DE19924369A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtheit von Senoren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtheit von SenorenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtheit von Sensoren. Diese weisen ein schwingfähiges Bauelement auf, dessen Übertragungsfunktion in Abhängigkeit von der Dämpfung der Schwingungen des schwingfähigen Bauelements veränderbar ist. Zur Dichtheitsüberprüfung erfolgt eine Auswertung von Signalen, die Amplitudenausschlägen des schwingfähigen Bauelements oder Phasenveränderungen entsprechen. Das schwingfähige Bauelement wird durch aufeinanderfolgendes Beaufschlagen mit unterschiedlichen Frequenzen zum Schwingen angeregt, von denen eine der mechanischen Resonanzfrequenz des schwingfähigen Bauelements entspricht. Ein Indikatorsignal für das Vorliegen von Dichtheit wird entweder durch eine Quotientenbildung von Amplitudenausschlägen des schwingfähigen Bauelements entsprechenden Signalwerten bei den unterschiedlichen Frequenzen oder durch eine Ermittlung eines der Steigung einer Phasenkurve entsprechenden Signalwertes ermittelt. Eine Dichtheitsmessung gemäß der Erfindung kann am Endprodukt, beispielsweise am verpackten Sensor, erfolgen.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Überprüfen
der Dichtheit mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1
angegebenen Merkmalen.
Sensoren, beispielsweise Beschleunigungs-, Drehraten-,
Drehwinkel- oder Drucksensoren müssen zur Gewährleistung
ihrer Funktionsfähigkeit hermetisch dicht gegen die
Umwelt abgeschirmt sein. Undichtigkeiten, die
beispielsweise während der Fertigung der Sensoren
auftreten, können den Eintritt von Feuchtigkeit, Staub,
Fremdgas, etc. nach sich ziehen, wodurch die eigentliche
Funktionsweise zerstört oder zumindest vermindert würde.
Gerade in sicherheitsrelevanten Systemen könnte die
Nichterkennbarkeit einer derartigen Fehlfunktion
katastrophale Folgen haben.
Es ist bereits bekannt, beispielsweise Helium in das
Sensorgehäuse einzuschließen und zur Dichtheitsprüfung
einen Heliumlecktest durchzuführen. Dieses Verfahren läßt
nur einen Groblecktest zu und eignet sich beispielsweise
nicht für in Plastik verpackte Bauelemente.
Der weiterhin bekannte Krypton-Leck-Test ist ebenfalls
ungeeignet, da beispielsweise eine Durchdringung der
Moldmasse durch die Strahlen nicht möglich ist.
Desweiteren täuscht ein Ausgasen der ebenfalls mit
Krypton versehenen Moldmasse ein undichtes Bauelement
vor.
Lecktests mit Röntgenstrahlung zeigen ungenügende
Sensitivität, so daß keine Feinlecks detektierbar sind.
Selbst Groblecks können nur sehr restriktiv detektiert
werden.
Bekannt sind weiterhin Verfahren, bei denen die Dichtheit
über die Bestimmung des Innendrucks im Rahmen einer
Resonanzfrequenzmessung vollzogen wird.
Aus der DE-A-196 51 384 der Anmelderin ist bereits ein
Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit einer Verpackung,
insbesondere einer Verpackung für Halbleiterbauelemente,
bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren ist in einem
Hohlraum im Inneren der Verpackung ein Gas oder eine
Flüssigkeit vorgegebener Viskosität eingeschlossen. Im
Falle einer Undichtheit der Verpackung erfolgt durch ein
von außen in den Hohlraum eindringendes zweites Gas oder
eindringende zweite Flüssigkeit anderer Viskosität eine
Viskositätsveränderung, die als Nachweis für das
Vorliegen einer Undichtheit dient. Zur Messung der
Viskositätsveränderung wird ein schwingfähiges Bauelement
im Hohlraum in Schwingungen versetzt und dann die
Dämpfung durch Auswertung der Resonanzüberhöhung, der
Resonanzfrequenz oder der Phase des schwingfähigen
Bauelements bestimmt.
Mittels des beanspruchten Verfahrens wird eine einfach
applizierbare Methode zur Dichtheitsprüfung zur Verfügung
gestellt, die auch nach der Fertigstellung des Sensors
anwendbar ist (End-Of-Line-Prüfung). Eine Anwendbarkeit
des Verfahrens mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen ist bei vielerlei Sensortypen möglich.
