DE19949913C2

DE19949913C2 - Pressure sensor

Info

Publication number: DE19949913C2
Application number: DE1999149913
Authority: DE
Inventors: Werner Schomburg; Kolja Wulff
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1999-10-16
Filing date: 1999-10-16
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2019-10-17
Also published as: DE19949913A1

Description

Für die Handhabung und präzise Dosierung kleiner flüssiger oder gasförmiger Probenmengen werden Druck- und Flußsensoren benö tigt, die sich durch kleine Totvolumina auszeichnen und deren Signal nicht von äußeren Einflüssen wie z. B. Änderungen der Temperatur oder mechanische Belastungen des Gehäuses beein trächtigt wird.For handling and precise dosing of small liquid or Gaseous sample quantities require pressure and flow sensors which are characterized by small dead volumes and their Signal not from external influences such. B. Changes in Temperature or mechanical loads on the housing is pregnant.

Im "Digest of technical papers" der international solid state circuits conference in Pennsylvania, die im Februar 1969 statt fand, ist auf den Seiten 208 bis 209 der Artikel "Subminiature Silicon Pressure Transducer" von A. C. M. Gieles erschienen, in dem ein Drucksensor beschrieben ist, bei dem auf einer Silizium membran Dehnungsmeßstreifen angebracht werden, die der Messung der Membrandehnung bei Druckbeaufschlagung dienen.In the "Digest of technical papers" the international solid state circuits conference in Pennsylvania, which took place in February 1969 found, is on pages 208 to 209 of the article "Subminiature Silicon Pressure Transducer "by A. C. M. Gieles, in which a pressure sensor is described in which on a silicon Membrane strain gauges are attached to the measurement serve to expand the membrane when pressurized.

Nachteilig bei diesem Drucksensor ist, daß die Lage der Deh nungsmeßstreifen relativ zum Rand der Membran mit hoher Genauig keit eingehalten werden muß, damit es nicht zu ungewünschten Veränderungen im Ansprechverhalten des Sensors kommt. Außerdem ist die Herstellung des Sensors aus Silizium relativ aufwendig, weil polierte, einkristalline Siliziumscheiben benötigt werden, die einen vergleichsweise hohen Kaufpreis aufweisen.A disadvantage of this pressure sensor is that the position of the deh measurement strips relative to the edge of the membrane with high accuracy speed must be observed so that it does not become undesirable Changes in the response behavior of the sensor is coming. Moreover the production of the sensor from silicon is relatively complex, because polished, single-crystal silicon wafers are needed, which have a comparatively high purchase price.

In den Proceedings des International Workshop on Micro Electro Mechanical Systems, MEMS '98, der vom 25. bis 29.1.98 in Heidel berg stattfand, ist auf den Seiten 361 bis 366 in dem Beitrag "Strain Gauge Pressure and Volume-Flow Transducers Made by Thermoplastic Molding and Membrane Transfer" von J. Martin et. al. ein Drucksensor beschrieben, bei dem auf einer Kunststoff membran eine Meßplatte angebracht ist. Dehnungsmeßstreifen zwi schen Meßplatte und Membran erfassen die durch eine Druckdiffe renz hervorgerufene Dehnung der Meßplatte.In the proceedings of the International Workshop on Micro Electro Mechanical Systems, MEMS '98, which took place from January 25th to 29th, 1998 in Heidel berg took place on pages 361 to 366 of the article "Strain Gauge Pressure and Volume Flow Transducers Made by Thermoplastic Molding and Membrane Transfer "by J. Martin et. al. described a pressure sensor in which on a plastic membrane a measuring plate is attached. Strain gauge between Measuring plate and diaphragm capture the by a pressure difference stretch caused by the measuring plate.

