DE102016105001A1 - Pressure measuring device - Google Patents

Pressure measuring device Download PDF

Info

Publication number
DE102016105001A1
DE102016105001A1 DE102016105001.6A DE102016105001A DE102016105001A1 DE 102016105001 A1 DE102016105001 A1 DE 102016105001A1 DE 102016105001 A DE102016105001 A DE 102016105001A DE 102016105001 A1 DE102016105001 A1 DE 102016105001A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
measuring
measuring device
inductance
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016105001.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Nils Ponath
Thomas Uehlin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Priority to DE102016105001.6A priority Critical patent/DE102016105001A1/en
Publication of DE102016105001A1 publication Critical patent/DE102016105001A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • G01L9/005—Non square semiconductive diaphragm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/10—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in inductance, i.e. electric circuits therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Es ist eine in einem großen Temperaturbereich einsetzbare Druckmesseinrichtung mit einem keramischen Drucksensor (1), der einen Grundkörper (3) und eine unter Einschluss einer Druckkammer (5) auf dem Grundkörper (3) angeordnete, in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden zu messenden Druck (p) verformbare Messmembran (7) aus Keramik umfasst, der einen eine auf der Messmembran (7) angeordnete Elektrode (19) und eine auf dem Grundkörper (3) angeordnete Gegenelektrode (21) umfassenden Kondensator (C) aufweist, und dessen Elektrode (19) aus einem eine temperaturabhängige Impedanz aufweisenden Material besteht, beschrieben, der sich dadurch auszeichnet, dass ein induktiv zu Schwingungen anregbarer elektrischer Schwingreis vorgesehen ist, der den Kondensator und eine als elektrisch leitfähige Beschichtung auf eine Oberfläche des Drucksensors (1) aufgebrachte, insb. durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachte Sensorinduktivität (LS) umfasst, und eine induktiv an den Schwingkreis gekoppelte Messeinrichtung (23) vorgesehen ist, die im Messbetrieb eine von der Impedanz der Elektrode (19) abhängige Eigenschaft des Schwingkreises bestimmt.It is a pressure measuring device which can be used in a wide temperature range and has a ceramic pressure sensor (1) which has a base body (3) and a pressure chamber (5) arranged on the base body (3), depending on a pressure to be measured (FIG. p) comprises a deformable measuring diaphragm (7) made of ceramic, which has an electrode (19) arranged on the measuring diaphragm (7) and a capacitor (C) arranged on the base body (3), and whose electrode (19 ) consists of a material having a temperature-dependent impedance, described, which is characterized in that an inductively oscillatory excitable electrical oscillating circuit is provided, the capacitor and an electrically conductive coating on a surface of the pressure sensor (1) applied, esp. By physical deposition from the gas phase, in particular by sputtering, applied sensor inductance (LS) , And an inductively coupled to the resonant circuit measuring device (23) is provided, which determines a measuring function of the impedance of the electrode (19) dependent property of the resonant circuit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckmesseinrichtung, mit einem keramischen Drucksensor, der einen Grundkörper und eine unter Einschluss einer Druckkammer auf dem Grundkörper angeordnete, in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden zu messenden Druck verformbare Messmembran aus Keramik umfasst, der einen eine auf der Messmembran angeordnete Elektrode und eine auf dem Grundkörper angeordnete Gegenelektrode umfassenden Kondensator aufweist, und dessen Elektrode aus einem eine temperaturabhängige Impedanz aufweisenden Material besteht.The present invention relates to a pressure measuring device comprising a ceramic pressure sensor which comprises a base body and a measuring diaphragm made of ceramic, which is arranged on the base body and encloses a pressure to be measured, including a pressure chamber arranged on the base body, which has an electrode arranged on the measuring diaphragm and has a arranged on the base body counter electrode capacitor, and whose electrode consists of a temperature-dependent impedance having material.

Mit Drucksensoren ausgestattete Druckmesseinrichtungen werden in der Druckmesstechnik zur messtechnischen Erfassung von Drücken eingesetzt.Pressure measuring devices equipped with pressure sensors are used in pressure measurement for the metrological detection of pressures.

In Druckmesseinrichtungen können z. B. als Halbleiter-Chips ausgebildete kapazitive mikro-elektromechanische Drucksensoren eingesetzt werden, wie sie z. B. in der WO 03/106952 A2 beschrieben sind. Diese Drucksensoren umfassen einen Grundkörper und eine unter Einschluss einer Druckkammer auf dem Grundkörper angeordnete, in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden zu messenden Druck verformbare Messmembran. Die Messmembran besteht aus Silizium und weist auf deren dem Grundkörper zugewandten Seite eine leitfähige Schicht auf, die zusammen mit einer auf dem auf dem Grundkörper angeordneten, starren Gegenelektrode einen Kondensator bildet, dessen Kapazität sich in Abhängigkeit von einer druckabhängigen Durchbiegung der Messmembran verändert.In pressure measuring devices z. B. formed as a semiconductor chip capacitive micro-electro-mechanical pressure sensors are used, as described for. B. in the WO 03/106952 A2 are described. These pressure sensors comprise a base body and a measuring membrane arranged under the inclusion of a pressure chamber on the base body, as a function of a pressure to be measured acting thereon. The measuring diaphragm is made of silicon and has a conductive layer on its side facing the base body, which together with a rigid counterelectrode arranged on the base body forms a capacitor whose capacitance changes as a function of a pressure-dependent deflection of the measuring diaphragm.

Der Grundkörper der in der WO 03/106952 A2 beschrieben Druckmesseinrichtung umfasst eine Induktivität, die mit der auf der Messmembran angeordneten leitfähigen Schicht und der starren Gegenelektrode verbunden ist. Hierzu ist der Grundkörper als mehrlagiges Substrat ausgebildet, das durch Isolationsschichten isolierte spiralförmige Leiterbahnen umfasst. Induktivität und Messkondensator bilden einen Schwingkreis, dessen vom zu messenden Druck abhängige Resonanzfrequenz drahtlos über ein eingekoppeltes elektromagnetisches Feld bestimmt werden kann.The basic body in the WO 03/106952 A2 Pressure measuring device comprises an inductance which is connected to the arranged on the measuring diaphragm conductive layer and the rigid counter electrode. For this purpose, the base body is designed as a multi-layered substrate comprising insulated by insulating layers spiral tracks. Inductance and measuring capacitor form a resonant circuit whose dependent on the pressure to be measured resonance frequency can be determined wirelessly via an injected electromagnetic field.

Als Halbleiter-Chips ausgebildete kapazitive mikro-elektromechanische Drucksensoren sind jedoch nicht hitzebeständig und dürfen deshalb nur einem vergleichsweise geringen Temperaturbereich ausgesetzt werden. Darüber hinaus dürfen sie aufgrund deren mechanisch sehr empfindlichen Messmembran nicht unmittelbar einem unter dem zu messenden Druck stehenden Medium ausgesetzt werden. Stattdessen wird der zu messende Druck der Messmembran über vorgeschaltete mit einer Druck übertragenden Flüssigkeit gefüllte Druckmittler zugeführt.However, capacitive microelectromechanical pressure sensors designed as semiconductor chips are not heat-resistant and therefore may only be exposed to a comparatively small temperature range. In addition, due to their mechanically very sensitive measuring diaphragm, they must not be exposed directly to a medium under the pressure to be measured. Instead, the pressure to be measured is fed to the measuring diaphragm via upstream pressure transmitters filled with a pressure-transmitting fluid.

Dementsprechend weisen Druckmesseinrichtungen mit kapazitiven mikroelektromechanischen Drucksensoren einen temperaturabhängigen Messfehler auf, der sich zusammensetzt aus einem temperaturabhängigen Messfehler des Drucksensors und einem durch das temperaturabhängige Druckübertragungsverhalten des Druckmittlers bedingten Messfehler.Accordingly, pressure measuring devices with capacitive microelectromechanical pressure sensors have a temperature-dependent measurement error which is composed of a temperature-dependent measurement error of the pressure sensor and a measurement error caused by the temperature-dependent pressure transmission behavior of the pressure transmitter.

Diese Nachteile können zumindest teilweise vermieden werden, indem keramische Drucksensoren eingesetzt werden, deren Messmembran und vorzugsweise auch deren Grundkörper aus Keramik bestehen. Keramische Drucksensoren sind in hohem Maße temperaturbeständig. Darüber hinaus können sie aufgrund der chemischen und mechanischen Beständigkeit von Keramik unmittelbar einem unter dem zu messenden Druck stehenden Medium ausgesetzt werden. Hierzu werden sie regelmäßig derart in ein Gehäuse eingespannt, dass deren Messmembran über eine Öffnung im Gehäuse unmittelbar einem unter dem zu messenden Druck stehenden Medium ausgesetzt ist.These disadvantages can be at least partially avoided by using ceramic pressure sensors whose measuring diaphragm and preferably also their basic body consist of ceramic. Ceramic pressure sensors are highly temperature resistant. In addition, due to the chemical and mechanical resistance of ceramics, they can be exposed directly to a medium under the pressure to be measured. For this purpose, they are regularly clamped in such a way in a housing that the measuring diaphragm is exposed via an opening in the housing directly to a medium under pressure to be measured.

Eine solche Druckmesseinrichtung mit einem mittels einer auf einen äußeren Rand des Drucksensors einwirkenden Einspannvorrichtung in einem Gehäuse eingespannten keramischen Drucksensor ist z. B. in der EP 0 995 979 A1 beschrieben. Keramische Drucksensoren sind relativ unempfindlich gegenüber in axialer Richtung, also senkrecht zur Messmembran, auf deren äußeren Rand einwirkenden Spannungen. Demgegenüber können sich jedoch durch die unterschiedlichen thermiscqhen Ausdehnungskoeffizienten von Gehäuse und Sensor verursachte in radialer Richtung wirkende Spannungen auf die Druckempfindlichkeit der Messmembran auswirken, was wiederum zu einem temperaturabhängigen Messfehler führt. Dem wird bei der in der EP 0 995 979 A1 beschriebenen Druckmesseinrichtung entgegen gewirkt, indem auf einem äußeren Rand einer von der Messmembran abgewandte Rückseite des Grundkörpers ein vorzugsweise aus Keramik bestehender, in axialer Richtung eingespannter Entkopplungsring vorgesehen ist, der dazu dient durch thermomechanische Spannungen verursachte temperaturabhängige Hysterese-Effekte zu vermeiden.Such a pressure measuring device with a by means of a force acting on an outer edge of the pressure sensor jig in a housing clamped ceramic pressure sensor is z. B. in the EP 0 995 979 A1 described. Ceramic pressure sensors are relatively insensitive to stresses acting on their outer edge in the axial direction, ie perpendicular to the measuring diaphragm. In contrast, caused by the different thermal expansion coefficients of the housing and sensor caused in the radial direction voltages can affect the pressure sensitivity of the measuring membrane, which in turn leads to a temperature-dependent measurement error. The will be in the in the EP 0 995 979 A1 counteracted described pressure measuring device by a preferably made of ceramic existing, clamped in the axial direction decoupling ring is provided on an outer edge of a remote from the diaphragm back of the body, which serves to avoid caused by thermo-mechanical stresses temperature-dependent hysteresis effects.

Darüber hinaus ist es bekannt Druckmesseinrichtungen mit keramischen Drucksensoren mit einem Temperatursensor auszustatten, um einen verbleibenden temperaturabhängigen Messfehler anhand der hiermit gemessenen Temperatur zu kompensieren. Hierzu ist in der DE 10 2013 114 734 A1 eine Druckmesseinrichtung beschrieben, mit

  • – einem keramischen Drucksensor,
  • – der einen Grundkörper und eine unter Einschluss einer Druckkammer auf dem Grundkörper angeordnete, in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden zu messenden Druck verformbare Messmembran aus Keramik umfasst,
  • – der einen eine auf der Messmembran angeordnete Elektrode und eine auf dem Grundkörper angeordnete Gegenelektrode umfassenden Kondensator aufweist, und
  • – dessen Elektrode aus einem eine temperaturabhängige Impedanz aufweisenden Material besteht.
In addition, it is known to provide pressure measuring devices with ceramic pressure sensors with a temperature sensor in order to compensate for a remaining temperature-dependent measurement error on the basis of the temperature measured herewith. This is in the DE 10 2013 114 734 A1 a pressure measuring device described with
  • A ceramic pressure sensor,
  • Comprising a base body and a measuring diaphragm made of ceramic arranged under inclusion of a pressure chamber, deformable in response to a pressure to be measured on it,
  • - Having one arranged on the measuring membrane electrode and a arranged on the base body counter electrode capacitor, and
  • - The electrode consists of a temperature-dependent impedance having material.