Auftretende Prozeßtoleranzen werden weitgehend
eliminiert, so daß ein einfaches Dicht-/Undicht-Kriterium
zur Verfügung gestellt wird. Ähnlich wie der vorbekannte
Selbsttest bei Sensoren, bei dem jedoch nicht die
Dichtheit, sondern der Aussteuerbereich bzw. die
Funktionsfähigkeit des Sensors getestet wird, kann die
Dichtheitsprüfung auch im eingebauten Zustand des Sensors
erfolgen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung sind in den abhängigen Verfahrensansprüchen
angegeben.
Mittels der im Anspruch 6 angegebenen Merkmale wird
erreicht, daß Signale verschiedener Bandbreiten dem
Mikrocomputer zugeführt werden können.
Gemäß dem Anspruch 7 dient der zur Signalauswertung
vorgesehene Mikrocomputer zusätzlich zur Erzeugung der
zum Dichtheitstest notwendigen Spannungen. Dadurch wird
ein zusätzlicher Wechselspannungsgenerator eingespart.
Die im Anspruch 8 angegebene permanente Dichtheitsprüfung
erlaubt eine sehr schnelle Erkennung von Undichtigkeiten,
so daß auch Gegenmaßnahmen wie ein Austausch des Sensors
schnell durchgeführt werden können. Dies ist insbesondere
in sicherheitsrelevanten Systemen von großer Bedeutung.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften ergeben sich aus der
Erläuterung der Erfindung anhand der Figuren.
Es zeigt:
Fig. 1 eine typische Übertragungsfunktion eines
Sensors,
Fig. 2 ein Beispiel für ein Testsignal und ein
Antwortsignal,
Fig. 3 Beispiele für die Übertragungsfunktionen eines
dichten und eines undichten Sensors, und
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild zur
Erläuterung der Signalverarbeitung.
Die Erfindung geht davon aus, daß eine Vielzahl
verschiedenartiger Sensoren, beispielsweise
Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren,
Drehwinkelsensoren, Drucksensoren, usw., eine
Übertragungsfunktion besitzt, die sich in Abhängigkeit
von der Dämpfung und damit von der hermetischen. Dichtheit
des Sensors ändert. Die Fig. 1 zeigt eine typische
Übertragungsfunktion eines Sensors. Mit x (f) ist dabei
beispielsweise die von der Frequenz f abhängige
Auslenkung, Kapazität oder elektrische Spannung
bezeichnet. fres stellt die mechanische Resonanzfrequenz
des Systems dar, die unter anderem von der Dämpfung und
damit auch von der Dichtheit des Sensors abhängt. Liegt
ein Beschleunigungssensor vor, dann handelt es sich in
der Regel um ein Feder-Masse-Dämpfer-System mit einer
Resonanzfrequenz fres, die von der Federkonstanten, der
Masse und der Dämpfung des Systems abhängig ist.
Die Amplitudenerhöhung oder -erniedrigung bei der
Resonanzfrequenz, d. h. die Güte, hängt bei unverändertem
Druck und unveränderter Temperatur im wesentlichen von
dem im Hohlraum des Sensors eingeschlossenen Gas ab.
Schließt man ein Gas höherer Viskosität in den Sensor ein
und kommt es aufgrund der Undichtigkeit zum Austausch mit
einem Gas niedrigerer Viskosität, z. B. Luft, so
erniedrigt sich die Dämpfung und die Signalamplitude bei
der Resonanzfrequenz steigt. Schließt man ein Gas
niedrigerer Viskosität ein, so kommt es beim Austausch
mit einem Gas höherer Viskosität, z. B. Luft, zu einer
Absenkung der Amplitude bei der Resonanzfrequenz.
Die Erfindung zeigt ein einfach zu realisierendes
Verfahren auf, mit dessen Hilfe man die vorstehend
beschriebenen Resonanzüberhöhungen bzw. -erniedrigungen
am fertiggestellten Sensor quantitativ bestimmen und
damit eine Entscheidung über die Dichtheit des Sensors
geben kann. Dieses Verfahren wird am Beispiel eines
mikromechanischen Beschleunigungssensors beschrieben,
kann aber ohne weiteres auch bei anderen Sensorarten
verwendet werden.