Bei diesem Drucksensor braucht die Lage der Dehnungsmeßstreifen relativ zum Rand der Membran zwar nicht so genau eingehalten zu werden, nachteilig ist jedoch, daß mechanische Spannungen vom Gehäuse her über die Membran auf die Meßplatte übertragen wer den, so daß es zu störenden Verschiebungen des Meßsignales kom men kann. Solche mechanischen Spannungen können einerseits durch mechanische Kräfte hervorgerufen werden, wie sie z. B. von der Befestigung des Sensors ausgehen, und andererseits dadurch, daß die thermische Dehnung der Membran und der Meßplatte sich von der thermischen Dehnung des Gehäuses unterscheiden kann.With this pressure sensor, the position of the strain gauges is required relative to the edge of the membrane not exactly adhered to be disadvantageous, however, that mechanical stresses from Who transmits housing over the membrane to the measuring plate the so that it comes to disturbing displacements of the measurement signal men can. Such mechanical stresses can be caused on the one hand mechanical forces are caused, such as. B. from the Attachment of the sensor go out, and on the other hand in that the thermal expansion of the membrane and the measuring plate is different the thermal expansion of the housing.

Außerdem weist die Meßplatte aus fertigungstechnischen Gründen immer eine mechanische Vorspannung gegenüber der Membran auf. Dadurch wird die Meßplatte auch dann gewölbt, wenn sie nicht mit einer Druckdifferenz beaufschlagt ist. Die Kennlinie des Sensors erreicht deshalb nicht den Nullpunkt, wenn kein Druck anliegt (Offset). Wenn das Material der Membran und der Meßplatte eine unterschiedliche thermische Dehnung aufweisen, führt darüber hinaus eine Temperaturänderung zu einer veränderten Krümmung der Meßplatte und damit zu einer Querempfindlichkeit des Sensors auf Temperaturänderungen.In addition, the measuring plate has for manufacturing reasons always have a mechanical preload against the membrane. As a result, the measuring plate is curved even if it is not with a pressure difference is applied. The characteristic curve of the sensor therefore does not reach zero when there is no pressure (Offset). If the material of the membrane and the measuring plate is a have different thermal expansion leads to addition, a change in temperature to a changed curvature of the Measuring plate and thus to a cross sensitivity of the sensor Temperature changes.

Aus der DE 93 17 751 U1 ist ein Druckanzeigegerät bekannt, bei dem zwei Messräume durch eine Membrane, die an einem geführten Stempel befestigt ist getrennt werden.A pressure display device is known from DE 93 17 751 U1, at the two measuring rooms by a membrane that is guided on a Stamp attached is to be separated.

Aus der DE 297 14 647 U1 ist die Verwendung eines Dehnungs meßstreifens zur Ermittlung der Membranendlage bei einer Memb ranpumpe bekannt.DE 297 14 647 U1 describes the use of an expansion measuring strip to determine the membrane end position in a membrane ran pump known.

Des weiteren ist aus US 4909063 ein Kalibriereinrichtung für Differenzdruckmessungen bekannt, bei der zwei Meßvolumina durch eine schlaffe Membran gegeneinander abgeschlossen sind.Furthermore, from US 4909063 a calibration device for Differential pressure measurements are known in which two measurement volumes a sagging membrane are sealed against each other.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Drucksensor so auszugestal ten, daß eine lineare Kennlinie mit nur geringem Offset erreicht wird.The object of the invention is to design a pressure sensor in this way that a linear characteristic with only a small offset is achieved becomes.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by the features of the patent claim 1. The subclaims describe advantageous refinements the invention.

Ein besonderer Vorteil des Sensors besteht darin, daß er nur noch wenig von Temperaturänderungen beeinflußt wird und sich Fertigungstoleranzen nur wenig auf die Kennlinie auswirken.A particular advantage of the sensor is that it only is still little influenced by temperature changes and itself Manufacturing tolerances have little effect on the characteristic.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 7 und zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren schematisch den Aufbau und die Funktionsweise des Sen sors. Die Figuren sind nicht maßstäblich gezeichnet, um sehr dünne bzw. kleine Strukturen neben vergleichsweise großen Strukturen deutlich werden zu lassen.The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 7 and two exemplary embodiments. The figures show schematically the structure and operation of the sensor. The figures are not drawn to scale to show very thin or small structures in addition to comparatively large structures.

