Die Anforderung an die Membran ist derart, dass sie sich unter Druckbeaufschlagung verformen kann, und dass sie wieder in die ursprüngliche Form zurückkehrt. Im Übrigen soll sie einen geeigneten Biegungsverlauf aufweisen, welcher insbesondere durch die auf der Membran angeordneten Verstärkungsbereiche und Ausnehmungen gewährleistet wird.The Membrane is usually made of an elastic material z. As stainless steel, brass, Hastelloy alloys or other common Membrane materials produced. The requirement for the membrane is such that it can deform under pressure, and that she returns to her original form. Incidentally, it should have a suitable bending curve, which in particular by the reinforcement regions arranged on the membrane and recesses is guaranteed.

Vorzugsweise ist der zentrale Verstärkungsbereich als Schutz gegen Drucküberlastung so an Stellen der Membran vorgesehen, dass er im Fall zu hohen Drucks die Membran an gegenüberliegenden Gehäuseabschnitten abstützen kann und deren Beschädigung verhindert.Preferably is the central reinforcement area as protection against pressure overload provided in places on the membrane, that in case it is too high pressure the membrane on opposite housing sections can support and prevents their damage.

Die vorliegende Erfindung stellt weiter einen besonderen Vorteil in der Messempfindlichkeit des Sensors sicher, da dieser an den entsprechenden Übergangsbereichen zumindest teilweise in den Ausnehmungen der Verstärkungsbereiche angeordnet ist.The The present invention further provides a particular advantage the sensitivity of the sensor, as this at the appropriate transition areas at least partially in the recesses of the reinforcement areas is arranged.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Membran eine hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitig ausgezeichnetem Messabgriff aufweist.One Another advantage is that the membrane has a high mechanical Stability with excellent measuring tap having.

In den vorstehenden bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Druckwandler als Scheibe ausgebildet und die Verstärkungsbereiche sind kreiszylinderförmig ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass die Form der Verstärkungsbereiche auch eine andere Gestalt als eine kreiszylinderartige Bauform sein kann. Sie können beispielsweise Zylinderformen mit ovaler, viereckiger oder mehreckiger bzw. davon leicht abgewandelten Grundrissformen aufweisen.In the above preferred embodiments the pressure transducer formed as a disc and the gain ranges are formed circular cylindrical. Alternatively it is possible that the shape of the reinforcement areas also be a different shape than a circular cylinder-like design can. For example, you can use cylindrical shapes with oval, quadrangular or polygonal or slightly modified ground plan shapes exhibit.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 20308382 U1 [0004] - DE 20308382 U1 [0004]
  • - DE 10153424 A [0005] - DE 10153424 A [0005]

Claims (19)