Bei dieser Druckmesseinrichtung wird die Temperatur im Bereich der Messmembran mittels einer an den Kondensator angeschlossenen Messeinrichtung bestimmt. Hierzu kann die Messeinrichtung eine Teilschaltung umfassen, die zusammen mit dem Kondensator einen Schwingkreis bildet. In dem Fall ist die Messeinrichtung derart ausgebildet, dass sie eine von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode abhängige Eigenschaft des Schwingkreises bestimmt.In this pressure measuring device, the temperature in the region of the measuring diaphragm is determined by means of a measuring device connected to the capacitor. For this purpose, the measuring device may comprise a subcircuit which forms a resonant circuit together with the capacitor. In that case, the measuring device is designed in such a way that it determines a property of the oscillating circuit which is dependent on the temperature-dependent impedance of the electrode.

Diese Druckmesseinrichtung bietet gegenüber Druckmesseinrichtungen mit in deren Messelektronik integriertem Temperatursensor den Vorteil, dass über die temperaturabhängige Impedanz der Elektrode erstmals möglich ist, die Temperatur in der unmittelbaren Umgebung der Messmembran zu messen. Da sich die Temperatur der Elektrode aufgrund der geringen Membranstärke der Messmembran sehr schnell an die Temperatur des in Kontakt mit der Messmembran stehenden Mediums anpasst, können mit dieser Messeinrichtung auch dann noch zuverlässige Kompensationen von temperaturabhängigen Messfehlern vorgenommen werden, wenn sich die Temperatur des Medium sehr schnell oder sogar sprunghaft ändert.This pressure measuring device has the advantage over pressure measuring devices with temperature sensors integrated into their measuring electronics that, for the first time, it is possible to measure the temperature in the immediate vicinity of the measuring diaphragm via the temperature-dependent impedance of the electrode. Since the temperature of the electrode adapts very quickly to the temperature of the medium in contact with the measuring membrane due to the small membrane thickness of the measuring diaphragm, reliable compensations of temperature-dependent measuring errors can be made with this measuring device even if the temperature of the medium is very fast or even leaps and bounds.

Bei kapazitiven keramischen Drucksensoren besteht das Problem, dass für die Kapazitätsmessungen aufgrund der Störempfindlickeit unverstärkter Kapazititätsmesssignale regelmäßig eine in unmittelbarer Nähe des Kondensators angeordnete Vorortelektronik erforderlich ist, die in der Regel über durch Lötungen zu verbindende Anschlüsse oder Anschlussleitungen an den Kondensator angeschlossen werden muss.In the case of capacitive ceramic pressure sensors, there is the problem that for the capacitance measurements due to the susceptibility of unamplified capacitance measuring signals, suburb electronics arranged in the immediate vicinity of the capacitor are usually required, which usually has to be connected to the capacitor via connections or connection lines to be connected by soldering.

Analog muss natürlich auch die in der DE 10 2013 114 734 A1 beschriebene Teilschaltung an den Kondensator angeschlossen werden. Auch hierfür sind durch Lötungen zu verbindende Anschlüsse oder Anschlussleitungen erforderlich.Analog must of course also in the DE 10 2013 114 734 A1 described subcircuit can be connected to the capacitor. Again, by soldering connections to be connected or connecting cables are required.

Der Temperaturbereich, indem Lötungen zuverlässige elektrische und mechanische Verbindungen bewirken ist abhängig von der Schmelztemperatur des verwendeten Lots und somit regelmäßig deutlich geringer, als der Temperaturbereich, indem keramische Drucksensoren ansonsten ohne weiteres eingesetzt werden könnten.The temperature range in which soldering effect reliable electrical and mechanical connections is dependent on the melting temperature of the solder used and thus regularly significantly lower than the temperature range in that ceramic pressure sensors could otherwise be used without further ado.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Druckmesseinrichtung mit einem keramischen Drucksensor anzugeben, die in einem großen Temperaturbereich einsetzbar ist.It is an object of the invention to provide a pressure measuring device with a ceramic pressure sensor which can be used in a wide temperature range.

Hierzu umfasst die Erfindung eine Druckmesseinrichtung, mit

  • – einem keramischen Drucksensor,
  • – der einen Grundkörper und eine unter Einschluss einer Druckkammer auf dem Grundkörper angeordnete, in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden zu messenden Druck verformbare Messmembran aus Keramik umfasst,
  • – der einen eine auf der Messmembran angeordnete Elektrode und eine auf dem Grundkörper angeordnete Gegenelektrode umfassenden Kondensator aufweist, und
  • – dessen Elektrode aus einem eine temperaturabhängige Impedanz aufweisenden Material besteht, die sich dadurch auszeichnet, dass
  • – ein induktiv zu Schwingungen anregbarer elektrischer Schwingreis vorgesehen ist, der den Kondensator und eine als elektrisch leitfähige Beschichtung auf eine Oberfläche des Drucksensors aufgebrachte, insb. durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachte Sensorinduktivität umfasst, und
  • – eine induktiv an den Schwingkreis gekoppelte Messeinrichtung vorgesehen ist, die im Messbetrieb eine von der Impedanz der Elektrode abhängige Eigenschaft des Schwingkreises bestimmt.
For this purpose, the invention comprises a pressure measuring device, with
  • A ceramic pressure sensor,
  • Comprising a base body and a measuring diaphragm made of ceramic arranged under inclusion of a pressure chamber, deformable in response to a pressure to be measured on it,
  • - Having one arranged on the measuring membrane electrode and a arranged on the base body counter electrode capacitor, and
  • - The electrode consists of a temperature-dependent impedance having material, which is characterized in that
  • - Is provided an inductively oscillatory excitable electrical resonant circuit comprising the capacitor and an applied as an electrically conductive coating on a surface of the pressure sensor, esp. By physical vapor deposition, esp. By sputtering, applied sensor inductance, and
  • - An inductively coupled to the resonant circuit measuring device is provided, which determines a measuring function of the impedance of the electrode dependent property of the resonant circuit.

Eine erste Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die von der Impedanz der Elektrode abhängige Eigenschaft eine Breite eines Resonanzpeaks einer von der Messeinrichtung in Abhängigkeit von der Schwingungsfrequenz bestimmten Schwingungsamplitude des Schwingkreises ist.A first development is characterized in that the characteristic dependent on the impedance of the electrode is a width of a resonance peak of a vibration amplitude of the resonant circuit determined by the measuring device as a function of the oscillation frequency.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Druckmesseinrichtung oder der ersten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messeinrichtung

  • – eine induktiv an die Sensorinduktivität gekoppelte Messinduktivität umfasst,
  • – eine an die Messinduktivität angeschlossene Erregereinrichtung umfasst, die im Messbetrieb ein Erregersignal, insb. eine Wechselspannung mit zeitlich veränderlicher Frequenz erzeugt, durch das der Schwingkreis über die induktive Kopplung zu Schwingungen angeregt wird, und
  • – eine an die Messinduktivität und an die Erregereinrichtung angeschlossene Messelektronik umfasst, die anhand eines im Messbetrieb über die Messinduktivität fließenden Messsignals die von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode abhängige Messgröße bestimmt.
A development of the pressure measuring device or the first development according to the invention is characterized in that the measuring device
  • An inductively coupled to the sensor inductance comprises measuring inductance,
  • - An exciter device connected to the measuring inductance, which generates an excitation signal, in particular an alternating voltage with a time-variable frequency, during measurement operation, by which the oscillating circuit is excited to oscillate via the inductive coupling, and
  • A measuring electronics connected to the measuring inductance and to the exciter device comprises, based on a measuring signal flowing through the measuring inductance in measurement operation determines the dependent of the temperature-dependent impedance of the electrode measured variable.

Eine zweite Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • – die Messeinrichtung eine induktiv an die Sensorinduktivität gekoppelte Messinduktivität umfasst, und
  • – die Messinduktivität eine auf einer von der Messmembran abgewandten Seite des Grundkörpers angeordnete dreidimensionale Messspule, insb. eine Luftspule, oder eine auf einer dem Grundkörper zugewandten Stirnseite eines Trägers aus einem Isolator aufgebrachte Planarspule umfasst.
A second development is characterized by the fact that
  • - The measuring device comprises a inductively coupled to the sensor inductance measuring inductance, and
  • The measuring inductance comprises a three-dimensional measuring coil arranged on a side of the main body facing away from the measuring diaphragm, in particular an air coil, or a planar coil applied from an insulator to an end face of a support facing the main body.

Eine dritte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • – der Kondensator eine von der druckabhängigen Verformung der Messmembran abhängige Kapazität aufweist,
  • – der Schwingkreis eine von der Kapazität des Kondensators und der Sensorinduktivität abhänge Resonanzfrequenz aufweist, und
  • – die Messeinrichtung die von der Kapazität des Kondensators abhängige Resonanzfrequenz des Schwingkreises bestimmt und einem zu messenden Druck zuordnet, wobei die Messeinrichtung insb. derart ausgebildet ist, dass sie anhand der von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode abhängigen Eigenschaft des Schwingkreises eine Kompensation eines temperaturabhängigen Messfehlers des anhand der Resonanzfrequenz bestimmten zu messenden Drucks vornimmt.
A third development is characterized by the fact that
  • The capacitor has a capacity dependent on the pressure-dependent deformation of the measuring diaphragm,
  • - The resonant circuit has a dependent of the capacitance of the capacitor and the sensor inductance resonant frequency, and
  • - The measuring device determines the dependent of the capacitance of the capacitor resonant frequency of the resonant circuit and assigns a pressure to be measured, wherein the measuring device esp. Is formed such that it is based on the dependent of the temperature-dependent impedance of the electrode property of the resonant circuit, a compensation of a temperature-dependent measurement error of based on the resonance frequency of certain pressure to be measured makes.

Eine Weiterbildung der dritten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • – ein auf eine von der Messmembran abgewandte Rückseite des Grundkörpers ausgerichteter Infrarot-Temperatursensor, insb. ein auf einem in ein Gehäuse der Druckmesseinrichtung eingesetzten Träger montierter Infrarot-Temperatursensor, vorgesehen ist,
  • – wobei die Messeinrichtung insb. derart ausgebildet ist, dass sie anhand der von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode abhängigen Eigenschaft und einer mit dem Infrarot-Temperatursensor gemessenen Grundkörpertemperatur eine Kompensation eines temperaturabhängigen Messfehlers des anhand der Resonanzfrequenz bestimmten zu messenden Drucks vornimmt.
A development of the third development is characterized in that
  • An infrared temperature sensor oriented on a rear side of the base body facing away from the measuring diaphragm, in particular an infrared temperature sensor mounted on a support used in a housing of the pressure measuring device, is provided,
  • - Wherein the measuring device esp. Is designed such that it makes a compensation of a temperature-dependent measurement error of the determined based on the resonant frequency to be measured pressure based on the dependent of the temperature-dependent impedance of the electrode property and a measured with the infrared temperature sensor body temperature.

Eine vierte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensorinduktivität eine auf eine von der Messmembran abgewandte Rückseite des Grundkörpers aufgebrachte Planarspule umfasst.A fourth development is characterized in that the sensor inductance comprises a planar coil applied to a rear side of the main body facing away from the measuring diaphragm.

Eine fünfte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • – die Sensorinduktivität über eine elektrisch leitfähige Verbindung, insb. eine sich beim Aufbringen Sensorinduktivität ausbildende elektrische leitfähige Verbindung, mit einem durch den Grundkörper hindurch verlaufenden Kontaktstift verbunden ist, und
  • – der Kontaktstift über eine elektrisch leitfähige Verbindung, insb. eine sich beim Aufbringen Gegenelektrode ausbildende elektrische leitfähige Verbindung, mit der Gegenelektrode verbunden ist.
A fifth further education is characterized by the fact that
  • The sensor inductance is connected via an electrically conductive connection, in particular an electrically conductive connection forming during the application of sensor inductance, to a contact pin extending through the main body, and
  • - The contact pin via an electrically conductive connection, esp. A forming when applying counter electrode electrical conductive connection is connected to the counter electrode.

