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Die
Erfindung betrifft einen Drucksensor, bei dem durch Druckänderung
mittels Veränderung einer Induktivität ein Signal über
eine Elektronik erzeugt wird, welches zur Druckbestimmung dient.
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Drucksensoren,
welche zum Messen von Drücken in Gasen oder Flüssigkeiten
eingesetzt werden, basieren im Allgemeinen auf der Verwendung von
Dehnmessstreifen oder Piezoaufnehmern, die auf eine Membran aufgebracht
sind, wobei die Membran in Druckschaltern eingebaut sein kann. Die Druckmessung
des auf die Membran wirkenden Druckes wird dabei über eine
Widerstandsänderung über die mechanische Deformation
im Dehnmessstreifen oder über die Leitfähigkeitsänderung
einer SI-Membran bei einem piezoresistiven Effekt erfasst. Die Ausdehnung
einer Membran innerhalb eines Drucksensors, welche aufgrund von
Druckänderung erfolgt, wird in Form von Signalen an eine
Auswerteeinheit weitergeleitet, wo die Signale letztendlich ausgewertet
werden, und so die zuvor aufgebrachte Druckänderung ermittelt
wird.
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DE 103 11 795 A1 beschreibt
einen Drucksensor bzw. eine Drucksensoranordnung zur berührungslosen
Druckmessung. Dabei ist ein Druckschalter in einen elektrischen
Schwingkreis mit LC-Schaltung eingebaut. In Abhängigkeit
vom herrschenden Druck im System kann der Schalter, bei Über-
oder Unterschreitung einer vorgegebenen Schaltschwelle, beispielsweise
einen LC-Schaltkreis sowohl ein- als auch ausschalten. Um das Messergebnis
zu verbessern und damit eine präzisere Aussage bezüglich
des Druckwerts zu erhalten, wird in der
DE 103 11 795 A1 empfohlen,
mehrere Drucksensoren mit unterschiedlichen Schaltschwellen in der
Messanordnung vorzusehen, um einen genaueren Wert bezüglich
des Ergebnisses treffen zu können.
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Mikromechanische
Druckschalter, wie sie in der
DE 103 11 795 A1 zum Einsatz kommen, werden im
Allgemeinen aus einem Halbleiter-Substrat hergestellt und weisen
unterhalb der Membran eine Ausnehmung bzw. einen Hohlraum auf, welcher
mit der Membran überspannt ist und mindestens zwei Kontakte
aufweist. Sobald auf den Druckschalter Druck ausgeübt wird,
verformt sich die Membran derart, dass ein unterhalb der Membran
angebrachter Kontakt einen oberhalb des Halbleiters angebrachten Kontakt
berührt. Es entsteht demnach aufgrund der Durchbiegung
der Membran eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten,
welche wiederum dazu führt, dass der elektrische Schwingkreis
geschlossen wird und eine neue Auswertung der Resonanzfrequenz über
die Auswerteeinheit erfolgt.
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Diese
Art der Drucksensoren wird hauptsächlich zum Messen von
Reifendrücken von Fahrzeugen eingesetzt, was zur Folge
hat, dass neben der Ermittlung des Ergebnisses die Robustheit des Drucksensors
eine wichtige Rolle spielt.
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Da
es sich bei dem Drucksensor gemäß der Druckschrift
DE 103 11 795 A1 um
eine Sensoreinheit handelt, bei der durch die Anlage der Membran an
das Halbleiter-Substrat ein Kontakt entsteht, ist in diesem Fall
unter Robustheit eine hohe Lebensdauer durch eine möglichst
verschleißfreie Berührung der Kontakte zu verstehen.
Die Ausnehmung bzw. der Hohlraum, welche bzw. welcher innerhalb
des Druckschalters existiert, wird durch geeignete Prozessführung
mittels einer Porös-Halbleitertechnologie hergestellt.