Das erste Anwendungsbeispiel beschreibt den Aufbau eines Druck sensors, bei dem eine Meßplatte entlang ihres Randes gelagert wird.The first application example describes the structure of a print sensors, in which a measuring plate is stored along its edge becomes.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, wird der Drucksensor von zwei Gehäuseschalen 1 bzw. 2 gebildet, zwischen denen eine Membran 3 angebracht ist. Der Durchmesser der Meßkammer 10 liegt dabei typischerweise zwischen 100 µm und 1 cm, während die Höhe von Meßkammer 10 und Referenzkammer 11 zusammen typischerweise zwischen 10 µm und 5 mm liegt. Auf der Membran 3 ist zentral eine kreisförmige Meßplatte 4 angebracht, auf deren Oberfläche sich Dehnungsmeßstreifen 5 befinden. Die Meßplatte kann für bestimmte Fälle auch von der Kreisform abweichen. Die Dehnungs meßstreifen 5 sind in an sich bekannter Weise zu einer Wheatstoneschen Meßbrücke verschaltet, sodaß mit ihnen die Deh nung der Oberfläche der Meßplatte 4 gemessen werden kann, die auftritt, wenn die Meßplatte 4 gebogen wird. Die elektrischen Anschlüsse für die Dehnungsmeßstreifen 5 sind nicht dargestellt. Öffnungen 6 und 7 in den Gehäuseschalen 1 bzw. 2 dienen dem pneumatischen Anschluß des Sensors. In Fig. 3 ist die Aufsicht auf die Meßplatte 4 und die Wand 8 der Referenzkammer 11 des Drucksensors dargestellt. Die Dehnungsmeßstreifen 5 auf der Meßplatte 4 und die Membran 3 sind in Fig. 3 nicht dargestellt, um die wesentlichen Details besser hervortreten zu lassen.As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure sensor is formed by two housing shells 1 and 2 , between which a membrane 3 is attached. The diameter of the measuring chamber 10 is typically between 100 μm and 1 cm, while the height of the measuring chamber 10 and reference chamber 11 is typically between 10 μm and 5 mm. A circular measuring plate 4 is mounted centrally on the membrane 3 , and strain gauges 5 are located on its surface. The measuring plate can also deviate from the circular shape for certain cases. The strain gauges 5 are connected in a conventional manner to a Wheatstone measuring bridge, so that with them the strain of the surface of the measuring plate 4 can be measured, which occurs when the measuring plate 4 is bent. The electrical connections for the strain gauges 5 are not shown. Openings 6 and 7 in the housing shells 1 and 2 serve for the pneumatic connection of the sensor. In Fig. 3, the plan view of the anvil 4 and the wall of the reference chamber 11 of the pressure sensor 8 shown. The strain gauges 5 on the measuring plate 4 and the membrane 3 are not shown in Fig. 3 in order to make the essential details more apparent.

