DE19905156A1 - Abgleichelement für einen Aufnehmer - Google Patents
Abgleichelement für einen AufnehmerInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Abgleichelement (4) für eine Aufnehmerschaltung, die mit Dehnungsmeßstreifen (2) in Brückenschaltung (1) ausgestattet ist. Dabei besteht das Abgleichelement (4) aus einer metallischen Trägerplatte (20), auf der eine strukturierte Widerstandsfolie (24) isolierend aufgeklebt ist. Aus der Widerstandsfolie (23) sind sowohl die niederohmigen Abgleichwiderstände (6, 19) als auch die höherohmigen Abgleichwiderstände (13, 18) für den TKO-Abgleich und für den TKK-Abgleich in Flächen- oder Gitterform herausgebildet. Das Abgleichelement (4) kann durch die ebene Trägerplatte (20) leicht mit einem geeigneten Kunststoff und einem guten Wärmeübergang mit dem Aufnehmer verbunden werden. Beim fertigen Aufnehmer ist das Abgleichelement durch einen Verguß vor mechanischer Beschädigung geschützt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Abgleichelement für einen Aufnehmer
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Abgleichelemente für Aufnehmer werden eingesetzt, um
den Temperaturgang von Aufnehmerschaltungen mit Dehnungsmeß
streifen zu kompensieren. Diese sind insbesondere bei Wäge
zellen und anderen Kraft- und Druckaufnehmern vorgesehen. Da
bei versteht man unter dem Temperaturgang einer derartigen
Meßstelle die temperaturabhängige Veränderung des Meßsignals
trotz völliger Abwesenheit (TKO) oder völliger Konstanz (TKK)
einer mechanischen Beanspruchung des Meßobjekts.
Ein Temperaturgang kann auftreten, wenn sich während des Be
obachtungszeitraums die Temperatur des Aufnehmers oder seiner
Umgebung ändert. Ursache eines derartigen Temperaturgangs kann
die Wärmedehnung des Aufnehmerwerkstoffs, die Wärmedehnung des
Meßgitterwerkstoffs der Dehnungsmeßstreifen und der Tempera
turkoeffizent des elektrischen Widerstands sein. Eine Messung,
bei der das Meßobjekt während einer mechanischen Beanspruchung
gleichzeitig eine Temperaturänderung erfährt, liefert als Er
gebnis die Summe aus der mechanischen Dehnung und der ther
mischen Dehnung. Darin ist der thermische Anteil der Dehnungs
anzeige als Fehler enthalten.
Bekannt ist es, diesen Fehler mittels eines Abgleichelements
weitgehend zu kompensieren. Dabei kommt es darauf an, daß die
se Abgleichelemente auch temperaturabhängig sind, um den Tem
peratureinfluß am Aufnehmer weitgehend korrigieren zu können.
Dazu sind Schaltungen mit Abgleichwiderständen in den Speise
leitungen und Abgleichwiderständen in den Brückenzweigen vor
gesehen, mit denen die Brücke ohne und mit Belastung bei un
terschiedlichen Temperaturen abgeglichen wird. Da diese Ab
gleichschaltungen aus thermischen Gründen immer in der Nähe
der Aufnehmer angeordnet sein müssen, werden diese Schaltungen
als separate Schaltelemente ausgeführt und meist am Aufnehmer
werkstoff befestigt.
In der Praxis werden dazu häufig Leiterplatten auf Expoxyd
harzbasis vorgesehen, auf die Festwertwiderstände für den Ab
gleich des Temperaturgangs bei einem Kennwert (TKK-Abgleich)
aufgelötet sind. Für den Abgleich des Temperaturgangs beim
Nullpunkt (TKO-Abgleich) werden auch dünne lackisolierte Kup
ferdrähte verwendet. Diese Leiterplatten werden am Aufnehmer
durch eine Klebe- oder Schraubverbindung befestigt und mit den
Dehnungsmeßstreifen verschaltet, so daß der Aufnehmer danach
bei unterschiedlichen Temperaturen abgleichbar ist. Diese
Schaltungen haben den Nachteil, daß als Abgleichwiderstände
Fest- oder Drahtwiderstände eingesetzt werden, die als spe
zielle niederohmige Meßwiderstände ausgebildet sind, die bei
der Fertigung und beim Abgleichverfahren einen relativ großen
Aufwand erfordern.
