DE102017012057A1 - Capacitive pressure sensor - Google Patents

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DE102017012057A1 DE102017012057.9A DE102017012057A DE102017012057A1 DE 102017012057 A1 DE102017012057 A1 DE 102017012057A1 DE 102017012057 A DE102017012057 A DE 102017012057A DE 102017012057 A1 DE102017012057 A1 DE 102017012057A1
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Thomas Uehlin
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Abstract

Ein Drucksensor umfasst: einen Gegenkörper und eine Messmembran, welche ein Volumen in ein zwei Teilvolumen teilt, wobei ein Teilvolumen in einer Messkammer zwischen der Messmembran und dem Gegenkörper eingeschlossen ist, wobei eine Auslenkung der Messmembran von einer Differenz zwischen dem jeweiligen Druck in den Teilvolumen abhängt; einen kapazitiven Wandler mit mindestens einer ersten druckabhängigen Kapazität und einer zweiten druckabhängigen Kapazität, wobei die erste Kapazität und die zweite Kapazität unterschiedliche Druckabhängigkeiten aufweisen und jeweils zwischen einer Elektrode an der Messmembran und einer Gegenelektrode gebildet sind, wobei eine Beziehung zwischen den Kapazitäten eine Druck- und Temperaturabhängigkeit aufweist; einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des Drucksensors, und zum Ausgeben eines diese repräsentierenden Temperatursensorsignals; und eine Betriebs- und Auswerteschaltung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den Kapazitäten und dem Temperatursensorsignal einen vorläufigen Druckmesswert zu bestimmen; dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebs- und Auswerteschaltung weiter dazu eingerichtet ist zumindest in Abhängigkeit von den Kapazitäten, einen Temperaturkontrollwertwert zu bestimmen, und einen korrigierten Druckmesswert in Abhängigkeit von der zeitlichen Entwicklung des Temperaturkontrollwerts und/oder Abweichungen zwischen dem Temperaturkontrollwert und dem Temperatursensormesswert auf Basis des Temperatursensorsignals zu berechnen.A pressure sensor comprises: a counter body and a measuring diaphragm, which divides a volume into a two partial volume, wherein a partial volume is enclosed in a measuring chamber between the measuring diaphragm and the counter body, wherein a deflection of the measuring diaphragm depends on a difference between the respective pressure in the partial volume ; a capacitive transducer having at least a first pressure-dependent capacitance and a second pressure-dependent capacitance, wherein the first capacitance and the second capacitance have different pressure dependencies and are each formed between an electrode on the measuring membrane and a counter electrode, wherein a relationship between the capacities of a pressure and Temperature dependence has; a temperature sensor for detecting a temperature of the pressure sensor, and outputting a temperature sensor signal representing it; and an operation and evaluation circuit configured to determine a preliminary pressure reading in dependence on the capacitances and the temperature sensor signal; characterized in that the operation and evaluation circuit is further adapted at least as a function of the capacity to determine a temperature control value, and a corrected pressure reading as a function of the temporal evolution of the temperature control value and / or deviations between the temperature control value and the temperature sensor measured value on the basis of Temperature sensor signal to calculate.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kapazitiven Drucksensor.The present invention relates to a capacitive pressure sensor.

Ein gattungsgemäßer kapazitiver Drucksensoren umfasst eine Mess-membran, und mindestens einen Gegenkörper, wobei die Messmembran ein Volumen druckdicht in ein erstes Teilvolumen und zweites Teilvolumen teilt, wobei das zweite Teilvolumen in einer Mess-kammer zwischen der Messmembran und dem Gegenkörper eingeschlossen ist, wobei eine Auslenkung der Messmembran von einer Druckmessgröße p abhängt, welche eine Differenz zwischen einem ersten Druck p1 in dem ersten Teilvolumen und einem zweiten Druck p2 in dem zweiten Teilvolumen in der Messkammer ist; einen kapazitiven Wandler mit mindestens einer ersten druckab-hängigen Kapazität und einer zweiten druckabhängigen Kapazität, wobei die erste Kapazität und die zweite Kapazität unterschiedliche Druckab-hängigkeiten aufweisen und jeweils zwischen einer Elektrode an der Messmembran und einer Gegenelektrode mit einer im wesentlichen druck-unabhängigen Position gebildet sind, wobei eine Beziehung zwischen der ersten Kapazität und der zweiten Kapazität eine Druck- und Temperatur-abhängigkeit aufweist; einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des Drucksensors, und zum Ausgeben eines die erfasste Temperatur des Drucksensors repräsentierenden Temperatursensorsignals; und eine Betriebs- und Auswerteschaltung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der ersten Kapazität, und der zweiten Kapazität und dem Temperatursensorsignal einen vorläufigen Druckmesswert zu bestimmen.A generic capacitive pressure sensors comprises a measuring diaphragm, and at least one counter-body, wherein the measuring diaphragm divides a volume pressure-tight into a first partial volume and second partial volume, wherein the second partial volume is enclosed in a measuring chamber between the measuring diaphragm and the counter-body, wherein a Deflection of the measuring diaphragm of a pressure variable p depends, which is a difference between a first pressure p 1 in the first sub-volume and a second pressure p 2 in the second sub-volume in the measuring chamber; a capacitive transducer having at least a first pressure-dependent capacitance and a second pressure-dependent capacitance, the first capacitance and the second capacitance having different pressure dependencies and each formed between an electrode on the measuring membrane and a counterelectrode having a substantially pressure-independent position wherein a relationship between the first capacitance and the second capacitance has a pressure and temperature dependency; a temperature sensor for detecting a temperature of the pressure sensor, and outputting a temperature sensor signal representing the detected temperature of the pressure sensor; and an operation and evaluation circuit configured to determine a preliminary pressure reading in response to the first capacitance, and the second capacitance and the temperature sensor signal.

