DE102021206855A1

DE102021206855A1 - Method for compensating for the temperature dependency of a pressure sensor signal and device with such a method

Info

Publication number: DE102021206855A1
Application number: DE102021206855.3A
Authority: DE
Inventors: Ferenc Lukacs; David Slogsnat; Timon Brückner; Christoph Brueser; Jens Wiedmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2023-01-05

Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit eines Drucksensorsignals beansprucht. Dabei ist vorgesehen, dass das Verfahren beziehungsweise die Auswerteinheit eine Drucksensorgröße erfasst, die durch das Drucksensorelement in Abhängigkeit eines Drucks oder einer Druckveränderung eines anliegenden Mediums aufgenommen worden ist. Da sowohl die Temperatur des Mediums als die Auswirkung des durch das Medium anliegenden Drucks oder der Druckveränderung auf die Erfassungsmittel des Drucksensorelements temperaturabhängig ist, ist es notwendig, die Temperatur am Drucksensorelement zu kennen, um ein kompensiertes Drucksensorsignal aus der erfassten Drucksensorgröße abzuleiten. Da es oftmals nicht möglich ist, die Temperatur direkt am Drucksensorelement zu erfassen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens eine Temperaturgrößen an einem ersten Ort des Drucksensors erfasst, um daraus die Temperatur an einem anderen, vom ersten Ort beabstandeten Ort zu bestimmen, zu generieren oder abzuleiten. Aus der so erfassten wenigstens einen Temperaturgröße kann ein Temperaturwert bestimmt werden, der insbesondere der Temperatur des Drucksensorelements entspricht, ohne die Temperatur direkt gemessen zu haben. Basierend auf diesem bestimmten oder errechneten Temperaturwert kann anschließend in Kombination mit der erfassten Drucksensorgröße ein temperaturkompensiertes Drucksensorsignal des Drucksensors erzeugt werden.The present invention claims a method and a device for compensating for the temperature dependence of a pressure sensor signal. It is provided that the method or the evaluation unit detects a pressure sensor variable that has been recorded by the pressure sensor element as a function of a pressure or a pressure change of an adjacent medium. Since both the temperature of the medium and the effect of the pressure applied by the medium or the pressure change on the detection means of the pressure sensor element are temperature-dependent, it is necessary to know the temperature at the pressure sensor element in order to derive a compensated pressure sensor signal from the pressure sensor variable detected. Since it is often not possible to record the temperature directly at the pressure sensor element, according to the present invention at least one temperature variable is recorded at a first location of the pressure sensor in order to determine, generate or generate the temperature at another location at a distance from the first location derive. A temperature value can be determined from the at least one temperature variable detected in this way, which temperature value corresponds in particular to the temperature of the pressure sensor element without having measured the temperature directly. Based on this determined or calculated temperature value, a temperature-compensated pressure sensor signal of the pressure sensor can then be generated in combination with the detected pressure sensor variable.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit eines Drucksensorsignals sowie eine Auswerteinheit mit diesem Verfahren und ein Drucksensor, der dieses Verfahren aufweist.The invention relates to a method for compensating for the temperature dependency of a pressure sensor signal and an evaluation unit using this method and a pressure sensor which has this method.

Stand der TechnikState of the art

Barometrische Drucksensoren werden unter anderem für die Indoor Navigation eingesetzt, um beispielsweise zurückgelegte Treppenstufen zu erkennen. Hierbei ist eine Genauigkeit von wenigen Pascal notwendig, wobei sich Schwankungen der Umgebungsbedingungen wie eine Änderung der Temperatur oder der Luftfeuchte auf die Genauigkeit auswirken können. Beim Einsatz von Drucksensoren im Fitness-Bereich sind die Anforderungen an die Genauigkeit noch höher, da hierbei geringere Höhenunterschiede erfasst werden müssen.Barometric pressure sensors are used, among other things, for indoor navigation, for example to detect steps that have been taken. This requires an accuracy of a few pascals, although fluctuations in the ambient conditions such as a change in temperature or humidity can affect the accuracy. When using pressure sensors in the fitness area, the demands on accuracy are even higher, since smaller differences in height have to be recorded.