Es werden auch bekannte flexible Leiterplatten als Abgleich
elemente eingesetzt, auf die die Abgleichwiderstände als dünne
lackisolierte Kupferdrähte oder als Folienwiderstände mit
Nickel- oder Kupferfolie als Widerstandsmaterial in die Schal
tungen einlötbar sind. Dabei kann die flexible Folie direkt
auf dem Aufnehmerkörper aufgeklebt werden. Hierbei ist es re
lativ aufwendig, die niederohmigen Abgleichwiderstände in der
geforderten Genauigkeit herzustellen. Bei sehr genauen Draht
widerständen sind meist auch große Drahtlängen erforderlich,
die einen verhältnismäßig großen Platzbedarf auf der Leiter
platte erfordern und beim Abgleich sehr arbeitsintensiv sind.
Im übrigen besitzen Folienwiderstände auch relativ schlechte
Wärmeübergangswerte, so daß die Kompensationswirkung fehlerbe
haftet ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ab
gleichelement für Aufnehmer der eingangs genannten Art so zu
verbessern, daß dadurch die Meßgenauigkeit des Aufnehmers er
höht wird und dies bei minimalem Abgleichaufwand.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene
Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Aus
führungsbeispiele sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die metallische Trä
gerplatte ein direkter Wärmeübergang zum Aufnehmerwerkstoff
hergestellt wird, so daß eine sehr genaue Temperaturgangkom
pensation erreichbar ist, die auch schnellen Temperaturände
rungen folgt. Insbesondere wird in vorteilhafter Weise eine
gute Ableitung der Eigenwärme an den Kompensationswiderständen
erreicht, so daß dadurch eine zusätzliche Widerstandserhöhung
vermieden wird.
Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß durch die struk
turierte dünne Widerstandsfolie die Abgleichwiderstände mit
ihren sehr niedrigen Widerstandswerten in automatisierten Pro
zessen sehr genau und äußerst kompakt herstellbar sind, so daß
keine Abgleichwiderstandsunterschiede ausgeglichen werden müs
sen, wobei manuell lediglich noch die geringfügigen Ferti
gungsunterschiede der Dehnungsmeßstreifen auszugleichen sind.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in
der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Abgleich
elements mit beschaltbarer Brückenschaltung;
Fig. 2 den schichtweisen Aufbau eines Abgleich
elements, und
Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild des Abgleichele
ments mit einer Aufnehmerbrückenschaltung.
In Fig. 1 der Zeichnung ist schematisch ein Abgleichelement 4
für einen Aufnehmer mit Brückenschaltung 1 dargestellt, das
als separates Bauteil ausgebildet ist und bei dem die wesent
lichen Abgleichwiderstände 6, 19, 13, 18 als strukturierte
Widerstandsfolie 23 auf einer metallischen Trägerplatte 20
aufgeklebt sind.
Das Abgleichelement 4 besteht im wesentlichen aus einer metal
lischen Trägerplatte 20, die einen Trägerkörper darstellt.
Dieser Trägerkörper 20 muß aus einem gut wärmeleitenden Werk
stoff bestehen, so daß diese Trägerplatte 20 vorzugsweise aus
Aluminium besteht. Es sind aber auch andere metallischen Ble
che oder Platten mit guter Wärmeleitfähigkeit verwendbar.
Diese metallische Trägerplatte 20 wird vorzugsweise mit Mate
rialdicken von 0,2 bis 1,5 mm eingesetzt. Dabei ist eine
rechteckige Grundfläche der Trägerplatte von ca. 18 × 20 mm
gewählt, da diese Abmessungen gut geeignet sind, an serien
mäßigen Kraftaufnehmern und Wägezellen angebracht zu werden.