Eine sechste Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Schwingkreise eine seriell mit der Sensorinduktivität verbundene Zusatzinduktivität, insb. eine dreidimensionale, auf eine Mantelfläche eines auf der von der Messmembran abgewandten Rückseite des Grundkörpers angeordneten Isolators, insb. eines Entkopplungsrings, aufgebrachte, insb. durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachte, dreidimensionale Spule, umfasst.A sixth refinement is characterized in that the oscillating circuits have an additional inductance connected in series with the sensor inductance, in particular a three-dimensional insulator applied, in particular a decoupling ring, on an outer surface of an insulator arranged on the rear side of the main body facing away from the measuring diaphragm Physical deposition from the gas phase, esp. By sputtering, applied, three-dimensional coil includes.

Eine Weiterbildung der sechsten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Isolator mit einem Element, insb. einem Ferrit-Ring, aus einem Material mit hoher Permeabilität ausgestattet ist.A development of the sixth development is characterized in that the insulator is equipped with an element, esp. A ferrite ring, made of a material with high permeability.

Eine weitere Weiterbildung der sechsten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • – die Sensorinduktivität mit einer auf der von der Messmembran abgewandten Rückseite des Grundkörpers aufgebrachten elektrisch leitfähigen Beschichtung, insb. einer durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachten elektrisch leitfähige Beschichtung, verbunden ist,
  • – die Zusatzinduktivität mit einer auf eine dem Grundkörper zugewandte Stirnseite des Isolators aufgebrachten Beschichtung, insb. einer durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachten elektrisch leitfähigen Beschichtung, verbunden ist, und
  • – die auf den Grundkörper aufgebrachte Beschichtung in elektrisch leitendem Kontakt zu der auf den Isolator aufgebrachten Beschichtung steht.
A further development of the sixth development is characterized in that
  • The sensor inductance is connected to an electrically conductive coating applied on the rear side of the base body facing away from the measuring diaphragm, in particular an electrically conductive coating applied by physical vapor deposition, in particular by sputtering,
  • The additional inductance is connected to a coating applied to an end face of the insulator facing the main body, in particular to an electrically conductive coating applied by physical vapor deposition, in particular by sputtering, and
  • - The coating applied to the body coating is in electrically conductive contact with the coating applied to the insulator.

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung oder der sechsten Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • – der Drucksensor mittels einer Einspannvorrichtung in einem Gehäuse eingespannt ist,
  • – wobei die Einspannvorrichtung insb. derart ausgebildet ist, dass sie eine Einspannung, insb. elastische Einspannung, eines äußeren Randes des Drucksensors oder eines äußern Randes des Drucksensors und eines auf dessen von der Messmembran abgewandten Rückseite angeordneten Entkopplungsrings, insb. eines mit der Zusatzinduktivität ausgestatten Isolators, bewirkt.
A further development of the invention or the sixth development is characterized in that
  • - The pressure sensor is clamped by means of a clamping device in a housing,
  • - Wherein the clamping device esp. Is formed such that it a clamping, esp. Elastic clamping, an outer edge of the pressure sensor or an outer edge the pressure sensor and a decoupling ring arranged on the rear side facing away from the measuring diaphragm, in particular an insulator equipped with the additional inductance.

Eine Weiterbildung einer Druckmesseinrichtung gemäß der beiden letztgenannten Weiterbildungen zeichnet sich dadurch aus, dass

  • – die mit der Sensorinduktivität verbundene Beschichtung und die mit der Zusatzinduktivität verbundene Beschichtung aufeinander aufliegen, und
  • – die Einspannvorrichtung einen Einspanndruck auf die aufeinander aufliegenden Beschichtungen ausübt.
A development of a pressure measuring device according to the two last-mentioned further developments is characterized in that
  • The coating connected to the sensor inductance and the coating connected to the additional inductance rest on one another, and
  • - The jig exerts a clamping pressure on the superimposed coatings.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindungen zeichnen sich dadurch aus, dass

  • – Sensorinduktivität aus einem elektrisch leitfähigen Material, insb. aus Titan oder Tantal, besteht,
  • – die Elektrode aus einem halbleitenden Werkstoff, insb. aus einem halbleitenden Metalloxid, insb. aus Titanoxid oder dotiertem Titanoxid, insb. mit Niob oder Wolfram dotiertem Titanoxid, insb. aus einem durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachten halbleitenden Werkstoff besteht, und/oder
  • – Elektrode und Gegenelektrode aus dem gleichen Material bestehen oder die Gegenelektrode aus einem leitfähigen Metall, insb. Titan oder Tantal, besteht.
Preferred embodiments of the invention are characterized in that
  • Sensor inductance consists of an electrically conductive material, in particular of titanium or tantalum,
  • The electrode is made of a semiconductive material, in particular of a semiconducting metal oxide, in particular of titanium oxide or doped titanium oxide, especially titanium oxide doped with niobium or tungsten, in particular of a semiconductive material applied by physical vapor deposition, in particular by sputtering Material exists, and / or
  • - Electrode and counter electrode made of the same material or the counter electrode of a conductive metal, esp. Titanium or tantalum exists.

Eine weitere Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messeinrichtung Bestandteil eines Messmoduls ist, das mittels einer lösbaren mechanischen Befestigungsvorrichtung an einem auf der von der Messmembran abgewandten Seite des Drucksensors befindlichen Ort befestigbar ist.A further development is characterized in that the measuring device is part of a measuring module which can be fastened by means of a releasable mechanical fastening device to a location located on the side of the pressure sensor remote from the measuring diaphragm.

Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die Temperatur drahtlos mittels der induktiv an den Schwingkreis angekoppelten Messeinrichtung bestimmt werden kann. Wird zur Temperaturmessung ein Kondensator mit druckabhängiger Kapazität eingesetzt, so bietet die Erfindung darüber hinaus den Vorteil, dass auch der zu messende Druck drahtlos mittels der induktiv an den Schwingkreis angekoppelten Messeinrichtung bestimmt werden kann. Dabei sind weder zur Messung der Temperatur noch zur Messung der Kapazität durch Lötungen mit dem Kondensator zu verbindende Anschlüsse oder Anschlussleitungen erforderlich. Die Druckmesseinrichtung kann somit in einem deutlich größeren Temperaturbereich eingesetzt werden.The invention has the advantage that the temperature can be determined wirelessly by means of the inductively coupled to the resonant circuit measuring device. If a capacitor with a pressure-dependent capacity is used for temperature measurement, the invention also has the advantage that the pressure to be measured can also be determined wirelessly by means of the measuring device inductively coupled to the resonant circuit. In this case, no connections or connecting lines to be connected by soldering with the capacitor are required for measuring the temperature or for measuring the capacitance. The pressure measuring device can thus be used in a significantly larger temperature range.

Darüber hinaus bietet die Erfindung aufgrund der induktiven Messgrößenerfassung den Vorteil, dass die Messeinrichtung bei Bedarf ausgetauscht werden kann, ohne dass der Drucksensor hierzu aus seiner Einspannung gelöst werden muss. Da sich die Einspannverhältnisse des Drucksensors hierbei nicht ändern, kann die Druckmesseinrichtung nach einem Austausch der Messeinrichtung wieder in Betrieb genommen werden, ohne dass eine Neukalibration zur Bestimmung der von der Einspannung abhängigen Abhängigkeiten des zu messenden Druck von der Resonanzfrequenz erforderlich ist.In addition, due to the inductive measurement variable detection, the invention offers the advantage that the measuring device can be replaced as needed without the pressure sensor having to be released from its clamping for this purpose. Since the clamping conditions of the pressure sensor do not change in this case, the pressure measuring device can be put back into operation after replacement of the measuring device, without a recalibration to determine the dependent of the clamping dependencies of the pressure to be measured by the resonant frequency is required.

Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The invention and its advantages will now be explained in more detail with reference to the figures of the drawing, in which two embodiments are shown. Identical elements are provided in the figures with the same reference numerals.

1 zeigt: eine erfindungsgemäße Druckmesseinrichtung; 1 shows: a pressure measuring device according to the invention;

2 zeigt: eine Draufsicht auf eine von der Messmembran abgewandte Rückseite des Drucksensors von 1; 2 shows a plan view of a side facing away from the measuring membrane back of the pressure sensor of 1 ;

3 zeigt: ein elektrisches Ersatzschaltbild der Druckmesseinrichtung von 1; 3 shows: an electrical equivalent circuit of the pressure measuring device of 1 ;

4 zeigt: eine Schwingungsamplitude des Schwingkreises als Funktion der Frequenz; 4 shows: a vibration amplitude of the resonant circuit as a function of frequency;

5 zeigt: eine Druckmesseinrichtung mit einer auf dem Drucksensor angeordnete Sensorinduktivität und einer seriell damit verbundenen Zusatzinduktivität; und 5 shows: a pressure measuring device with a arranged on the pressure sensor sensor inductance and a series-connected additional inductance; and

6 zeigt: eine Draufsicht auf eine vom der Messmembran abgewandte Rückseite des Drucksensors von 5. 6 shows a plan view of a side facing away from the measuring membrane back of the pressure sensor of 5 ,

Um Komponenten sehr unterschiedlicher Baugröße darstellen zu können, wurde in allen Figuren eine nicht maßstabsgetreue Darstellung gewählt.In order to represent components of very different sizes, a representation not to scale was selected in all figures.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckmesseinrichtung. Die Druckmesseinrichtung umfasst einen keramischen Drucksensor 1 mit einem Grundkörper 3 und einer unter Einschluss einer Druckkammer 5 auf dem Grundkörper 3 angeordneten, in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden zu messenden Druck p verformbare Messmembran 7. Die Messmembran 7 besteht aus Keramik, z. B. aus Aluminiumoxid (Al2O3). Vorzugsweise besteht auch der Grundkörper 3 aus Keramik, z. B. aus Aluminiumoxid (Al2O3). 1 shows a first embodiment of a pressure measuring device according to the invention. The pressure measuring device comprises a ceramic pressure sensor 1 with a basic body 3 and one including a pressure chamber 5 on the body 3 arranged, depending on an acting on it to be measured pressure p deformable diaphragm 7 , The measuring membrane 7 consists of ceramics, z. B. of alumina (Al 2 O 3 ). Preferably, there is also the basic body 3 made of ceramic, z. B. of alumina (Al 2 O 3 ).

Der Drucksensor 1 kann unmittelbar einem Medium ausgesetzt werden, dessen Druck gemessen werden soll. Hierzu kann der Drucksensor 1 z. B. auf die in 1 dargestellte Weise mittels einer Einspannvorrichtung in einem Gehäuse 9 eingespannt werden, das eine Öffnung 11 aufweist, über die eine Außenseite der Messmembran 7 mit dem zu messenden Druck p beaufschlagbar ist. Die Einspannvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie eine elastische Einspannung eines äußeren Randes des Drucksensors 1 bewirkt. Als Einspannvorrichtung eignet sich z. B. eine die Öffnung 11 außenseitlich umgebende Schulter 13 des Gehäuses 9, auf der ein äußerer Rand der Messmembran 7 unter Zwischenfügung einer Dichtung 15 aufliegt und ein in das Gehäuse 9 eingesetzter Druckring 17, der den Drucksensor 1 gegen die Schulter 13 drückt. Alternativ können Drucksensoren 1 erfindungsgemäßer Druckmesseinrichtungen natürlich auch auf andere Weise als mittels der hier beschriebenen Einspannvorrichtung an einem Einsatzort montiert und mit dem zu messenden Druck p beaufschlagt werden.The pressure sensor 1 can be exposed directly to a medium whose pressure is to be measured. For this purpose, the pressure sensor 1 z. B. on the in 1 manner shown by means of a clamping device in a housing 9 be clamped, that an opening 11 has, over an outer side of the measuring diaphragm 7 with the pressure to be measured p is acted upon. The Clamping device is preferably designed such that it has an elastic clamping of an outer edge of the pressure sensor 1 causes. As a jig z. B. one the opening 11 outside surrounding shoulder 13 of the housing 9 , on which an outer edge of the measuring membrane 7 with the interposition of a seal 15 rests and one in the housing 9 inserted pressure ring 17 that the pressure sensor 1 against the shoulder 13 suppressed. Alternatively, pressure sensors 1 Of course, pressure measuring devices according to the invention are also mounted in a manner other than by means of the clamping device described here at an application site and acted upon by the pressure p to be measured.