Um die notwendige Genauigkeit zu erhalten, reicht es für die Kalibrierung nicht aus, die Temperaturkompensation einmal zu berechnen und für die weitere Nutzung zu verwenden.In order to obtain the necessary accuracy, it is not sufficient for the calibration to calculate the temperature compensation once and use it for further use.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu beschreiben, mit der eine Kompensation des Drucksensorsignals hinsichtlich Temperaturänderungen erreicht werden kann.It is therefore the object of the invention to describe a method and a device with which a compensation of the pressure sensor signal with regard to temperature changes can be achieved.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit eines Drucksensorsignals beansprucht. Ein derartiges Verfahren kann in einer Auswerteeinheit durchgeführt werden, die baulich einem Drucksensor zugeordnet ist oder die getrennt vom Drucksensor die Drucksensorgröße des Drucksensors auswertet und für weitere Anwendungen zur Verfügung stellt. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als Mikroprozessor in einem Steuergerät vorgesehen sein, welches die Sensorgrößen des Drucksensors erfasst und ein temperaturkompensiertes Drucksensorsignal erzeugt. Dabei ist vorgesehen, dass das Verfahren beziehungsweise die Auswerteinheit eine Drucksensorgröße erfasst, die durch das Drucksensorelement in Abhängigkeit eines Drucks oder einer Druckveränderung eines anliegenden Mediums aufgenommen wird ist. Da sowohl die Temperatur des Mediums als die Auswirkung des anliegenden Drucks oder der Druckveränderung auf die Erfassungsmittel des Drucksensorelements temperaturabhängig ist, ist es notwendig, die Temperatur am Drucksensorelement zu kennen, um ein kompensiertes Drucksensorsignal aus der erfassten Drucksensorgröße abzuleiten. Da es oftmals nicht möglich ist, die Temperatur direkt am Drucksensorelement zu erfassen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens eine Temperaturgröße an einem ersten Ort des Drucksensors erfasst, um daraus die Temperatur an einem anderen, vom ersten Ort beabstandeten Ort zu bestimmen, zu generieren oder abzuleiten. Aus der so erfassten wenigstens einen Temperaturgröße kann ein Temperaturwert bestimmt werden, der insbesondere der Temperatur des Drucksensorelements entspricht, ohne die Temperatur direkt gemessen zu haben. Basierend auf diesem bestimmten oder errechneten Temperaturwert kann anschließend in Kombination mit der erfassten Drucksensorgröße ein temperaturkompensiertes Drucksensorsignal des Drucksensors erzeugt werden.The present invention claims a method for compensating for the temperature dependency of a pressure sensor signal. Such a method can be carried out in an evaluation unit which is structurally assigned to a pressure sensor or which evaluates the pressure sensor variable of the pressure sensor separately from the pressure sensor and makes it available for further applications. The evaluation unit can be provided, for example, as a microprocessor in a control unit, which detects the sensor variables of the pressure sensor and generates a temperature-compensated pressure sensor signal. It is provided that the method or the evaluation unit detects a pressure sensor variable that is recorded by the pressure sensor element as a function of a pressure or a pressure change of an adjacent medium. Since both the temperature of the medium and the effect of the applied pressure or the pressure change on the detection means of the pressure sensor element are temperature-dependent, it is necessary to know the temperature at the pressure sensor element in order to derive a compensated pressure sensor signal from the pressure sensor variable detected. Since it is often not possible to record the temperature directly at the pressure sensor element, according to the present invention at least one temperature variable is recorded at a first location of the pressure sensor in order to determine, generate or generate the temperature at another location that is at a distance from the first location derive. A temperature value can be determined from the at least one temperature variable detected in this way, which temperature value corresponds in particular to the temperature of the pressure sensor element without having measured the temperature directly. Based on this determined or calculated temperature value, a temperature-compensated pressure sensor signal of the pressure sensor can then be generated in combination with the detected pressure sensor variable.

Der Vorteil eines derartigen Verfahrens beziehungsweise einer Auswerteinheit liegt darin, dass auch ohne eine explizite Temperaturerfassung ein Temperaturwert bestimmt werden kann, mittels dem die Temperatur insbesondere des Drucksensorelements für die Temperaturkompensation der Drucksensorgröße abgeleitet werden kann. Durch eine derartige Temperaturkompensation kann die Genauigkeit der Druckerfassung gesteigert werden. Diese Temperaturkompensation kann sowohl bei einem einmalig oder regelmäßigen durchgeführten Abgleich als auch im Betrieb des Drucksensors während einer (kontinuierlichen) Druckwerterfassung erfolgen. Wird die Temperaturkompensation als Abgleich durchgeführt, können hierdurch Faktoren oder Koeffizienten bestimmt oder abgeleitet werden, mittels der beim Betrieb des Drucksensors die Drucksensorgröße in das Drucksensorsignal umgerechnet werden, ohne dass ein expliziter Temperaturwert bestimmt oder Temperaturgrößen des Aufbaus des Drucksensors erfasst oder bestimmt werden müssen.The advantage of such a method or an evaluation unit is that a temperature value can be determined without explicit temperature detection, by means of which the temperature, in particular of the pressure sensor element, can be derived for the temperature compensation of the pressure sensor variable. Such a temperature compensation can increase the accuracy of the pressure detection. This temperature compensation can take place both in the case of a one-off or regular adjustment and in the operation of the pressure sensor during (continuous) pressure value detection. If the temperature compensation is carried out as an adjustment, factors or coefficients can be determined or derived by means of which the pressure sensor variable can be converted into the pressure sensor signal during operation of the pressure sensor, without an explicit temperature value being determined or temperature variables of the structure of the pressure sensor having to be detected or determined.