Derartige Trägerplatten 20 können aber auch in anderen Abmes
sungen und Ausformungen hergestellt werden, soweit dies für
den jeweiligen Aufnehmer notwendig ist. Dabei sind auch qua
dratische, runde oder davon abgewandelte Grundflächenformen
denkbar.
Ein Schichtaufbau des Abgleichelements 4 ist in Fig. 2 dar
gestellt, wonach die Dickenverhältnisse der einzelnen Schich
ten etwa maßstäblich aber stark vergrößert abgebildet sind.
Die metallische Trägerplatte 20 ist als untere Schicht dar
gestellt, die mit Abstand die größte Schichtdicke besitzt. Auf
diese metallische Trägerplatte 20 wird eine strukturierte Wi
derstandsfolie 23 aufgeklebt, die die niederohmigen Abgleich
widerstände 6, 19, 13, 18 und die Leiterbahnen 8 mit Anlöt
punkten 5, 7, 11, 12, 15, 16 enthält. Dabei ist eine homogene
Klebstoffschicht 22 von ca. 0,005 bis 0,025 mm vorgesehen, die
gleichzeitig als Isolationsschicht gegenüber der Trägerplatte
20 dient. Die darüberliegende Widerstandsfolie 23 kann aus
Nickel, Kupfer oder einem anderen elektrisch leitenden Werk
stoff mit hohem Temperaturkoeffizienten bestehen. Diese Wider
standsfolie 23 wird mit einer homogenen Dicke von ca. 0,005
bis 0,025 mm auf der Trägerplatte 20 aufgetragen. Diese Wider
standsfolie 23 wird mit Hilfe eines fotolithografischen Pro
zesses strukturiert, wonach die Widerstände 6, 19, 13, 18, die
Leiterbahnen 8 und die Anschlußpunkte 5, 7, 11, 12, 15, 16
ähnlich der bekannten Herstellung von Dehnungsmeßstreifen 2
geätzt werden. Dabei sind die Leiterbahnen 8, Anschlußpunkte
5, 7, 11, 12, 15, 16 und Abgleichwiderstände 6, 19, 13, 18
ähnlich der schematischen Darstellung der Fig. 1 auf der Trä
gerplatte 20 angeordnet. Die Abgleichwiderstände 6, 19 sind
für den Feinabgleich des Temperaturgangs beim Nullpunkt vor
gesehen und besitzen einen Widerstandswert von ca. 0,1 Ω und
sind als rechteckige Fläche der Widerstandsfolie 23 von weni
gen mm Kantenlänge ausgebildet. Je nach Art der Widerstands
folie 23 und dem Widerstand der Dehnungsmeßstreifen 2 können
auch Widerstandwerte von 0,5 bis 1 Ω oder darüber erforderlich
sein. Da es sich bei der Widerstandsfolie 23 um eine äußerst
homogene Folie handelt, sind derartige Widerstandswerte ohne
Abgleich in hoher Genauigkeit herstellbar, so daß durch diese
Widerstände 6, 19 die Streuung des Temperaturgangs beim Null
punkt im Ausgangszustand nicht erhöht wird.