Die innen liegenden Wände 8 und 9 der Gehäuseschalen 1 bzw. 2 haben in dem Bereich, in dem die Meßplatte 4 sie berühren kann, die Form einer Hohlkugelschale. Um die Form der Wände 8 bzw. 9 deutlich werden zu lassen, ist in den Fig. 1 und 2 in Fortsetzung der Wände 8 bzw. 9 eine unterbrochene Kreislinie einge zeichnet. Wenn eine Druckdifferenz über dem Sensor abfällt, wird die Meßplatte gegen die Wände 8 bzw. 9 gedrückt und an ihrem Rand gelagert. Dabei erfolgt die Lagerung unabhängig von der genauen Ausrichtung und der genauen Position der Meßplatte 4 relativ zu den Wänden 8 bzw. 9 immer auf die gleiche Weise am Rand der Meßplatte 4. Dadurch ist insbesondere die Durchbiegung der Meßplatte 4 unabhängig von der genauen Ausrichtung und der genauen Lage der Meßplatte 4 relativ zu den Wänden 8 bzw. 9. Wenn sich die Richtung der anliegenden Druckdifferenz umkehrt, wird, wie in Fig. 2 gezeigt wird, die Meßplatte 4 von der jeweiligen Gehäuseschale wegbewegt und legt sich an der gegenüberliegenden Gehäuseschale an. Dabei führt selbst ein Versatz der Gehäuseschalen 1 und 2 gegeneinander oder eine Abweichung der Lage der Meßplatte 4 aus der Mitte der Meßkammer 10 bzw. Referenzkammer 11 nicht zu einer veränderten Kennlinie, denn die Durchbiegung der Meßplatte 4 ist nur durch die Druckdifferenz und die Lagerung der Meßplatte bestimmt, die immer in ähnlicher Weise entlang ihres Randes erfolgt. Eine gewisse Abweichung der Lagerung an der Wand 8 der Referenz kammer 11 gegenüber der Lagerung an der Wand 9 der Meßkammer 10 ergibt sich daraus, daß jeweils eine andere Seite der Meßplat te 4 an diesen Wänden anliegt. Dieser Unterschied ist aber nicht sehr groß, wenn der Durchmesser der Meßplatte 4 groß ist gegen über ihrer Dicke.The inner walls 8 and 9 of the housing shells 1 and 2 have the shape of a hollow spherical shell in the area in which the measuring plate 4 can touch them. In order to make the shape of the walls 8 and 9 clear, an interrupted circular line is drawn in FIGS . 1 and 2 in continuation of the walls 8 and 9 . If a pressure difference across the sensor drops, the measuring plate is pressed against the walls 8 and 9 and stored on its edge. The storage takes place regardless of the exact orientation and the exact position of the measuring plate 4 relative to the walls 8 and 9 always in the same way on the edge of the measuring plate 4th As a result, in particular the deflection of the measuring plate 4 is independent of the exact orientation and the exact position of the measuring plate 4 relative to the walls 8 and 9 . When the direction of the applied pressure difference is reversed, as shown in FIG. 2, the measuring plate 4 is moved away from the respective housing shell and lies against the opposite housing shell. Even an offset of the housing shells 1 and 2 against each other or a deviation of the position of the measuring plate 4 from the center of the measuring chamber 10 or reference chamber 11 does not lead to a changed characteristic curve, because the deflection of the measuring plate 4 is only due to the pressure difference and the mounting of the Determines measuring plate, which always takes place in a similar manner along its edge. A certain deviation of the storage on the wall 8 of the reference chamber 11 compared to the storage on the wall 9 of the measuring chamber 10 results from the fact that a different side of the Meßplat te 4 rests on these walls. However, this difference is not very great if the diameter of the measuring plate 4 is large compared to its thickness.

Die Membran 3 wird in einer vorteilhaften Ausführung der Erfin dung aus einem Kunststoff hergestellt und nach der Montage des Sensors einem Überdruck ausgesetzt, sodaß sie sich an die Wand 8 oder 9 anlegt und dabei plastisch verformt. Die Membran 3 hängt danach schlaff im Gehäuse des Sensors. Dadurch werden von außen auf das Gehäuse des Sensors einwirkende Kräfte nicht auf die Meßplatte 4 übertragen und können das Sensorsignal nicht be einträchtigen. Insbesondere kann eine unterschiedliche thermi sche Dehnung von Membran 3, Meßplatte 4 und Gehäuseschalen 1 bzw. 2 nicht zu einer Veränderung des Meßsignales führen. Als Materialien für die Membran kommen viele Kunststoffe in Betracht, die sich Einwirken von äußeren Kräften plastisch ver formen lassen. So ist es z. B. möglich, die Membran aus PEEK, FEP, PTFE oder PMMA zu fertigen. Bei den hier genannten thermo plastischen Kunststoffen ist es darüber hinaus vorteilhaft, die plastische Verformung dadurch zu fördern, daß der Sensor bei einer erhöhten Temperatur einer Druckdifferenz ausgesetzt wird.The membrane 3 is made in an advantageous embodiment of the inven tion from a plastic and after mounting the sensor exposed to overpressure, so that it rests on the wall 8 or 9 and thereby plastically deformed. The membrane 3 then hangs limply in the sensor housing. As a result, forces acting on the housing of the sensor from the outside are not transmitted to the measuring plate 4 and cannot impair the sensor signal. In particular, a different thermal expansion of diaphragm 3 , measuring plate 4 and housing shells 1 and 2 cannot lead to a change in the measuring signal. Many plastics come into consideration as materials for the membrane, which can be plastically deformed by the action of external forces. So it is z. B. possible to manufacture the membrane from PEEK, FEP, PTFE or PMMA. In the case of the thermoplastic materials mentioned here, it is also advantageous to promote the plastic deformation by exposing the sensor to a pressure difference at an elevated temperature.