Im Zusammenhang mit mikromechanischen
Beschleunigungssensoren wird oft ein elektrischer
Selbsttest verwendet. Dabei handelt es sich um eine
elektrostatische Auslenkung der Mittelmasse, d. h. des
schwingfähigen Bauelements im Hohlraum des Sensors, durch
ein einseitiges Anlegen einer elektrostatischen Kraft, z. B.
durch Anlegen einer Spannung zwischen zwei Elektroden
und Erzeugen eines Kurzschlusses zwischen den beiden
anderen Elektroden des Sensors. Die dabei erzeugte
Selbsttestantwort kann dann am Ausgang eines an den
Sensor angeschlossenen Verstärkers gemessen werden,
beispielsweise mittels eines Mikrocomputers.
Alternativ dazu kann für diesen Selbsttest auch eine
separate Selbsttestelektrode vorgesehen sein, die die
Mittelmasse auslenkt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel für die Erfindung wird
nun dieser Selbsttest, bei welchem das schwingfähige
Bauelement des Sensors ausgelenkt und am Ausgang des
Sensors ein elektrisches Signal erzeugt wird, derart
abgeändert, daß das schwingfähige Bauelement zuerst mit
einer niedrigen Frequenz ausgelenkt und die zugehörige
Auslenkung bzw. das zugehörige Antwortsignal ermittelt
wird. Dieses ist unabhängig von der Dämpfung und damit
ebenfalls unabhängig von der Dichtheit des Sensors. Als
anregendes Testsignal kann beispielsweise eine
niederfrequente Rechteckspannung verwendet werden. Das
erzeugte Antwortsignal des Sensor-/Verstärkersystems,
welches im niederfrequenten Bereich im wesentlichen von
der Federkonstanten der Feder abhängt, ist ein
tiefpaßgefiltertes Rechtecksignal. In der Fig. 2 sind
Beispiele für ein derartiges Testsignal und ein
Antwortsignal gezeigt.
Wird dann eine weitere Erregerfrequenz verwendet, die im
Bereich der mechanischen Resonanzfrequenz des
schwingfähigen Bauelements liegt, dann ist das
Antwortsignal zusätzlich von der Dämpfung des Systems und
damit von der Dichtheit des Sensors abhängig. Bildet man
den Quotienten K der beiden Antwortsignale, d. h. den
Kehrwert der Amplitudenerhöhung bzw. der Güte, so erhält
man für dichte bzw. undichte Sensoren unterschiedliche,
von der Federkonstanten im wesentlichen unabhängige
Quotienten K, wobei gilt:
K = Δx(f«fres)/Δx(f = fres).
Δx bezeichnet dabei beispielsweise Spannungen oder
Auslenkungen. Prozeßtoleranzen, die auf unterschiedliche
Federkonstanten zurückzuführen sind, werden bei dieser
Vorgehensweise nahezu eliminiert.
Ist die Dämpfung von Luft höher als diejenige des in den
Sensor eingeschlossenen Gases, so ist der Quotient K bei
undichten Sensoren größer als bei dichten Sensoren. Ist
die Dämpfung von Luft niedriger als diejenige des
eingeschlossenen Gases, so ist der Quotient K bei
undichten Sensoren kleiner als bei dichten Sensoren.
Die Fig. 3 zeigt beispielhaft gemessene
Übertragungsfunktionen dichter bzw. undichter
Beschleunigungssensoren, bei denen das eingeschlossene
Gas eine höhere Dämpfung besitzt als das Umgebungsgas.
Der Quotient K ergibt sich beispielsweise durch eine
Division des Ausgangsspannungswertes bei einer niedrigen
Anregungsfrequenz von 100 Hz durch den
Ausgangsspannungswert bei der Resonanzfrequenz von 3500 Hz.
Beim Vorliegen eines undichten Sensors ergibt sich
beispielsweise ein Wert K, der im Bereich von 0,9-1
liegt, bei Vorliegen eines dichten Sensors beispielsweise
ein Wert K im Bereich 1,3-1,4. Der einem dichten Sensor
zugeordnete Kurvenverlauf ist in der Fig. 3 mit k1, der
einem undichten Sensor zugeordnete Kurvenverlauf mit k2
bezeichnet.