Jedoch je öfter die Kontakte aufeinander treffen und dabei
als eine elektrische Kontaktstelle für den Stromfluss dienen,
desto höher ist der Materialabtrag. Besonders gefährdet
sind dabei vor allem dünne oder poröse Schichten,
da diese eine offene Materialstruktur und somit eine verletzbare
Oberfläche aufweisen.
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Auch
haben Verstärkungen der Membran, wie beispielsweise die
DE 101 14 665 A1 aufzeigt, keine
wesentlichen Verbesserungen gezeigt. Dabei wird eine zusätzliche
Beschichtung auf einem Umsetzungsmittel, welches auf der Membran
aufgebracht ist, aufgetragen und auf diese Weise die Durchbiegung
der Membran in ein auswertbares Signal umgesetzt. Die Beschichtung,
welche gleichzeitig auch als Dampfsperre dient, schützt
zwar die Membranoberfläche vor Feuchtigkeit und Wärmestrahlung, doch
aufgrund des ständigen Kontakts zwischen Umsetzungsmittel
und Membran, kommt es auch hier zu Verschleißerscheinungen.
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Zur
Messung von Drücken sind zahlreiche Methoden anwendbar,
wobei der Aufbau meist auf einem Verformungskörper beruht,
welcher als Messelement dient. Bei der Verformung des Membranelements
durch den angelegten Druck wird dabei eine Messgröße
verändert, die zur Erfassung eines Druckes an eine Auswerteeinheit übertragen
wird. Die Bauelemente im Drucksensor selbst sind dabei herkömmlicherweise über
Kontakte, oder indem sie Kontaktstellen bilden, miteinander verbunden,
so dass der Aufbau und/oder das Wirkprinzip die ser herkömmlichen
Drucksensoren einem mechanischen Prinzip unterliegen. Das hat zur
Folge, dass der gesamte Drucksensor bei Beschädigung nur
einer Komponente komplett ausgewechselt werden muss.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
sowie ein Verfahren zur Ermittlung von Drücken bereitzustellen,
bei welchem die einzelnen Sensoreinheiten untereinander eine verschleißfreie Übertragung
der Signale bis hin zur Ermittlung des Messwerts in der Auswerteeinheit ausbilden.
Auf diese Weise kann sicher gestellt werden, dass es weder aufgrund
von Materialabtrag noch durch Verschmutzung zu Fehlerquellen zwischen
den einzelnen Kontakten kommen kann, gleichzeitig soll durch Vermeidung
von Verschleißerscheinungen die Lebensdauer erhöht
werden. Als weitere Aufgabe der Erfindung sollen die einzelnen Sensoreinheiten
bei Beschädigung separat ausgewechselt werden können
oder ausgefallene Baugruppen der Vorrichtungen, in der die einzelnen
Sensoreinheiten aufgenommen sind, ohne Demontage weiterer Baugruppen,
auf denen beispielsweise eine nicht beschädigte Sensoreinheit
befindet, ausgetauscht werden können. Auch eine Auswechslung von
Baugruppen mit nicht beschädigten Sensoreinheiten soll
unabhängig von anderen Sensorbaugruppen möglich
sein.
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Die
Aufgabe wird dabei durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach
Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung sind in den
abhängigen Unteransprüchen 2 bis 10 angegeben.
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Der
erfindungsgemäße Drucksensor weist dabei im Wesentlichen
zwei Baugruppen auf, welche voneinander beabstandet, d. h. mechanisch,
elektrisch und/oder galvanisch entkoppelt, angeordnet sind. Bei
der ersten Baugruppe handelt es sich um einen Druckbehälter,
dessen eine Seite zumindest teilweise durch eine Membran ausgebildet
wird, die ein mit ihr gekoppeltes Bedämpfungselement aufweist. Die
zweite zur ersten Baugruppe beabstandet angeordnete Baugruppe weist
ein induktives Element mit einem elektrischen Schalt- oder Schwingkreis
auf. Aufgrund des vorliegenden Aufbaus kommt es zwischen dem Bedämpfungselement
auf der ersten Baugruppe und dem induktivem Element zu keinerlei Berührung
oder Kontakt, d. h. weder mechanisch, noch elektrisch noch galvanisch.
