DE19860500B4

DE19860500B4 - Apparatus and method for pressure measurement

Info

Publication number: DE19860500B4
Application number: DE1998160500
Authority: DE
Inventors: Heinz Ploechinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2018-12-29
Also published as: DE19860500A1

Abstract

Vorrichtung zur Druckmessung in einem Druckmessbereich, der einen ersten (I) und einen zweiten Druckbereich (II) aufweist, mit folgenden Merkmalen:
einem ersten Drucksensor (10) zum Erfassen eines Drucks in dem ersten Druckbereich (I);
einem zweiten Drucksensor (20) zum Erfassen eines Drucks in dem zweiten Druckbereich (II), wobei der erste Druckbereich (I) und der zweite Druckbereich (II) einen Überlappungsbereich (100; 200; 300) aufweisen, der nur einen Teil des ersten Druckbereichs (I) und nur einen Teil des zweiten Druckbereichs (II) umfasst; und
einer Kalibriereinrichtung (50) zum Kalibrieren des zweiten Drucksensors (20) mittels des ersten Drucksensors (10), wobei die Kalibriereinrichtung (50) angeordnet ist, um eine Ausgabe des zweiten Drucksensors (20) bei einem Druck in dem zweiten Druckbereich (II), der nicht in dem Überlappungsbereich liegt, unter Verwendung einer Korrekturvorschrift zu korrigieren, um eine kalibrierte Ausgabe des zweiten Drucksensors (20) zu erhalten, wobei die Korrekturvorschrift auf einer Ausgabe des ersten und einer Ausgabe...Device for pressure measurement in a pressure measuring range, having a first (I) and a second pressure range (II), having the following features:
a first pressure sensor (10) for detecting a pressure in the first pressure region (I);
a second pressure sensor (20) for detecting a pressure in said second pressure region (II), said first pressure region (I) and said second pressure region (II) having an overlap region (100; 200; 300) which is only a part of said first pressure region (I) and only a part of the second pressure range (II) comprises; and
a calibration device (50) for calibrating the second pressure sensor (20) by means of the first pressure sensor (10), wherein the calibration device (50) is arranged to detect an output of the second pressure sensor (20) at a pressure in the second pressure region (II), which is not in the overlap area, using a correction rule to correct to obtain a calibrated output of the second pressure sensor (20), the correction rule being based on an output of the first and an output ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Messen von Druck in einem großen Bereich unter Verwendung mehrerer Drucksensoren, die jeweils unterschiedliche aber überlappende Meßbereiche haben, und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen von Druck im Vakuumbereich.The The present invention relates to measuring pressure in a huge Area using multiple pressure sensors, each one different but overlapping Have measuring ranges, and more particularly to an apparatus and method for measuring of pressure in the vacuum range.

Zur Messung von großen Druckunterschieden und insbesondere von Druckunterschieden im Vakuumbereich stehen unterschiedliche Meßprinzipien zur Verfügung. Für nicht zu geringe Drücke können Membranen verwendet werden, deren Durchbiegungen z. B. resistiv, kapazitiv oder induktiv erfaßt werden. Solche Drucksensoren werden auch als Absolutdruck-Sensoren gefertigt. Weiterhin existieren Wärmeleitungs-Meßröhren, die unter dem Stichwort Pirani bekannt sind. Wärmeleitungs-Meßröhren eignen sich im Gegensatz zu Absolutdruck-Sensoren, die einen Meßbereich von vielleicht 1000 bis 0,1 mbar haben, für den Feinvakuumbereich von z. B. 100 mbar bis 0,001 mbar. Im Gegensatz zu Absolutdruck-Sensoren hängt das Ausgangssignal der Wärmeleitungs-Meßröhren von der Art des Gases ab, dem beispielsweise ein Heizdraht ausgesetzt ist. Die Menge der von dem Heizdraht abgegebenen Wärmeenergie hängt dabei von der Dichte des denselben umgebenden Gases ab. Ist relativ viel Gas um den Heizdraht vorhanden, d. h. existiert ein relativ geringes Vakuum, so wird der Heizdraht mehr Wärmeenergie abgeben. Existiert dagegen um den Heizdraht herum ein Hochvakuum, so kann derselbe nicht besonders viel Wärmeenergie abgeben. Somit kann mittels einer Wärmeleitungs-Meßröhre der Druck gemessen werden.to Measurement of large Pressure differences and in particular pressure differences in the vacuum range stand different measuring principles to disposal. For not too low pressures can Membranes are used, the deflections z. B. resistive, be detected capacitively or inductively. Such pressure sensors are also manufactured as absolute pressure sensors. Furthermore, there are heat conduction measuring tubes, the are known under the keyword Pirani. Wärmeleitungs measuring tubes are suitable in contrast to absolute pressure sensors, which have a measuring range of perhaps 1000 to 0.1 mbar, for the fine vacuum range of z. B. 100 mbar to 0.001 mbar. In contrast to absolute pressure sensors that depends Output signal of the heat conduction measuring tubes of the type of gas from which exposed, for example, a heating wire is. The amount of heat energy emitted by the heating wire depends on it from the density of the gas surrounding it. Is a lot Gas is present around the heating wire, d. H. exists a relatively small Vacuum, the heater wire will give off more heat energy. there In contrast, around the heating wire around a high vacuum, so can the same not much heat energy submit. Thus, by means of a heat conduction measuring tube of Pressure to be measured.

Wie es bereits erwähnt wurde, ist jedoch auch der Druckbereich, der durch eine Wärmeleitungs-Meßröhre relativ genau erfaßt werden kann, zu niedrigeren Vakuumdrücken hin begrenzt. Um noch kleinere Drücke messen zu können, können Kaltkathoden-Meßröhren, die unter dem Stichwort "Penning" bzw. "Magnetron" bekannt sind, oder auch Heißkathoden-Meßsysteme, die unter dem Stichwort "Triode" oder "Bayart-Alpert" bekannt sind, eingesetzt werden. Da die unterschiedlichen Meßprinzipien in der Technik bekannt sind, muß hierauf nicht näher eingegangen werden.As it already mentioned However, the pressure range which is relative to a heat conduction measuring tube is also accurately detected can be limited to lower vacuum pressures. To even smaller pressures to be able to measure can Cold cathode gauges, the are known under the heading "Penning" or "magnetron", or also hot cathode measuring systems, which are known under the heading "Triode" or "Bayart-Alpert" used become. Since the different measuring principles in the art are known, must on it not closer To be received.

Wie es bereits ausgeführt worden ist, sind die Druckbereiche der genannten Drucksensoren für den Grobvakuumbereich, den Feinvakuumbereich und den Hochvakuumbereich unterschiedlich, jedoch überlappend bzw. überschneidend.As it already executed has been the pressure ranges of said pressure sensors for the rough vacuum range, the fine vacuum range and the high vacuum range differ, but overlapping or overlapping.

Um bei Vakuumprozessen eine durchgehende Druckerfassung zu gewährleisten, werden Meßröhren unterschiedlicher Prinzipien kombiniert. Diese unterscheiden sich jedoch oft erheblich in ihren Eigenschaften, insbesondere in Bezug auf die Gasartabhängigkeit, die Temperatur- und Langzeitdrift und die Standzeit.Around to ensure continuous pressure detection in vacuum processes, measuring tubes are different Principles combined. However, these often differ considerably in their properties, in particular with regard to gas type dependency, the temperature and long-term drift and the service life.