Gattungsgemäße Drucksensoren werden oft prozessnah eingesetzt, wo sie Temperatursprüngen ausgesetzt sein können, so dass die Übertragungsfunktionen, die für das thermische Gleichgewicht gelten, ihre gültigkeit verlieren. Es ist daher bekannt diesen Zustand zu identifizieren und ggf. zu signalisieren.Generic pressure sensors are often used close to the process, where they can be subject to temperature jumps, so that the transfer functions that apply to thermal equilibrium lose their validity. It is therefore known to identify this condition and signal it if necessary.

Im europäischen Patent EP 2 457 075 B1 ist ein Verfahren zum Kompensieren von Temperaturgradienteneinflüssen auf einen Drucksensor beschrieben, wobei die zeitliche Ableitung eines Temperatursensorsignals dazu dient das Ausmaß des Temperaturgradienten abzuschätzen und auf dieser Basis zu eine Korrektur eines vorläufigen Druckmesswerts vorzunehmen. Hierbei beruht die die Korrektur auf einen Modell über die Beeinflussung der Übertragungsfunktionen durch einen Temperaturgradienten basiert, das zu einem Referenzzeitpunkt, beispiels-wiese bei der Herstellung des Sensors implementiert wurde. Zudem ist der Temperatursensor oft auf der prozessabgewandten Rückseite des Gegenkörpers angeordnet, so dass ein Temperatursprung, der sich unmittelbar auf die Messmembran auswirkt erst mit Verzögerung von dem Temperatursensor erkannt werden kann. Das europäische Patent EB 2 726 833 B1 ein Verfahren zum Betreiben eines Drucksensors mit einem kapazitien Wandler, welcher dazu eingerichtet ist irreversible Veränderungen des Drucksenors anhand einer andauernden Veränderung der Beziehung zwischen den Kapazitäten festzustellen und diese Veränderung zu signalisieren. Die europäische Patentanmeldung EP 2 189 774 A1 lehrt, einen Temperaturschockeinfluss ausschließlich anhand des Verhältnisses der Kapazitäten zueinander zu identifizieren, und dann bei einem festgestellten Temperaturschock den Wert einer Messkapazität, welche die stärkste Druckabhängigkeit aufweist, in Abhängigkeit von einer Referenzkapazität zu verändern. Dieses Verfahren ist erstens sehr schnell und zweitens sehr mächtig, da es unmittelbar den Wert des relevantesten Primärsignals verändert. Über die Robustheit sind jedoch Zweifel angebracht, da sämtliche Abweichungen als durch einen Temperatursprung bedingt gedeutet werden. Die Qualität des berechneten Druckmesswerts hängt daher zumindest von der Gültigkeit dieser Annahme ab.In the European patent EP 2 457 075 B1 A method for compensating for temperature gradient influences on a pressure sensor is described, wherein the time derivative of a temperature sensor signal serves to estimate the extent of the temperature gradient and to perform a correction of a preliminary pressure measurement value on this basis. Here, the correction based on a model based on the influence of the transfer functions by a temperature gradient, which was implemented at a reference time, for example, in the manufacture of the sensor. In addition, the temperature sensor is often arranged on the back side of the counter-body facing away from the process, so that a temperature jump, which has a direct effect on the measuring membrane, can only be recognized by the temperature sensor with a delay. European patent EP 2 726 833 B1 discloses a method of operating a pressure sensor with a capacitive transducer which is adapted to detect irreversible changes in the pressure sensor by means of a continuous change in the relationship between the capacitances and to signal this change. The European patent application EP 2 189 774 A1 teaches to identify a temperature shock influence solely on the basis of the ratio of the capacitances to each other, and then to change the value of a measuring capacity, which has the strongest pressure dependence, as a function of a reference capacity at a detected temperature shock. Firstly, this method is very fast and secondly very powerful, as it immediately changes the value of the most relevant primary signal. About the robustness, however, doubts are appropriate, since all deviations are interpreted as conditioned by a temperature jump. The quality of the calculated pressure reading therefore depends at least on the validity of this assumption.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Betreiben von kapazitien Drucksensoren bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Drucksensor gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.It is therefore the object of the present invention to provide an improved method of operating capacitive pressure sensors. The object is achieved by the pressure sensor according to independent claim 1. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßer kapazitiver Drucksensoren umfasst eine Mess-membran, und mindestens einen Gegenkörper, wobei die Messmembran ein Volumen druckdicht in ein erstes Teilvolumen und zweites Teilvolumen teilt, wobei das zweite Teilvolumen in einer Mess-kammer zwischen der Messmembran und dem Gegenkörper einge-schlossen ist, wobei eine Auslenkung der Messmembran von einer Druck-messgröße p abhängt, welche eine Differenz zwischen einem ersten Druck p1 in dem ersten Teilvolumen und einem zweiten Druck p2 in dem zweiten Teilvolumen in der Messkammer ist;
einen kapazitiven Wandler mit mindestens einer ersten druckab-hängigen Kapazität und einer zweiten druckabhängigen Kapazität, wobei die erste Kapazität und die zweite Kapazität unterschiedliche Druckab-hängigkeiten aufweisen und jeweils zwischen einer Elektrode an der Messmembran und einer Gegenelektrode mit einer im Wesentlichen druck-unabhängigen Position gebildet sind, wobei eine Beziehung zwischen der ersten Kapazität und der zweiten Kapazität eine Druck- und Temperaturabhängigkeit aufweist;
einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des Drucksensors, und zum Ausgeben eines die erfasste Temperatur des Drucksensors repräsentierenden Temperatursensorsignals; und
eine Betriebs- und Auswerteschaltung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der ersten Kapazität, und der zweiten Kapazität und dem Temperatursensorsignal einen vorläufigen Druckmesswert zu bestimmen;
dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebs- und Auswerteschaltung weiter dazu eingerichtet ist zumindest in Abhängigkeit von der ersten Kapazität und der zweiten Kapazität, einen Temperaturkontrollwertwert zu bestimmen, und einen korrigierten Druckmesswert in Abhängigkeit von der zeitlichen Entwicklung des Temperaturkontrollwerts und/oder Abweichun-gen zwischen dem Temperaturkontrollwert und dem Temperatursensor-messwert auf Basis des Temperatursensorsignals zu berechnen.A capacitive pressure sensor according to the invention comprises a measuring diaphragm, and at least one counter body, wherein the measuring diaphragm divides a volume pressure-tight into a first partial volume and second partial volume, the second partial volume being enclosed in a measuring chamber between the measuring diaphragm and the counterbody, wherein a deflection of the measuring diaphragm of a pressure-measured variable p which is a difference between a first pressure p 1 in the first partial volume and a second pressure p 2 in the second partial volume in the measuring chamber;
a capacitive transducer having at least a first pressure-dependent capacitance and a second pressure-dependent capacitance, the first capacitance and the second capacitance having different pressure dependencies and each formed between an electrode on the measuring membrane and a counterelectrode having a substantially pressure-independent position wherein a relationship between the first capacitance and the second capacitance has a pressure and temperature dependency;
a temperature sensor for detecting a temperature of the pressure sensor, and outputting a temperature sensor signal representing the detected temperature of the pressure sensor; and
an operation and evaluation circuit configured to determine a preliminary pressure reading in response to the first capacitance, and the second capacitance and the temperature sensor signal;
characterized in that the operation and evaluation circuit is further adapted at least in response to the first capacity and the second capacity to determine a temperature control value, and a corrected pressure measurement in dependence on the temporal evolution of the temperature control value and / or deviations between the Temperature control value and the temperature sensor reading based on the temperature sensor signal to calculate.