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Zunächst
führt eine Druckänderung innerhalb des Behälters
zu einer Durchbiegung oder Verschiebung der Membran. Dadurch, dass
die Membran mit dem Bedämpfungselement gekoppelt ist, wird das
Bedämpfungselement entsprechend der Ausdehnung/Verformung
der Membran bewegt. Je nach Anordnung des Bedämpfungselements,
beispielsweise parallel zum induktiven Element oder inner- oder
außerhalb des induktiven Elements, wird das Bedämpfungselement
relativ zum induktiven Element verschoben. Dabei verändert
das Bedämpfungselement seine relative Lage, sodass sein
Abstand zum Induktiven Element oder die Überdeckung des
induktiven Elements verändert wird.
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Wie
bekannt löst eine Bewegung eines elektrischen Leiters in
einem Magnetfeld eine Induktion aus, die in Form eines elektrischen
Stroms gemessen werden kann. Ein Magnetfeld kann dabei von einem
Permanentmagneten oder einem stromdurchflossenen elektrischen Leiter
erzeugt werden. Wird ein in einem Magnetfeld befindlicher Leiter
von einem Wechselstrom durchflossen, so löst jede Phasen- oder
Stromrichtungsumkehrung eine Induktion aus. Eine Induktion findet
ebenso in einem mit Gleichstrom durchflossenen elektrischen Leiter
statt, wenn der Leiter in einem Magnetfeld bewegt wird oder das Magnetfeld,
welches auf den Leiter wirkt verändert wird. Dieser Effekt
wird bei der vorliegenden Erfindung ausgenutzt in dem beispielsweise
das Bedämpfungselement, welches einen elektrischen Leiter
oder einen Magneten darstellen kann, relativ zum induktiven Element
bewegt wird. Dabei wird je nach Abstand, z. B. Luftspaltbreite,
zwischen Bedämpfungselement und induktiven Element eine
andere Induktion in dem induktiven Element hervorgerufen oder im Falle
eines Wechselstroms in einem der beiden Elemente der durch die Stromrichtungsumkehr
induzierte Strom verändert. Im Rahmen der Erfindung soll hierbei
auch von einer Induktionsänderung gesprochen werden.
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Ist
beispielsweise das Bedämpfungselement als Magnetfolie ausgebildet
und das induktive Element ein LC-Schwingkreis, so wird sich in dem Schwingkreis
bei Annäherung oder Entfernung des Bedämpfungselements
eine Frequenz-, Phasen- und/oder Amplitudenänderung einstellen,
die über eine Auswerteeinheit zur Druckbestimmung verwendet
werden kann.
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Diese
Induktivitätsänderung durch die beispielsweise
Abstandsänderung eines Permanentmagneten von dem induktiven
Element kann auch durch eine Abstandsänderung eines stromdurchflossenen elektrischen
Leiters erfolgen, der bekanntlich ebenfalls ein Magnetfeld aufbaut.
In diesem Falle könnte beispielsweise das Bedämpfungselement
ein elektrischer Leiter sein oder die Membran aus einer elektrisch
leitenden Folie aufgebaut sein.
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Eine
Induktionsänderung, d. h. eine Änderung der Höhe
des bei einer Induktion auftretenden Stroms, tritt auch dann auf
wenn ein beispielsweise mit Wechselstrom beaufschlagter Leiter mal
stärker und mal weniger stark von einem anderen elektrischen
Leiter oder Magnetfeld überdeckt wird, wobei die beiden
Komponenten sich nicht berühren, sondern nur ihre Mag netfelder
sich gegenseitig beeinflussen. Auch diesen Effekt macht sich die
Erfindung zu Nutze, indem das Bedämpfungselement bei Druckänderung
beispielsweise das induktive Element so überstreicht, dass
sich die Überdeckung der beiden Elemente also deren gegenseitige
Beeinflussung ändert. Dabei kann das Bedämpfungselement innerhalb,
außerhalb, über, unter oder neben dem induktiven
Element angeordnet sein. Für die Erfüllung des
Erfindungsgedankens ist nur wichtig, dass sich die beiden Elemente
nicht körperlich berühren oder durch Kontakte
oder Kontaktmittel verbunden sind.