Statt der Temperaturkompensation der Drucksensorgröße kann auch eine Kompensation der in der Auswertung verarbeiteten Signale vorgesehen sein. In diesem Fall repräsentiert der Temperaturwert eine Temperatur am Ort der Auswerteeinheit statt am Ort des Drucksensorelements.Instead of the temperature compensation of the pressure sensor variable, a compensation of the signals processed in the evaluation can also be provided. In this case, the temperature value represents a temperature at the location of the evaluation unit instead of at the location of the pressure sensor element.

Der Temperaturwert kann direkt oder indirekt abhängig von wenigstens einer Temperaturgröße bestimmt werden. Dabei ist vorgesehen, dass mit dem Temperaturwert eine Temperatur an einem Ort des Drucksensors insbesondere am Drucksensorelement bestimmt wird, der für eine direkte Temperaturmessung mit einem Temperatursensor nicht zugänglich oder geeignet ist. So kann beispielsweise die Temperatur der Auswerteeinheit, der Leiterplatte, auf der das Drucksensorelement aufgebracht ist, der Gehäuses des Drucksensors und/oder des Medienstroms auf das Drucksensorelement sowie die Umgebungstemperatur erfasst und bei der Bestimmung des Temperaturwerts berücksichtigt werden. Optional kann auch vorgesehen sein, das zeitliche Verhalten wenigstens der einen erfassten Temperaturgrößen bei der Bestimmung des Temperaturwerts zu berücksichtigen. So ist denkbar, dass bei der Erkennung eines Temperaturplateaus, das heißt einer längere Phase ohne eine Temperaturänderung, die Zeit seit der Erreichung des Temperaturplateaus ebenfalls bei der Bestimmung des Temperaturwerts berücksichtigt wird.The temperature value can be determined directly or indirectly as a function of at least one temperature variable. It is provided that with the temperature value, a temperature at a location of the Pressure sensor is determined in particular on the pressure sensor element, which is not accessible or suitable for a direct temperature measurement with a temperature sensor. For example, the temperature of the evaluation unit, the printed circuit board on which the pressure sensor element is mounted, the housing of the pressure sensor and/or the media flow onto the pressure sensor element and the ambient temperature can be recorded and taken into account when determining the temperature value. Provision can also optionally be made for the behavior over time of at least one of the recorded temperature variables to be taken into account when determining the temperature value. It is conceivable that when a temperature plateau is detected, ie a longer phase without a temperature change, the time since the temperature plateau was reached is also taken into account when determining the temperature value.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das zeitliche Verhalten eines Erwärmung- oder eines Abkühlungsvorgangs des Drucksensors oder Teilen davon zur Bestimmung des Temperaturwerts berücksichtigt werden. In a further embodiment of the invention, the behavior over time of a heating or a cooling process of the pressure sensor or parts thereof can be taken into account for determining the temperature value.

Innerhalb der erkannten Erwärmungs- oder Abkühlungsvorgänge oder auch der zuvor erwähnten Erreichung eines Temperaturplateaus kann vorgesehen sein, dass die Zeitpunkte der Temperaturerfassungen zur Bestimmung des Temperaturwerts variabel gewählt werden. So können bei einer erkannten Stabilisierung der Temperatur weniger oder zeitlich weiter auseinander liegenden Messungen erfolgen. Demgegenüber können bei Erkennung ausreichend großer Temperaturänderungen die Messungen oder Erfassungen der Temperaturgrößen häufiger, das heißt in kleineren Zeitabständen erfolgen. Für den Fall, dass der Drucksensor Heiz- oder Kühlelemente aufweist, kann deren Steuerung oder die Kenntnisse von deren Temperaturverhalten ebenfalls in die Bestimmung des Temperaturwerts einfließen.Within the recognized heating or cooling processes or also the previously mentioned reaching of a temperature plateau, it can be provided that the times of the temperature measurements for determining the temperature value are variably selected. When a stabilization of the temperature is detected, fewer measurements or measurements that are further apart in time can be carried out. In contrast, if sufficiently large temperature changes are detected, the measurements or acquisitions of the temperature variables can be carried out more frequently, ie at shorter time intervals. If the pressure sensor has heating or cooling elements, their control or the knowledge of their temperature behavior can also be included in the determination of the temperature value.