Die beiden Abgleichwiderstände 13, 18 für den Abgleich des
Temperaturgangs beim Kennwert (TKK-Abgleich) sind ebenfalls
als strukturierte Widerstandsfolie 23 auf der Trägerplatte 20
ausgebildet. Diese temperaturabhängigen Widerstände 13, 18
müssen bei der vorliegenden Aufnehmerschaltung, bei der Deh
nungsmeßstreifen 2 von 350 Ω eingesetzt sind, in Verbindung
mit dem Parallelwiderstand 10, 17 zur optimalen Linearisierung
des Temperaturgangs beim Kennwert und bei einem Aluminiumauf
nehmer einen Widerstandswert von ca. 40 Ω besitzen. Dieser
Widerstand wird vorzugsweise als Meßgitter ausgebildet, um
eine hohe Genauigkeit unter kleinsten Abmessungen zu gewähr
leisten. Da diese Abgleichwiderstände 13, 18 durch die vor
beschriebene Ausbildung und aufgrund des gewählten Schicht
aufbaus mit einer Toleranz von ± 0,1% herstellbar sind, kann
ein nachträglicher individueller Abgleich des Temperaturgangs
beim Kennwert (TKK-Abgleich) entfallen. Insbesondere auch des
halb, weil durch die Gitterstruktur beliebige Widerstandswerte
herstellbar sind, die vorher rechnerisch oder versuchsweise
für den entsprechenden Aufnehmertyp ermittelt wurden. Bei der
Verwendung anderer Dehnungsmeßstreifen-Widerstände und anderer
Aufnehmermaterialien können für die Abgleichwiderstände 13, 18
auch Widerstandswerte von ca. 10 bis 100 Ω notwendig sein.
Zur Linearisierung des Abgleichs des Temperaturgangs beim
Kennwert (TKK-Abgleich) ist parallel zum Abgleichwiderstand
13, 18 noch ein Festwiderstand 10, 17 geschaltet, der auf den
vorgesehenen Anschlußpunkten 9, 14 nachträglich aufgelötet
wird. Hierbei ist ein handelsüblicher Festwiderstand in SMD-
Technik mit möglichst kleinem Temperaturkoeffizienten vorgese
hen, der beispielsweise einen Widerstandswert von ca. 200 Ω
aufweist. Je nach Auslegung der Gesamtschaltung sind hierfür
Widerstandswerte von 70 bis 200 Ω einsetzbar. Dieser Wider
standswert von 200 Ω ist für einem Temperaturbereich von -10
bis + 40°C ermittelt, um diesen Bereich zu linearisieren. Für
einen derartigen Temperaturbereich sind auch die übrigen Ab
gleichwiderstände 6, 19, 13, 18 vorgesehen. Bei größeren oder
kleineren Temperaturbereichen können sich auch andere Wider
standswerte ergeben, die durch eine einfache Änderung des De
signs der Widerstandsfolie 23 berücksichtigt werden können.
Bei größeren Temperaturbereichen und größeren Schwankungen im
Ausgangssignal des Aufnehmers können auch noch zusätzliche
Festwiderstände vorgesehen werden, so daß für diese Fälle zu
sätzliche Anschlußlötpunkte 7, 11, 12 in der Leiterbahnen
struktur angeordnet werden, auf die dann die Festwiderstände
aufzulöten sind.
Im Design der Widerstandsfolie 23 sind zusätzlich an der lin
ken Seite der Trägerplatte 20 sechs Anschlußlötpunkte 5 für
die Verschaltung der Dehnungsmeßstreifen 2 und rechts jeweils
zwei Anschlußlötpunkte A für die Ausgangssignale und zwei An
schlußlötpunkte E für die Brückenspeisung vorgesehen. Bei wei
teren Abgleichbauelementen können auch noch andere Anschluß
lötpunkte 7, 11, 12 auf der Trägerplatte 20 angeordnet werden,
durch die die elektrische Verbindung herstellbar ist.
Nach dem Ätzverfahren werden insbesondere die Abgleichwider
stände 13, 18 für den Abgleich des Temperaturgangs beim Kenn
wert (TKK-Abgleich) gemessen und in einem speziellen Abgleich
verfahren auf den vorher ermittelten Widerstandswert hochgenau
abgeglichen. Da diese Abgleichwerte bereits vorher aufgrund
der Aufnehmerbauart festlegbar sind, werden diese Abgleich
widerstände 13, 18 bereits vor der Beschaltung mit den Deh
nungsmeßstreifen 2 auf den ermittelten Wert hochgenau einge
stellt. Danach wird zum Schutz der Schaltung eine Abdeck
schicht 24 in den Bereichen aufgebracht, die bei den folgenden
Prozessen keine Kontaktierung mehr benötigen. Der Lack 24 kann
ein sogenannter Lötstoplack sein, wie er üblicherweise in der
Leiterplattentechnologie verwendet und durch Siebdruck aufge
bracht wird. Auch andere Auftragsverfahren, wie z. B. Sprühen,
Pinseln usw. sind möglich. Allerdings ist ein beständiger Lack
24 notwendig, der für den nachfolgenden Reflow-Lötprozeß ge
eignet ist.