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Da
es sich sowohl bei dem Bedämpfungselement als auch bei
dem induktiven Element um einen elektrischen Leiter handeln kann,
beeinflussen sich diese beiden Sensoreinheiten gegenseitig. Jeder
mit Strom durchflossene elektrische Leiter bildet ein Magnetfeld
aus. Liegen, beispielsweise, zwei elektrisch erzeugte Magnetfelder
vor, welche relativ zueinander angeordnet sind, beeinflusst eine
Positionsänderung des einen Leiters den induktiven Zustand
des anderen Leiters. Das bedeutet, dass wenn das Bedämpfungselement
durch die Formänderung der Membran seinen ursprünglichen
Abstand zum induktiven Element verändert, indem es zum
induktiven Element hin- oder wegbewegt wird oder dieses teilweise überstreicht,
die Induktivität des induktiven Elements verändert
wird. Der dadurch in seiner Größe neu entstandene
Abstand oder die neu entstandene Überdeckung zwischen Bedämpfungselement
und induktivem Element führt zu einer Beeinflussung einer
beispielweise in dem induktiven Element angebrachten Spule oder
Spirale und führt somit zu einem veränderten Wert
der Induktivität des induktiven Elements. Anhand der Induktivitätsänderung
erfolgt eine Frequenz-, Phasen- oder Amplitudenänderung,
welche wiederum dazu verwendet werden können, einen abgeänderten
Wert vom induktiven Element an die Auswerteeinheit zu übermitteln.
Dieser Wert ist auf die Druckänderung bezogen, d. h. er
ist unmittelbar von dieser abgeleitet. Auf diese Weise kann die
Auswerteeinheit dann jeder Druckänderung einen Wert zuordnen.
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Hinsichtlich
des Erfindungsgedankens ergibt sich für den Aufbau des
Drucksensors eine weitere Variante. In einem Fall ist denkbar, dass
eine erste Baugruppe aus der Kombination aus Membran und induktivem
Element besteht und eine zweite Baugruppe das zur ersten Baugruppe
beabstandete Bedämpfungselement aufweist. Diese Variante
arbeitet ebenfalls nach dem gleichen Prinzip, einziger Unterschied
liegt darin, dass bei diesem Aufbau nicht das induktive Element,
sondern das Bedämpfungselement fixiert ist. Allein durch
Veränderung der relativen Position zwischen dem Bedämpfungselement
und dem induktiven Element wird eine Veränderung im elektrischen
Schaltkreis bewirkt. Der Erfindungsgedanke, dass zwei zueinander
beabstandete sich gegenseitig beeinflussende Magnetfelder bzw. elektri sche
Felder oder eine Kombination aus beiden Feldarten relativ zueinander
bewegt werden und dadurch die Induzierbarkeit verändert
wird, ist auch in diesem Fall gegeben.
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Der
Drucksensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist
gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Drucksensoren,
welche mit Dehnmessstreifen, Piezowiederständen, auf der Membran
aufgebrachten Umsetzungsmitteln oder anderen Kontaktstellen arbeiten,
wesentliche Vorteile auf: Der Aufbau des Drucksensors ermöglicht
eine weitaus höhere Lebensdauer, da es aufgrund des Abstands
und der Berührungslosigkeit zwischen dem Bedämpfungselement
und dem induktiven Element weder zu Materialabtrag noch zu Verschmutzungen der
Kontakte kommen kann.
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Außerdem
weist der erfindungsgemäße Drucksensor eine höhere
Sensitivität, Empfindlichkeit und Präzision auf.
Zusätzlich ergeben sich aus der Erfindung auch wirtschaftliche
Vorteile, wie beispielsweise der möglichen kleinen Baugröße
aufgrund des einfachen Aufbaus, was ebenfalls dazu führt,
dass die Herstellkosten eines solchen Drucksensors niedriger sind.