Der Drucksensor 1 kann, wie hier dargestellt, als Absolutdrucksensor, ausgebildet sein. In dem Fall ist die unter der Messmembran 7 eingeschlossene Druckkammer 5 evakuiert. Alternativ kann er als Relativ- oder Differenzdrucksensor ausgebildet sein, indem der Druckkammer 5 über eine durch den Grundkörper 3 hindurch verlaufende – hier nicht darstellte – Druckzuleitung ein Referenzdruck pref, z. B. ein Umgebungsdruck, oder ein zweiter Druck zugeführt wird.The pressure sensor 1 can, as shown here, be designed as an absolute pressure sensor. In that case it is under the measuring membrane 7 enclosed pressure chamber 5 evacuated. Alternatively, it may be formed as a relative or differential pressure sensor by the pressure chamber 5 about one through the main body 3 passing through - not shown here - pressure supply a reference pressure p ref , z. B. an ambient pressure, or a second pressure is supplied.

Der Drucksensor 1 umfasst einen Kondensator C der eine auf der Messmembran 7 angeordnete Elektrode 19 und eine auf einer der Messmembran 7 zugewandten Stirnseite des Grundkörpers 3 angeordnete Gegenelektrode 21. Die Elektrode 19 besteht aus einem Material, das eine temperaturabhängige Impedanz aufweist. Hierzu eignen sich insb. halbleitende Werkstoffe, insb. halbleitende Metalloxide, wie z. B. Titanoxid oder dotiertes Titanoxid, z. B. mit Niob (N) oder Wolfram (W) dotiertes Titanoxid.The pressure sensor 1 includes a capacitor C of the one on the measuring diaphragm 7 arranged electrode 19 and one on one of the measuring membrane 7 facing end face of the body 3 arranged counter electrode 21 , The electrode 19 consists of a material that has a temperature-dependent impedance. For this purpose, in particular semiconducting materials, esp. Semiconducting metal oxides, such as. As titanium oxide or doped titanium oxide, for. B. with niobium (N) or tungsten (W) doped titanium oxide.

Elektrode 19 und Gegenelektrode 21 sind vorzugsweise als Beschichtungen ausgebildet, die z. B. durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, vorzugsweise durch Sputtern, auf die dem Grundkörper 3 zugewandte Innenseite der Messmembran 7 bzw. die der Messmembran 7 zugewandten Stirnseite des Grundkörpers 3 aufgebracht wurden.electrode 19 and counter electrode 21 are preferably formed as coatings, the z. B. by physical deposition from the gas phase, preferably by sputtering, on the body 3 facing inside of the measuring diaphragm 7 or the measuring membrane 7 facing end face of the body 3 were applied.

Erfindungsgemäße Druckmesseinrichtungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen induktiv zu Schwingungen anregbaren elektrischen Schwingreis umfassen, der den Kondensator C und eine als elektrisch leitfähige Beschichtung auf eine Oberfläche des Drucksensors 1 aufgebrachte aufbrachte Sensorinduktivität LS umfasst. Erfindungsgemäß umfassen sie weiterhin eine induktiv an den Schwingkreis gekoppelte Messeinrichtung 23, die im Messbetrieb eine von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 abhängige Eigenschaft des Schwingkreises bestimmt.Pressure-measuring devices according to the invention are characterized in that they comprise an oscillating electrical circuit oscillating inductively to oscillate, which comprises the capacitor C and an electrically conductive coating on a surface of the pressure sensor 1 applied applied sensor inductance L S comprises. According to the invention, they further comprise a measuring device inductively coupled to the resonant circuit 23 , which in measuring operation one of the temperature-dependent impedance of the electrode 19 dependent property of the resonant circuit determined.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Sensorinduktivität LS eine auf eine von der Messmembran 7 abgewandte Rückseite des Grundkörpers 3 aufgebrachte Planarspule 25. 2 zeigt hierzu eine Draufsicht auf die Rückseite des Grundkörpers 3 von 1. Dort ist die Planarspule 25 als Spirale ausgebildet.At the in 1 illustrated embodiment, the sensor inductance L S comprises a on one of the measuring diaphragm 7 opposite back of the body 3 applied planar coil 25 , 2 shows a plan view of the back of the body 3 from 1 , There is the planar coil 25 formed as a spiral.

Die Sensorinduktivität LS besteht vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie zum Beispiel Titan oder Tantal, und wird vorzugsweise durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, vorzugsweise durch Sputtern, auf die Rückseite des Grundkörpers 3 aufgebracht.The sensor inductance L S is preferably made of an electrically conductive material, such as titanium or tantalum, and is preferably by physical deposition from the gas phase, preferably by sputtering, on the back of the body 3 applied.

Der elektrische Anschluss der Sensorinduktivität LS an den Kondensator C erfolgt vorzugsweise über einen elektrisch leitfähigen, durch den Grundkörper 3 hindurch zur Gegenelektrode 21 verlaufenden Kontaktstift 27, z. B. einen Tantalstift oder einen Titanstift. Dabei wird bei der Herstellung des Drucksensors 1 vorzugsweise derart verfahren, dass der Kontaktstift 27 in eine Bohrung im Grundkörper 3 eingesetzt wird. Im Anschluss daran werden die Gegenelektrode 21 und die Sensorinduktivität LS jeweils als eines der beiden gegenüberliegenden Enden des Kontaktstifts 27 überdeckende Beschichtung auf die entsprechende Seite des Grundkörpers 3 aufgebracht. Dabei bieten das Aufbringen der Sensorinduktivität LS und der Gegenelektrode 21 durch physikalische Gasphasenabscheidung den Vorteil, dass sich hierbei unmittelbar eine in hohem Maße temperaturbeständige, elektrisch leitfähige Verbindung zu dem jeweiligen Ende des Kontaktstifts 27 ausbildet.The electrical connection of the sensor inductance L S to the capacitor C is preferably carried out via an electrically conductive, through the base body 3 through to the counter electrode 21 extending contact pin 27 , z. B. a tantalum pin or a titanium pin. This is in the manufacture of the pressure sensor 1 preferably such procedure that the contact pin 27 in a hole in the body 3 is used. Following this, the counter electrode 21 and the sensor inductance L S each as one of the two opposite ends of the contact pin 27 Covering coating on the corresponding side of the body 3 applied. In this case, the application of the sensor inductance L S and the counter electrode 21 by physical vapor deposition the advantage that this is directly a highly temperature-resistant, electrically conductive connection to the respective end of the contact pin 27 formed.

Die Sensorinduktivität LS bildet zusammen mit dem damit verbundenen Kondensator C einen Schwingkreis, der im Messbetrieb mittels der induktiv an den Schwingkreis gekoppelten Messeinrichtung 23 zu Schwingungen angeregt wird. Dabei wird die von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 abhängige Eigenschaft des Schwingkreises mittels der Messeinrichtung 23 über die induktive Kopplung bestimmt. Im Unterschied zu herkömmlichen Druckmesseinrichtungen mit keramischen Drucksensoren werden hierzu keine über Lötungen zu verbindendende elektrischen Anschlüsse oder Anschlussleitungen benötigt. Entsprechend können erfindungsgemäße Druckmesseinrichtungen in einem deutlich größeren Temperaturbereich eingesetzt werden.The sensor inductance L S , together with the capacitor C connected thereto, forms a resonant circuit, which in the measuring mode by means of the measuring device inductively coupled to the resonant circuit 23 is excited to vibrate. In this case, that of the temperature-dependent impedance of the electrode 19 dependent property of the resonant circuit by means of the measuring device 23 determined via the inductive coupling. In contrast to conventional pressure measuring devices with ceramic pressure sensors, no electrical connections or connection lines to be connected via solder are required for this purpose. Accordingly, pressure measuring devices according to the invention can be used in a significantly larger temperature range.

Dabei kann sowohl die induktive Kopplung als auch die darüber erfolgende Messung der von der Impedanz der Elektrode 19 abhängigen Eigenschaft des Schwingkreises auf unterschiedliche Weise erfolgen.In this case, both the inductive coupling and the measurement of the impedance of the electrode can take place 19 dependent property of the resonant circuit done in different ways.

3 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer hierzu verwendbaren Messeinrichtung 23 zusammen mit dem induktiv daran gekoppelten Schwingkreis. Die Messeinrichtung 23 umfasst eine in der Nähe der Sensorinduktivität LS angeordnete Messinduktivität LM, über die die induktive Kopplung zur Sensorinduktivität LS des Schwingkreises besteht. 3 shows an electrical equivalent circuit diagram of an embodiment of a measuring device used for this purpose 23 together with the inductively coupled thereto resonant circuit. The measuring device 23 includes a near the Sensor inductance L S arranged measuring inductance L M , via which the inductive coupling to the sensor inductance L S of the resonant circuit consists.

Die Messinduktivität LM kann z. B. eine Planarspule 29 umfassen, die auf eine der Rückseite des Grundkörpers 3 zugewandte Stirnseite eines in das Gehäuse 9 eingesetzten Trägers 31 aus einem Isolator aufgebracht ist. Dabei weist die Planarspule 29 vorzugsweise eine Formgebung und eine Anordnung auf, die der in 2 dargestellten Formgebung und Anordnung der Sensorinduktivität LS entspricht.The measuring inductance L M can z. B. a planar coil 29 include on one of the back of the main body 3 facing end face of a in the housing 9 used carrier 31 is applied from an insulator. In this case, the planar coil 29 Preferably, a shape and an arrangement that in 2 shown shaping and arrangement of the sensor inductance L S corresponds.

Alternativ kann die Messinduktivität LM als dreidimensionale Messspule, z. B. als spiralförmige Luftspule, ausgebildet sein, die parallel zur Ebene der Sensorinduktivität LS in geringem Abstand zur Rückseite des Grundkörpers 3 angeordnet ist.Alternatively, the measuring inductance L M as a three-dimensional measuring coil, z. B. as a spiral-shaped air coil, be formed parallel to the plane of the sensor inductance L S at a small distance to the back of the body 3 is arranged.

Die Messeinrichtung 23 umfasst eine an die Messinduktivität LM angeschlossene Erregereinrichtung 33, die im Messbetrieb ein Erregersignal erzeugt, durch das der Schwingkreis über die durch die Messinduktivität LM und Sensorinduktivität LS gegebene induktive Kopplung zu Schwingungen angeregt wird. Dabei führt der Schwingkreis Schwingungen mit einer von der Frequenz ω der Schwingungen abhängigen Schwingungsamplitude A(ω) aus. 4 zeigt einen typischen Verlauf der Schwingungsamplitude A(ω) als Funktion der Frequenz ω in einem eine Resonanzfrequenz ωres, des Schwingkreises umfassenden Frequenzbereich. Dabei bildet die Schwingungsamplitude A(ω) im Bereich der Resonanzfrequenz ωres(C, LS) des Schwingkreises einen Resonanzpeak aus, dessen Breite B ein Maß für die Dämpfung des Schwingkreises ist. Die Dämpfung ist abhängig vom ohmschen Anteil der Impedanz des Kondensators C, der sich in Abhängigkeit von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 verändert. Die Breite B des Resonanzpeaks ist somit eine von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 abhängige Eigenschaft des Schwingkreises. Die Breite B wird von der Messeinrichtung 23 bestimmt, die dann anhand der gemessenen Breite B die zu messende Temperatur bestimmt. Dies geschieht vorzugsweise anhand von in einem Kalibrationsverfahren bestimmten Sensorkenndaten, die die Abhängigkeit der zu messenden Temperatur von der Breite B des Resonanzpeaks wiedergeben.The measuring device 23 includes a device connected to the measuring inductance L M excitation device 33 , which generates an excitation signal during measuring operation, by means of which the oscillating circuit is excited to oscillate via the inductive coupling given by the measuring inductance L M and the sensor inductance L S. In this case, the oscillating circuit executes vibrations with a vibration amplitude A (ω) which depends on the frequency ω of the vibrations. 4 shows a typical course of the oscillation amplitude A (ω) as a function of the frequency ω in a frequency range comprising a resonant frequency ω res , the resonant circuit. The oscillation amplitude A (ω) in the region of the resonance frequency ω res (C, L S ) of the resonant circuit forms a resonance peak whose width B is a measure of the damping of the resonant circuit. The attenuation depends on the ohmic component of the impedance of the capacitor C, which depends on the temperature-dependent impedance of the electrode 19 changed. The width B of the resonance peak is thus one of the temperature-dependent impedance of the electrode 19 dependent property of the resonant circuit. The width B is determined by the measuring device 23 determined, which then determined on the basis of the measured width B, the temperature to be measured. This is preferably done by means of sensor characteristic data determined in a calibration method, which reproduce the dependence of the temperature to be measured on the width B of the resonance peak.