Nach der Abdeckung werden die Kontaktzonen im Ein- und Ausgang
und die Kontaktflächen für den Parallelwiderstand über eine
Lochmaske mit Lot bedruckt. Dann werden die Elemente 4 in ei
nem Bestückungsautomaten mit den Parallelwiderständen 10, 17
bestückt und in einem Reflow-Prozeß eingelötet.
In Fig. 3 der Zeichnung ist das elektrische Schaltbild des
Aufnehmers mit dem Abgleichelement 4 und der Aufnehmerbrücken
schaltung 1 dargestellt. Dabei sind die in Fig. 1 dargestell
ten beiden mit Dehnungsmeßstreifen 2 versehenen Halbbrücken zu
einer Vollbrücke verschaltet. Die Vollbrücke kann auch aus
einer Dehnungsmeßstreifenviertelbrücke oder einer Dehnungsmeß
streifenhalbbrücke mit zusätzlichen Brückenwiderständen ge
bildet sein. Die Dehnungsmeßstreifen 2 besitzen Widerstands
werte von z. B. 350 Ω und sollen für einen Temperaturbereich
von -10 bis + 40°C eingesetzt werden. Dazu sind jeweils in
der Speiseleitung 15 für den Abgleich des Temperaturgangs beim
Kennwert (TKk-Abgleich) jeweils ein Abgleichwiderstand RTKK in
Reihe geschaltet, zu dem jeweils ein Festwiderstand RP parallel
geschaltet ist. Durch die Parallelschaltung von den Widerstän
den 13, 18 mit dem hohen Temperaturkoeffizienten des Wider
standes (TKR) mit den Widerständen 10, 17 läßt sich das Aus
gangssignal des Aufnehmers über die Temperatur in engen Feh
lergrenzen relativ linear einstellen.
Die Dehnungsempfindlichkeit der Dehnungsmeßstreifen (k-Faktor)
und der Elastizitätsmodul vom Aufnehmerwerkstoff sind tempera
turabhängig. Bei Konstantan als Dehnungsmeßstreifen-Meßgitter
werkstoff mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des k-Faktors
(TKk) und dem negativen Temperaturkoeffizienten des
Elastizitäts-Moduls (TKE) des Aufnehmerwerkstoffs führen beide
bei einer mechanischen Belastung und bei Temperaturerhöhung zu
einer Erhöhung des Kraft-, Gewichts- oder Drucksignals. Zur
Bestimmung dieses Fehlers wird der Aufnehmer mit einer Refe
renzmasse bzw. Referenzkraft bei verschiedenen Temperaturen
mechanisch belastet und daraus der entsprechende Abgleichwi
derstandswert für die Abgleichwiderstände 13, 18 und der Par
allelwiderstände 10, 17 ermittelt, der zur Kompensation dieses
Fehlers notwendig ist. Da die Abgleichwiderstände RTKK mit zu
nehmender Temperatur einen relativ starken Anstieg ihres Wi
derstandswertes bewirken, entsteht in den Speiseleitungen 15
ein zusätzlicher Spannungabfall, der der durch den positiven
Temperaturkoeffizienten des k-Faktors (Tkk) und den negativen
Temperaturkoeffizienten des Elastizitätsmoduls (TKE) des Auf
nehmerwerkstoffs bewirkten Meßsignaländerung entgegenwirkt.