Druckwandler mit einer Membran (1), die zumindest einen auf der Membran (1) angebrachten Sensor (2) zur Erfassung von durch Druckbeaufschlagung der Membran (1) auftretenden Verformungen und zumindest einen Verstärkungsbereich (11, 13) hat, in dem eine die Kontur des Verstärkungsbereichs (11, 13) durchbrechende Ausnehmung (21) ausgebildet ist, in der der Sensor (2) zumindest teilweise aufgenommen ist.Pressure transducer with a membrane ( 1 ), which at least one on the membrane ( 1 ) mounted sensor ( 2 ) for detecting by pressurizing the membrane ( 1 ) occurring deformations and at least one reinforcing region ( 11 . 13 ), in which one has the contour of the amplification area ( 11 . 13 ) passing through recess ( 21 ) is formed, in which the sensor ( 2 ) is at least partially included. Druckwandler nach Anspruch 1, wobei der Sensor (2) in der Ausnehmung (21) derart aufgenommen ist, dass er eine über den Sensor (2) hinweg gedachte Fortsetzung der Kontur des Verstärkungsbereichs (11, 13) schneidet.A pressure transducer according to claim 1, wherein the sensor ( 2 ) in the recess ( 21 ) is recorded in such a way that it transmits one via the sensor ( 2 ) continuation of the contour of the amplification area ( 11 . 13 ) cuts. Druckwandler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verstärkungsbereich (11, 13) zentral auf der Membran (2) ausgebildet ist.A pressure transducer according to claim 1 or 2, wherein the gain region ( 11 . 13 ) centrally on the membrane ( 2 ) is trained. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (2) an einer dem zu messenden Druck abgewandten Seite der Membran (1) angeordnet ist.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the sensor ( 2 ) at a side of the membrane facing away from the pressure to be measured ( 1 ) is arranged. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Membran (1) zwei Verstärkungsbereiche (11, 13) hat, von denen einer (11) zentral auf der Membran (2) und der andere (13) im Randbereich der Membran (2) ausgebildet ist.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the membrane ( 1 ) two gain areas ( 11 . 13 ), one of which ( 11 ) centrally on the membrane ( 2 ) and the other ( 13 ) in the edge region of the membrane ( 2 ) is trained. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der/die Verstärkungsbereich/e (11, 13) einstückig mit der Membran (2) ausgebildet ist/sind.A pressure transducer according to any one of the preceding claims, wherein the gain region (s) (e) 11 . 13 ) in one piece with the membrane ( 2 ) is / are formed. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Ausnehmung (21) an einer Stelle großer Verformung auf der Membran (1) befindet.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the recess ( 21 ) at a site of great deformation on the membrane ( 1 ) is located. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (21) eine Nut (21) ist, die sich zumindest teilweise in den Verstärkungsbereich (11, 13) erstreckt.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the recess ( 21 ) a groove ( 21 ) which at least partially enters the gain region ( 11 . 13 ). Druckwandler nach Anspruch 8, wobei sich die Nut (21) längsverlaufend durch den Verstärkungsbereich (11, 13) hindurch erstreckt.Pressure transducer according to claim 8, wherein the groove ( 21 ) longitudinally through the reinforcement region ( 11 . 13 ) extends therethrough. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Membran (1) durch ein Medium mit Druck beaufschlagt ist.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the membrane ( 1 ) is pressurized by a medium. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verstärkungsbereich (11, 13) kreiszylinderförmig ausgebildet ist, wobei der Sensor (2) auf der Fortsetzung der Kreisumfangslinie des Verstärkungsbereichs angeordnet ist.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the reinforcement region ( 11 . 13 ) is circular-cylindrical, wherein the sensor ( 2 ) is disposed on the continuation of the circumference line of the amplification area. Druckwandler nach Anspruch 11, wobei der Verstärkungsbereich (11, 13) und die Membran (1) zylinderförmig ausgebildet sind, wobei die Grundfläche der Membran (1) und die des Verstärkungsbereichs (11, 13) konzentrische Kreise sind.A pressure transducer according to claim 11, wherein the gain region ( 11 . 13 ) and the membrane ( 1 ) are cylindrical, wherein the base of the membrane ( 1 ) and the gain range ( 11 . 13 ) are concentric circles. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (2) ein DMS, ein DFS und/oder ein PRS ist.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the sensor ( 2 ) is a DMS, a DFS and / or a PRS. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (2) ein Chip ist, der aus einer geometrischen versetzten Anordnung von vorzugsweise vier Halbleiter-Elementen besteht, wovon jeweils zwei Widerstände parallel und beide Widerstandspaare in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, dergestalt, dass die Widerstandspaare Widerstandsänderungen mit unterschiedlichen Vorzeichen erfahren, dass die absolute Differenz der Widerstände maximal ist und dass diese in einer Brückenschaltung, vorzugsweise Wheatstone-Brücke, elektrisch verbunden sind.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the sensor ( 2 ) is a chip, which consists of a geometric offset arrangement of preferably four semiconductor elements, of which two resistors in parallel and both resistor pairs are arranged at an angle of 90 ° to each other, such that the resistor pairs undergo resistance changes with different signs that the absolute difference of the resistances is maximum and that they are electrically connected in a bridge circuit, preferably Wheatstone bridge. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Membran (1) einen verstärkten Randbereich hat, in dem Ausnehmungen für Sensoren platziert sind, die mit dem entsprechenden Sensor (2) in der entsprechenden Ausnehmung (21) des Verstärkungsbereichs (11, 13) zusammengeschaltet sind.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the membrane ( 1 ) has a reinforced edge region in which recesses are placed for sensors connected to the corresponding sensor ( 2 ) in the corresponding recess ( 21 ) of the amplification area ( 11 . 13 ) are interconnected. Druckwandler nach Anspruch 15, wobei der Randbereich zylinderförmig ausgebildet ist und einen Kreisring als Grundfläche aufweist, der konzentrisch zu der Grundfläche der Membran (1) ist.Pressure transducer according to claim 15, wherein the edge region is cylindrical and has a circular ring as the base surface concentric with the base surface of the membrane ( 1 ). Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Membran (1) mit PTFE laminiert ist.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the membrane ( 1 ) is laminated with PTFE. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Membran (1) mit Au, Ag, PT und/oder Ta beschichtet ist.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the membrane ( 1 ) is coated with Au, Ag, PT and / or Ta. Druckwandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Membran (1) als Teil einer Behälterwand insbesondere zur Messung von Füllständen oder Behälterdrücken vorgesehen ist.Pressure transducer according to one of the preceding claims, wherein the membrane ( 1 ) is provided as part of a container wall in particular for the measurement of levels or container pressures.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011111558A1 (en) 2011-08-26 2013-02-28 Andreas Grunert Dry measuring sensor for measuring e.g. physical variable of bulk material in pharmaceutical industry, has sensing unit for detecting physical variable that is evaluated by evaluation- and control unit to detect leakage