Im Zusammenhang mit Untersuchungen der Vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass sich aus den beiden Kapazitäten ein sehr genauer Temperaturkontrollwert für den Drucksensor im thermischen Gleichgewicht berechnen lässt Durch Beobachtung nicht dieses Temperaturkontrollwertes an sich sondern seiner zeitlichen Veränderung bzw. der Abweichung zu einem Temperatursensormesswert, ist eine Rückkopplung an die herrschenden Temperaturen bzw. Temperatursprünge möglich, wodurch Korrekturen des Druckmesswerts zuverlässig durchführbar sind.In connection with investigations of the present invention, it has been found that a very accurate temperature control value for the pressure sensor can be calculated in thermal equilibrium from the two capacities. By monitoring not this temperature control value per se but its time variation or the deviation from a temperature sensor measured value, is a feedback to the prevailing temperatures or temperature jumps possible, whereby corrections of the pressure value can be reliably carried out.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet, den Temperaturkontrollwert in Abhängigkeit von der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und dem Temperatursensormesswert zu bestimmen.In one development of the invention, the operating and evaluation circuit is set up to determine the temperature control value as a function of the first capacity, the second capacity and the temperature sensor measured value.

In einer Weiterbildung ist die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet, den Temperaturkontrollwert in Abhängigkeit von der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und dem vorläufigen Druckmesswert zu bestimmen. Tatsächlich enthält die Berechnung der Kontrolltemperatur zwar keine weiteren veränderlichen Eingangsdaten, aber die Einbeziehung des vorläufigen Druckmesswerts als weiterer Eingangsgröße zur Berechnung des Temperaturkontrollwertes ermöglicht eine Modellierung dieser Größe, die den physikalischen Gegebenheiten der in Rede stehen-den Messaufgabe mehr entspricht.In a development, the operating and evaluation circuit is set up to determine the temperature control value as a function of the first capacity, the second capacity and the preliminary pressure measured value. In fact, the calculation of the control temperature does not contain any other variable input data, but the inclusion of the preliminary pressure reading as another input to calculate the temperature control value allows modeling of this size which more closely matches the physical conditions of the measurement task at issue.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet, einen Temperatursprung anhand des zeitlichen Verlaufs des Temperaturkontrollwerts, und/oder von Abweichungen zwischen dem Temperaturkontrollwert und dem Temperatursensormesswert zu erkennen, und den vorläufigen Druckmesswert mit einer für einen Temperatursprung spezifischen Korrekturfunktion zu korrigieren.In one development of the invention, the operating and evaluation circuit is set up to detect a temperature jump on the basis of the time profile of the temperature control value, and / or deviations between the temperature control value and the temperature sensor measured value, and to correct the preliminary pressure measured value with a temperature jump specific correction function ,

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet, zu überprüfen, ob der zeitliche Verlauf der Abweichungen zwischen dem Temperaturkontrollwert und dem Temperatursensormesswert einem Temperatursprung entspricht.In one development of the invention, the operating and evaluation circuit is set up to check whether the time profile of the deviations between the temperature control value and the temperature sensor measured value corresponds to a temperature jump.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Beziehung zwischen der ersten Kapazität und der zweiten Kapazität Hysterese gegenüber dem Druck auf wobei, wobei sich ein erster Beziehungsverlauf bei einer Veränderung des Drucks in eine erste Richtung von einem zweiten Beziehungsverlauf bei einer Veränderung des Drucks in eine zweite Richtung unterscheidet, wobei die Betriebs und Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, einen ersten Temperaturkontrollwert und ggf. einen ersten vorläufigen Druckmesswert gemäß dem ersten Beziehungsverlauf zu berechnen, anhand eines Vergleichs des ersten Temperaturkontrollwerts mit dem Temperatursensormesswert eine erste Überprüfung durchzuführen, ob die Annahme des ersten Beziehungsverlaufs plausibel ist.In a further development of the invention, the relationship between the first capacity and the second capacity hysteresis to the pressure on, wherein a first relationship history in a change in pressure in a first direction of a second relationship history in a change in pressure in a second direction differs, wherein the operation and evaluation circuit is adapted to calculate a first temperature control value and possibly a first preliminary pressure measured value according to the first relationship history, based on a comparison of the first temperature control value with the temperature sensor measured to perform a first check whether the assumption of the first relationship history is plausible ,