Der wohl größte Vorteil liegt aber in der Zuverlässigkeit
des induktiven Systems durch Wegfall einer Kontaktierung der Sensoreinheiten
untereinander, woraus eine hohe Lebensdauer und die Eliminierung
von Fehlerquellen resultiert.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Drucksensors
betrifft die Demontage bzw. die Auswechslung bei Einsatz der beiden
Drucksensor-Bauelementen auf unterschiedlichen Baugruppen, beispielsweise
bei einer Bremsanlage. Dadurch, dass das Bedämpfungselement,
das Element, das die Messung auslöst, vollständig
von dem induktiven Element losgelöst ist, kann der Austausch
der beiden Sensoreinheiten getrennt voneinander erfolgen. Sollte
beispielsweise das induktive Element eine Funktionsstörung
aufweisen, so kann es bei dem erfindungsgemäßen
Drucksensor separat gewechselt werden ohne dabei ein neues Bedämpfungselement nebst
Druckbehälter ebenfalls austauschen zu müssen.
Sind die beiden Drucksensor-Bauelemente auf verschiedenen Baugruppen
beispielsweise einer ABS-Bremsanlage montiert, so ist bei Austausch
einer Baugruppe der Bremsanlage, auf welcher nur ein Bauelement
des Drucksensors angebracht ist, problemlos möglich, da
zwischen den beiden Sensoreinheiten keine physikalische oder mechanische
Verbindung besteht. Das bedeutet, dass eine andere Baugruppe, auf
der die zweite Sensoreinheit montiert ist, nicht vom Austausch der
anderen Baugruppe betroffen ist. Die zweite Sensoreinheit kann auf
der nicht auszutauschenden Baugruppe verbleiben.
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Das
Prinzip der Druckmessung mittels einer Abstandsmessung zweier Baugruppen
weist jedoch noch weitere Vorteile auf. Aufgrund der proportional zur
Verformung der Membran resultierenden Abstandsänderung
zwischen Bedämpfungselement und induktivem Element können
bereits kleine Wegänderungen genau gemessen werden. Jede noch
so kleine Positionsänderung einer Sensoreinheit relativ
zur anderen Sensoreinheit bewirkt ein gut zu messendes Signal. Das
bedeutet, dass, trotz nur sehr kleiner Druckänderungen,
die Genauigkeit der Messwerte nicht beeinträchtigt wird.
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Zur
Durchführung einer Druckmessung wird der Druckbehälter,
der beispielsweise aus einem widerstandsfähigen Material
besteht und hohl ist, mit Druck beaufschlagt, wodurch sich die Membran
ausdehnt. Dabei ist eine Außenfläche des Druckbehälters – sollte
der Druckbehälter eine Pyramiden-, Würfel- oder
Quaderform aufweisen – mit einer elastisch verformbaren
Membran entweder ganz oder teilweise überspannt. Im Falle
einer Kugel- oder Zylinderform dient zumindest ein Teil dieser Behälterform
als Membran. Alle Ausführungsformen des Druckbehälters
können vollständig aus demselben Material wie die
Membran bestehen oder nur in Teilbereichen eine elastisch verformbare
Membran aufweisen. Für Überdrucksensoren ist beispielweise
auch eine plastisch verformbare Membran denkbar, die erst bei Erreichen
eines bestimmten Druckwertes verformt wird und dann über
die Abstands- oder Überdeckungsänderung der beiden
Sensoreinheiten ein entsprechendes Signal erhalten wird. In diesem
Fall wäre dann zumindest die die plastisch verformbare
Membran aufweisende Sensoreinheit wieder instandzusetzen, d. h.
die andere Sensoreinheit ist von der Instandsetzung nicht betroffen.