Die Erregereinrichtung 33 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie eine Wechselspannung mit zeitlich veränderlicher Frequenz erzeugt, die über einen Vorwiderstand R an der Messinduktivität LM anliegt. Als Wechselspannungsquelle eignet sich z. B. ein über einen Sägezahngenerator gesteuerter spanungsgesteuerter Oszillator.The exciter device 33 is preferably designed such that it generates an alternating voltage with a time-variable frequency, which is applied via a series resistor R to the measuring inductance L M. As AC voltage source is z. As a controlled via a sawtooth generator voltage controlled oscillator.

Darüber hinaus umfasst die Messeinrichtungen 23 eine an die Messinduktivität LM und die Erregereinrichtung 33 angeschlossene Messelektronik 35, die anhand der Frequenzen und der Amplituden des dabei über die Messinduktivität LM fließenden Messsignals die von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 abhängige Breite B des Resonanzpeaks bestimmt.In addition, the measuring equipment includes 23 one to the measuring inductance L M and the exciter device 33 connected measuring electronics 35 which, on the basis of the frequencies and the amplitudes of the measuring signal flowing through the measuring inductance L M , depends on the temperature-dependent impedance of the electrode 19 dependent width B of the resonance peak determined.

Wird der durch die Elektrode 19 und die Gegenelektrode 21 gebildete Kondensator C ausschließlich dazu verwendet anhand der von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 abhängigen Eigenschaft des Schwingkreises eine Temperaturmessung durchzuführen werden Elektrode 19 und Gegenelektrode 21 vorzugsweise in einander gegenüberliegende Bereichen der einander gegenüberliegenden Innenflächen von Messmembran 7 und Grundkörper 3 angeordnet, in denen sich deren Elektrodenabstand in Abhängigkeit vom auf die Messmembran 7 einwirkenden Druck p möglichst wenig verändert. In dem Fall ist jedoch zur Messung des Drucks ein separater elektromechanischer Wandler vorzusehen, über den die druckabhängigen Verformung der Messmembran 7 messtechnisch erfasst und in eine vom zu messenden Druck abhängige elektrische Größe umgewandelt wird.Will that pass through the electrode 19 and the counter electrode 21 formed capacitor C exclusively used on the basis of the temperature-dependent impedance of the electrode 19 dependent property of the resonant circuit to perform a temperature measurement are electrode 19 and counter electrode 21 preferably in mutually opposite areas of the opposite inner surfaces of measuring diaphragm 7 and basic body 3 arranged, in which their electrode spacing as a function of the measuring membrane 7 acting pressure p changed as little as possible. In the case, however, to measure the pressure, a separate electromechanical transducer is provided, via which the pressure-dependent deformation of the measuring diaphragm 7 measured and converted into a dependent on the measured pressure electrical variable.

Vorzugsweise werden Elektrode 19 und Gegenelektrode 21 derart angeordnet, dass sie sich über einen Bereich erstrecken, in dem die Messmembran 7 eine vom darauf einwirkenden Druck p abhängige Auslenkung erfährt. In dem Fall ist die Kapazität des Kondensators C abhängig von dem im Messbetrieb auf die Messmembran 7 einwirkenden Druck p. Entsprechend bildet die von der im Wesentlichen konstanten Sensorinduktivität LS und der Kapazität des Kondensators C abhängige Resonanzfrequenz ωRes des Schwingkreises eine vom zu messenden Druck p abhängige Messgröße, die mittels der oben beschriebenen Messeinrichtung 23 bestimmt und einem zu messenden Druck p zugeordnet werden kann. Letzteres geschieht vorzugsweise anhand von in einem Kalibrationsverfahren bestimmten Sensorkenndaten, die die Abhängigkeiten des zu messenden Drucks p von der Resonanzfrequenz ωRes wiedergeben.Preferably, electrode 19 and counter electrode 21 arranged so that they extend over a region in which the measuring diaphragm 7 undergoes a dependent of the pressure acting thereon p deflection. In this case, the capacitance of the capacitor C is dependent on that in the measuring operation on the measuring diaphragm 7 acting pressure p. Correspondingly, the resonant frequency ω Res of the resonant circuit, which is dependent on the essentially constant sensor inductance L S and the capacitance of the capacitor C, forms a measured variable dependent on the pressure to be measured, which by means of the measuring device described above 23 determined and can be assigned to a pressure to be measured p. The latter is preferably done by means of sensor characteristic data determined in a calibration method, which reproduce the dependencies of the pressure p to be measured on the resonance frequency ω Res .

Bei dieser Variante kann es jedoch sein, dass sich die Breite B der Resonanzpeaks sich nicht nur in Abhängigkeit von der zu messenden Temperatur sondern, wenn auch in geringerem Maße, auch in Abhängigkeit von der vom zu messenden Druck p abhängigen Resonanzfrequenz ωRes ändert. Das wird vorzugsweise durch in einem Kalibrationsverfahren bestimmte Sensorkenndaten berücksichtigt, die die Abhängigkeiten der zu messenden Temperatur von der Resonanzfrequenz ωRes und von der Breite B des Resonanzpeaks wiedergeben.In this variant, however, it may be that the width B of the resonance peaks changes not only as a function of the temperature to be measured but also, albeit to a lesser extent, as a function of the resonant frequency ω Res dependent on the pressure p to be measured. This is preferably taken into account by sensor characteristics determined in a calibration method, which reflect the dependencies of the temperature to be measured on the resonance frequency ω Res and on the width B of the resonance peak.

Weist der Kondensator C eine druckabhängige Kapazität auf, so ist die Messeinrichtung 23 vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie anhand der von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 abhängigen Eigenschaft des Schwingkreises eine Kompensation eines temperaturabhängigen Messfehlers des anhand der Resonanzfrequenz ωRes bestimmten zu messenden Drucks p vornimmt. Dabei erfolgt die Kompensation vorzugsweise anhand von in einem Kalibrationsverfahren bestimmten Sensorkenndaten, die die Abhängigkeiten des zu messenden Drucks p von der Resonanzfrequenz ωRes und der über die von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 abhängige Eigenschaft des Schwingkreises ermittelbaren Temperatur wieder geben.If the capacitor C has a pressure-dependent capacity, then the measuring device is 23 preferably designed such that it is based on the temperature-dependent impedance of the electrode 19 dependent property of the resonant circuit is a compensation of a temperature-dependent measurement error of the basis of the resonant frequency ω Res determined to be measured pressure p. The compensation is preferably carried out on the basis of determined in a calibration sensor sensor data, the dependencies of the pressure to be measured p of the resonant frequency ω Res and the on the temperature-dependent impedance of the electrode 19 give dependent characteristic of the resonant circuit detectable temperature again.

Wird die Druckmesseinrichtung in Anwendungen eingesetzt, in denen sich die Temperatur am Einsatzort zeitlich nur sehr langsam verändert, weisen Messmembran 7 und Grundkörper 3 im Wesentlichen identische Temperaturen auf. In diesen Anwendungen besteht vorzugsweise auch die Gegenelektrode 21 aus einem Material, das eine temperaturabhängige Impedanz aufweist. Dabei bestehen Elektrode 19 und Gegenelektrode 21 vorzugsweise aus dem gleichen Material. Bei dieser Ausführungsform bewirkt die Temperaturabhängigkeit der Impedanz der Gegenelektrode 21 eine zusätzliche Verbreiterung des Resonanzpeaks, die die Messgenauigkeit der Messung der Sensortemperatur und damit auch der hinsichtlich des von der Sensortemperatur abhängigen Messfehlers kompensierten Druckmessung verbessert.If the pressure measuring device is used in applications in which the temperature at the place of use changes only very slowly in terms of time, have a measuring diaphragm 7 and basic body 3 essentially identical temperatures. In these applications, preferably also the counter electrode 21 made of a material that has a temperature-dependent impedance. There are electrodes 19 and counter electrode 21 preferably of the same material. In this embodiment, the temperature dependency causes the impedance of the counter electrode 21 an additional broadening of the resonance peak, which improves the measurement accuracy of the measurement of the sensor temperature and thus also the pressure measurement compensated with respect to the sensor error dependent measurement error.

Wird die Druckmesseinrichtung in Anwendungen eingesetzt, in denen sich die Temperatur, der die Messmembran 7 ausgesetzt ist, zeitlich schneller verändert, wird die erfindungsgemäße Druckmesseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass mit ihr die sich zeitlich schneller verändernde Temperatur der Messmembran 7 bestimmt werden kann. In dem Fall besteht die Gegenelektrode 21 vorzugsweise aus einem Material, dessen Impedanz möglichst keine bzw. nur eine möglichst geringe Temperaturabhängigkeit aufweist. Dabei kann die Gegenelektrode 21 z. B. aus einem leitfähigen Metall, wie z. B. Titan oder Tantal, bestehen.The pressure measuring device is used in applications where the temperature of the measuring diaphragm 7 is exposed, changed faster in time, the pressure measuring device according to the invention is preferably designed such that with it the temporally faster changing temperature of the measuring diaphragm 7 can be determined. In that case the counterelectrode exists 21 preferably made of a material whose impedance has as little as possible or only the lowest possible temperature dependence. In this case, the counter electrode 21 z. B. of a conductive metal such. As titanium or tantalum exist.

In beiden Fällen kann die Kompensation des temperaturabhängigen Messfehlers des anhand der Resonanzfrequenz ωRes bestimmten Drucks p auf die oben beschriebene Weise anhand von entsprechenden Kalibrationsdaten erfolgen.In both cases, the compensation of the temperature-dependent measurement error of the determined on the basis of the resonant frequency ω Res pressure p in the manner described above based on appropriate calibration data.

Darüber hinaus kann die Kompensation temperaturabhängiger Messfehler des anhand der Resonanzfrequenz ωRes bestimmten Drucks p optional weiter verbessert werden, indem die Druckmesseinrichtung mit einem auf eine von der Messmembran 7 abgewandte Rückseite ausgerichteten Infrarot-Temperatursensors IR ausgestattet wird, mit dem die Grundkörpertemperatur des Grundkörpers 3 gemessen wird. Der Infrarot-Temperatursensor IR ist in 1 und 5 als Option gestrichelt dargestellt. Der Infrarot-Temperatursensor IR kann z. B. auf dem in das Gehäuse 9 eingesetzten Träger 31 montiert werden. Dabei wird er vorzugsweise derart in den Träger 31 eingesetzt, dass er auf die Rückseite des Grundkörpers 3 ausgerichtet ist. Der Der Infrarot-Temperatursensor IR ist an die Messeinrichtung 23, insb. die darin enthaltene Messelektronik 35, angeschlossen. Diese Ausführungsform bietet insb. bei Anwendungen, bei denen die Messmembran 7 zeitlich veränderlichen Temperaturen ausgesetzt ist, den Vorteil, dass die vom Infrarot-Temperatursensor IR gemessene Grundkörpertemperatur bei der Kompensation des temperaturabhängigen Messfehlers des anhand der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bestimmten Drucks p berücksichtigt werden kann. Eine mögliche Form der Berücksichtigung besteht darin, die Kompensation anhand der anhand der von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode 19 abhängigen Eigenschaft des Schwingkreises bestimmten Membrantemperatur und eines durch die Differenz von Membrantemperatur und Grundkörpertemperatur gegebenen, über den Drucksensor anliegenden Temperaturgradienten ΔT durchzuführen. Dabei erfolgt die Kompensation auch hier anhand von in einem Kalibrationsverfahren bestimmten Sensorkenndaten, die die Abhängigkeiten des zu messenden Drucks p von der Membrantemperatur und dem Temperaturgradienten wieder geben.In addition, the compensation of temperature-dependent measurement errors of the determined on the basis of the resonant frequency ω Res pressure p optionally further be improved by the pressure measuring device with a on one of the measuring membrane 7 facing away from the rear-facing infrared temperature sensor IR, which is the basic body temperature of the body 3 is measured. The infrared temperature sensor IR is in 1 and 5 shown as an option dashed. The infrared temperature sensor IR can, for. B. on the in the housing 9 used carrier 31 to be assembled. He is preferably in the carrier so 31 he used that on the back of the main body 3 is aligned. The infrared temperature sensor IR is connected to the measuring device 23 , esp. The measuring electronics contained therein 35 , connected. This embodiment offers esp. In applications where the measuring diaphragm 7 is exposed to time-varying temperatures, the advantage that the measured from the infrared temperature sensor IR base body temperature in the compensation of the temperature-dependent measurement error of the determined based on the resonant frequency of the resonant circuit pressure p can be considered. One possible form of consideration is the compensation based on the temperature dependent impedance of the electrode 19 dependent characteristic of the resonant circuit certain membrane temperature and a given by the difference of membrane temperature and body temperature, via the pressure sensor applied temperature gradient .DELTA.T perform. In this case, the compensation also takes place on the basis of sensor characteristic data determined in a calibration method which reproduce the dependencies of the pressure p to be measured on the membrane temperature and the temperature gradient.