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet, einen korrigierten Druckmesswert unter Berücksichtigung des zweiten Beziehungsverlaufs zu ermitteln, wenn das Ergebnis der ersten Überprüfung negativ ist.In one development of the invention, the operating and evaluation circuit is set up to determine a corrected pressure measured value, taking into account the second relationship history, if the result of the first check is negative.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet, einen zweiten Temperaturkontrollwert und ggf. einen zweiten vorläufigen Druckmesswert gemäß dem zweiten Beziehungsverlauf zu berechnen, wenn das Ergebnis der ersten Überprüfung negativ ist, anhand eines Vergleichs des zweiten Temperaturkontrollwerts mit dem Temperatursensormesswert eine erste Überprüfung durchzuführen, ob die Annahme des zweiten Beziehungsverlaufs plausibel ist.In one development of the invention, the operating and evaluation circuit is set up to calculate a second temperature control value and possibly a second provisional pressure measured value according to the second relationship profile if the result of the first check is negative based on a comparison of the second temperature control value with the temperature sensor measured value first check whether the assumption of the second relationship is plausible.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet, den korrigierten Druckmesswert als in Abhängigkeit von dem ersten vorläufigen Druckmesswert und dem zweiten vorläufigen Druckmesswert zu berechnen.In one development of the invention, the operating and evaluation circuit is set up to calculate the corrected pressure measurement value as a function of the first provisional pressure measurement value and the second provisional pressure measurement value.

In einer Weiterbildung der Erfindunfg gehen der erste vorläufige Druckmesswert und der zweite vorläufige Druckmesswert gewichtet mit der Übereinstimmung zwischen dem ersten Temperaturkontrollwert mit dem Temperatursensormesswert bzw. zwischen dem zweiten Temperaturkontrollwert mit dem Temperatursensormesswert in die Berechnung des korrigierten Druckmesswerts ein.In one development of the invention, the first preliminary pressure measured value and the second provisional pressure measured value are weighted with the correspondence between the first temperature control value with the temperature sensor measured value and between the second temperature control value with the temperature sensor measured value in the calculation of the corrected pressure measured value.

Die Erfindung wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

  • 1: einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen kapazitiven Drucksensors;
  • 2a: eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels einer Verformung der Messmembran aufgrund thermomechanischer Spannungen;
  • 2b: eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels einer Verformung der Messmembran aufgrund thermomechanischer Spannungen;
  • 3a: eine schematische Darstellung der eines Drucksensors im thermischen Gleichgewicht;
  • 3b: eine schematische Darstellung der Verformung der Messmembran des Drucksensors aus 3a aufgrund eines Temperatursprungs;
  • 4a: ein Diagramm, welches den Fehler eines Druckmesswertes bei Hysterese des Drucksensors darstellt;
  • 4b: ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Temperaturkontrollwert und dem Temperatursensormesswert in Relation zum Messfehler bei Hysterese darstellt.
The invention will now be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings. It shows:
  • 1 a longitudinal section through an embodiment of a capacitive pressure sensor according to the invention;
  • 2a a schematic representation of a first example of a deformation of the measuring membrane due to thermo-mechanical stresses;
  • 2 B a schematic representation of a second example of a deformation of the measuring diaphragm due to thermo-mechanical stresses;
  • 3a a schematic representation of a pressure sensor in thermal equilibrium;
  • 3b : a schematic representation of the deformation of the measuring diaphragm of the pressure sensor 3a due to a temperature jump;
  • 4a : a diagram illustrating the error of a pressure reading at hysteresis of the pressure sensor;
  • 4b : A diagram showing the relationship between the temperature control value and the temperature sensor reading in relation to the measurement error at hysteresis.

Der in 1 dargestellte Drucksensor 1 umfasst eine kreisscheibenförmige, keramische Messmembran 2, die mit einem erheblich steiferen kreisplattenförmigen, keramischen Gegenkörper 3 entlang einer umlaufenden Fügestelle 4 unter Bildung einer Messkammer 5 zwischen dem Gegenkörper 3 und der Messmembran 2 druckdicht gefügt ist. Die Messmembran und der Gegenkörper können insbesondere Korund aufweisen. Die Fügestelle kann ein Aktivhartlot, beispielsweise ein Zr-Ni-Ti-Aktivhartlot, oder Glas aufweisen.The in 1 illustrated pressure sensor 1 comprises a circular disk-shaped, ceramic measuring membrane 2 , with a significantly stiffer circular plate-shaped, ceramic counter body 3 along a circumferential joint 4 forming a measuring chamber 5 between the opposing body 3 and the measuring membrane 2 pressure-tight joined. The measuring diaphragm and the counter-body may in particular have corundum. The joint may comprise an active brazing material, for example a Zr-Ni-Ti active brazing material, or glass.