Bei einer Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, nicht nur eine erste Temperaturgröße für die Bestimmung des Temperaturwerts zu erfassen. So können wenigstens zwei Temperaturgrößen erfasst werden, um ein Modell für die Temperaturverteilung im Drucksensor zu erhalten, um mit Hilfe von Materialkonstanten und/oder Kenntnissen des Aufbaus des Drucksensors auf die Temperatur am gewünschten Ort, insbesondere am Drucksensor schließen zu können. Zur Ableitung des Temperaturwertes kann dabei eine Temperaturgröße am Ort der Auswerteeinheit, am Drucksensorgehäuse und/oder an einer Leiterplatte oder einem Träge auf dem die Auswerteeinheit oder das Drucksensorelement angeordnet sind, erfasst werden. Weiterhin ist auch möglich, die Temperatur am Medienzugang zum Drucksensorelement zu erfassen, um die Temperatur des zu erfassenden Mediums zu erhalten. Darüber hinaus kann auch die Umgebungstemperatur des Drucksensors erfasst werden, da davon ausgegangen werden kann, dass das Medium diese Temperatur aufweist und/oder zumindest auf mittlere Sicht sich die Temperatur des Drucksensors an die Außentemperatur anpasst.In a further development of the invention, it is provided that not only a first temperature variable for determining the temperature value is recorded. At least two temperature variables can be recorded in order to obtain a model for the temperature distribution in the pressure sensor in order to be able to use material constants and/or knowledge of the structure of the pressure sensor to infer the temperature at the desired location, in particular at the pressure sensor. To derive the temperature value, a temperature variable can be recorded at the location of the evaluation unit, on the pressure sensor housing and/or on a printed circuit board or a support on which the evaluation unit or the pressure sensor element is arranged. Furthermore, it is also possible to record the temperature at the media access to the pressure sensor element in order to obtain the temperature of the medium to be recorded. In addition, the ambient temperature of the pressure sensor can also be detected, since it can be assumed that the medium has this temperature and/or the temperature of the pressure sensor adapts to the outside temperature at least in the medium term.

Ein mögliches Modell der Bestimmung des Temperaturwerts in Abhängigkeit der wenigstens einen Temperaturgröße verwendet eine Finte-Elemente-Simulation.A possible model for determining the temperature value as a function of the at least one temperature variable uses a feint element simulation.

Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren beim Abgleich des Drucksensors verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren auch im laufenden Betriebs des Drucksensors zur Kompensation der Drucksensorgrößen verwendet werden. Optional kann das Verfahren auch durch eine vorgegebene Initialisierung in einem ersten Betriebsmodus als Abgleich verwendet werden, während im normalen Betrieb des Drucksensors eine Kompensation im Rahmen eines zweiten Betriebsmodus erfolgt.The method according to the invention can be used particularly advantageously when adjusting the pressure sensor. Alternatively or additionally, the method can also be used during ongoing operation of the pressure sensor to compensate for the pressure sensor variables. Optionally, the method can also be used as an adjustment by means of a predefined initialization in a first operating mode, while in the normal operation of the pressure sensor a compensation takes place within the scope of a second operating mode.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages result from the following description of exemplary embodiments and from the dependent patent claims.