Die Messeinrichtung 23 der erfindungsgemäßen Druckmesseinrichtung – sowie vorzugsweise auch der ggfs. vorgesehene Infrarot-Temperatursensor IR – ist vorzugsweise als Bestandteil eines Messmoduls ausgebildet, das mittels einer lösbaren, in 1 nur schematisch dargestellten, mechanischen Befestigungsvorrichtung an einem auf der von der Messmembran 7 abgewandten Seite des Drucksensors 1 befindlichen Ort montiert werden kann. Hierzu kann das Messmodul z. B. mit einem sich radial nach außen ersteckenden Absatz 37 ausgestattet werden, der mittels eines Druckrings 39 auf einem im Gehäuse 9 vorgesehenen Anschlag 41 montiert wird. Dabei ist über den Anschlag 41 eine definierte, reproduzierbare Positionierung der Messinduktivität LM gewährleistet.The measuring device 23 the pressure measuring device according to the invention - and preferably also the possibly provided. Infrared temperature sensor IR - is preferably formed as part of a measuring module, which by means of a detachable, in 1 only schematically illustrated, mechanical fastening device on a on the of the measuring diaphragm 7 opposite side of the pressure sensor 1 located place can be mounted. For this purpose, the measuring module z. B. with a radially outwardly ersteckenden paragraph 37 equipped by means of a pressure ring 39 on one in the housing 9 provided stop 41 is mounted. It is about the stop 41 a defined, reproducible positioning of the measuring inductance L M guaranteed.

Als Messmodul ausgebildete Messeinrichtungen 23 bieten den Vorteil, dass sie bei Bedarf ausgetauscht werden können, ohne dass der Drucksensor 1 hierzu aus der Einspannvorrichtung gelöst werden muss. Da sich die Einspannverhältnisse des Drucksensors 1 beim Austausch der Messeinrichtung 23 nicht verändern, kann die Druckmesseinrichtung nach einem Austausch wieder in Betrieb genommen werden, ohne dass eine Neukalibration zur Bestimmung der von der Einspannung abhängigen Abhängigkeiten des zu messenden Drucks p von der Resonanzfrequenz ωRes des Schwingkreises erforderlich ist.Measuring devices designed as measuring module 23 offer the advantage that they can be replaced if necessary without the pressure sensor 1 this must be solved from the jig. As the clamping conditions of the pressure sensor 1 when replacing the measuring device 23 do not change the pressure measuring device can be put back into operation after an exchange, without a recalibration to determine the dependent of the clamping dependencies of the pressure to be measured p of the Resonant frequency ω Res of the resonant circuit is required.

Bei den erfindungsgemäßen Druckmesseinrichtungen erfolgen die mit der Messeinrichtung 23 ausgeführten Messungen in einem in Abhängigkeit von den Resonanzfrequenzen ωRes des Schwingkreises festgelegten Frequenzbereich. Dabei ist die erzielbare Messgenauigkeit, sowohl im Hinblick auf die Temperaturmessung als auch im Hinblick auf die ggfs. vorzunehmende Druckmessung, umso höher, je niedriger die Frequenzen sind, bei denen die Messungen erfolgen. Die Resonanzfrequenz ωRes des Schwingkreises ist im Wesentlichen umgekehrt proportional zur Wurzel aus dem Produkt der Kapazität des Messkondensator C und der im Wesentlichen konstanten Größe der Sensorinduktivität I. Dabei ist die Kapazität des Messkondensator C abhängig vom Elektrodenabstand und von der Größe der Elektrodenflächen von Elektrode 19 und Gegenelektrode 21. Beide Größen sind in der Regel aufgrund herstellungs- und/oder anwendungsbedingter Vorgaben rnur innerhalb enger grenzen variierbar. Kapazitive keramische Drucksensoren 1 weisen üblicher Weise Kapazitäten in der Größenordnung von 10 pF bis 50 pF auf. Genauso kann auch die von der Formgebung und den Abmessungen der Beschichtung abhängige Größe der Sensorinduktivität LS aufgrund der begrenzten Oberfläche des Drucksensors 1 nur innerhalb enger variiert werden. So können auf die oben beschriebene Weise zum Beispiel Planarspulen 25 mit einer Induktivität in der Größenordnung von einigen 100 nH auf dem Drucksensor 1 erzeugt werden. Hierüber ergeben sich vom zu messenden Druck p abhängige Resonanzfrequenzen ωRes von 10 MHz bis 100 MHz.In the pressure measuring devices according to the invention, they are carried out with the measuring device 23 performed measurements in a frequency range determined in dependence on the resonance frequencies ω Res of the resonant circuit. In this case, the achievable measurement accuracy, both with regard to the temperature measurement and with regard to the pressure measurement to be carried out if necessary, is the higher, the lower the frequencies at which the measurements take place. The resonant frequency ω Res of the resonant circuit is substantially inversely proportional to the root of the product of the capacitance of the measuring capacitor C and the substantially constant size of the sensor inductance I. The capacitance of the measuring capacitor C is dependent on the electrode spacing and the size of the electrode surfaces of the electrode 19 and counter electrode 21 , Both quantities can usually only be varied within narrow limits due to production and / or application-related specifications. Capacitive ceramic pressure sensors 1 typically have capacities in the order of 10 pF to 50 pF. Equally, the size of the sensor inductance L S, which is dependent on the shaping and the dimensions of the coating, can also be due to the limited surface area of the pressure sensor 1 can only be varied within close. For example, in the manner described above, planar coils can be used 25 with an inductance of the order of a few 100 nH on the pressure sensor 1 be generated. This results in the resonant frequencies ω Res of 10 MHz to 100 MHz dependent on the pressure p to be measured.

Die mit der erfindungsgemäßen Druckmesseinrichtung erzielbare Messgenauigkeit kann, sowohl im Hinblick auf die Temperaturmessung als auch im Hinblick auf die ggfs. vorzunehmende Druckmessung weiter verbessert werden, indem die Druckmesseinrichtung mit einer seriell mit der Sensorinduktivität LS verbundenen Zusatzinduktivität LZ ausgestattet wird. Die Zusatzinduktivität LZ bietet den Vorteil, dass sie eine Verschiebung des Resonanzpeaks zu niedrigeren Frequenzen hin bewirkt, was wiederum eine Erhöhung der erzielbaren Messgenauigkeiten zur Folge hat. Dabei gilt es die Zusatzinduktivität LZ ohne den Einsatz von Lötungen anzuschließen. Ein Ausführungsbeispiel hierzu ist in 5 dargestellt. Aufgrund der großen Überstimmung mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden nachfolgend lediglich die bestehenden Unterschiede näher erläutert. Im Übrigen wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.The measurement accuracy achievable with the pressure measuring device according to the invention can be further improved, both with regard to the temperature measurement and with regard to the pressure measurement to be taken if necessary, by providing the pressure measuring device with an additional inductance L Z connected in series with the sensor inductance L S. The additional inductance L Z has the advantage that it causes a shift of the resonance peak towards lower frequencies, which in turn results in an increase in the achievable measurement accuracies. It is important to connect the additional inductance L Z without the use of soldering. An embodiment of this is in 5 shown. Due to the great concurrence with the embodiment described above, only the existing differences will be explained in more detail below. Incidentally, reference is made to the above statements.

Die in 5 dargestellte Zusatzinduktivität LZ umfasst eine dreidimensionale Spule 43, die auf einer äußeren Mantelfläche eines auf der Rückseite des Grundkörpers 3 angeordneten Isolators 45 vorgesehen ist. Auch die Zusatzinduktivität LZ ist vorzugsweise eine als Beschichtung auf den Isolator 45 aufgebrachte Spule 43, die vorzugsweise aus dem Material der Sensorinduktivität LS besteht und z. B. durch physikalische Gasphasenabscheidung, insb. durch Sputtern aufgebracht wird.In the 5 shown additional inductance L Z comprises a three-dimensional coil 43 placed on an outer surface of one on the back of the main body 3 arranged insulator 45 is provided. The additional inductance L Z is preferably also a coating on the insulator 45 applied coil 43 , which preferably consists of the material of the sensor inductance L S and z. B. by physical vapor deposition, in particular by sputtering is applied.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Sensorinduktivität LS mit einer auf der von der Messmembran 7 abgewandten die Rückseite des Grundkörpers 3 aufgebrachten, elektrisch leitfähigen Beschichtung 47 verbunden. Analog ist die Zusatzinduktivität LZ mit einer auf eine dem Grundkörper 3 zugewandte Stirnseite des Isolators 45 aufgebrachten Beschichtung 49 verbunden. Die beiden Beschichtungen 47, 49 werden vorzugsweise zusammen mit der jeweils damit verbundenen Induktivität LS, LZ durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebracht. Die beiden Beschichtungen 47, 49 sind derart bemessen, dass sie in elektrisch leitendem Kontakt zu einander stehen. Die Beschichtungen 47, 49 können z. B. als formgleiche, z. B. ringscheibenförmige Beschichtungen 47, 49 ausgebildet sein, die aufeinander aufliegen. 6 zeigt hierzu eine Ansicht, der von der Messmembran 7 abgewandten Rückseite des Grundkörpers von 5.In this embodiment, the sensor inductance L S is one with that of the measuring diaphragm 7 facing away from the back of the main body 3 applied, electrically conductive coating 47 connected. Analogously, the additional inductance L Z is one with the one on the body 3 facing end face of the insulator 45 applied coating 49 connected. The two coatings 47 . 49 are preferably applied together with the respectively associated inductance L S , L Z by physical deposition from the gas phase, in particular by sputtering. The two coatings 47 . 49 are sized so that they are in electrically conductive contact with each other. The coatings 47 . 49 can z. B. as the same shape, z. B. annular disc-shaped coatings 47 . 49 be formed, which rest on each other. 6 this shows a view of the measuring membrane 7 facing away from the back of the body of 5 ,

Der Isolator 45 wird vorzugsweise zugleich als Entkopplungsring zum Schutz der Messmembran 7 vor in radialer Richtung darauf einwirkenden mechanischen Spannungen genutzt. In dem Fall ist der Isolator 45 vorzugsweise als auf einem äußeren Rand des Grundkörpers 3 angeordneter Ring ausgebildet, der mittels der Einspannvorrichtung in axialer, also parallel zur Flächennormale auf die Messmembran 7 verlaufender Richtung gegen den äußeren Rand der Rückseite des Grundkörpers 3 gespannt ist. Dabei kann die durch den Isolator 45 bewirkte Reduktion von in radialer Richtung wirkenden thermomechanischen Spannungen zusätzlich durch eine zwischen dem Isolator 45 und dem Druckring 17 angeordnete Folie 51, z. B. eine Flachdichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) erhöht werden.The insulator 45 is preferably at the same time as a decoupling ring to protect the measuring diaphragm 7 used in front of it in the radial direction acting on mechanical stresses. In that case the insulator is 45 preferably as on an outer edge of the body 3 arranged ring formed by means of the clamping device in the axial, ie parallel to the surface normal to the measuring diaphragm 7 extending direction against the outer edge of the back of the body 3 is curious. It can be through the insulator 45 caused reduction of acting in the radial direction thermo-mechanical stresses in addition by a between the insulator 45 and the pressure ring 17 arranged foil 51 , z. B. a gasket made of polytetrafluoroethylene (PTFE) can be increased.