Die Messmembran weist auf ihrer gegenkörperseitigen Oberfläche eine vollflächige Membranelektrode 7 auf, die beispielsweise eine Metallschicht, insbesondere eine Ta-Schicht umfasst, wobei die Elektrode einen Durchmesser von 2 R aufweist, wobei R der Radius des auslenkbaren Bereichs der Messmembran ist, der dem Innenradius der Fügestelle entspricht. Auf der messmembranseitigen Oberfläche des Gegenkörpers ist eine zentrale, kreisflächenförmige Messelektrode 8 angeordnet, die von einer bezüglich der Membranelektrode 7 in der Ruhelage der Messmembran 2 im wesentlichen kapazitätsgleichen kreisringförmigen Referenzelektrode 9 umgeben ist. Der Abstand der Referenzelektrode 9 zur Messelektrode 8 und zur Fügestelle 4 beträgt jeweils etwa 0,1 R. Die Membranelektrode 7 kann beispielsweise über die Fügestelle und eine metallische Beschichtung des Gegenkörpers auf Schaltungsmasse gelegt sein. Die Referenzelektrode 9 und die Messelektrode 8 sind über metallische Durchführungen 10, 11 durch den Grundkörper elektrisch kontaktiert, und an eine Betriebs-und Auswerteschaltung 20 angeschlossen, die insbesondere an einer der Messmembran abgewandten Rückseite des Gegenkörpers positioniert ist und einen Temperatursensor 22 aufweist, dessen Temperatursensorsignal für die Temperatur der Rückseite des Gegenkörpers 3 repräsentativ ist. Die Betriebs- und Auswerteschaltung ist dazu eingerichtet, die Primärsignale der kapazitiven Wandler zu verarbeiten. Dazu enthält sie A/D-Wandler um die Primärsignale zu digitalisieren und dann auf Basis von Digitalwerten, welche die Primärsignale repräsentieren, die beschriebenen Messwertbestimmungen rechnerisch durchzuführen.The measuring membrane has on its opposite side surface a full-surface membrane electrode 7 which, for example, comprises a metal layer, in particular a Ta layer, wherein the electrode has a diameter of 2 R, where R is the radius of the deflectable portion of the measuring diaphragm, which corresponds to the inner radius of the joint. On the messmembranseitigen surface of the counter body is a central, circular-shaped measuring electrode 8th arranged from one with respect to the membrane electrode 7 in the rest position of the measuring diaphragm 2 essentially capacitance-like annular reference electrode 9 is surrounded. The distance of the reference electrode 9 to the measuring electrode 8th and to the joint 4 is about 0.1 R. The membrane electrode 7 can be placed on circuit ground, for example via the joint and a metallic coating of the counter body. The reference electrode 9 and the measuring electrode 8th are over metallic bushings 10 . 11 electrically contacted by the body, and to an operating and evaluation circuit 20 connected, which is positioned in particular on one of the measuring membrane facing away from the rear side of the counter body and a temperature sensor 22 whose temperature sensor signal for the temperature of the back of the counter body 3 is representative. The operation and evaluation circuit is adapted to process the primary signals of the capacitive transducer. For this purpose, it contains A / D converters to digitize the primary signals and then perform the described measured value determinations on the basis of digital values which represent the primary signals.

Die Bestimmung eines vorläufigen Druckmesswertes kann beispielsweise mittels eines Polynoms in CV erfolgen wobei CV bestimmt wird als (CP-CR)/CP, wobei die CP die Kapazität der Messelektrode 8 und CR die Kapazität der Referenzelektrode 9 ist. Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung des vorläufigen Druckmesswerts mittels eines Polynoms in CV und TS, wobei TS ein Temperatursensorsignal des Temperatursensors 22 an der Rückseite des Gegenkörpers 3 ist. Das Polynom kann dabei reine Terme aufweisen, die nur von CV bzw. TS abhängen und gemischte Terme, in die beide Eingangsgrößen eingehen.The determination of a provisional pressure measurement value can take place, for example, by means of a polynomial in CV, where CV is determined as (CP-CR) / CP, where the CP is the capacitance of the measurement electrode 8th and CR is the capacitance of the reference electrode 9 is. Preferably, the determination of the preliminary pressure measured value is effected by means of a polynomial in CV and TS, where TS is a temperature sensor signal of the temperature sensor 22 at the back of the opposite body 3 is. The polynomial can have pure terms that depend only on CV or TS and mixed terms, in which both input variables are received.

Aus den Kapazitäten CP und CR lässt sich ein Temperaturkontrollwert ermitteln,da die Messmembran eine temperaturabhängige spezifische Verformung aufweist, wie in 2a und 2b schematisch dargestellt ist. Ursächlich hierfür ist der Herstellungsprozess des Drucksensors, bei dem die Messmembran und der Gegenkörper bei etwa 900°C gefügt werden, so dass bei der Abkühlung thermomechanische Spannungen auftreten, wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient des Fügestellenmaterials von dem des Membranmaterials abweicht. Dies ist bei der Verwendung von Zr-Ni-Ti-Aktivhartloten und Korund als Membranmaterial der Fall. In 2a und 2b deuten die gestrichelten Linien die Abweichung der Messmembran in der Ruhelage von perfekter Planarität bei zwei verschiedenen Temperaturen an. Selbstverständlich sind die Abweichungen zum Zwecke der Verdeutlichung stark übertrieben. Auf Einzelheiten der Abweichungen kommt es vorliegend nicht an. Jedenfalls kann anhand der Kapazitätswerte ein sehr genauer Temperaturkontrollwert berechnet werden der bei Hysteresefreiheit im thermischen Gleichgewicht gültig ist, und dem Temperatursensorsignal des Temperatursensors gleichwertig ist.From the capacities CP and CR, a temperature control value can be determined, since the measuring membrane has a temperature-dependent specific deformation, as in 2a and 2 B is shown schematically. This is due to the manufacturing process of the pressure sensor, in which the measuring membrane and the counter body are joined at about 900 ° C, so that during cooling thermomechanical stresses occur when the coefficient of thermal expansion of the joint material differs from that of the membrane material. This is the case when using Zr-Ni-Ti active braids and corundum as membrane material. In 2a and 2 B The dashed lines indicate the deviation of the measuring membrane in the rest position of perfect planarity at two different temperatures. Of course, the deviations are greatly exaggerated for the purpose of clarification. Details of the deviations do not matter here. In any case, on the basis of the capacitance values, a very accurate temperature control value can be calculated, which is valid in the case of hysteresis freedom in the thermal equilibrium, and is equivalent to the temperature sensor signal of the temperature sensor.