Die Vereinigung unterschiedlicher Meßprinzipien in einem Meßgerät wird durch diese Unterschiede erheblich erschwert. Würde beispielsweise ein Absolutdrucksensor für den Grobvakuumbereich und ein Pirani-Sensor für den Feinvakuumbereich kombiniert werden, so wird in einer Kennlinie am Übergang von dem Grobvakuumbereich, d. h. von dem Absolutdrucksensor, zu dem Feinvakuumbereich, d. h. dem Pirani-Drucksensor, eine Diskontinuität vorhanden sein, da der Pirani-Drucksensor gasartabhängig ist. So stellt sich die Aufgabe, diese Diskontinuität zu vermeiden.The Association of different measuring principles in a meter is through makes these differences considerably more difficult. Would, for example, an absolute pressure sensor for the Low vacuum range and a Pirani sensor for the fine vacuum range combined be in a characteristic curve at the transition from the rough vacuum range, d. H. from the absolute pressure sensor, to the fine vacuum region, i. H. the Pirani pressure sensor, a discontinuity be present as the Pirani pressure sensor type of gas is. So the task is to avoid this discontinuity.

Das U.S.-Patent Nr. 5,583,297 beschreibt einen Kombi-Sensor, der als Kombi-Sensor VSKP45 M zusammen mit einem Meß- und Regelgerät VD 75 von der Firma Thyracont-Elektronic GmbH, Passau, verkauft wird. Dieses System wurde bereits 1990 entwickelt und angeboten. Eine öffentliche Vorstellung erfolgte am 17./18. Februar 1993 in Regensburg beim 3. Symposium Mikrosystemtechnik. In diesem Kombi-Sensor ist ein piezoresistiver Absolutdruck-Sensor mit einem miniaturisierten Pirani-Sensor kombiniert. Zur Überwindung der Diskontinuität werden die Signale beider Sensoren in einer nachgeschalteten Elektronik gegeneinander gewichtet. In dem Überschneidungsbereich wird daher ein fließender Übergang gewährleistet, derart, daß ein Benutzer, der eine Kennkurve des Meßsystems von niedrigen Vakuumdrücken bis zu hohen Vakuumdrücken aufnimmt, diese Diskontinuität nicht sehen wird. Bei einem bestimmten Schwellenwert beginnt die Gewichtung, derart, daß bei diesem Schwellenwert der ausgegebene Wert zu 100% der Ausgabe des piezoresistiven Absolutdruck-Sensors und zu 0% der Ausgabe des Pirani-Sensors entspricht. Bei einem zweiten Schwellenwert endet die Gewichtung, derart, daß dort die Ausgabe zu 0% dem piezoresistiven Absolutdruck-Sensor entspricht, jedoch zu 100% der Ausgabe des Pirani-Sensors. In dem Bereich zwischen den bei den Schwellenwerten existiert ein linearer Zusammenhang zwischen dem Abstand zu Beginn der Gewichtung und dem prozentualen Anteil der beiden Sensoren am Meßergebnis. Damit wird ein weicher Übergang geschaffen, derart, daß die Diskontinuität nicht mehr sichtbar ist.The U.S. Patent No. 5,583,297 describes a combination sensor known as Combination sensor VSKP45 M together with a measuring and control unit VD 75 from the company Thyracont-Elektronic GmbH, Passau, is sold. This System was already developed and offered in 1990. A public Presentation took place on 17./18. February 1993 in Regensburg at 3rd Symposium Microsystem Technology. In this combination sensor is a piezoresistive absolute pressure sensor combined with a miniaturized Pirani sensor. To overcome to become the discontinuity the signals of both sensors in a downstream electronics weighted against each other. In the overlap area therefore becomes a flowing transition guaranteed such that a User, a characteristic curve of the measuring system from low vacuum pressures to absorbs too high vacuum pressures, this discontinuity will not see. At a certain threshold, the Weighting, such that at This threshold value is 100% of the output of the piezoresistive absolute pressure sensor and 0% of the output of the Pirani sensor equivalent. For a second threshold, the weighting ends, such that there the output corresponds to 0% of the piezoresistive absolute pressure sensor, however, 100% of the output of the Pirani sensor. In the area between the thresholds have a linear relationship between the distance at the beginning of the weighting and the percentage Share of the two sensors in the measurement result. This will be a smooth transition created such that the Discontinuity not is more visible.

Obwohl diese Technik zufriedenstellend funktioniert, ist sie darin nachteilhaft, daß im Überschneidungsbereich und im folgenden Pirani-Bereich das Meßergebnis von der Gasart abhängt, wie es später ausgeführt wird. Insbesondere hat keine Kalibrierung des Pirani-Sensors stattgefunden. Weiterhin wird bereits in einem Bereich, in dem der Absolutdruck-Sensor unter Umständen noch wahre Druckwerte liefert, der Ausgabewert bereits wenn auch nur bis zu einem gewissen prozentualen Anteil von dem Pirani-Sensor beeinflußt, derart, daß bereits in dem Überschneidungsbereich eine gewisse Gasartabhängigkeit künstlich eingeführt wird.Although this technique works satisfactorily, it is disadvantageous in that, in the overlapping area and in the following Pirani area, the measurement result depends on the type of gas, as will be explained later. In particular, no calibration of the Pirani sensor has taken place. Farther Already in a range in which the absolute pressure sensor may still provide true pressure values, the output value is influenced even if only up to a certain percentage by the Pirani sensor, such that some gas type dependency is already artificially introduced in the overlap region becomes.

Das U.S. Patent 4,995,264 betrifft einen Kombi-Sensor, der die Masse des Gases und somit die Gasart berücksichtigt. Nachteil an diesem System ist jedoch die Tatsache, daß für den gleichen Meßbereich zwei unterschiedliche Sensoren gebraucht werden, wodurch das System aufwendig und teuer wird.The U.S. Patent 4,995,264 relates to a combination sensor that measures the mass of the gas and thus the type of gas considered. Disadvantage of this However, system is the fact that for the same measuring range two different sensors are needed, reducing the system becomes expensive and expensive.