In seiner Funktion als Entkopplungsring ist der Isolator 45 vorzugsweise als separates Bauteil ausgebildet, das auf dem äußeren Rand des Grundkörpers 3 aufliegt. Dabei wird die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Zusatzinduktivität LZ und der Sensorinduktivität LS über den von der Einspannvorrichtung auf die aufeinander aufliegenden Beschichtungen 47, 49 ausgeübten Einspanndruck sichergestellt.In its function as a decoupling ring is the insulator 45 preferably formed as a separate component, which on the outer edge of the body 3 rests. In this case, the electrically conductive connection between the additional inductance L Z and the sensor inductance L S via the clamping device on the superimposed coatings 47 . 49 ensured clamping pressure ensured.

Der Entkopplungsring besteht vorzugsweise aus dem Material des Grundkörpers 3 und kann, in dem Fall ohne die Zusatzinduktivität LZ, auch bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden.The decoupling ring is preferably made of the material of the main body 3 and, in the case without the additional inductance L Z , also in the case of the 1 embodiment shown are used.

Sofern dies im Hinblick auf die Schwingungseigenschaften der Schwingkreise gewünscht ist, kann der Isolator 45 mit einem Element 53 aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität ausgestattet werden. Hierzu eignet sich insb. ein in den Isolator 45 eingesetzter Ferrit-Ring. Auch über das Element 53 kann eine Verschiebung des Resonanzpeaks zu niedrigeren Frequenzen hin bewirkt werden, was wiederum eine Erhöhung der erzielbaren Messgenauigkeiten zur Folge hat. If this is desired in view of the vibration characteristics of the resonant circuits, the insulator 45 with an element 53 be made of a material with high magnetic permeability. In particular one is suitable for this purpose in the isolator 45 inserted ferrite ring. Also about the item 53 a shift of the resonance peak towards lower frequencies can be effected, which in turn results in an increase of the achievable measurement accuracies.

Bei Druckmesseinrichtungen mit Zusatzinduktivität LZ ist die Messinduktivität LM der Messeinrichtung 23 vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass über sie eine direkte induktive Kopplung zur Sensorinduktivität LS und zur Zusatzinduktivität LZ besteht. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die in 1 dargestellte Planarspule 29 um einen weiteren Spulenbereich erweitert wird, der als koaxial zur dreidimensionalen Zusatzinduktivität LZ verlaufendes, dreidimensionales Spulensegment als Beschichtung auf eine zylindrische äußere Mantelfläche des Trägers 31 aufgebracht wird.In pressure measuring devices with additional inductance L Z is the measuring inductance L M of the measuring device 23 Preferably designed and arranged such that there is a direct inductive coupling to the sensor inductance L S and the additional inductance L Z via them. This can be achieved, for example, by the fact that the in 1 illustrated planar coil 29 is extended by a further coil region, the coaxial with the three-dimensional additional inductance L Z extending, three-dimensional coil segment as a coating on a cylindrical outer surface of the support 31 is applied.

Alternativ kann die Messinduktivität LM als dreidimensionale Messspule 55, z. B. als spiralförmige Luftspule, ausgebildet sein. Diese Variante ist in 5 schematisch dargestellt. In dem Fall ist die Messspule 55 vorzugsweise in geringem Abstand zur Rückseite des Grundkörpers 3 angeordnet und weist eine parallel zur Rückseite verlaufende Länge auf, die derart bemessen ist, dass sich deren gegenüberliegenden Enden jeweils in geringem Abstand zu dem die Zusatzinduktivität LZ tragenden Isolator 45 befinden.Alternatively, the measuring inductance L M as a three-dimensional measuring coil 55 , z. B. as a spiral-shaped air coil, be formed. This variant is in 5 shown schematically. In that case the measuring coil is 55 preferably at a small distance to the back of the body 3 arranged and has a parallel to the back extending length, which is dimensioned such that their opposite ends in each case at a small distance to the additional inductance L Z supporting insulator 45 are located.

Auch bei dieser Variante kann optional der in 5 nicht dargestellte, aber bereits anhand von 1 und 3 beschriebene Infrarot-Temperatursensor IR vorgesehen werden.Also in this variant optional in 5 not shown, but already based on 1 and 3 described infrared temperature sensor IR can be provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Drucksensorpressure sensor
33
Grundkörperbody
55
Druckkammerpressure chamber
77
Messmembranmeasuring membrane
99
Gehäusecasing
1111
Öffnungopening
1313
Schultershoulder
1515
Dichtungpoetry
1717
Druckringpressure ring
1919
Elektrodeelectrode
2121
Gegenelektrodecounter electrode
2323
Messeinrichtungmeasuring device
2525
Planarspuleplanar coil
2727
Kontaktstiftpin
2929
Planarspuleplanar coil
3131
Trägercarrier
3333
Erregereinrichtungexcitation device
3535
Messelektronikmeasuring electronics
3737
Absatzparagraph
3939
Druckringpressure ring
4141
Anschlagattack
4343
SpuleKitchen sink
4545
Isolatorinsulator
4747
Beschichtungcoating
4949
Beschichtungcoating
5151
Foliefoil
5353
Elementelement
5555
Messspulemeasuring coil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 03/106952 A2 [0003, 0004] WO 03/106952 A2 [0003, 0004]
  • EP 0995979 A1 [0008, 0008] EP 0995979 A1 [0008, 0008]
  • DE 102013114734 A1 [0009, 0013] DE 102013114734 A1 [0009, 0013]

Claims (15)