Wenn dagegen Temperatursprünge auftreten, beispielsweise durch einen plötzlichen Temperaturwechsel eines an der Messmembran vorbeiströmenden Mediums, kommt es zu Abweichungen vom thermischen Gleichgewicht und damit einhergehenden Verformungen der Messmembran, wie in 3b im Vergleich zu 3a dargestellt ist, wobei 3a den Zustand thermischen Gleichgewichts zeigt, bei dem die Temperatur der Messmembran T1 gleich der Temperatur an der Rückseite des Gegenkörpers T2 ist. Unter den Bedingungen eines Temperatursprungs (T1>T2) ist der Temperaturkontrollwert nicht mehr gültig und stimmt nicht mit dem Temperatursensorsignal überein. Die Betriebs- und Auswerteschaltung ist dazu eingerichtet die Abweichung festzustellen, und den vorläufigen Druckmesswert entsprechend zu korrigieren.On the other hand, if temperature jumps occur, for example as a result of a sudden temperature change of a medium flowing past the measuring membrane, deviations from the thermal equilibrium and thus occur accompanying deformations of the measuring membrane, as in 3b compared to 3a is shown, wherein 3a shows the state of thermal equilibrium at which the temperature of the measuring membrane T1 equal to the temperature at the back of the mating body T2 is. Under the conditions of a temperature jump (T1> T2), the temperature control value is no longer valid and does not coincide with the temperature sensor signal. The operation and evaluation circuit is set up to detect the deviation and to correct the preliminary pressure measurement accordingly.

Anhand von 4a bis b wird nun die Verwendung des Temperaturkontrollwerts zur Korrektur eines Hysteresefehlers erläutert, der in bestimmten Einbausituationen auftreten kann. Hysteresefehler treten auf, weil die im hysteresefreien Zustand des Drucksensors gültigen Beziehungen zwischen den Kapazitäten von Messelektrode und Referenzelektrode verändert sind. Aber auch diese veränderten Beziehungen lassen sich nach entsprechenden Messungen modellieren und der Temperaturkontrollwert bietet einen Ansatz festzustellen, welches Modell der Beziehungen gültig ist.Based on 4a to b, the use of the temperature control value for correcting a hysteresis error, which may occur in certain installation situations, will now be explained. Hysteresis errors occur because the relationships between the capacitances of the measuring electrode and the reference electrode which are valid in the hysteresis-free state of the pressure sensor are changed. But even these altered relationships can be modeled after appropriate measurements and the temperature control value provides an approach to determine which model of relationships is valid.

4a stellt zunächst einen typischen Verlauf des Hysteresefehler des Drucks Δp über dem tatsächlichen Druck bei einer Druckmessung an einer mit Hysterese behafteten Messstelle dar. Je nach Verlaufsrichtung des anliegen Drucks treten ein positiver Hysteresefehler des Drucks Δp (oberer Zweig) oder negativer Hysteresefehler des Drucks Δp (unterer Zweig) ein. In der Betriebs- und Auswerteschaltung ist ein Korrekturalgorithmus implementiert, der zunächst von der Gültigkeit des oberen, punktiert dargestellten Zweigs in 4a ausgeht. 4a First, a typical course of the hysteresis error of the pressure .DELTA.p over the actual pressure in a pressure measurement at a hysteresis-afflicted measuring point. Depending on the direction of the applied pressure, a positive hysteresis error of the pressure .DELTA.p (upper branch) or negative hysteresis error of the pressure .DELTA.p (lower Branch). In the operation and evaluation circuit, a correction algorithm is implemented, the first of the validity of the upper, dotted branch in 4a emanates.

Die Auswirkung dieses Korrekturalgorithmus ist in 4b dargestellt. Das obere Diagramm zeigt den Fehler des Drucks Δp über dem tatsächlichen Druck p, und das untere Diagramm zeigt den Fehler des Temperaturkontrollwerts ΔT über dem tatsächlichen Druck p. Sofern tatsächlich die Annahme des oberen Hysteresezweigs gültig ist, bewirkt die Anwendung des ersten Schritts des Korrekturalgorithmus, dass der Hysteresfehler des Drucks Δp zutreffend korrigiert wird, so dass der Druckmesswert einen Fehler von Δp = Null aufweist. Tatsächlich führt eine entsprechende Korrektur des Hysteresefehlers des Temperaturkontrollwerts unter der Annahme des oberen Hysterezweigs zu einem Fehler von ΔT = Null. Durch Vergleich des Temperaturkontrollwerts mit dem Temperatursensorsignal, wird in diesem Fall die Gültigkeit der Annahme bestätigt und der Korrekturalgorithmus kann beendet werden. Wenn dagegen die Annahme des oberen Hysteresezweigs falsch ist, führt die Korrektur des Hysteresefehlers des Drucks Δp zunächst zu einer Vergrößerung des Fehlers des Druckmesswerts Δp, wie durch die gestrichelte Kurve im oberen Teil von 4b dargestellt ist. Diese Verschlechterung bleibt aber nicht unerkannt, da der Fehler des Temperaturkontrollwerts ΔT bei der fehlerhaften Annahme des oberen Hysteresezweigs gleichermaßen vergrößert wird. Ein Vergleich des Temperaturkontrollwerts mit dem Temperatursensorsignal deckt diesen Fehler auf, so dass in einem zweiten Schritt des Korrekturalgorithmus, der in 4c dargestellt ist, die fehlerhafte Korrektur durch Addition der als durchgezogene Kurve dargestellte Korrekturfunktion behoben werden kann, wobei diese zugleich die Korrektur des Hysteresefehlers des Drucks Δp unter der Annahme der Gültigkeit des unteren Hysteresezweigs in 4a anwendet. Die Qualität dieser Korrektur, kann wiederum anhand der entsprechenden Korrektur des Temperaturkontrollwerts überprüft werden.The effect of this correction algorithm is in 4b shown. The upper graph shows the error of the pressure Δp over the actual pressure p, and the lower graph shows the error of the temperature control value .DELTA.T above the actual pressure p , In fact, if the assumption of the upper hysteresis branch is valid, the application of the first step of the correction algorithm causes the hysteresis error of the pressure Δp to be correctly corrected so that the pressure measurement has an error of Δp = zero. In fact, a corresponding correction of the hysteresis error of the temperature control value assuming the upper hysteresis branch results in an error of ΔT = zero. By comparing the temperature control value with the temperature sensor signal, in this case, the validity of the assumption is confirmed and the correction algorithm can be terminated. If, on the other hand, the assumption of the upper hysteresis branch is wrong, the correction of the hysteresis error of the pressure Δp initially leads to an increase in the error of the pressure measurement value Ap as indicated by the dashed curve in the upper part of 4b is shown. However, this degradation does not go undetected because of the temperature control value error .DELTA.T is equally increased in the erroneous assumption of the upper hysteresis branch. A comparison of the temperature control value with the temperature sensor signal reveals this error, so that in a second step of the correction algorithm, which in 4c is illustrated, the erroneous correction can be corrected by adding the correction function shown as a solid curve, which at the same time the correction of the hysteresis error of the pressure Ap assuming the validity of the lower hysteresis branch in 4a applies. The quality of this correction, in turn, can be checked by the corresponding correction of the temperature control value.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2457075 B1 [0004]EP 2457075 B1 [0004]
  • EP 2189774 A1 [0004]EP 2189774 A1 [0004]