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210214211A1 (en) * 2020-01-15 2021-07-15 Stmicroelectronics Pte Ltd Mems thin membrane with stress structure
CN115628840B (en) * 2022-12-20 2023-03-28 深圳市新凯来技术有限公司 Pressure sensor and electronic equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2608381C2 (en) * 1976-03-01 1978-03-30 Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh, 6100 Darmstadt Transmitter
DE4024780A1 (en) * 1990-08-04 1991-10-17 Bosch Gmbh Robert Ceramic membrane pressure sensor - has central membrane zone with stiffening region enclosed by inner strain zone and strengthening zone leading to frame section
DE10153424A1 (en) 2001-11-03 2003-05-15 Kmw Duennschichttechnik Und Mi Pressure transducers, in particular for measuring cylinder pressure in engines and methods for producing the same
DE20308382U1 (en) 2003-05-28 2003-09-04 Fischer Meß- und Regeltechnik GmbH, 32107 Bad Salzuflen Pressure sensor has three zones formed from ceramic substrate, each having different thickness, and strain-sensitive resistances provided on other side
DE102006002114A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Micromechanical sensor unit for use as e.g. piezo-resistive microphone, has carrier unit arranged in area of membrane and connected with frame, and piezo resistors arranged in area of rods for detection of deformation of membrane

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1226806B (en) * 1960-11-29 1966-10-13 Siemens Ag Load cell
US3393566A (en) * 1966-02-18 1968-07-23 Bytrex Inc Miniature pressure transducer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2608381C2 (en) * 1976-03-01 1978-03-30 Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh, 6100 Darmstadt Transmitter
DE4024780A1 (en) * 1990-08-04 1991-10-17 Bosch Gmbh Robert Ceramic membrane pressure sensor - has central membrane zone with stiffening region enclosed by inner strain zone and strengthening zone leading to frame section
DE10153424A1 (en) 2001-11-03 2003-05-15 Kmw Duennschichttechnik Und Mi Pressure transducers, in particular for measuring cylinder pressure in engines and methods for producing the same
DE20308382U1 (en) 2003-05-28 2003-09-04 Fischer Meß- und Regeltechnik GmbH, 32107 Bad Salzuflen Pressure sensor has three zones formed from ceramic substrate, each having different thickness, and strain-sensitive resistances provided on other side
DE102006002114A1 (en) * 2005-12-22 2007-06-28 Robert Bosch Gmbh Micromechanical sensor unit for use as e.g. piezo-resistive microphone, has carrier unit arranged in area of membrane and connected with frame, and piezo resistors arranged in area of rods for detection of deformation of membrane

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011111558A1 (en) 2011-08-26 2013-02-28 Andreas Grunert Dry measuring sensor for measuring e.g. physical variable of bulk material in pharmaceutical industry, has sensing unit for detecting physical variable that is evaluated by evaluation- and control unit to detect leakage
DE102011111558B4 (en) * 2011-08-26 2020-10-15 Andreas Grunert Dry transducer

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