Druckmesseinrichtung, mit – einem keramischen Drucksensor (1), – der einen Grundkörper (3) und eine unter Einschluss einer Druckkammer (5) auf dem Grundkörper (3) angeordnete, in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden zu messenden Druck (p) verformbare Messmembran (7) aus Keramik umfasst, – der einen eine auf der Messmembran (7) angeordnete Elektrode (19) und eine auf dem Grundkörper (3) angeordnete Gegenelektrode (21) umfassenden Kondensator (C) aufweist, und – dessen Elektrode (19) aus einem eine temperaturabhängige Impedanz aufweisenden Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass – ein induktiv zu Schwingungen anregbarer elektrischer Schwingreis vorgesehen ist, der den Kondensator und eine als elektrisch leitfähige Beschichtung auf eine Oberfläche des Drucksensors (1) aufgebrachte, insb. durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachte Sensorinduktivität (LS) umfasst, und – eine induktiv an den Schwingkreis gekoppelte Messeinrichtung (23) vorgesehen ist, die im Messbetrieb eine von der Impedanz der Elektrode (19) abhängige Eigenschaft des Schwingkreises bestimmt.Pressure measuring device, with - a ceramic pressure sensor ( 1 ), - one basic body ( 3 ) and one including a pressure chamber ( 5 ) on the base body ( 3 ), as a function of a pressure (p) deformable on it ( 7 ) of ceramic, - one on the measuring membrane ( 7 ) arranged electrode ( 19 ) and one on the main body ( 3 ) arranged counter electrode ( 21 ) comprising capacitors (C), and - the electrode ( 19 ) is made of a material having a temperature-dependent impedance, characterized in that - an inductively oscillatable excitable electrical oscillating circuit is provided, the capacitor and an electrically conductive coating on a surface of the pressure sensor ( 1 ), in particular by physical deposition from the gas phase, esp. By sputtering, applied sensor inductance (L S ) comprises, and - a inductively coupled to the resonant circuit measuring device ( 23 ) is provided, which in the measuring operation one of the impedance of the electrode ( 19 ) dependent property of the resonant circuit determined. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Impedanz der Elektrode (19) abhängige Eigenschaft eine Breite (B) eines Resonanzpeaks einer von der Messeinrichtung (23) in Abhängigkeit von der Schwingungsfrequenz bestimmten Schwingungsamplitude (A(ωRes)) des Schwingkreise ist.Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that the of the impedance of the electrode ( 19 ) dependent property is a width (B) of a resonance peak of one of the measuring device ( 23 ) as a function of the oscillation frequency of certain oscillation amplitude (A (ω Res )) of the resonant circuit is. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (23) – eine induktiv an die Sensorinduktivität (LS) gekoppelte Messinduktivität (LM) umfasst, – eine an die Messinduktivität (LM) angeschlossene Erregereinrichtung (33) umfasst, die im Messbetrieb ein Erregersignal, insb. eine Wechselspannung mit zeitlich veränderlicher Frequenz, erzeugt, durch das der Schwingkreis über die induktive Kopplung zu Schwingungen angeregt wird, und – eine an die Messinduktivität (LM) und an die Erregereinrichtung (33) angeschlossene Messelektronik (35) umfasst, die anhand eines im Messbetrieb über die Messinduktivität (LM) fließenden Messsignals die von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode (19) abhängige Messgröße bestimmt.Pressure measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring device ( 23 ) - an inductively coupled to the sensor inductance (L S ) measuring inductance (L M ), - a to the measuring inductance (L M ) connected to excitation means ( 33 ), which in measurement operation generates an excitation signal, in particular an alternating voltage with a time-variable frequency, by which the resonant circuit is excited to oscillate via the inductive coupling, and - one to the measuring inductance (L M ) and to the exciter device ( 33 ) connected measuring electronics ( 35 ), which, on the basis of a measuring signal flowing through the measuring inductance (L M ) in measuring mode, detects the temperature dependent impedance of the electrode ( 19 ) dependent measure determined. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Messeinrichtung (23) eine induktiv an die Sensorinduktivität (LS) gekoppelte Messinduktivität (LM) umfasst, und – die Messinduktivität (LM) eine auf einer von der Messmembran (7) abgewandten Seite des Grundkörpers (3) angeordnete dreidimensionale Messspule (55), insb. eine Luftspule, oder eine auf einer dem Grundkörper (3) zugewandten Stirnseite eines Trägers (31) aus einem Isolator aufgebrachte Planarspule (29) umfasst.Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that - the measuring device ( 23 ) comprises a measuring inductance (L M ) inductively coupled to the sensor inductance (L S ), and - the measuring inductance (L M ) on one of the measuring diaphragm (L 7 ) facing away from the body ( 3 ) arranged three-dimensional measuring coil ( 55 ), esp. An air coil, or one on a the base body ( 3 ) facing end face of a carrier ( 31 ) planar coil applied from an insulator ( 29 ). Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kondensator (C) eine von der druckabhängigen Verformung der Messmembran (7) abhängige Kapazität aufweist, – der Schwingkreis eine von der Kapazität des Kondensators (C) und der Sensorinduktivität (LS) abhänge Resonanzfrequenz (ωres(C, LS)) aufweist, und – die Messeinrichtung (23) die von der Kapazität des Kondensators (C) abhängige Resonanzfrequenz (ωres(C, LS)) des Schwingkreises bestimmt und einem zu messenden Druck (p) zuordnet, wobei die Messeinrichtung (23) insb. derart ausgebildet ist, dass sie anhand der von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode (19) abhängigen Eigenschaft des Schwingkreises eine Kompensation eines temperaturabhängigen Messfehlers des anhand der Resonanzfrequenz (ωRes) bestimmten zu messenden Drucks (p) vornimmt.Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that - the condenser (C) one of the pressure-dependent deformation of the measuring diaphragm ( 7 ) has dependent capacity, - the resonant circuit has one of the capacitance of the capacitor (C) and the sensor inductance (L S ) dependent resonance frequency (ω res (C, L S )), and - the measuring device ( 23 ) determines the resonant frequency (ω res (C, L S )) of the resonant circuit which is dependent on the capacitance of the capacitor (C) and assigns it to a pressure (p) to be measured, the measuring device ( 23 ) is designed in particular such that it is determined on the basis of the temperature-dependent impedance of the electrode ( 19 ) dependent property of the resonant circuit is a compensation of a temperature-dependent measurement error of based on the resonance frequency (ω Res ) determined to be measured pressure (p). Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – ein auf eine von der Messmembran (7) abgewandte Rückseite des Grundkörpers (3) ausgerichteter Infrarot-Temperatursensors (IR), insb. ein auf einem in ein Gehäuse (9) der Druckmesseinrichtung eingesetzten Träger (31) montierter Infrarot-Temperatursensor (IR), vorgesehen ist, – wobei die Messeinrichtung (23) insb. derart ausgebildet ist, dass sie anhand der von der temperaturabhängigen Impedanz der Elektrode (19) abhängigen Eigenschaft und einer mit dem Infrarot-Temperatursensor (IR) gemessenen Grundkörpertemperatur eine Kompensation eines temperaturabhängigen Messfehlers des anhand der Resonanzfrequenz (ωRes) bestimmten zu messenden Drucks (p) vornimmt.Pressure measuring device according to claim 5, characterized in that - one on one of the measuring diaphragm ( 7 ) facing away back of the body ( 3 ) oriented infrared temperature sensor (IR), in particular a on a in a housing ( 9 ) of the pressure measuring device used carrier ( 31 ) mounted infrared temperature sensor (IR) is provided, - wherein the measuring device ( 23 ) is designed in particular such that it is determined on the basis of the temperature-dependent impedance of the electrode ( 19 ) dependent property and a measured with the infrared temperature sensor (IR) base body temperature compensation of a temperature-dependent measurement error of based on the resonance frequency (ω Res ) determined to be measured pressure (p) makes. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorinduktivität (LS) eine auf eine von der Messmembran (7) abgewandte Rückseite des Grundkörpers (3) aufgebrachte Planarspule (25) umfasst.Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that the sensor inductance (L S ) a to one of the measuring membrane ( 7 ) facing away back of the body ( 3 ) applied planar coil ( 25 ). Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Sensorinduktivität (LS) über eine elektrisch leitfähige Verbindung, insb. eine sich beim Aufbringen Sensorinduktivität (LS) ausbildende elektrische leitfähige Verbindung, mit einem durch den Grundkörper (3) hindurch verlaufenden Kontaktstift (27) verbunden ist, und – der Kontaktstift (27) über eine elektrisch leitfähige Verbindung, insb. eine sich beim Aufbringen Gegenelektrode (21) ausbildende elektrische leitfähige Verbindung, mit der Gegenelektrode (21) verbunden ist.Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that - the sensor inductance (L S ) via an electrically conductive connection, esp. A forming when applying sensor inductance (L S ) electrical conductive connection, with a through the body ( 3 ) extending therethrough pin ( 27 ), and - the contact pin ( 27 ) via an electrically conductive connection, in particular a when counter electrode ( 21 ) forming electrical conductive connection, with the counter electrode ( 21 ) connected is. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingkreise eine seriell mit der Sensorinduktivität (LS) verbundene Zusatzinduktivität (LZ), insb. eine dreidimensionale, auf eine Mantelfläche eines auf der von der Messmembran (7) abgewandten Rückseite des Grundkörpers (3) angeordneten Isolators (45), insb. eines Entkopplungsrings, aufgebrachte, insb. durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachte, dreidimensionale Spule (43), umfasst.Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that the oscillating circuits have an additional inductance (L Z ), in particular a three-dimensional, connected in series with the sensor inductance (L S ), on a lateral surface of the measuring diaphragm. 7 ) facing away from the back of the body ( 3 ) insulator ( 45 ), esp. Of a decoupling ring, applied, esp. By physical deposition from the gas phase, esp. By sputtering, applied, three-dimensional coil ( 43 ). Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (45) mit einem Element (53), insb. einem Ferrit-Ring, aus einem Material mit hoher Permeabilität ausgestattet ist.Pressure measuring device according to claim 9, characterized in that the insulator ( 45 ) with an element ( 53 ), esp. A ferrite ring, is made of a material with high permeability. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – die Sensorinduktivität (LS) mit einer auf der von der Messmembran (7) abgewandten Rückseite des Grundkörpers (3) aufgebrachten elektrisch leitfähigen Beschichtung (47), insb. einer durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachten elektrisch leitfähigen Beschichtung (47), verbunden ist, – die Zusatzinduktivität (LZ) mit einer auf eine dem Grundkörper (3) zugewandten Stirnseite des Isolators (45) aufgebrachten Beschichtung (49), insb. einer durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachten elektrisch leitfähigen Beschichtung (49), verbunden ist, und – die auf den Grundkörpers (3) aufgebrachte Beschichtung (47) in elektrisch leitendem Kontakt zu der auf den Isolator (45) aufgebrachten Beschichtung (49) steht.Pressure measuring device according to claim 9, characterized in that - the sensor inductance (L S ) with a on the of the measuring diaphragm ( 7 ) facing away from the back of the body ( 3 ) applied electrically conductive coating ( 47 ), in particular a by electrostatic deposition from the gas phase, in particular by sputtering applied electrically conductive coating ( 47 ), - the additional inductance (L Z ) with one on one of the main body ( 3 ) facing end side of the insulator ( 45 ) applied coating ( 49 ), in particular a by electrostatic deposition from the gas phase, in particular by sputtering applied electrically conductive coating ( 49 ), and - on the main body ( 3 ) applied coating ( 47 ) in electrically conductive contact with the insulator ( 45 ) applied coating ( 49 ) stands. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass – der Drucksensor (1) mittels einer Einspannvorrichtung in einem Gehäuse (9) eingespannt ist, – wobei die Einspannvorrichtung insb. derart ausgebildet ist, dass sie eine Einspannung, insb. elastische Einspannung, eines äußeren Randes des Drucksensors (1) oder eines äußern Randes des Drucksensors (1) und eines auf dessen von der Messmembran (7) abgewandten Rückseite angeordneten Entkopplungsrings, insb. eines mit der Zusatzinduktivität (LZ) ausgestatten Isolators (45), bewirkt.Pressure measuring device according to claim 1 or 9, characterized in that - the pressure sensor ( 1 ) by means of a clamping device in a housing ( 9 ) - wherein the clamping device is esp. Formed such that they a clamping, esp. Elastic clamping, an outer edge of the pressure sensor ( 1 ) or an outer edge of the pressure sensor ( 1 ) and one of which from the measuring membrane ( 7 ) facing away from the rear decoupling ring, esp. A equipped with the additional inductance (L Z ) insulator ( 45 ), causes. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass – die mit der Sensorinduktivität (LS) verbundene Beschichtung (47) und die mit der Zusatzinduktivität (LZ) verbundene Beschichtung (49) aufeinander aufliegen, und – die Einspannvorrichtung einen Einspanndruck auf die aufeinander aufliegenden Beschichtungen (47, 49) ausübt.Pressure measuring device according to claim 11 and 12, characterized in that - the coating connected to the sensor inductance (L S ) ( 47 ) and the coating connected to the additional inductance (L Z ) ( 49 ), and - the clamping device applies a clamping pressure to the superimposed coatings ( 47 . 49 ) exercises. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – Sensorinduktivität (LS) aus einem elektrisch leitfähigen Material, insb. aus Titan oder Tantal, besteht, – die Elektrode (19) aus einem halbleitenden Werkstoff, insb. aus einem halbleitenden Metalloxid, insb. aus Titanoxid oder dotiertem Titanoxid, insb. mit Niob (N) oder Wolfram (W) dotiertem Titanoxid, insb. aus einem durch physikalische Abscheidung aus der Gasphase, insb. durch Sputtern, aufgebrachten halbleitenden Werkstoff besteht, und/oder – Elektrode (19) und Gegenelektrode (21) aus dem gleichen Material bestehen oder die Gegenelektrode (21) aus einem leitfähigen Metall, insb. Titan oder Tantal, besteht.Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that - sensor inductance (L S ) consists of an electrically conductive material, esp. Of titanium or tantalum, - the electrode ( 19 of a semiconductive material, in particular of a semiconductive metal oxide, in particular of titanium oxide or doped titanium oxide, in particular with niobium (N) or tungsten (W) doped titanium oxide, in particular from a material obtained by physical vapor deposition, in particular by Sputtering, applied semiconducting material consists, and / or - electrode ( 19 ) and counterelectrode ( 21 ) consist of the same material or the counter electrode ( 21 ) consists of a conductive metal, esp. Titanium or tantalum. Druckmesseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (23) Bestandteil eines Messmodul ist, das mittels einer lösbare mechanischen Befestigungsvorrichtung an einem auf der von der Messmembran (7) abgewandten Seite des Drucksensors (3) befindlichen Ort befestigbar ist.Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring device ( 23 ) Is part of a measuring module which, by means of a releasable mechanical fastening device, is attached to the one of the measuring membrane ( 7 ) facing away from the pressure sensor ( 3 ) is fixable place.
DE102016105001.6A 2016-03-17 2016-03-17 Pressure measuring device Pending DE102016105001A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016105001.6A DE102016105001A1 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Pressure measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016105001.6A DE102016105001A1 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Pressure measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016105001A1 true DE102016105001A1 (en) 2017-09-21

Family

ID=59751937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016105001.6A Pending DE102016105001A1 (en) 2016-03-17 2016-03-17 Pressure measuring device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016105001A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018123041A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-19 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure measuring device
CN114746733A (en) * 2019-12-06 2022-07-12 恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司 Pressure measuring sensor
US12031878B2 (en) 2019-12-06 2024-07-09 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure measuring sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0995979A1 (en) 1998-10-23 2000-04-26 Endress + Hauser GmbH + Co. Pressure sensor
WO2003106952A2 (en) 2002-06-18 2003-12-24 Corporation For National Research Initiatives A micro-mechanical capacitive inductive sensor for wireless detection of relative or absolute pressure
DE10258845A1 (en) * 2002-12-17 2004-01-15 Robert Bosch Gmbh Temperature sensing device e.g. for motor vehicle tire, has capacitive element connected to inductive element to form resonant circuit whose resonant frequency varies with temperature
US20100327883A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Jochen Reinmuth Inductive delta c evaluation for pressure sensors
DE102013114734A1 (en) 2013-12-20 2015-07-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Capacitive pressure cell with at least one temperature sensor and pressure measuring method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0995979A1 (en) 1998-10-23 2000-04-26 Endress + Hauser GmbH + Co. Pressure sensor
WO2003106952A2 (en) 2002-06-18 2003-12-24 Corporation For National Research Initiatives A micro-mechanical capacitive inductive sensor for wireless detection of relative or absolute pressure
DE10258845A1 (en) * 2002-12-17 2004-01-15 Robert Bosch Gmbh Temperature sensing device e.g. for motor vehicle tire, has capacitive element connected to inductive element to form resonant circuit whose resonant frequency varies with temperature
US20100327883A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Jochen Reinmuth Inductive delta c evaluation for pressure sensors
DE102013114734A1 (en) 2013-12-20 2015-07-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Capacitive pressure cell with at least one temperature sensor and pressure measuring method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018123041A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-19 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure measuring device
US11754455B2 (en) 2018-09-19 2023-09-12 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure measuring device with free-standing carrier
CN114746733A (en) * 2019-12-06 2022-07-12 恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司 Pressure measuring sensor
US12031878B2 (en) 2019-12-06 2024-07-09 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure measuring sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3094951B1 (en) Capacitive pressure-measuring cell having at least one temperature sensor and pressure measurement method
DE69818762T2 (en) Pressure converter combined with a temperature sensor
EP1128172B1 (en) Pressure sensor
EP1106982B1 (en) Pressure measuring device
EP1409979B1 (en) Pressure sensor
EP1126259B1 (en) Pressure sensor
EP0759547A1 (en) Pressure sensor
EP3500832B1 (en) Filling body for reducing a volume of a pressure measurement chamber
WO2017008784A1 (en) Method and device for electrical force measurement by means of an insulating thin layer
DE102009046692A1 (en) Pressure e.g. absolute pressure, measuring device for industrial measurement engineering, has disks covering recess, and semiconductor pressure sensor attached on disks and comprising membrane carrier and measuring membrane
DE202016101491U1 (en) Pressure measuring device
DE102012211416A1 (en) Eddy current sensor and method for measuring a force
WO2014101943A1 (en) Driver circuit for capacitive gap sensor
EP1065488B1 (en) Relative pressure sensor
DE102009027132A1 (en) Inductive Delta-C evaluation for pressure sensors
EP1611422B1 (en) Relative pressure transducer
DE102016105001A1 (en) Pressure measuring device
EP2724133B1 (en) Pressure sensor arrangement for detecting a pressure of a fluid medium in a measurement area
DE102009035973B4 (en) Arrangement and method for capacitive pressure measurement
EP2823276B1 (en) Micromechanical measuring element, and method for producing a micromechanical measuring element
WO2004111594A1 (en) Moisture-protected pressure sensor
DE10393943B3 (en) Differential Pressure Sensor
DE10132269B4 (en) pressure sensor
DE102015116059A1 (en) Pressure measuring device
DE102016104760A1 (en) Pressure measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ENDRESS+HAUSER SE+CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: ENDRESS + HAUSER GMBH + CO. KG, 79689 MAULBURG, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: HAHN, CHRISTIAN, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R012 Request for examination validly filed