Figurenlistecharacter list

In the 1 a structure of a pressure sensor is shown schematically to illustrate the invention. With the 2 a possible embodiment of the invention is shown. The flowchart of 3 shows an embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Ein typischer Aufbau eines Drucksensors 180, wie er in der 1 dargestellt ist, besteht aus einem Drucksensorelement 120 welches direkt oder indirekt auf einem Träger 100, zum Beispiel einer Leiterplatte, aufgebracht ist. In dem Aufbau gemäß der 1 ist das Drucksensorelement 120 zusätzlich mittels einer Haftschicht 125 auf einem ASIC oder einem Interposer 110 befestigt, welcher selber auf der Leiterplatte 100 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein ASIC oder allgemein eine Auswerteinheit 115 auch separat auf dem Träger 100 angeordnet sein. Der Drucksensor 100 weist weiterhin ein Gehäuse 140 auf, welches ein Innenvolumen 170 für das Drucksensorelement 120 definiert. Das Gehäuse 140 weist eine Zugangsöffnung 145 auf, um das druckführende Medium an das Drucksensorelement 120 zu leiten. Zur Verwendung des Drucksensors 180 wird der so beschriebene Aufbau verkapselt, zum Beispiel mit einer Moldmasse 160, wobei in der Moldmasse 160 eine Aussparung 165 für die Druckzuführung ausgespart wird. Weiterhin sind auf der Rückseite des Trägers 100 Kontaktelemente 150 vorgesehen, die mittels geeigneter Kontaktierungen, zum Beispiel Lötbumps 155, auf Leiterplatten oder Steuergeräten angebracht werden können.A typical construction of a pressure sensor 180, as shown in FIG 1 is shown consists of a pressure sensor element 120 which is applied directly or indirectly to a carrier 100, for example a printed circuit board. In the structure according to the 1 the pressure sensor element 120 is additionally attached by means of an adhesive layer 125 to an ASIC or an interposer 110, which is itself on the printed circuit board 100 is arranged. Alternatively or additionally, an ASIC or, in general, an evaluation unit 115 can also be arranged separately on the carrier 100 . The pressure sensor 100 furthermore has a housing 140 which defines an inner volume 170 for the pressure sensor element 120 . The housing 140 has an access opening 145 to direct the pressurized medium to the pressure sensor element 120 . To use the pressure sensor 180, the structure described in this way is encapsulated, for example with a molding compound 160, with a cutout 165 for the pressure supply being cut out in the molding compound 160. Furthermore, 100 contact elements 150 are provided on the back of the carrier, which can be attached to printed circuit boards or control units by means of suitable contacts, for example solder bumps 155.

Der Kern der Erfindung besteht wie eingangs erwähnt darin, die Temperatur am Ort des Drucksensorelements 120 zu bestimmen, ohne dass das Drucksensorelement 120 einen eigene Temperatursensor aufweist. Stattdessen ermöglich das erfindungsgemäße Verfahren die Ableitung eines Temperaturwerts, welcher die Temperatur am Ort des Drucksensorelements 120 repräsentiert. Hierzu wird ein Temperaturmodell für den Drucksensor 180 und insbesondere für dessen Aufbau verwendet, bei dem wenigstens eine erfasste Temperaturgröße ausreicht, um die Temperatur am Drucksensorelement 120 zu bestimmen. Denkbar ist dabei, dass ein Temperatursensor 130 dem Einlass 165 des druckführenden Mediums in der Moldmasse 160 zugeordnet ist, um die Temperatur des anliegenden Mediums und/oder der Umgebung des Drucksensors 180 zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Temperatursensor 132 an dem unter dem Drucksensor 180 befindlichen ASIC oder Interposer 110 angeordnet sein. Wenn der ASIC oder die Auswerteinheit 115 separat angeordnet ist, kann auch dort ein Temperatursensor 138 vorgesehen sein. Zur Erfassung der Temperatur des Gehäuses 140 kann ebenfalls ein Temperatursensor 134 angeordnet sein. Durch einen Temperatursensor 136 an dem Träger 100 kann zudem der Wärmeeintrag durch die Leiterplatte oder das Steuergerät auf den Drucksensor 180 erfasst werden. Darüber hinaus können weitere Temperaturen von Komponenten oder Geräten erfasst werden, deren Wärme auf das Drucksensorelement übertragen werden können.As mentioned at the outset, the core of the invention consists in determining the temperature at the location of pressure sensor element 120 without pressure sensor element 120 having its own temperature sensor. Instead, the method according to the invention makes it possible to derive a temperature value that represents the temperature at the location of pressure sensor element 120 . For this purpose, a temperature model for pressure sensor 180 and in particular for its structure is used, in which at least one detected temperature variable is sufficient to determine the temperature at pressure sensor element 120 . It is conceivable that a temperature sensor 130 is associated with the inlet 165 of the pressurized medium in the molding compound 160 in order to detect the temperature of the medium present and/or the environment of the pressure sensor 180 . Alternatively or additionally, a temperature sensor 132 can also be arranged on the ASIC or interposer 110 located below the pressure sensor 180 . If the ASIC or the evaluation unit 115 is arranged separately, a temperature sensor 138 can also be provided there. A temperature sensor 134 can also be arranged to detect the temperature of the housing 140 . A temperature sensor 136 on the carrier 100 can also detect the heat input through the printed circuit board or the control device onto the pressure sensor 180 . In addition, other temperatures of components or devices can be recorded, the heat from which can be transferred to the pressure sensor element.