Das DE 44 45 534 C1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gewinnen eines Kalibrierwerts für einen piezoelektrischen Vakuumdruckmesser. Ein Meßvolumen ist einerseits mit einem piezoelektrischen Vakuum-Druckmesser verbunden und andererseits mit einem Pirani-Druckmesser. Der piezoelektrische Vakuum-Druckmesser ist der eigentliche Meßsensor, während der Pirani-Druckmesser lediglich dazu verwendet wird, den piezoelektrischen Vakuum-Druckmesser zu kalibrieren. Der Pirani-Druckmesser besitzt eine Kennlinie, die einen relativ stabilen Cut-Off-Punkt besitzt, d. h. einen Druckwert, bei dessen Unterschreitung sich das Meßsignal nicht mehr ändert. In diesem Bereich besteht das Meßsignal nur noch aus dem Eigenrauschen der Meßkette. Ferner liegt der Cut-Off-Punkt im Nutzmeßintervall des piezoelektrischen Druckmessers. In einem Kalibrierdurchgang wird der Druck in dem Volumen nach und nach verringert, bis der Pirani-Druckmesser an seinen Cut-Off-Punkt kommt. Der Druckwert des Cut-Off-Punkts des Pirani-Druckmessers ist bekannt. Wenn der Pirani-Sensor während des Verringerns des Drucks im Kalibrierdurchgang an seinen Cut-Off-Punkt gelangt, wird durch einen Kalibrier-Mikroprozessor eine Tabelle zur Interpretation des Meßsignals des piezoelektrischen Druckmessers selektiert. Insbesondere wird die Tabelle selektiert, für die der Meßwert des piezoelektrischen Druckmessers dem bekannten Druckwert des Cut-Off-Punkts des Pirani-Druckmessers entspricht.The DE 44 45 534 C1 shows a method and an apparatus for obtaining a calibration value for a piezoelectric vacuum pressure gauge. A measuring volume is connected on the one hand with a piezoelectric vacuum pressure gauge and on the other hand with a Pirani pressure gauge. The piezoelectric vacuum pressure gauge is the actual measuring sensor while the Pirani pressure gauge is merely used to calibrate the piezoelectric vacuum pressure gauge. The Pirani pressure gauge has a characteristic curve which has a relatively stable cut-off point, ie a pressure value below which the measuring signal no longer changes. In this area, the measurement signal consists only of the inherent noise of the electrode. Further, the cut-off point is in the Nutzmeßintervall of the piezoelectric pressure gauge. In a calibration pass, the pressure in the volume is gradually reduced until the Pirani pressure gauge comes to its cut-off point. The pressure value of the cut-off point of the Pirani pressure gauge is known. When the Pirani sensor reaches its cut-off point while reducing the pressure in the calibration pass, a calibration microprocessor selects a table for interpreting the measurement signal from the piezoelectric pressure gauge. In particular, the table is selected for which the measured value of the piezoelectric pressure meter corresponds to the known pressure value of the cut-off point of the Pirani pressure gauge.

Das DE 195 35 832 C1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis eines leichten Spürgases.The DE 195 35 832 C1 describes a method and apparatus for detecting a light tracer gas.

Dabei wird eine piezoelektrische Messzelle auf den Druckwert einer thermoelektrischen Messzelle geeicht. Dies geschieht, wenn beide Messzellen dem gleichen Druck ausgesetzt sind.there is a piezoelectric measuring cell to the pressure value of a thermoelectric Calibrated measuring cell. This happens when both measuring cells are the same Are exposed to pressure.

Ein Hinweis, dass die Angleichung beispielsweise mit einem Druckwert erfolgt, der aus einem anderen Druckbereich, der nicht im Überschneidungsbereich liegt, mit übernommen wird, ist dieser Schrift nicht zu entnehmen.One Note that the approximation, for example, with a pressure value takes place from another print area that is not in the overlap area lies with, taken over is not apparent from this document.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Druckmessung zu schaffen, die ohne übermäßigen Aufwand eine genaue Druckmessung über einem Druckmeßbereich erlauben, der derart groß ist, daß zumindest zwei unterschiedliche Drucksensoren eingesetzt werden müssen.The The object of the present invention is a device and to provide a pressure measuring method without undue burden an accurate pressure measurement over a pressure measuring range allow that is so big that at least two different pressure sensors must be used.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Druckmessung nach Patentanspruch 1 oder durch ein Verfahren zur Druckmessung nach Patentanspruch 14 gelöst.These Task is achieved by a device for pressure measurement according to claim 1 or by a method for pressure measurement according to claim 14 solved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß auf ökonomische Art und Weise der zweite Drucksensor durch den ersten Drucksensor kalibriert werden kann. Eine derartige Kalibrierung ist deshalb möglich, da ein Überschneidungs- bzw. Überlappungsbereich zwischen dem Druckbereich, in dem der erste Drucksensor arbeiten kann, und dem Druckbereich, in dem der zweite Drucksensor arbeiten kann, vorhanden ist. Liegt der Überschneidungsbereich derart, daß im Überschneidungsbereich beide Drucksensoren nicht zu stark an der Grenze ihres Druckbereichs arbeiten, so kann davon ausgegangen werden, daß der erste Drucksensor, der zu Anfang der Druckmessung auf irgendeine bekannte Art und Weise kalibriert ist, auch im Überschneidungsbereich mit dem zweiten Drucksensor einen korrekten Ausgabewert liefert. Somit kann auch der zweite Drucksensor, der mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit einen anderen Ausgabewert liefert, da er nicht kalibriert ist, anhand des Ausgabewerts des ersten Drucksensors im Überlappungsbereich so kalibriert werden, daß er denselben Ausgabewert im Überlappungsbereich wie der erste Drucksensor liefert.Of the The present invention is based on the finding that economic Way the second pressure sensor through the first pressure sensor can be calibrated. Such a calibration is therefore possible, because an overlap or overlap area between the pressure area in which the first pressure sensor work can, and the pressure range in which the second pressure sensor work can, is present. Is the overlap area such that in the overlap area both pressure sensors are not too strong at the limit of their pressure range work, it can be assumed that the first pressure sensor, the at the beginning of the pressure measurement in any known manner calibrated, even in the overlap area provides a correct output value with the second pressure sensor. Thus, even the second pressure sensor, with very high probability a different output value is supplied as it is not calibrated the output value of the first pressure sensor is calibrated in the overlapping area he will the same output value in the overlap area as the first pressure sensor delivers.

Damit kann der zweite Drucksensor durch eine Kalibriereinrichtung auf einfache Art und Weise mittels des ersten Drucksensors kalibriert werden, indem die Ausgabe des zweiten Drucksensors basierend auf den Ausgaben des ersten und des zweiten Drucksensors innerhalb des Überlappungsbereichs des ersten und des zweiten Drucksensors korrigiert wird, derart, daß die kalibrierte Ausgabe des zweiten Drucksensors in dem Überlappungsbereich im wesentlichen gleich der Ausgabe des ersten Drucksensors in dem Überlappungsbereich ist. Unter Verwendung einer Korrekturvorschrift, die auf einer Ausgabe des ersten und einer Ausgabe des zweiten Drucksensors innerhalb des Überlappungsbereichs basiert, ist somit der zweite Drucksensor im zweiten Druckbereich auch bei einem Druck, der nicht im Überlappungsbereich liegt, automatisch und auf einfache Art und Weise kalibriert, solange nur die Kurven annähernd parallel verlaufen.Thus, the second pressure sensor can be easily calibrated by the first pressure sensor by a calibration device by correcting the output of the second pressure sensor based on the outputs of the first and second pressure sensors within the overlapping area of the first and second pressure sensors. the calibrated output of the second pressure sensor in the overlap region is substantially equal to the output of the first pressure sensor in the overlap region. Thus, using a correction rule based on an output of the first and an output of the second pressure sensor within the overlap area, the second pressure sensor in the second pressure range is automatically and easily calibrated even at a pressure that is not in the overlap region. as long as only the curves annä almost parallel.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will be described below with reference to FIGS enclosed drawings described in detail. Show it:

1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Druckmessung; 1 a block diagram of a device according to the invention for pressure measurement;

2 ein allgemeines doppelt logarithmisches Diagramm, in dem der Zusammenhang zwischen dem angezeigten Druck und dem wahren Druck eines Sensors dargestellt ist, der von dem Typ des Gases abhängig ist, dessen Druck gemessen werden soll; 2 a general double logarithmic graph showing the relationship between the indicated pressure and the true pressure of a sensor, which depends on the type of gas whose pressure is to be measured;

3 ein doppelt logarithmisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem angezeigten Druck und dem wahren Druck darstellt, wobei jedoch eine Kalibrierung des zweiten Drucksensors anhand des ersten Drucksensors in einem Bereich dargestellt ist, in dem die Kennlinien für den gasartabhängigen Sensor nicht parallel verlaufen; und 3 a double logarithmic chart showing the relationship between the indicated pressure and the true pressure, however, a calibration of the second pressure sensor is shown from the first pressure sensor in a region in which the characteristics for the gas-type dependent sensor are not parallel; and

4 ein Diagramm im doppelt logarithmischen Maßstab, das den Zusammenhang zwischen dem angezeigten Druck und dem wahren Druck darstellt, um zu verdeutlichen, wie ein dritter Drucksensor auf einen zweiten Drucksensor, der gemäß den 2 und 3 kalibriert worden ist, kalibriert werden kann. 4 a logarithmic scale diagram illustrating the relationship between the indicated pressure and the true pressure to illustrate how a third pressure sensor relates to a second pressure sensor constructed in accordance with FIGS 2 and 3 calibrated, can be calibrated.