Claims (10)

Kapazitiver Drucksensor, umfassend: eine Messmembran, und mindestens einen Gegenkörper; wobei die Messmembran ein Volumen druckdicht in ein erstes Teilvolumen und zweites Teilvolumen teilt, wobei das zweite Teilvolumen in einer Messkammer zwischen der Messmembran und dem Gegenkörper eingeschlossen ist, wobei eine Auslenkung der Messmembran von einer Druckmessgröße p abhängt, welche eine Differenz zwischen einem ersten Druck p1 in dem ersten Teilvolumen und einem zweiten Druck p2 in dem zweiten Teilvolumen in der Messkammer ist; einen kapazitiven Wandler mit mindestens einer ersten druckabhängigen Kapazität und einer zweiten druckabhängigen Kapazität, wobei die erste Kapazität und die zweite Kapazität unterschiedliche Druckabhängigkeiten aufweisen und jeweils zwischen einer Elektrode an der Messmembran und einer Gegenelektrode mit einer im wesentlichen druckunabhängigen Position gebildet sind, wobei eine Beziehung zwischen der ersten Kapazität und der zweiten Kapazität eine Druck- und Temperaturabhängigkeit aufweist; einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des Drucksensors, und zum Ausgeben eines die erfasste Temperatur des Drucksensors repräsentierenden Temperatursensorsignals; und eine Betriebs- und Auswerteschaltung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der ersten Kapazität, und der zweiten Kapazität und dem Temperatursensorsignal einen vorläufigen Druckmesswert zu bestimmen; dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebs- und Auswerteschaltung weiter dazu eingerichtet ist zumindest in Abhängigkeit von der ersten Kapazität und der zweiten Kapazität, einen Temperaturkontrollwertwert zu bestimmen, und einen korrigierten Druckmesswert in Abhängigkeit von der zeitlichen Entwicklung des Temperaturkontrollwerts und/oder Abweichungen zwischen dem Temperaturkontrollwert und dem Temperatursensormesswert auf Basis des Temperatursensorsignals zu berechnen. A capacitive pressure sensor, comprising: a measuring diaphragm, and at least one counter-body; wherein the measuring diaphragm divides a volume in a pressure-tight manner into a first partial volume and second partial volume, wherein the second partial volume is enclosed in a measuring chamber between the measuring diaphragm and the counter-body, wherein a deflection of the measuring diaphragm depends on a pressure variable p, which is a difference between a first pressure p 1 in the first sub-volume and a second pressure p 2 in the second sub-volume in the metering chamber; a capacitive transducer having at least a first pressure dependent capacitance and a second pressure dependent capacitance, wherein the first capacitance and the second capacitance have different pressure dependencies and are each formed between an electrode on the sensing diaphragm and a counterelectrode having a substantially pressure independent position, wherein a relationship between the first capacitor and the second capacitor having a pressure and temperature dependence; a temperature sensor for detecting a temperature of the pressure sensor, and outputting a temperature sensor signal representing the detected temperature of the pressure sensor; and an operation and evaluation circuit configured to determine a preliminary pressure reading in dependence on the first capacitance, and the second capacitance and the temperature sensor signal; characterized in that the operation and evaluation circuit is further adapted at least as a function of the first capacity and the second capacity to determine a temperature control value, and a corrected pressure reading in dependence on the time evolution of the temperature control value and / or deviations between the temperature control value and the temperature sensor reading based on the temperature sensor signal to calculate. Drucksensor nach Anspruch 1, wobei die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, den Temperaturkontrollwert in Abhängigkeit von der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und dem Temperatursensormesswert zu bestimmen.Pressure sensor after Claim 1 , wherein the operation and evaluation circuit is adapted to determine the temperature control value in dependence on the first capacity, the second capacity and the temperature sensor measured value. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, den Temperaturkontrollwert in Abhängigkeit von der ersten Kapazität, der zweiten Kapazität und dem vorläufigen Druckmesswert zu bestimmen.Pressure sensor after Claim 1 or 2 wherein the operation and evaluation circuit is adapted to determine the temperature control value in dependence on the first capacity, the second capacity and the preliminary pressure measurement value. Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, einen Temperatursprung anhand des zeitlichen Verlaufs des Temperaturkontrollwerts, und/oder von Abweichungen zwischen dem Temperaturkontrollwert und dem Temperatursensormesswert zu erkennen, und den vorläufigen Druckmesswert mit einer für einen Temperatursprung spezifischen Korrekturfunktion zu korrigieren.Pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein the operation and evaluation circuit is adapted to detect a temperature jump based on the time profile of the temperature control value, and / or deviations between the temperature control value and the temperature sensor measured value, and the provisional pressure measurement with a specific for a temperature jump Correct correction function. Drucksensor nach Anspruch 4, wobei die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob der zeitliche Verlauf der Abweichungen zwischen dem Temperaturkontrollwert und dem Temperatursensormesswert einem Temperatursprung entspricht.Pressure sensor after Claim 4 , Wherein the operating and evaluation circuit is set up to check whether the time course of the deviations between the temperature control value and the temperature sensor measured value corresponds to a temperature jump. Drucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beziehung zwischen der ersten Kapazität und der zweiten Kapazität Hysterese gegenüber dem Druck aufweist wobei, wobei sich ein erster Beziehungsverlauf bei einer Veränderung des Drucks in eine erste Richtung von einem zweiten Beziehungsverlauf bei einer Veränderung des Drucks in eine zweite Richtung unterscheidet, wobei die Betriebs und Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, einen ersten Temperaturkontrollwert und ggf. einen ersten vorläufigen Druckmesswert gemäß dem ersten Beziehungsverlauf zu berechnen, anhand eines Vergleichs des ersten Temperaturkontrollwerts mit dem Temperatursensormesswert eine erste Überprüfung durchzuführen, ob die Annahme des ersten Beziehungsverlaufs plausibel ist.A pressure sensor according to any one of the preceding claims, wherein the relationship between the first capacitance and the second capacitance has hysteresis over pressure, wherein a first relationship history is when the pressure in a first direction changes from a second relationship when the pressure changes The second direction is different, wherein the operating and evaluation circuit is configured to calculate a first temperature control value and possibly a first preliminary pressure measured value according to the first relationship history, based on a comparison of the first temperature control value with the temperature sensor measured to perform a first check, if the assumption of the first relationship history is plausible. Drucksensor nach Anspruch 6, wobei die Betriebs- und Auswerteschaltung weiter dazu eingerichtet ist, einen korrigierten Druckmesswert unter Berücksichtigung des zweiten Beziehungsverlaufs zu ermitteln, wenn das Ergebnis der ersten Überprüfung negativ ist.Pressure sensor after Claim 6 , wherein the operation and evaluation circuit is further configured to determine a corrected pressure reading taking into account the second relationship history, if the result of the first check is negative. Drucksensor nach Anspruch 6, wobei die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, einen zweiten Temperaturkontrollwert und ggf. einen zweiten vorläufigen Druckmesswert gemäß dem zweiten Beziehungsverlauf zu berechnen, wenn das Ergebnis der ersten Überprüfung negativ ist, anhand eines Vergleichs des zweiten Temperaturkontrollwerts mit dem Temperatursensormesswert eine erste Überprüfung durchzuführen, ob die Annahme des zweiten Beziehungsverlaufs plausibel ist.Pressure sensor after Claim 6 wherein the operation and evaluation circuit is adapted to calculate a second temperature control value and possibly a second preliminary pressure measured value according to the second relationship history, if the result of the first check is negative to perform a first check based on a comparison of the second temperature control value with the temperature sensor measured value whether the assumption of the second relationship is plausible. Drucksensor nach Anspruch 8, wobei die Betriebs- und Auswerteschaltung dazu eingerichtet ist, den korrigierten Druckmesswert als in Abhängigkeit von dem ersten vorläufigen Druckmesswert und dem zweiten vorläufigen Druckmesswert zu berechnen.Pressure sensor after Claim 8 wherein the operation and evaluation circuit is configured to calculate the corrected pressure reading as a function of the first provisional pressure reading and the second provisional pressure reading. Drucksensor nach Anspruch 9 die der erste vorläufige Druckmesswert und der zweite vorläufige Druckmesswert gewichtet mit der Übereinstimmung zwischen dem ersten Temperaturkontrollwert mit dem Temperatursensormesswert bzw. zwischen dem zweiten Temperaturkontrollwert mit dem Temperatursensormesswert in die Berechnung des korrigierten Druckmesswerts eingehen.Pressure sensor after Claim 9 the first preliminary pressure reading and the second preliminary pressure reading weighted with the correspondence between the first temperature control value and the temperature sensor reading enter the second temperature control value with the temperature sensor reading into the calculation of the corrected pressure reading.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019115962A1 (en) * 2019-06-12 2020-12-17 Ifm Electronic Gmbh Capacitive pressure measuring device with means for temperature detection
WO2021110433A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure measuring sensor
DE102019134802A1 (en) * 2019-12-17 2021-06-17 Endress+Hauser SE+Co. KG Method for determining a malfunction of a diaphragm seal