Maßgeblich zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahren zum Beispiel in einer Auswerteeinheit 200 nach 2 ist, dass wenigstens eine erste Temperaturgröße mittels eines Temperatursensors 220 erfasst wird. In Abhängigkeit dieser Temperaturgröße wird ein Temperaturwert bestimmt, der für die Temperaturkompensation der vom Drucksensorelement 250 erfassten Drucksensorgröße verwendet wird. Das so an die Temperatur angepasste Drucksensorsignal wird anschließend weiteren Vorrichtungen 260 für die folgende Verarbeitung zur Verfügung gestellt.Decisive for the implementation of the method according to the invention, for example in an evaluation unit 200 2 is that at least one first temperature variable is detected by means of a temperature sensor 220. A temperature value that is used for the temperature compensation of the pressure sensor variable detected by pressure sensor element 250 is determined as a function of this temperature variable. The pressure sensor signal that has been adapted to the temperature in this way is then made available to further devices 260 for subsequent processing.

Die Bestimmung des Temperaturwerts erfolgt beispielsweise mit einer Modellbildung, welche eine Finiten-Elemente-Simulation zugrunde liegt. Optional kann auch ein Temperaturmodell verwendet werden, welches den Aufbau und insbesondere die Temperaturkoeffizienten des Aufbaus berücksichtigen. So kann aus der erfassten Temperaturgröße auf einen Temperaturfluss bis hin zum Ort der Druckerfassung im Drucksensorelement geschlossen werden. Für die Modellbildung können aber auch weitere Temperaturgrößen weiterer Temperatursensoren 230 und/oder 240 erfasst werden, die eine genauere Berücksichtigung der Temperaturverteilung ermöglicht. Als Beispiel könnte ein Temperaturwert in Abhängigkeit von dem unterhalb des Drucksensorelements 120 angeordneten ASICS sowie der mit dem Temperatursensor 130 erfassten Temperaturgröße der Moldmasse oder den anliegenden Mediums folgendermaßen berechnet werden: $T_{Drucksensorelement} = T_{ASIC} + (T_{ASIC} - T_{Moldmasse}) * Korrekturfaktor .$

The temperature value is determined, for example, using a model that is based on a finite element simulation. Optionally, a temperature model can also be used, which takes into account the structure and in particular the temperature coefficients of the structure. In this way, a temperature flow up to the location of the pressure detection in the pressure sensor element can be inferred from the detected temperature variable. However, further temperature variables of further temperature sensors 230 and/or 240 can also be recorded for the modeling, which enables a more precise consideration of the temperature distribution. As an example, a temperature value could be calculated as follows depending on the ASICS arranged below pressure sensor element 120 and the temperature variable of the molding compound or the adjacent medium detected by temperature sensor 130:

T_{pressure sensing element} = T_{ASIC} + (T_{ASIC} - T_{molding compound}) * correction factor .

Hierbei können verschiedene Annahmen getroffen werden, zum Beispiel dass die Temperatur des Trägers 100 konstant ist.Various assumptions can be made here, for example that the temperature of the carrier 100 is constant.

Optional kann auch vorgesehen sein, dass sich die Auswerteinheit 115 außerhalb des Drucksensors 180 befindet, so dass die Auswertung der erfassten Temperaturen des Drucksensors sowie die Temperaturkompensation der Drucksensorgröße unabhängig vom Drucksensor 180 erfolgt.Optionally, it can also be provided that the evaluation unit 115 is located outside of the pressure sensor 180 so that the evaluation of the recorded temperatures of the pressure sensor and the temperature compensation of the pressure sensor variable takes place independently of the pressure sensor 180 .