Da diese Wärmeabhängigkeit bei jeder gleichartigen Aufnehmer
schaltung gleich ist, können die Werte für den Abgleichwider
stand und den Parallelwiderstand an Vergleichsbrücken bestimmt
werden, die dann auf alle anderen gleichartigen Aufnehmer
übertragbar sind. Dabei müssen für alle Abgleichelemente die
Abgleichwiderstände RTKK genau mit den ermittelten Widerstands
werten hergestellt werden, so daß dann für alle nachfolgenden
Aufnehmerschaltungen ein individueller Kennwertabgleich ent
fallen kann. Aufgrund der gewählten Dicke der Trägerplatte 20
sind bei den darauf befindlichen Widerständen bei Temperatur
änderungen keine Widerstandsveränderungen durch Verwerfungen
oder Verspannungen in der Trägerplatte zu erwarten. Im übrigen
bewirkt die unmittelbare Verklebung 22 mit der gut wärmeleit
fähigen Trägerplatte 20 sowohl bei äußerer Temperatureinwir
kung als auch bei Temperaturänderungen, die durch Eigenerwär
mung der Widerstände auf der Trägerplatte entstehen können,
einen schnellen Temperaturausgleich, so daß hierdurch keine
zusätzlichen Meßfehler entstehen können.
Zum Abgleich des Temperaturgangs des Nullpunkts (TKO-Abgleich)
sind in dem unteren Brückenzweig 25 zwei temperaturabhängige
Abgleichwiderstände RTKO mit hohen Temperaturkoeffizienten an
geordnet. Diese sind, falls erforderlich, Ausgleich von Un
symmetrien bei der Herstellung und Applikation der Dehnungs
meßstreifen 2 für den TKO-Feinabgleich vorgesehen. Für die
Bestimmung der TKO-Ausgangsdaten wird die Beschaltung der Ab
gleicheinheit 4 mit den Dehnungsmeßstreifen 2 durchgeführt.
Danach wird der Nullpunkt der Meßaufnehmer in mechanisch unbe
lastetem Zustand bei verschiedenen Temperaturen gemessen und
der daraus resultierende TKO bestimmt. Zum Abgleich wird je
nach dem Vorzeichen des TKO einer der Widerstände 6, 19 so
lange verändert, bis das Ausgangssignal der Brücke 1 im ge
samten Temperaturbereich innerhalb der vorgegebenen Grenzen
liegt. Dabei wird der Abgleich durch einen "Radiervorgang"
vorgenommen, in dem die Widerstandsschicht 22 durch Abrieb
verringert wird, so daß sich der Widerstandswert erhöht. Da
diese Widerstandswerte durch "Radieren" nur in eine Richtung
veränderbar sind und da nicht vorhersehbar ist, welches Vor
zeichen der TKO haben wird, wird in jedem Brückenteil ein Ab
gleichwiderstand 6, 19 vorgesehen, um in beide Richtungen ei
nen Abgleich vornehmen zu können.
Da durch die sehr genaue Fertigungsmethode der Abgleichwider
stände 6, 19 diese niederohmigen Widerstandwerte fast nahezu
identisch sind, ist vorteilhafterweise ein Ausgleich zwischen
diesen Widerständen 6, 19 entbehrlich. Dadurch ist dann nach
der Aufnehmerfertigung auch nur ein sehr geringer Abgleich des
Temperaturgangs beim Nullpunkt (TKO-Abgleich) ohne großen Auf
wand erforderlich. Dabei sind auch für den Abgleich des Tempe
raturgangs beim Nullpunkt (TKO-Abgleich) temperaturabhängige
Widerstände mit hohen Temperaturkoeffizienten notwendig, um
diesen zusätzlichen nicht bei Dehnung empfindlichen Widerstand
in den Brückenzweigen der Vollbrücke und damit eine Verringe
rung der Empfindlichkeit so gering wie möglich zu halten. Auch
für den TKO-Abgleich ist es besonders vorteilhaft, daß durch
den gewählten Schichtaufbau gewährleistet ist, daß die Wider
stände 6, 19 auf der Trägerplatte 20 bei Temperaturänderungen
die gleiche Temperatur und damit auch die gleiche Wirkung auf
weisen.