Im Bereich der Dehnungsmeßstreifen 5 weist die Membran 3 eine Unterbrechung auf, sodaß eine unterschiedliche thermische Deh nung oder eine fertigungstechnisch bedingte unterschiedliche mechanische Vorspannung von Membran 3 und Meßplatte 4 nicht zu einer Krümmung der Meßplatte 4 führt und nicht das Meßsignal des Sensors beeinträchtigt.In the area of the strain gauges 5 , the membrane 3 has an interruption, so that a different thermal expansion or a production-related different mechanical bias of the membrane 3 and measuring plate 4 does not lead to a curvature of the measuring plate 4 and does not affect the measuring signal of the sensor.

Es ist auch möglich, die Meßplatte 4 nicht kreisförmig auszufüh ren, sondern dem Rand der Meßplatte 4 zumindest teilweise in ei nem Bereich 4c eine Form zu geben, die von einem Kreis abweicht. In Fig. 4 ist ein Beispiel einer solchen Meßplatte in Aufsicht gezeigt. Fig. 4 zeigt die laterale Form der Meßplatte 4. Um die Abweichung von der Kreisform deutlich werden zu lassen, ist ein Kreis als unterbrochene Linie eingezeichnet. Durch die von der Kreisform abweichende Form des Randes der Meßplatte 4 wird er reicht, daß sich die Meßplatte mit zunehmender Auslenkung in wachsendem Maße an die Wand 8 bzw. 9 anlegt, sodaß die Durchbie gung der Meßplatte 4 nicht mehr proportional zu der über ihr abfallenden Druckdifferenz ist. Es ist insbesondere möglich, einen Zusammenhang zwischen der Durchbiegung der Meßplatte und der Druckdifferenz zu erhalten, der einer mathematischen Wur zelfunktion entspricht. Dies kann in einem Flußsensor vorteil haft eingesetzt werden, der in der Art eines Prandtlschen Stau rohres funktioniert. Der in einem solchen Staurohr gemessene Druck ist proportional zum Quadrat der Fließgeschwindigkeit. Durch eine wurzelförmige Abhängigkeit der Durchbiegung der Meß platte 4 des Drucksensors wird so ein linearer Zusammenhang zwischen Sensorsignal und Fließgeschwindigkeit erhalten. Es wäre auch möglich, den nicht linearen Zusammenhang zwischen der Aus lenkung und dem Meßsignal zu kompensieren, der zustande kommt, wenn die Auslenkung der Meßplatte 4 kapazitiv zwischen der Meßplatte und dem Gehäuse gemessen wird.It is also possible that the measuring plate 4 is not circularly designed, but rather to give the edge of the measuring plate 4 at least partially in a region 4 c a shape which deviates from a circle. In Fig. 4 an example of such a measuring plate is shown in supervision. Fig. 4 shows the lateral shape of the anvil 4. To make the deviation from the circular shape clear, a circle is drawn as a broken line. Due to the shape of the edge of the measuring plate 4 deviating from the circular shape, it is sufficient that the measuring plate is increasingly applied to the wall 8 or 9 with increasing deflection, so that the deflection of the measuring plate 4 is no longer proportional to that falling over it Pressure difference is. In particular, it is possible to obtain a relationship between the deflection of the measuring plate and the pressure difference that corresponds to a mathematical root function. This can be used advantageously in a flow sensor that works in the manner of a Prandtl storage tube. The pressure measured in such a pitot tube is proportional to the square of the flow rate. By a root-shaped dependence of the deflection of the measuring plate 4 of the pressure sensor, a linear relationship between the sensor signal and the flow rate is obtained. It would also be possible to compensate for the non-linear relationship between the steering and the measurement signal, which occurs when the deflection of the measuring plate 4 is measured capacitively between the measuring plate and the housing.