1 zeigt ein Blockdiagramm für eine Vorrichtung zur Druckmessung, die einen ersten Drucksensor 10, einen zweiten Drucksensor 20 sowie einen dritten Drucksensor 30 aufweist. Der erste Drucksensor hat bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem der Vakuumbereich gemessen werden soll, einen schematisch auf einem Bildschirm 40 dargestellten ersten Druckbereich I, während der zweite Drucksensor einen auf dem Bildschirm 40 schematisch dargestellten Druckbereich II aufweist, und der dritte Drucksensor 30 einen auf dem Bildschirm 40 schematisch dargestellten dritten Druckbereich III aufweist, in dem er vernünftige Ergebnisse liefern kann. Die drei Drucksensoren 10, 20, 30 sind über eine Kalibriereinrichtung 50 mit dem Bildschirm 40 verbunden. Für Fachleute ist es offensichtlich, daß statt des Bildschirms auch ein Drucker oder ein anderes Ausgabegerät eingesetzt werden kann, um eine Anzeige zu liefern. Alternativ könnte jedoch statt des Bildschirms 40 auch eine Tabelle, eine Digitalanzeige oder ähnliches ausgegeben werden, um eine Kennlinie der in 1 dargestellten Druckmeßvorrichtung auszugeben. 1 shows a block diagram for a device for pressure measurement, the first pressure sensor 10 , a second pressure sensor 20 and a third pressure sensor 30 having. The first pressure sensor, in a preferred embodiment of the present invention in which the vacuum region is to be measured, has a schematic on a screen 40 shown first pressure range I, while the second pressure sensor one on the screen 40 has pressure range II shown schematically, and the third pressure sensor 30 one on the screen 40 schematically shown third pressure range III, in which he can provide reasonable results. The three pressure sensors 10 . 20 . 30 are via a calibration device 50 with the screen 40 connected. It will be apparent to those skilled in the art that instead of the screen, a printer or other output device may be used to provide an indication. Alternatively, however, instead of the screen 40 also a table, a digital display or the like can be output to a characteristic of in 1 output pressure measuring device shown.

Die Kalibriereinrichtung, auf deren Funktionalität nachfolgend eingegangen wird, kann durch einen Personalcomputer, einen Mikrocontroller und dergleichen implementiert sein. Der erste Drucksensor 10, der den höchsten Meßbereich I aufweist, der beispielsweise den Grobvakuumbereich von 1000 bis 0,1 mbar umfassen kann, wird bevorzugterweise auf irgendeine bekannte Art und Weise kalibriert. Derselbe wird üblicherweise ein Absolutdruck-Sensor sein, der als Membransensor ausgeführt sein kann. Erfindungsgemäß wird der zweite Drucksensor 20, der bei einem bevorzugten Beispiel der vorliegenden Erfindung ein Wärmeleitungs-Sensor, d. h. ein Pirani-Sensor oder ein Ionisations-Drucksensor etc., ist, durch die Kalibriereinrichtung 50 anhand des ersten Drucksensors 10 kalibriert. Der zweite Drucksensor ist bevorzugterweise für den Feinvakuumbereich geeignet, der sich beispielsweise über einen Meßbereich von 100 bis 0,001 mbar erstrecken dürfte. Der dritte Drucksensor 30 schließlich ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Hochvakuum-Sensor ausgeführt und ist beispielsweise ein Ionisations-Manometer, ein Bayart-Alpert-Sensor, ein Penning-Sensor und dergleichen. Der Hochvakuumbereich III könnte sich von 0,01 bis vielleicht 10^–9 mbar erstrecken. Es sei darauf hingewiesen, daß die angegebenen Bereichsgrenzen für den Grobvakuum-, den Feinvakuum- oder den Hochvakuum-Bereich lediglich ungefähre Grenzen sind. Es ist je doch daraus deutlich, daß alle drei Meßbereiche I, II, III einen bestimmten Überlappungsbereich aufweisen, wie es in 1 auf dem Bildschirm des Monitors 40 schematisch angedeutet ist.The calibration device, whose functionality is discussed below, can be implemented by a personal computer, a microcontroller and the like. The first pressure sensor 10 having the highest measurement range I, which may for example include the rough vacuum range of 1000 to 0.1 mbar, is preferably calibrated in any known manner. It will usually be an absolute pressure sensor, which may be implemented as a membrane sensor. According to the invention, the second pressure sensor 20 which, in a preferred example of the present invention, is a thermal conduction sensor, ie, a Pirani sensor or an ionization pressure sensor, etc., through the calibration device 50 based on the first pressure sensor 10 calibrated. The second pressure sensor is preferably suitable for the fine vacuum range, which is likely to extend for example over a measuring range of 100 to 0.001 mbar. The third pressure sensor 30 Finally, in a preferred embodiment, the present invention is embodied as a high vacuum sensor and is, for example, an ionization pressure gauge, a Bayart-Alpert sensor, a Penning sensor, and the like. The high vacuum region III could range from 0.01 to perhaps 10 ^-9 mbar. It should be noted that the specified range limits for the rough vacuum, the fine vacuum or the high vacuum range are only approximate limits. However, it is ever clear from this that all three measuring ranges I, II, III have a certain overlapping area, as shown in FIG 1 on the screen of the monitor 40 is indicated schematically.