Um Aufnehmer mit einem gleichen Ausgangssignal (Kennwert) bei
Belastung herzustellen, sind im Abgleichelement 4 in den Aus
gangsleiterbahnen 8 Lötpunkte vorgesehen, auf denen parallel
zum Ausgang ein hochohmiger Widerstand von z. B. 1 kΩ zum
Kennwertabgleich eingelötet werden kann.
Claims (10)
1. Abgleichelement für einen Aufnehmer, der eine Brücken
schaltung mit Dehnungsmeßstreifen enthält, das aus einem
separaten Trägerkörper mit darauf angeordneten elektri
schen Abgleichbauelementen gebildet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Trägerkörper aus einer gut wärmeleit
fähigen Trägerplatte (20) besteht, auf der eine struktu
rierte Widerstandsfolie (23) isoliert angeordnet ist, aus
der mehrere Abgleichwiderstände (6, 19, 13, 18) herausge
bildet sind.
2. Abgleichelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Trägerplatte (20) aus einem rechtecki
gen, quadratischen, runden oder davon abgewandelten
Grundfläche besteht, die aus einem gut wärmeleitfähigen
Werkstoff hergestellt ist.
3. Abgleichelement nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Widerstandsfolie (23) aus Kupfer,
Nickel oder einem elektrisch leitfähigen Werkstoff mit
hohen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes besteht.
4. Abgleichelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß aus der Widerstandsfolie (23)
gitterförmige oder flächige niederohmige Abgleichwider
stände (6, 19, 13, 18) herausgebildet sind.
5. Abgleichelement nach Patentanspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß aus der Widerstandsfolie (23) neben den
Abgleichwiderständen (6, 19, 13, 18), Leiterbahnen (8)
und Anschlußlötpunkte (5, 7, 11, 12, 15, 16) für An
schlußleitungen und/oder weiteren Abgleichbauelementen
herausgebildet sind.
6. Abgleichelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (20) eine
Dicke von ca. 0,2 bis 1,5 mm und eine Größe von ca. 0,5
bis 10 cm2 aufweist.
7. Abgleichelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trägerplatte (20)
eine homogene Isolationsschicht (22) zur Verbindung mit
der homogenen Widerstandsfolie (23) vorgesehen ist, wobei
die Isolationsschicht (22) und die Widerstandsfolie (23)
eine Dicke von 0,005 bis 0,025 mm aufweisen.
8. Abgleichelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß aus der Widerstandsfolie (23)
zwei gleichartige Abgleichwiderstände (6, 19) für den
Abgleich des Temperaturgangs beim Nullpunkt (TKO-Ab
gleich) mit Widerstandswerten von 0,1 bis 5 Ω herausge
bildet sind.
9. Abgleichelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß aus der Widerstandsfolie (23)
zwei gleichartige Abgleichwiderstände (13, 18) für den
Kennwertabgleich mit Widerstandswerten von 10 bis 100 Ω
herausgebildet sind.
10. Abgleichelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet. daß die Widerstandswerte der Ab
gleichwiderstände (6, 19, 13, 18) durch eine Verringerung
(Radieren) der Foliendicke (23) veränderbar sind.