Die Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung der
Signalverarbeitung. Mit der Bezugsziffer 1 ist der Sensor
bezeichnet, der bezüglich seines Grundaufbaus dem aus der
DE-A1-196 51 384 bekannten Sensor entspricht und ein
Bodenteil, einen Deckel und einen zwischen dem Bodenteil
und dem Deckel vorgesehenen Hohlraum aufweist. Im
Hohlraum, in welchen ein Gas eingeschlossen ist, ist ein
am Bodenteil befestigtes schwingfähiges Bauelement
vorgesehen. Dieses wird - wie oben beschrieben wurde -
durch das Anlegen von Wechselspannungen zum Schwingen
angeregt und verändert bei diesem Schwingen seinen
Abstand zu feststehenden Elektroden, die mittels
Verankerungen auf dem Bodenteil des Sensors befestigt
sind. Die beim Schwingen auftretenden Ausschläge werden
beispielsweise als Spannungswerte erfaßt und an einem
Ausgang des Sensors zur Verfügung gestellt. Von dort aus
werden sie einer Signalverarbeitungsschaltung zugeführt,
die einen Eingangsverstärker 2 (z. B. Ladungsverstärker)
mit hoher Bandbreite, die wesentlich über der Resonanz
des Sensors liegt, ein bandbegrenzendes Filter 3 mit
niedriger Bandbreite und eine Signalauswerteschaltung 4
aufweist, die als Mikrocomputer realisiert ist. Vom
Ausgang des Eingangsverstärkers 2 führt nicht nur ein
erster Signalpfad, in welchem das bandbegrenzende Filter
3 vorgesehen ist, sondern auch ein zweiter Signalpfad,
der das bandbegrenzende Filter 3 umgeht, zum
Mikrocomputer 4.
Alternativ dazu kann der Schaltungsblock 1 auch ein
Sensorelement ohne Verstärker sein, an dessen Ausgang
noch keine Spannungswerte vorliegen. In diesem Fall
erfolgt eine Umwandlung der Ausschläge in Spannungswerte
im Schaltungsblock 2.
Die gezeigte Vorrichtung weist zwei Betriebsarten auf. In
der ersten Betriebsart, der Normalbetriebsart, werden vom
Sensor 1 gelieferte Signale dem Mikrocomputer 4 über den
ersten Signalpfad zugeführt. Das in diesem Signalpfad
vorgesehene Filter 3 mit niedriger Bandbreite dient zur
Ausfilterung von Störsignalen, die im Ausgangssignal des
Sensors 1 enthalten sind. In der zweiten Betriebsart, der
Meßbetriebsart für Dichtheit, werden die vom Sensor 1
gelieferten Signale dem Mikrocomputer 4 unter Umgehung
des Filters 3 über den zweiten Signalpfad direkt
zugeführt. Durch dieses Überbrücken des Filters 3 ist die
für den Dichtheitstest notwendige große Bandbreite
sichergestellt. Die Umschaltung zwischen den beiden
Signalpfaden erfolgt dabei im Mikrocomputer 4 selbst.
Mittels des Mikrocomputers 4 können in vorteilhafter
Weise auch die zum Dichtheitstest benötigten
Wechselspannungen unterschiedlicher Frequenzen erzeugt
werden, die dann den jeweiligen Bondpads des Sensors 1,
die für den elektrischen Selbsttest extern zur Verfügung
gestellt werden, zugeführt werden, um das schwingfähige
Bauelement des Sensors zum Schwingen anzuregen.
Alternativ dazu ist es aber auch möglich, den Sensor 1
mit externen Pins auszurüsten, über die elektrische
Spannungen derart eingespeist werden können, daß der
Sensor in der oben beschriebenen Art und Weise aus seinem
Ruhezustand gebracht werden kann.
Anstelle von Rechtecksignalen können zur
Dichtheitsprüfung auch Sinussignale oder Dreiecksignale
oder Kombinationen derartiger Signale verwendet werden.
Der vorstehend beschriebene Dichtheitstest kann in
vorteilhafter Weise auch dann erfolgen, wenn der Sensor
bereits in eine Vorrichtung eingebaut ist. Beispielsweise
kann beim Vorliegen eines in ein Kraftfahrzeug
eingebauten Beschleunigungsensors nach dem Anlassen des
Kraftfahrzeugs zunächst der bei Beschleunigungssensoren
übliche Selbsttest zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit
des Sensors und - sofern bei diesem Selbsttest der Sensor
ausgelenkt wird - danach ein Dichtheitstest erfolgen. Die
zur Durchführung dieser Tests notwendigen Signale werden
direkt aus dem Mikrocontroller des Steuergerätes
geliefert. Die Quotientenbildung der Ausgangssignale, die
beispielsweise vom AD-Eingang des Mikrocontrollers
aufgenommen werden, erfolgt innerhalb des
Mikrocontrollers, so daß ähnlich wie beim Standard-
Selbsttest eine einfache Signalauswertung zum Zwecke des
Dichtheitstests erfolgen kann.