Im nachfolgenden wird ein erstes bevorzugtes Verfahren zum Kalibrieren des zweiten Drucksensors mittels des ersten Drucksensors beschrieben. 2 zeigt schematisch ein doppelt logarithmisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem angezeigten Druck p_a, der entlang der Abszisse angetragen ist, und einem wahren Druck p_w darstellt, der entlang der Ordinate angetragen ist. Zur Verdeutlichung ist der Druckbereich des ersten Drucksensors 10 (1) eingetragen, der wie in 1 mit I bezeichnet ist. Analog dazu stellt der Bereich II den Druckbereich des zweiten Drucksensors dar. Zwischen beiden Druckbereichen existiert ein Überlappungsbereich 100, in dem sowohl der erste Drucksensor als auch der zweite Drucksensor vernünftige Ergebnisse liefern. Die gestrichelte Linie 110 in 2 stellt den erwünschten Zusammenhang dar, bei dem der wahre Druck p_w der angezeigte Druck p_a ist. Wenn der erste Drucksensor richtig kalibriert ist, wird er bis zum Ende des ersten Druckbereichs I Ausgabewerte liefern, die auf der Linie 110 liegen. Bei einem wahren Druck p_w, der mit dem Buchstaben A bezeichnet ist, wird der erste Drucksensor einen Wert A anzeigen, da er ein Absolutdrucksensor ist, der richtig kalibriert ist. Bei dem wahren Druck p_w wird jedoch der zweite Drucksensor statt dem wahren Wert A einen Wert B anzeigen, wenn der erste Gastyp vorhanden ist. Derselbe könnte jedoch auch einen anderen Wert anzeigen, wenn ein anderer Gastyp vorhanden ist. Dies ist der Fall, da der zweite Drucksensor bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gasartabhängig ist. Aus 2 ist zu sehen, daß in dem Übergangsbereich 100 abgesehen von der Kurve für das zweite Gas im obersten Bereich alle Kurven zu kleineren Drücken hin annähernd parallel verlaufen. Um nun den zweiten Drucksensor zu kalibrieren, ist es ausreichend, das Verhältnis des angezeigten Drucks A des ersten Drucksensors, der richtig kalibriert ist, und des angezeigten Drucks B des zweiten Drucksensors, der gasartabhängig ist, zu ermitteln (C = A/B), und im gesamten zweiten Druckbereich II des zweiten Drucksensors die Ausgabe desselben durch die Kalibriereinrichtung 50 (1) mit dem Korrekturfaktor zu korrigieren (korrigierte Ausgabe des 2. Drucksensors = tatsächliche Ausgabe des 2. Drucksensors C). Damit wird anschaulich gesprochen die Kennlinie für das erste Gas des zweiten Drucksensors auf die Linie 110, die p_w = p_a bedeutet, verschoben, derart, daß der zweite Drucksensor auf den ersten Drucksensor kalibriert ist. Solange die Kurven annähernd parallel verlaufen, ist damit der zweite Drucksensor automatisch und auf einfache Art und Weise unter Berücksichtigung des Ausgabewerts des ersten Drucksensors bei einem Druck und unter Berücksichtigung des Ausgabewerts des zweiten Sensors bei dem gleichen oder einem anderen Druck kalibriert. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß bei einem einzigen Druck A die Ausgabewerte des ersten und des zweiten Sensors genommen werden. Lediglich Voraussetzung ist, daß der erste und der zweite Drucksensor in dem Überlappungsbereich 100 ausgelesen werden. Wenn nämlich ein derartiger Zusammenhang zwischen angezeigtem und wahrem Druck, d. h. annähernd parallele Kennlinien, vorhanden ist, kann von jedem Druckwert unter Kenntnis der Steigung der Kennlinie auf jeden anderen Druckwert umgerechnet werden.In the following, a first preferred method for calibrating the second pressure sensor by means of the first pressure sensor will be described. 2 Fig. 12 schematically shows a double logarithmic chart representing the relationship between a displayed pressure p _a plotted along the abscissa and a true pressure p _w plotted along the ordinate. For clarity, the pressure range of the first pressure sensor 10 ( 1 ) registered as in 1 is denoted by I. Analogously, the region II represents the pressure range of the second pressure sensor. An overlap region exists between the two pressure regions 100 in that both the first pressure sensor and the second pressure sensor provide reasonable results. The dashed line 110 in 2 represents the desired relationship in which the true pressure p _{w is} the indicated pressure p _a . If the first pressure sensor is properly calibrated, it will provide output values that are on the line until the end of the first pressure range I 110 lie. In a true pressure p _w, which is denoted by the letter A, the first pressure sensor will indicate a value of A because it is an absolute pressure sensor that is calibrated correctly. However, at the true pressure p _w becomes the second pressure sensor indicates a value B instead of the true value A when the first gas type is present. However, it could also display a different value if there is another type of gas. This is because the second pressure sensor in the preferred embodiment of the present invention is gas type dependent. Out 2 it can be seen that in the transition area 100 apart from the curve for the second gas in the uppermost region, all curves are approximately parallel to smaller pressures. In order to calibrate the second pressure sensor, it is sufficient to determine the ratio of the indicated pressure A of the first pressure sensor, which is calibrated correctly, and the indicated pressure B of the second pressure sensor, which is gas-dependent (C = A / B), and throughout the second pressure range II of the second pressure sensor, the output thereof through the calibration device 50 ( 1 ) with the correction factor (corrected output of the second pressure sensor = actual output of the second pressure sensor C). This is descriptive of the characteristic curve for the first gas of the second pressure sensor on the line 110 , which means p _w = p _a , shifted such that the second pressure sensor is calibrated to the first pressure sensor. Thus, as long as the curves are approximately parallel, the second pressure sensor is automatically and simply calibrated taking into account the output value of the first pressure sensor at one pressure and taking into account the output value of the second sensor at the same or a different pressure. It is not absolutely necessary that at a single pressure A, the output values of the first and second sensors be taken. The only prerequisite is that the first and the second pressure sensor in the overlap region 100 be read out. Namely, if such a relationship between displayed and true pressure, ie, approximately parallel characteristics exists, can be converted from any pressure value with knowledge of the slope of the curve to any other pressure value.

Für das in 2 gezeigte Korrekturverfahren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ein gasartunabhängiger Absolutdruck-Sensor für den Grobvakuumbereich (Bereich I) zur Verfügung, der einen Meßbereich von beispielsweise 1000 bis 0,1 mbar hat. Für den Feinvakuumbereich findet ein gasartabhängiges Meßprinzip Verwendung, z. B. ein Wärmeleitfähigkeits-Meßprinzip in Form eines Pirani-Sensors. Beide Sensoren haben im Überlappungsbereich 100 einen ausreichenden Signalhub des elektrischen Ausgangssignals und beide Sensoren werden mit ausreichend hoher Abtastrate durch die Kalibriereinrichtung 50 ausgewertet und entsprechend einer gemeinsamen Druck-Skala normiert.For the in 2 shown correction method according to a preferred embodiment of the present invention is in a practical embodiment, a gas-type independent absolute pressure sensor for the rough vacuum range (area I) available, which has a measuring range of, for example, 1000 to 0.1 mbar. For the fine vacuum range, a gas-type dependent measuring principle is used, for. B. a thermal conductivity measuring principle in the form of a Pirani sensor. Both sensors are in the overlap area 100 a sufficient signal swing of the electrical output signal and both sensors are at a sufficiently high sampling rate by the calibration device 50 evaluated and normalized according to a common pressure scale.

Das anhand von 2 dargestellte Verfahren liefert somit eine automatische Kalibrierung und damit eine automatische Kennlinienzuordnung bzw. Kennlinienkorrektur, ohne daß die Kenntnis des Meßgases vorausgesetzt wird. Das Meßgas kann zudem eine Mischung aus unterschiedlichen Gasen sein. Damit wird ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik erreicht, bei dem bei einem Benutzer die Kenntnis der Gasart vorausgesetzt wurde, woraufhin nach einer manuellen Eingabe der Gasart durch den Benutzer ein Korrekturwert anhand einer eingespeicherten Tabelle ermittelt wurde. Diese manuelle Eingabe ist nun nicht mehr erforderlich. Weiterhin liefert das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur eine Kalibrierung von Abweichungen aufgrund der Gasart sondern aufgrund jeglicher Temperaturdriften usw.. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kalibrierung des zweiten Drucksensors um so genauer ist, je paralleler die Linien für die verschiedenen Gase bzw. auch für andere Abweichungen, die herauskalibriert werden müssen, verlaufen.The basis of 2 The method shown thus provides an automatic calibration and thus an automatic characteristic mapping or characteristic correction without the knowledge of the sample gas is assumed. The measuring gas may also be a mixture of different gases. Thus, a significant advantage over the prior art is achieved, in which a user knowledge of the gas was assumed, whereupon after a manual input of the gas type by the user a correction value was determined based on a stored table. This manual entry is no longer required. Furthermore, the inventive method provides not only a calibration of deviations due to the gas species but due to any temperature drifts, etc. It should be noted that the calibration of the second pressure sensor is the more accurate, the more parallel the lines for the different gases or for others Deviations that have to be calibrated out are lost.