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2189774A1 (en) 2008-11-20 2010-05-26 VEGA Grieshaber KG Method of detecting and compensating for a quick temperature change to a pressure measurement cell
EP2457075A1 (en) 2009-07-21 2012-05-30 Endress+Hauser GmbH+Co. KG Method for pressure measurement at changing temperatures and pressure transducer for pressure measurement at changing temperatures
EP2726833A1 (en) * 2011-07-01 2014-05-07 Endress+Hauser GmbH+Co. KG Method for operating an absolute pressure or relative pressure sensor with a capacitive transducer
EP3124937A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-01 VEGA Grieshaber KG Method for determining a pressure and measuring assembly for same
EP3144655A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-22 Sensata Technologies, Inc. Reduction of non-linearity errors in automotive pressure sensors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2189774A1 (en) 2008-11-20 2010-05-26 VEGA Grieshaber KG Method of detecting and compensating for a quick temperature change to a pressure measurement cell
EP2457075A1 (en) 2009-07-21 2012-05-30 Endress+Hauser GmbH+Co. KG Method for pressure measurement at changing temperatures and pressure transducer for pressure measurement at changing temperatures
EP2726833A1 (en) * 2011-07-01 2014-05-07 Endress+Hauser GmbH+Co. KG Method for operating an absolute pressure or relative pressure sensor with a capacitive transducer
EP3124937A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-01 VEGA Grieshaber KG Method for determining a pressure and measuring assembly for same
EP3144655A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-22 Sensata Technologies, Inc. Reduction of non-linearity errors in automotive pressure sensors

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019115962A1 (en) * 2019-06-12 2020-12-17 Ifm Electronic Gmbh Capacitive pressure measuring device with means for temperature detection
WO2021110433A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure measuring sensor
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
DE102019134802A1 (en) * 2019-12-17 2021-06-17 Endress+Hauser SE+Co. KG Method for determining a malfunction of a diaphragm seal

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