Der genannte Dichtheitstest wird vorzugsweise in
vorgegebenen Zeitabständen permanent wiederholt, so daß
bei einem auf einer Undichtheit beruhenden Defekt des
Sensors sofort ein Austausch desselben erfolgen kann.
Selbstverständlich muß bei dieser permanenten
Wiederholung des Dichtheitstests darauf geachtet werden,
daß die eigentliche Sensorfunktion nicht beeinträchtigt
wird.
Die oben beschriebene Überbrückung des bandbegrenzenden
Filters 3 kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß
während der Dichtheitsprüfung analoge oder digitale
Schalter eine entsprechende Umschaltung zwischen den
Signalpfaden vornehmen. Beispielsweise kann eine Bit-
Kombination eines mit n Bit abgleichbaren Sensors dazu
verwendet werden, das bandbegrenzende Filter zu
überbrücken. Alternativ kann auch ein zusätzlicher Pin am
Sensor dazu verwendet werden, die genannte Überbrückung
zu realisieren.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung besteht
darin, das schwingfähige Bauelement nicht mittels
elektrischer Wechselspannungen zum Schwingen anzuregen,
sondern unter Verwendung eines Schütteltisches. Bei einem
Schütteln des Sensors mit unterschiedlichen Frequenzen
kann jeweils die Übertragungsfunktion bzw. Signalantwort
gemessen und daraus der Quotient K bestimmt werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
nicht die Amplituden-Übertragungsfunktion, sondern die
Phasen-Übertragungsfunktion zum Dichtheitstest zu
verwenden. Dabei wird mit Hilfe eines Phasendetektors,
der beispielsweise durch den Mikrocomputer 4 gebildet
wird, die Phasenverschiebung zwischen dem anliegenden
Testsignal und der Signalantwort des Sensors bei mehreren
Frequenzen in der Nähe der Resonanzfrequenz bestimmt.
Über die Steigung der Phasenkurve kann dann die Dämpfung
und damit die Dichtheit des Sensors am Endprodukt
bestimmt werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
anstelle des Quotienten K den dazu inversen Wert 1/K zu
ermitteln.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung
besteht darin, die Dämpfung bzw. Dichtheit über die
Anstiegszeit des Sensorausgangssignals bei anliegendem
Testsignal (z. B. Rechtecksignal) zu bestimmen.
Beispielsweise ist die Anstiegszeit aus den Werten U(10%)
und U(90%) ermittelbar.
Dazu muß dann die Federsteifigkeit bekannt sein und der
Testimpuls so gewählt sein, daß der Sensor bei fres
angeregt wird.
Claims (17)
1. Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit eines ein
schwingfähiges Bauelement aufweisenden Sensors, dessen
Übertragungsfunktion in Abhängigkeit von der Dämpfung der
Schwingungen des schwingfähigen Bauelements veränderbar
ist, wobei zur Dichtheitsüberprüfung eine Auswertung von
Signalen erfolgt, die Amplitudenausschlägen des
schwingfähigen Bauelements entsprechen, dadurch
gekennzeichnet, daß das schwingfähige Bauelement durch
aufeinanderfolgendes Beaufschlagen mit unterschiedlichen
Frequenzen zum Schwingen angeregt wird, von denen eine
der mechanischen Resonanzfrequenz des schwingfähigen
Bauelements entspricht, und ein Indikatorsignal für das
Vorliegen von Dichtheit entweder
- a) durch eine Quotientenbildung von Amplitudenausschlägen des schwingfähigen Bauelements entsprechenden Signalwerten bei den unterschiedlichen Frequenzen oder
- b) durch eine Ermittlung eines der Steigung einer Phasenkurve entsprechenden Signalwertes ermittelt wird, wobei zur Ermittlung der Phasenkurve bei den unterschiedlichen Frequenzen, die im Bereich der mechanischen Resonanzfrequenz des schwingfähigen Bauelements liegen, mit Hilfe eines Phasendetektors Signale verwendet werden, die Phasenverschiebungen entsprechen oder
- c) durch eine Bestimmung der Anstiegszeit des Sensorausgangssignals ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Anregen des schwingfähigen Bauelements mit
unterschiedlichen Frequenzen durch Schütteln des Sensors
bei diesen unterschiedlichen Frequenzen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Anregen des schwingfähigen Bauelements mit
unterschiedlichen Frequenzen durch aufeinanderfolgendes
Anlegen von elektrischen Wechselspannungen mit
unterschiedlichen Frequenzen erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen
Wechselspannungen Rechtecksignale, Sinussignale oder