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Für
die Ermittlung einer Druckänderung gemäß dem
Verfahren der vorliegenden Erfindung mit einem erfindungsgemäßen
Drucksensor, welcher beispielsweise in einem ABS System angebracht
ist, ist die Durchbiegung der Membran aufgrund von Druckänderung
Voraussetzung. Dabei kann die Membran oder das mit ihr gekoppelte
Bedämpfungselement eine elektrische Leitfähigkeit
aufweisen, d. h. aus einem elektrisch leitfähigen Material
bestehen, wie Kupfer, Messing, Aluminium oder auch aus elektrisch
leitfähigen Kunststoffen, Keramiken oder Verbundwerkstoffen.
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Der
Anteil der Seite des Druckbehälters, welche als Membran
dient, muss gerade so groß sein, dass eine Verformung der
beispielsweise elastisch verformbaren Membran Auswirkungen auf das
mit ihr gekoppelte Bedämpfungselement zeigt.
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Unter
Koppelung ist auch zu verstehen, dass das Bedämpfungselement
beispielsweise die Membran selbst ist. In diesem Fall folgt das
Bedämpfungselement der Verformung der Membran. Jedoch kann die
Koppelung beispielsweise auch so ausgeführt sein, dass
die beiden Bauteile, die Membran und das Bedämpfungselement,
derart miteinander verbunden sind, dass das Bedämpfungselement
bei einer Verformung der Membran parallel oder sonstig in einer konkreten
Beziehung zu dem induktiven Element bewegt wird. Das Bedämpfungselement
besteht dann beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen
Metall oder Kunststoff oder ist beispielsweise ein Permanentmagnet,
besitzt aber an keiner Stelle Kontakt zum induktiven Element.
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Das
bedeutet, dass das Bedämpfungselement sowohl im Ausgangszustand,
z. B. bei Umgebungsdruck oder System-Normaldruck, als auch bei Druckänderung
stets im Abstand zum induktiven Element befindet. Der gemeinsame
Aufbau aus Membran und Bedämpfungselement stellt eine Sensoreinheit
des Drucksensors dar.
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Eine
andere wesentliche Sensoreinheit stellt das induktive Element dar.
Aufgabe dessen ist es, durch Veränderung ihrer Induktivität
innerhalb eines elektrischen Schwingkreises eine Frequenz-, Phasen-
oder Amplitudenänderung hervorzurufen. Unter dem induktiven
Element versteht man beispielsweise einen stromdurchflossenen elektrischen
Leiter, welcher eine bestimmte Induktivität aufweist. Dabei
handelt es sich bevorzugt um eine Spule oder Spirale, da diese Leiter
sind, die zu einer oder mehreren Windungen geformt sind, und somit
in ihrer Induktivität stark veränderbar sind.
Je mehr Windungen eine Spule besitzt, desto höher ist seine
Induktivität. Im vorliegenden Fall kommen insbesondere
planar angeordnete Spulen zum Einsatz.
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Bei
der Auswerteelektronik, welche nicht notwendigerweise Bestandteil
des erfindungsgemäßen Drucksensors ist, und entkoppelt
vom Drucksensor vorliegen kann, handelt es sich beispielsweise um
einen elektrischen Schwingkreis. Die Frequenz-, Phasen- oder Amplitudenänderung,
welche aus der Induktivitätsänderung des induktiven
Elements berechnet wird, wird in einen Signalwert umgewandelt und beispielsweise über
eine Ausgabeeinheit angezeigt.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
induktiven Drucksensors ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung der in den 1 und 2a)
bis 2c) dargestellten Ausführungsformen.
Dabei zeigen
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1:
einen induktiven Drucksensor gemäß der Erfindung,
bei dem das Bedämpfungselement die Membran selbst ist;
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2a)
bis 2c): je einen induktiven Drucksensor gemäß der
Erfindung, bei denen das Bedämpfungselement mit der Membran
gekoppelten ist;
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1 zeigt
einen induktiven Drucksensor, wobei der Druckbehälter 1 beispielhaft
eine Würfelform darstellt. Eine Außenfläche
des Druckbehälters ist ganz oder teilweise mit einer Membran 2 überspannt.