Ab einem bestimmten angezeigten Druck A, der gleich dem wahren Druck ist, der auch als Übernahmeschwelle bezeichnet wird, wird dann auf dem Anzeigemonitor 40 nicht mehr die Ausgabe des ersten Drucksensors sondern die mit dem Korrekturfaktor beaufschlagte Ausgabe des zweiten Drucksensors zur Anzeige gebracht, derart, daß ein kontinuierlicher und weitgehend fehlerfreier Übergang zwischen dem ersten Druckbereich I und dem zweiten Druckbereich II erreicht ist.From a certain indicated pressure A, which is equal to the true pressure, which is also referred to as a take-over threshold, is then displayed on the display screen 40 no longer the output of the first pressure sensor but brought to the correction factor applied to the output of the second pressure sensor displayed such that a continuous and largely error-free transition between the first pressure range I and the second pressure range II is reached.

Anhand von 3 ist ein zweites bevorzugtes Ausflihrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem der Uberlappungsbereich zwischen dem ersten Druckbereich I und dem zweiten Druckbereich II, der in 3 mit dem Bezugszeichen 200 angedeutet ist, in dem Bereich liegt, in dem die Kennlinien für die einzelnen Gase nicht mehr parallel verlaufen, da der bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete Pirani-Drucksensor bereits an der Grenze seines Meßbereichs arbeiten muß. Dieser Fall kann auftreten, wenn der erste Drucksensor eine untere Grenze hat, die höher als bei dem anhand von 2 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt. In diesem Fall besteht eine Voraussetzung darin, daß sämtliche Kalibrierkurven für das erste, das zweite, das dritte, das vierte und das fünfte Gas etc. als Tabelle in der Kalibriereinrichtung 50 abgespeichert sind. wieder ist die Übernahmeschwelle eingezeichnet, wobei dort der angezeigte Druck A dem wahren Druck A entspricht, den ein erster Drucksensor liefern wird, der entlang der Kalibrierkurve 110 mißt, für die gilt, daß der wahre Druck gleich dem angezeigten Druck ist. Liefert nun der zweite Drucksensor bei dem wahren Druck A einen angezeigten Druck B, so kann mittels der Werte A und B auf die Tabelle in der Kalibriereinrichtung zugegriffen werden, um die dieser Wertekombination entsprechende Kennlinie zu ermitteln. Bei dem in 3 dargestellten Beispiel wäre dies die Kennlinie für das dritte Gas. Damit hat die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch ermittelt, daß das Gas des zweiten Drucksensors das dritte Gas ist. So kann die Kalibriereinrichtung 50 auf einfache Art und Weise den Unterschied zwischen der Kennlinie für das dritte Gas und der Absolut-Kennlinie 110 ermitteln, um für jeden wahren Druckwert den angezeigten Druckwert entsprechend zu korrigieren. In dem Bereich, in dem die Kennlinien parallel verlaufen, entspricht dies im wesentlichen dem Verfahren nach 2. Diese Erweiterung des Verfahrens von 2 ist jedoch besonders dann vorteilhaft, wenn die Kennlinienkurven im doppelt logarithmischen Diagramm nicht mehr parallel verlaufen sondern gekrümmt sind. Damit wird eine wahre Kalibrierung des zweiten Drucksensors anhand der in der Kalibriereinrichtung 50 gespeicherten Tabelle verschiedener Gaskennlinien erreicht, wobei der Ausgabewert des ersten Drucksensors und der Ausgabewert des zweiten Drucksensors verwendet werden, um auf die Tabelle zuzugreifen.Based on 3 A second preferred embodiment of the present invention is shown in which the overlap area between the first pressure area I and the second pressure area II, which is shown in FIG 3 with the reference number 200 is indicated in the range in which the characteristic curves for the individual gases are no longer parallel, since the Pirani pressure sensor used in a preferred embodiment already has to work at the limit of its measuring range. This case can occur when the first pressure sensor has a lower limit which is higher than that of FIG 2 illustrated embodiment is. In this case, it is a prerequisite that all calibration curves for the first, the second, the third, the fourth and the fifth gas, etc., as a table in the calibration device 50 are stored. again the takeover threshold is plotted, where the indicated pressure A corresponds to the true pressure A which a first pressure sensor will supply along the calibration curve 110 for which the true pressure is equal to the indicated pressure. If the second pressure sensor now supplies a displayed pressure B at the true pressure A, then the table in the calibration device can be accessed by means of the values A and B in order to match the value combination corresponding to this value combination Determine characteristic. At the in 3 As shown, this would be the characteristic curve for the third gas. Thus, the device according to the invention has automatically determined that the gas of the second pressure sensor is the third gas. So can the calibration 50 in a simple way the difference between the characteristic curve for the third gas and the absolute characteristic 110 to correct the displayed pressure value for each true pressure value. In the region in which the characteristic curves are parallel, this essentially corresponds to the method according to FIG 2 , This extension of the procedure of 2 However, it is particularly advantageous if the characteristic curves in the double logarithmic diagram are no longer parallel but curved. This is a true calibration of the second pressure sensor based on the in the calibration 50 achieved table of different gas characteristics, wherein the output value of the first pressure sensor and the output value of the second pressure sensor are used to access the table.

Besteht die Aufgabe darin, mit Gasgemischen als Meßgas zu rechnen, so kann das in 3 dargestellte Verfahren entsprechend erweitert werden. Hierzu ist es erforderlich, an mehreren Schwellenwerten A, A' die Ausgabe des zweiten Drucksensors zu bestimmen. Würde derselbe bei den Schwellenwerten A, A' beispielsweise die beiden in 3 angedeuteten Werte 220 liefern, so kann anhand der Tabelle gefolgert werden, daß das Gasgemisch eine Mischung des dritten und vierten Gases ist. Durch Interpolation zwischen der Kennlinie für das dritte Gas und das vierte Gas kann somit eine neue Kalibrierkurve für das Gasgemisch erzeugt werden, derart, daß auch bei nicht abgespeicherten Gaskennlinien der zweite Drucksensor auf den ersten Drucksensor kalibriert werden kann. Ist die Situation nicht so eindeutig, wie sie in 3 dargestellt ist, so können noch mehr Schwellwerte verwendet werden, um die Änderung des angezeigten Drucks von einem Schwellwert zum nächsten, die auch als "Steigung" bezeichnet wird, zu berücksichtigen. Insbesondere ist die Steilheit als das Verhältnis der Differenz der Anzeigewerte (220) zu der Differenz der Schwellwerte (A minus A') definiert. In einer Tabelle können dann nicht nur die Kennlinien für die verschiedenen Gase sondern auch die Steilheiten der Kennlinien für die verschiedenen Gase gespeichert werden. Mittels der durch die Kalibrierung ermittelten Steigungen einer zu bestimmenden Kennlinie können dann die dieser zu bestimmenden Kennlinie benachbarten abgespeicherten Kennlinien ermittelt werden, um anhand derselben die zu bestimmenden Kennlinie durch Interpolation zu bestimmen.If the task consists of calculating with gas mixtures as measuring gas, then this can be done in 3 illustrated method be extended accordingly. For this purpose, it is necessary to determine the output of the second pressure sensor at a plurality of threshold values A, A '. If the same at the thresholds A, A ', for example, the two in 3 indicated values 220 can be concluded from the table that the gas mixture is a mixture of the third and fourth gas. By interpolation between the characteristic for the third gas and the fourth gas thus a new calibration curve for the gas mixture can be generated, such that even when not stored gas characteristics of the second pressure sensor can be calibrated to the first pressure sensor. The situation is not as clear as it is in 3 For example, even more thresholds may be used to account for the change in indicated pressure from one threshold to the next, also referred to as "slope." In particular, the slope is the ratio of the difference of the display values ( 220 ) to the difference of the thresholds (A minus A '). In a table not only the characteristic curves for the different gases but also the slopes of the characteristic curves for the different gases can be stored. By means of the ascertained slopes of a characteristic curve to be determined, the stored characteristic curves adjacent to this characteristic curve can then be determined in order to determine the characteristic to be determined by interpolation on the basis thereof.