Priority Applications (4)
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DE1999105156 DE19905156A1 (de) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Abgleichelement für einen Aufnehmer |
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DE1999105156 DE19905156A1 (de) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Abgleichelement für einen Aufnehmer |
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE19905156A1 (de) |
WO (1) | WO2000047965A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103196466A (zh) * | 2012-01-10 | 2013-07-10 | 三美电机株式会社 | 传感器输出修正电路和修正装置及传感器输出修正方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015110050A1 (de) | 2015-06-23 | 2016-12-29 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Feldgerät mit Kompensationsschaltung zur Eliminierung von Umgebungseinflüssen |
DE102015214407A1 (de) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Mediums und Verfahren zum Abgleich eines Signals der Vorrichtung |
CN106370097A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-01 | 中航电测仪器股份有限公司 | 一种用于复合材料的应变计及其制备方法 |
CN114777970B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-04-11 | 电子科技大学 | 高刚度测力刀柄上基于柔性电路板的薄膜应变计电桥电路 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1490986B2 (de) * | 1962-10-01 | 1972-12-21 | Xerox Corp., Rochester, N.Y. (V.St.A.) | Verfahren zur herstellung eines elektrischen widerstandselements mit teilweiser entfernung der widerstandsschicht zwecks einstellung der widerstandseigenschaften |
US4620365A (en) * | 1981-04-04 | 1986-11-04 | Robert Bosch Gmbh | Method of making a thin-film strain gauge |
DE4227764A1 (de) * | 1992-08-24 | 1994-03-03 | Schenck Ag Carl | Sensor zum Erfassen mechanischer Belastungen |
EP0631121A2 (de) * | 1993-06-24 | 1994-12-28 | Nec Corporation | Halbleiter-Dehnungs-Sensor mit Kompensationsschaltung für die Eingangsspannung einer Wheatstonebrücke |
DE19753800A1 (de) * | 1997-12-04 | 1999-06-17 | Mannesmann Vdo Ag | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes sowie eines mechanisch-elektrischen Wandlers |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4217785A (en) * | 1979-01-08 | 1980-08-19 | Bofors America, Inc. | Erasable-foil-resistance compensation of strain gage transducers |
DE19646441A1 (de) * | 1996-11-11 | 1998-05-14 | Heusler Isabellenhuette | Elektrischer Widerstand und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1999
- 1999-02-08 DE DE1999105156 patent/DE19905156A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-02-03 CN CNB008034885A patent/CN1157595C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-03 EP EP00906275A patent/EP1151259A1/de not_active Withdrawn
- 2000-02-03 WO PCT/EP2000/000862 patent/WO2000047965A1/de not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1490986B2 (de) * | 1962-10-01 | 1972-12-21 | Xerox Corp., Rochester, N.Y. (V.St.A.) | Verfahren zur herstellung eines elektrischen widerstandselements mit teilweiser entfernung der widerstandsschicht zwecks einstellung der widerstandseigenschaften |
US4620365A (en) * | 1981-04-04 | 1986-11-04 | Robert Bosch Gmbh | Method of making a thin-film strain gauge |
DE4227764A1 (de) * | 1992-08-24 | 1994-03-03 | Schenck Ag Carl | Sensor zum Erfassen mechanischer Belastungen |
EP0631121A2 (de) * | 1993-06-24 | 1994-12-28 | Nec Corporation | Halbleiter-Dehnungs-Sensor mit Kompensationsschaltung für die Eingangsspannung einer Wheatstonebrücke |
DE19753800A1 (de) * | 1997-12-04 | 1999-06-17 | Mannesmann Vdo Ag | Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes sowie eines mechanisch-elektrischen Wandlers |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
BEETZ,Bernhard, FRITZ,Harald: Exakt ausgewogenes Verhältnis. In: mpa, H.7/8, 1993, S.22,23 * |
KOWALSKI,G.: Fehlerkompensierte Drucksensoren für einfache Verknüpfung mit Mikroelektronik. In: tm - Technisches Messen, 53.Jg., H.6, 1986, S.236-241 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103196466A (zh) * | 2012-01-10 | 2013-07-10 | 三美电机株式会社 | 传感器输出修正电路和修正装置及传感器输出修正方法 |
CN103196466B (zh) * | 2012-01-10 | 2016-11-23 | 三美电机株式会社 | 传感器输出修正电路和修正装置及传感器输出修正方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1339103A (zh) | 2002-03-06 |
WO2000047965A1 (de) | 2000-08-17 |
EP1151259A1 (de) | 2001-11-07 |
CN1157595C (zh) | 2004-07-14 |
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