Die für die Modellbildung erforderlichen Informationen können in einem Speicher 210 in der Auswerteeinheit 200 abgelegt sein. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zudem sowohl für einen Abgleich zu einem oder mehreren vorgegebenen Zeitpunkten als auch für eine Erzeugung des temperaturkompensierten Drucksensorsignals während des normalen Betriebs der Druckerfassung verwendet werden. Hierbei kann das Verfahren in einem ersten Betriebsmodus in einem Abgleichverfahren verwendet werden, wodurch Parameter und Koeffizienten bestimmt und im Speicher 210 abgelegt werden, auf deren Basis in einem zweiten Betriebsmodus eine Temperaturkompensation während des normalen Betriebs ermöglicht wird. Optional kann auch vorgesehen sein, dass sowohl ein Abgleich in dem ersten Betriebsmodus als auch eine kontinuierliche Messwerterfassung und Erzeugung eines temperaturkompensierten Drucksensorsignals in dem zweiten Betriebsmodus möglich ist. Hierdurch kann zu vorgegebenen oder aktiv initiierten Zeitpunkten oder Gegebenheiten ein Abgleich durchgeführt werden, welcher die Kompensation während der normalen Messwerterfassung unterstützt.The information required for modeling can be stored in a memory 210 in the evaluation unit 200 . The method according to the invention can also be used both for an adjustment at one or more predetermined points in time and for generating the temperature-compensated pressure sensor signal during normal operation of the pressure detection. In this case, the method can be used in a first operating mode in an adjustment method, as a result of which parameters and coefficients are determined and stored in memory 210, on the basis of which temperature compensation is made possible during normal operation in a second operating mode. Optionally it can also be provided that both an adjustment in the first operating mode and a continuous Liche measured value acquisition and generation of a temperature-compensated pressure sensor signal in the second operating mode is possible. In this way, an adjustment can be carried out at predetermined or actively initiated points in time or circumstances, which supports the compensation during normal measurement value acquisition.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch eine Temperaturkompensation für die vom ASIC oder der Auswerteinheit 115 erzeugten Daten oder Signale bereitstellt. Hierzu wird ebenfalls wenigstens eine Temperaturgröße erfasst, die die Temperatur einer der Komponenten des der Auswerteinheit zugeordneten Gehäuses oder Aufbaus repräsentiert.In a further embodiment of the invention, it can be provided that the method according to the invention also provides temperature compensation for the data or signals generated by the ASIC or the evaluation unit 115 . For this purpose, at least one temperature variable is also recorded, which represents the temperature of one of the components of the housing or structure assigned to the evaluation unit.

Eine mögliche Ausgestaltung des Verfahrens wird anhand des Flussdiagramms der 3 dargestellt. Hierbei wird in einem ersten Schritt 300 zumindest eine erste Temperaturgröße sowie eine Drucksensorgröße erfasst. Im nächsten Schritt 320 erfolgt auf der Basis der wenigstens ersten Temperaturgröße die Bestimmung eines Temperaturwerts, der die Temperatur am Ort des Drucksensorelements oder der Druckwerterfassung repräsentiert. Dieser Temperaturwert kann dazu genutzt werden, die erfasste Drucksensorgröße in ein temperaturkompensiertes Drucksensorsignal umzuwandeln. Zur Weiterverarbeitung in abgeschlossene oder nachgelagerte Steuerungen oder Regelungen wird das so temperaturkompensierte Drucksensorsignal im Schritt 340 aus- oder weitergegeben.A possible embodiment of the method is based on the flow chart 3 shown. Here, in a first step 300, at least a first temperature variable and a pressure sensor variable are recorded. In the next step 320, on the basis of the at least first temperature variable, a temperature value is determined, which represents the temperature at the location of the pressure sensor element or the pressure value acquisition. This temperature value can be used to convert the recorded pressure sensor variable into a temperature-compensated pressure sensor signal. The temperature-compensated pressure sensor signal is output or forwarded in step 340 for further processing in closed or downstream controls or regulations.

Das Verfahren und insbesondere das Modell zur Bestimmung des Temperaturwerts kann zudem die Veränderung der wenigstens einen Temperaturgröße berücksichtigen. So kann beispielsweise die zeitliche Veränderung der Umgebungstemperatur in die Bestimmung einfließen. Auch die Erkennung von Temperaturplateaus, das heißt Situationen, in denen sich die Temperatur über eine gewisse Zeit nicht ändert, kann berücksichtigt werden. Weiterhin können die Erfassungszeitpunkt der wenigstens einen Temperaturgröße angepasst werden, um ein genaueres oder schnellere Bild der Temperaturveränderung zu erhalten. So kann bei einem erkannten Temperaturplateau die Zeitspanne zwischen der Erfassung zweiter Temperaturgrößen vergrößert werden. Ebenso kann die Zeitspanne verringert werden, wenn die Temperaturgrößen eine schnell Änderung der Temperatur anzeigen.The method and in particular the model for determining the temperature value can also take into account the change in the at least one temperature variable. For example, the change in the ambient temperature over time can be included in the determination. The detection of temperature plateaus, ie situations in which the temperature does not change over a certain period of time, can also be taken into account. Furthermore, the time at which the at least one temperature variable is recorded can be adjusted in order to obtain a more precise or faster picture of the temperature change. In this way, when a temperature plateau is detected, the time span between the detection of two temperature variables can be increased. Likewise, the period of time can be reduced when the temperature magnitudes indicate a rapid change in temperature.