Dreiecksignale oder Kombinationen dieser Signale sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Indikatorsignal für das
Vorliegen von Dichtheit in einem mit dem Sensor
verbundenen Mikrocomputer oder einem anderen Meßgerät
ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die dem Mikrocomputer zur Ermittlung des Indikatorsignals
zugeführten Signale dem Mikrocomputer unter Umgehung von
zwischen dem Sensor und dem Mikrocomputer vorhandenen
frequenzbandbegrenzenden Einrichtungen zugeführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die elektrischen Wechselspannungen
unterschiedlicher Frequenzen im Mikrocomputer oder in
einem externen Gerät erzeugt und von dort aus an das
schwingfähige Bauelement des Sensors übertragen werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des
Indikatorsignals für das Vorliegen von Dichtheit in
vorgegebenen Zeitabständen automatisch erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des
Indikatorsignals für das Vorliegen von Dichtheit bei
einem bereits fertiggestellten Sensor durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ermittlung des Indikatorsignals für das Vorliegen
von Dichtheit bei einem in eine Vorrichtung eingebauten
Sensor durchgeführt wird.
11. Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtheit eines
Sensors, mit einem ein Bodenteil, einen Deckel und einen
zwischen dem Bodenteil und dem Deckel vorgesehenen
Hohlraum aufweisenden Sensor, sowie einem im Hohlraum
vorgesehenen schwingfähigen Bauelement, welches auf dem
Bodenteil befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß er
einen mit dem Sensor (1) verbundenen Mikrocomputer (4)
zur Auswertung von ihm vom Sensor zur Verfügung
gestellten Signalen aufweist, wobei der Mikrocomputer
derart programmiert ist, daß er aus den ihm vom Sensor
zur Verfügung gestellten Signalen ein Indikatorsignal für
das Vorliegen von Dichtheit des Sensors entweder
- a) durch eine Quotientenbildung von Amplitudenausschlägen des schwingfähigen Bauelements entsprechenden Signalwerten bei den unterschiedlichen Frequenzen oder
- b) durch eine Ermittlung eines der Steigung einer Phasenkurve der Amplituden entsprechenden Signalwertes durchführt, wobei zur Ermittlung der Phasenkurve bei den unterschiedlichen Frequenzen, die im Bereich der mechanischen Resonanzfrequenz des schwingfähigen Bauelements liegen, mit Hilfe eines Phasendetektors Signale verwendet werden, die Phasenverschiebungen entsprechen oder
- c) durch eine Bestimmung der Anstiegszeit des Sensorausgangssignals ermittelt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor einen Eingangsanschluß aufweist, über
welchen ihm elektrische Wechselspannungen mit
unterschiedlichen Frequenzen zuführbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mikrocomputer (4) zur Erzeugung der dem Sensor
(1) zuführbaren Wechselspannungen vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Sensor (1) und dem
Mikrocomputer (4) ein erster Signalpfad, in welchem ein
freguenzbandbegrenzendes Filter (3) angeordnet ist, und
ein zweiter Signalpfad, welcher beim Dichtheitstest zur
Übertragung der den Amplitudenausschlägen des
schwingfähigen Bauelements entsprechenden Signalwerten
vorgesehen ist, angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mikrocomputer (4) in einer Normalbetriebsart der
Vorrichtung den ersten Signalpfad und in einer
Meßbetriebsart für Dichtheit den zweiten Signalpfad
durchlässig schaltet.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (4) die dem Sensor
(1) zuführbaren Wechselspannungen in vorgegebenen
Zeitabständen automatisch erzeugt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor (1) ein in ein
Kraftfahrzeug eingebauter Beschleunigungssensor ist, der
Mikrocomputer (4) mit dem Zündschloß des Kraftfahrzeugs
gekoppelt ist und die dem Sensor (1) zuführbaren
Wechselspannungen kurz nach einem Anlassen des
Kraftfahrzeugs erzeugt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999124369 DE19924369B4 (de) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtheit von Senoren |
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ID=7909400
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DE1999124369 Expired - Lifetime DE19924369B4 (de) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Dichtheit von Senoren |
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