In dieser ersten Ausführungsform ist die Membran zugleich
das Bedämpfungselement 3. Dieser Aufbau aus der
Membran 2 und dem Bedämpfungselement 3 besteht
aus einem elektrisch leitfähigen Material.
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Bei
Druckbeaufschlagung wird die Membran 2 und das Bedämpfungselement 3 verformt,
da dieses gleichzeitig die Membran darstellt und umgekehrt. Das
hat in diesem Beispiel zur Folge, dass sich das Bedämpfungselement 3 auf
das induktive Element 4 zu bewegt, so dass der Abstand 5 zwischen den
Sensoreinheiten 3 und 4 verkleinert wird. Durch den
Eintritt bzw. die Positionsänderung des Bedämpfungselements 3 innerhalb
des magnetischen Feldes des induktiven Elements 4 ändert
sich die Induktivität des induktiven Elements 4.
Es ergibt hieraus demnach ein neuer Frequenzwert in dem hier verwendeten
LC-Schwingkreis, welcher Frequenzwert anhand einer Auswerteeinheit,
in den jeweiligen Wert des zu ermittelnden Drucks umgewandelt wird.
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Die 2a bis 2c zeigen
einen induktiven Drucksensor, bei denen der Druckbehälter 1 ebenfalls
jeweils eine Würfelform darstellt und eine Außenfläche
wiederum ganz oder teilweise von einer Membran 2 überspannt
ist. Bei diesen Ausführungsformen handelt es sich um einen
Aufbau, bei dem das Bedämpfungselement 3 getrennt
von der Membran 2 angeordnet ist, aber beide Bauelemente
miteinander gekoppelt sind (was durch die Linie 6 angedeutet
ist), so dass durch die Verformung der Membran 2 das Bedämpfungselement 3 in
seiner Position verändert wird. Dabei können mehrere
verschiedene Varianten betrachtet werden:
Ausführungsbeispiel
der 2a: Das Bedämpfungselement 3 ist
zwischen dem Druckbehälter 1 und dem induktiven
Element 4 angeordnet, d. h. sobald das System mit Druck
beaufschlagt wird, bewegt sich das Bedämpfungselement 3 auf
das induktive Element 4 zu und der Abstand 5 zwischen
dem Bedämpfungselement 3 und dem induktiven Element 4 wird kleiner. Die
Beeinflussung des Bedämpfungselements 3 auf das
induktive Element 4 wird größer.
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Ausführungsbeispiel 2b:
Das induktiven Element 4 ist zwischen dem Druckbehälter 1 und dem
Bedämpfungselement 3 angeordnet, d. h. sobald
das System mit Druck beaufschlagt wird, bewegt sich das Bedämpfungselement 3 von
dem induktiven Element 4 weg und der Abstand 5 zwischen
dem Bedämpfungselement 3 und dem induktiven Element 4 wird
größer. Die Beeinflussung des Bedämpfungselements 3 auf
das induktive Element 4 wird kleiner.
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Ausführungsbeispiel 2c:
Das Bedämpfungselement 3 ist außerhalb
oder innerhalb des induktiven Elements 4 angeordnet. Sobald
das System mit Druck beaufschlagt wird, wird durch die Verformung
der Membran 2, das Bedämpfungselements 3 in
seiner Position derart verändert, dass das Bedämpfungselement 3 über
das induktive Element 4 streicht und dadurch die Induktivität
des induktiven Elements 4 verändert. Dabei nimmt
die Beeinflussung des Bedämpfungselements 3 auf
das induktive Element 4 mit der Zunahme der Überdeckung
zu.
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In
allen Ausführungsbeispielen wird über die Veränderung
der Induktivität mittels einer Auswerteeinheit die jeweilige
Druckänderung bestimmt.
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- 1
- Druckbehälter
- 2
- Membran
- 3
- Bedämpfungselement
- 4
- Induktives
Element
- 5
- Abstand
(zwischen 3 und 4)
- 6
- Kopplung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10311795
A1 [0003, 0003, 0004, 0006]
- - DE 10114665 A1 [0007]