Das Verfahren und somit auch die Auswerteeinheit kann zudem die Steuerungssignale von im Drucksensor vorgesehenen oder auf den Drucksensor wirkenden Heizungs- oder Kühlungselement berücksichtigen. Mit der Kenntnis des Aufbaus des Drucksensors sowie der dabei verwendeten Materialien und deren Temperaturkoeffizienten kann hierdurch eine Änderung der Temperatur am Drucksensor prognostiziert und bei der Bestimmung des Temperaturwerts berücksichtigt werden.The method and thus also the evaluation unit can also take into account the control signals from the heating or cooling element provided in the pressure sensor or acting on the pressure sensor. With knowledge of the structure of the pressure sensor and the materials used and their temperature coefficients, a change in the temperature at the pressure sensor can be predicted and taken into account when determining the temperature value.

Claims

Method for temperature compensation of a pressure sensor signal in a pressure sensor (180), the method • a pressure sensor variable is detected by means of a pressure sensor element (120), and • detects or determines at least one temperature variable at a first location of the pressure sensor (180), • as a function of the at least one temperature variable, a temperature value is determined which represents the temperature at a second location of the pressure sensor (180) which is at a distance from the first location, and • Generates the pressure sensor signal as a function of the pressure sensor variable and the temperature value, with the temperature variables each representing a temperature at locations that are spatially separate from one another.

procedure after claim 1 , characterized in that the temperature value represents a temperature at the location of the pressure sensor element (120).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature value is additionally determined as a function of the behavior over time of at least one of the temperature variables.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a first temperature variable represents a temperature at the location of an evaluation unit (110, 115) of the pressure sensor (180) and at least a second temperature variable represents a temperature of the pressure sensor housing (160) or the pressure sensor environment, with provision being made that the temperature value is determined as a function of the temporal behavior of at least the second temperature variable.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature value is determined from the at least one temperature variable by means of a finite element simulation.

Method for generating a pressure sensor signal with two operating modes, wherein • in a first operating mode, an adjustment of the generation of the pressure sensor signal with a method according to one of Claims 1 until 5 takes place, in particular for deriving coefficients for determining the temperature value, and • in a second operating mode, the pressure sensor signal is generated as a function of the pressure sensor size, the temperature value and the adjustment.

Evaluation unit (110, 115) for temperature compensation of a pressure sensor signal of a pressure sensor (180), wherein the evaluation unit (110, 115) • a method according to one of Claims 1 until 6 and • detects a pressure sensor variable of a pressure sensor element (120) of the pressure sensor (180), and • detects or determines at least one temperature variable at a first location of the pressure sensor (180), and • as a function of the at least one temperature variable, determines a temperature value that represents temperature at a second location of the pressure sensor (180) spaced apart from the first location, and • generates the pressure sensor signal as a function of the pressure sensor size and the temperature value.

Evaluation unit (110, 115) after claim 7 , characterized in that the temperature value represents a temperature at the location of the pressure sensor element (120).

Evaluation unit (110, 115) after claim 7 or 8th , characterized in that the evaluation unit (110, 115) has two operating modes, wherein • in a first operating mode, an adjustment of the generation of the pressure sensor signal with a method according to one of Claims 1 until 5 takes place, in particular for deriving coefficients for determining the temperature value, and • in a second operating mode, the pressure sensor signal is generated as a function of the pressure sensor size, the temperature value and the adjustment.

Pressure sensor (180) with • a pressure sensor element (120), • a housing (160) in which the pressure sensor element (120) is mounted, and • an evaluation unit (110, 115) for generating a pressure sensor signal, in particular according to one of Claims 7 until 9 , wherein the evaluation unit (110, 115) • detects a pressure sensor variable of the pressure sensor element (120), and • detects or determines a first temperature variable at a first location of the pressure sensor (180), and • depending on the at least first temperature variable, determines a temperature value which represents the temperature at a second location of the pressure sensor (180) spaced apart from the first location, and • generates the pressure sensor signal as a function of the pressure sensor size and the temperature value.

Pressure sensor (180) after claim 10 , characterized in that the evaluation unit (110. 115) • detects or determines a first temperature variable that represents a temperature of at least part of the evaluation unit (110, 115), and • detects or determines at least a second temperature variable that represents the temperature of the housing (160) or the environment (190) of the pressure sensor (180), and • determines a temperature value as a function of the at least first and second temperature variable, which represents a temperature at the location of the pressure sensor element (120), and • the pressure sensor signal as a function of the Pressure sensor size and the temperature value generated.

Pressure sensor (180) after claim 10 or 11 , characterized in that the evaluation unit (110, 115) and/or the housing (160) has at least one temperature sensor (130, 134, 136, 220, 230, 240) for detecting a temperature variable.