Für häufig auftretende Gasgemische und Kombinationen von Gasen, die ein untypisches Verhalten zeigen, beispielsweise das fünfte Gas in der Zeichnung, bietet sich die Aufnahme und Abspeicherung eigener Kalibrierkurven an, um die Wiederfindungsrate und somit die Meßgenauigkeit weiter zu verbessern. Ist eine Interpolation notwendig, da die gemessene Wertereihe nicht in der abgelegten Tabelle gefunden wird, erfolgt, wie es bereits ausgeführt wurde, die Selektion von zwei der gemessenen Wertereihe benachbarten Kalibrierkurven.For common Gas mixtures and combinations of gases that are atypical behavior show, for example, the fifth Gas in the drawing, offers the recording and storage own calibration curves to the recovery rate and thus the measuring accuracy continue to improve. Is an interpolation necessary, since the measured Value series is not found in the stored table, takes place as it has already been stated the selection of two of the measured value series adjacent calibration curves.

Wenn mehrere benachbarte Kurven hierfür in Frage kommen, können als zusätzliche Näherungs-Kriterien die Steilheit-Werte herangezogen werden.If several adjacent curves for this in Question come, can as additional Proximity criteria the slope values are used.

Im nachfolgenden wird auf 4 eingegangen, um das Kalibrierverfahren für einen dritten Drucksensor darzustellen. Bevorzugterweise ist der dritte Drucksensor ein Hochvakuumsensor der bereits erwähnten Form. 4 zeigt gestrichelt eine Kurve 410 eines Pirani-Sensors, der anhand eines der Verfahren, die bezüglich 2 und 3 beschrieben wurde, korrigiert worden ist, derart, daß sich als korrigierte Kurve des Pirani-Sensors die Kurve 420 ergab. 4 zeigt ferner verschiedene Kennlinien 430, 440, 450 für Hochvakuumsensoren, wobei die Aufgabe nun besteht, den Hochvakuumsensor, d. h. den dritten Drucksensor, der den Druckbereich III messen kann, auf den zweiten Drucksensor, der für den Druckbereich II anhand des ersten Drucksensors kalibriert worden ist, ebenfalls zu kalibrieren. Dazu wird, wie es in 2 beschrieben wurde, in einem Überlappungsbereich 300 zwischen dem zweiten Druckbereich II und dem dritten Druckbereich III eine wie in 2 oder 3 beschriebene Korrektur durchgeführt. Dazu wird ein Schwellwert in dem Überlappungsbereich 300 gesetzt, um bei einer Druckabsenkung, die diese Schwelle erreicht, durch die Kalibriereinrichtung 50 (1) gleichzeitig oder annähernd gleichzeitig den Wert des Hochvakuumsensors neben dem Ausgabewert des Feinvakuumsensors zu erfassen. Weicht der Wert des Hochvakuumsensors von dem Wert des Feinvakuumsensors ab, so wird, wie es anhand der 2 und 3 beschrieben worden ist, ein Korrekturwert bzw. eine Korrekturkennlinie ermittelt, um den Anzeigewert des Hochvakuumsensors mit dem ermittelten Korrekturwert zu beaufschlagen, d. h. zu multiplizieren bzw. zu dividieren. Damit erreicht die Kalibriereinrichtung 50 auch eine Kalibrierung des dritten Drucksensors basierend auf dem zweiten Drucksensor, der wiederum basierend auf dem ersten Drucksensor kalibriert worden ist. Damit ergibt sich eine kontinuierliche Kennlinie des Kombi-Sensors über einen großen Druckbereich.The following is on 4 to present the calibration procedure for a third pressure sensor. Preferably, the third pressure sensor is a high vacuum sensor of the aforementioned shape. 4 dashed line shows a curve 410 a Pirani sensor, using one of the methods with respect 2 and 3 has been corrected, such that the corrected curve of the Pirani sensor is the curve 420 revealed. 4 also shows different characteristics 430 . 440 . 450 for high-vacuum sensors, the task now being to calibrate the high-vacuum sensor, ie the third pressure sensor, which can measure the pressure range III, to the second pressure sensor, which has been calibrated for the pressure range II using the first pressure sensor. This, as it is in 2 in an overlap area 300 between the second pressure range II and the third pressure range III a as in 2 or 3 described correction performed. This will be a threshold in the overlap area 300 set to at a pressure drop, which reaches this threshold, by the calibration device 50 ( 1 ) simultaneously or approximately simultaneously to detect the value of the high vacuum sensor in addition to the output value of the fine vacuum sensor. If the value of the high vacuum sensor deviates from the value of the fine vacuum sensor, then, as it is based on the 2 and 3 has been described, a correction value or a correction characteristic curve is determined to apply the display value of the high vacuum sensor with the determined correction value, ie to multiply or divide. This reaches the calibration device 50 Also, a calibration of the third pressure sensor based on the second pressure sensor, which in turn has been calibrated based on the first pressure sensor. This results in a continuous characteristic of the combination sensor over a wide pressure range.

In Abweichung von dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann, falls Sensoren zur Verfügung stehen, die von dem Druckbereich I bzw. von dem Druckbereich III so weit in den Druckbereich II reichen, daß sie einen gemeinsamen Überschneidungsbereich haben, auf die gleiche Art und Weise eine direkte Kalibrierung des dritten Drucksensors durch den ersten Drucksensor durchgeführt werden.In contrast to the illustrated embodiment of the present invention, if sensors are available that range from the pressure range I and the pressure range III so far in the pressure range II that they have a common seed overlap region, in the same way a direct calibration of the third pressure sensor by the first pressure sensor can be performed.

Claims

Device for pressure measurement in a pressure measuring range, having a first (I) and a second pressure range (II), having the following features: a first pressure sensor ( 10 ) for detecting a pressure in the first pressure area (I); a second pressure sensor ( 20 ) for detecting a pressure in the second pressure region (II), wherein the first pressure region (I) and the second pressure region (II) form an overlapping region (II) 100 ; 200 ; 300 ) comprising only a part of the first printing area (I) and only a part of the second printing area (II); and a calibration device ( 50 ) for calibrating the second pressure sensor ( 20 ) by means of the first pressure sensor ( 10 ), wherein the calibration device ( 50 ) is arranged to receive an output of the second pressure sensor ( 20 ) at a pressure in the second pressure range (II), which is not in the overlap region, using a correction rule to correct a calibrated output of the second pressure sensor ( 20 ), wherein the correction rule is based on an output of the first and an output of the second pressure sensor ( 10 . 20 ) within the overlapping area ( 100 ; 200 ; 300 ) and is set such that the calibrated output of the second pressure sensor ( 20 ) at a pressure in the overlap area ( 100 ; 200 ; 300 ) is substantially equal to the output of the first pressure sensor at that pressure.

Apparatus according to claim 1, which is for the vacuum field is suitable, wherein the second pressure range (II) smaller pressures than the first pressure area (I) comprises.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first pressure sensor ( 10 ) is gas-independent, and in which the second pressure sensor ( 20 ) is gas-dependent.

Apparatus according to claim 2 or 3, wherein the first pressure sensor ( 10 ) is a pressure sensor suitable for the rough vacuum region, and in which the second pressure sensor ( 20 ) is a pressure sensor for the fine vacuum range.

Device according to one of claims 1 to 3, wherein the first pressure sensor ( 10 ) is a pressure sensor for the fine vacuum range, and in which the second pressure sensor ( 20 ) is a pressure sensor for the high vacuum range.

Device according to one of claims 1 to 3, wherein the first pressure sensor ( 10 ) is a pressure sensor suitable for the rough vacuum region and a part of the fine vacuum region, and in which the second pressure sensor ( 20 ) is a pressure sensor for a part of the fine vacuum region and the high vacuum region, wherein the measuring range of the first and the second pressure sensor ( 10 . 20 ) overlap in the fine vacuum range.

Device according to one of claims 1 to 4, comprising a third pressure sensor ( 30 ) which is suitable for a third pressure range (III) which overlaps with the second pressure range (II), and in which the calibration device ( 50 ) is arranged to the third pressure sensor ( 30 ) by means of the second pressure sensor ( 20 ) to calibrate the output of the third pressure sensor ( 30 ) based on the outputs of the second pressure sensor ( 20 ) and the third pressure sensor ( 30 ) within the overlapping area ( 300 ) of the second and third pressure ranges (II, III) is corrected such that the calibrated output of the third pressure sensor ( 30 ) in the overlapping area ( 300 ) substantially equal to the output of the second pressure sensor ( 20 ).

Device according to Claim 7, in which the first pressure sensor ( 10 ) is a rough vacuum sensor, the second pressure sensor ( 20 ) is a fine vacuum sensor, and the third pressure sensor ( 30 ) is a high vacuum sensor.

Device according to one of the preceding claims, in which the calibration device ( 50 ) is arranged to be at a pressure in the overlap region ( 100 ; 200 ) of the first and second pressure ranges (I, II) to detect the outputs of the first and second pressure sensors to determine a correction factor for the output of the second pressure sensor based on the ratio of the output (A) of the first pressure sensor ( 10 ) and the output (B) of the second pressure sensor ( 20 ) and the output of the second pressure sensor ( 20 ) in the second pressure range to apply the correction factor.

Device according to one of claims 3 to 8, in which the calibration device ( 50 ) has a table in the calibration curves for the second pressure sensor ( 20 ) are stored for various gases, wherein a calibration curve for outputs (p _a ) of the second pressure sensor ( 20 ) comprises corresponding true pressure values (p _w ), and wherein the calibration device ( 50 ) is configured to be based on an output of the first pressure sensor ( 10 ) and an output of the second pressure sensor ( 20 ) in the overlap area, the calibration curve for the second pressure sensor ( 20 ) and to correct the output of the second pressure sensor in the second pressure range according to the calibration curve.

Device according to one of claims 3 to 8, in which the calibration device ( 50 ) has a table in the calibration curves for the second pressure sensor ( 20 ) are stored for various gases, wherein a calibration curve for outputs (p _a ) of the second pressure sensor ( 20 ) comprises corresponding true pressure values (p _w ), and wherein the calibration device ( 50 ) is designed to be at a plurality of pressure values (A, A ') in the overlap region ( 200 ) expenditure ( 220 ) of the first and the second pressure sensor ( 10 . 20 ) and based on the majority of expenditure ( 220 ) to the second pressure sensor ( 20 ) to determine the calibration curve according to the determined calibration curve, the outputs of the second pressure sensor ( 20 ) in the second pressure range (II).

Apparatus according to claim 11, wherein the second pressure sensor ( 20 ) is arranged in a gas mixture for which no calibration curve in the calibration device ( 50 ), the calibration device ( 50 ) is designed to provide at least two calibration curves ( 3 , Gas, 4. gas) from the table that matches the outputs of the first and second pressure sensors ( 10 . 20 ) and to interpolate a calibration curve for the gas mixture in order to determine the output of the second pressure sensor ( 20 ) according to the generated calibration curve.

Device according to Claim 12, in which the calibration device ( 50 ) is designed to take into account for the selection of at least two calibration curves the course of a plurality of output values (A, A ', 220) of the first and the second pressure sensor.

Method for pressure measurement comprising the following steps: receiving an output (A) of a first pressure sensor ( 10 ) suitable for a first pressure range (I); Receiving an output (B) of a second pressure sensor ( 20 ) suitable for a second pressure range (II), wherein the first and second pressure ranges (I, II) overlap; and calibrating the received output (B) of the second pressure sensor ( 20 ) by means of the output (A) of the first pressure sensor ( 10 ) by correcting the output (B) of the second pressure sensor ( 20 ) at a pressure in the second pressure range (II) that is not in the overlap region, using a correction rule, to obtain a calibrated output of the second pressure sensor (FIG. 20 ), wherein the correction rule is based on an output of the first and an output of the second pressure sensor ( 10 . 20 ) within the overlapping area ( 100 ; 200 ; 300 ) and is set such that the calibrated output of the second pressure sensor ( 20 ) at a pressure in the overlap area ( 100 ; 200 ; 300 ) is substantially equal to the output of the first pressure sensor at that pressure.

The method of claim 14, wherein the step of calibrating comprises the substeps of: forming a ratio of an output (A) of the first pressure sensor ( 10 ) and an output (B) of the second pressure sensor ( 20 ), which at a pressure in the overlapping area ( 100 ; 200 ) are received; and applying the output (B) of the second pressure sensor ( 20 ) with the ratio such that the second pressure sensor ( 20 ) on the first pressure sensor ( 10 ) is calibrated.

The method of claim 14, wherein the step of calibrating comprises the following substeps: storing a table in which calibration curves for the second pressure sensor ( 20 ) are included; Accessing the table by means of the outputs (A, B) of the first and second pressure sensors ( 10 ; 20 ); Selecting the calibration curve that substantially matches the outputs of the first and second pressure sensors (A, B); and correcting the output (B) of the second pressure sensor ( 20 ) using the selected calibration curve.

The method of claim 16, wherein a plurality of calibration curves for the second pressure sensor ( 20 ) is stored, but in which for the special scope of the second pressure sensor ( 20 ) no calibration curve is stored, wherein the step of calibrating comprises the steps of: generating a plurality of outputs ( 220 , A, A ') of the first and second pressure sensors ( 10 . 20 ); Selecting two calibration curves ( 3 , Gas, fourth gas) coming closest to the majority of expenses; Interpolate between the two selected calibration curves to obtain a current calibration curve; and correcting the output (B) of the second pressure sensor ( 20 ) using the selected calibration curve.