Es ist für viele Anwendungen ausreichend, wenn die Form der in neren Wände 8 bzw. 9 der Gehäuseschalen 1 bzw. 2 nur näherungs weise einer Hohlkugel entspricht. So ist es insbesondere mög lich, Wände mit einer im wesentlichen konstanten Steigung vor zusehen.It is sufficient for many applications if the shape of the inner shells 8 or 9 of the housing shells 1 or 2 only approximately corresponds to a hollow sphere. So it is particularly possible to see walls with a substantially constant slope before.

In einem zweiten Anwendungsbeispiel wird ein Drucksensor be schrieben, bei dem die Meßplatte über drei Auflagepunkte gela gert wird.In a second application example, a pressure sensor is used wrote, in which the measuring plate over three support points is gert.

Die Fig. 5 und 6 zeigen den Schnitt durch einen Drucksensor bzw. die Aufsicht auf die Meßplatte 4. Die Wand 8 der Referenz kammer 11 weist eine Steigung auf, die aber nicht notwendiger weise konstant sein oder die Form einer Hohlkugel aufweisen muß. Die Meßplatte 4 weist Ausbuchtungen 4a auf, die die Wand 8 be rühren, wenn der Druck in der Referenzkammer 11 geringer ist als in der Meßkammer 10. Unabhängig von der genauen lateralen Lage der Meßplatte 4 relativ zur Wand 8 und dem genauen Höhenprofil der Wand 8 wird die Meßplatte 4 immer gleich an den Aus buchtungen 4a gelagert und ihre Durchbiegung ist deshalb im we sentlichen nur von der Druckdifferenz und der Formgebung der Meßplatte 4 bestimmt. FIGS. 5 and 6 show a section through a pressure sensor or the plan view of the anvil 4. The wall 8 of the reference chamber 11 has an incline, which must not necessarily be constant or have the shape of a hollow sphere. The measuring plate 4 has bulges 4 a, which touch the wall 8 be when the pressure in the reference chamber 11 is lower than in the measuring chamber 10 . Regardless of the exact lateral position of the measuring plate 4 relative to the wall 8 and the exact height profile of the wall 8 , the measuring plate 4 is always stored in the same way from the bulges 4 a and its deflection is therefore essentially dependent on the pressure difference and the shape of the measuring plate 4 determined.

Die Wand 9 der Meßkammer 10 ist im wesentlichen senkrecht zur Meßplatte 4 ausgerichtet. Auf der Meßplatte 4 sind Lagersäu len 12 angebracht, über die die Meßplatte 4 gegenüber dem Boden der Meßkammer 10 abgestützt wird, wenn der Druck in der Meß kammer 10 geringer ist als in der Referenzkammer 11. Wenn der Druck in der Referenzkammer 11 größer ist als in der Meßkam mer 10, wird die Meßplatte 4 an der den Boden der Meßkammer bil denden Wand abgestützt. Unabhängig von der genauen lateralen Lage der Meßplatte 4 relativ zur Meßkammer 10 und dem genauen Höhenprofil des Bodens wird die Meßplatte 4 immer gleich an den Lagersäulen 12 abgestützt und die Durchbiegung der Meßplatte 4 ist deshalb im wesentlichen nur von der Druckdifferenz und der Formgebung der Meßplatte 4 und den Lagersäulen 12 bestimmt.The wall 9 of the measuring chamber 10 is aligned essentially perpendicular to the measuring plate 4 . On the measuring plate 4 Lagersäu len 12 are attached, via which the measuring plate 4 is supported against the bottom of the measuring chamber 10 when the pressure in the measuring chamber 10 is lower than in the reference chamber 11th If the pressure in the reference chamber 11 is greater than in the measuring chamber 10 , the measuring plate 4 is supported on the wall of the measuring chamber bottom. Regardless of the exact lateral position of the measuring plate 4 relative to the measuring chamber 10 and the exact height profile of the floor, the measuring plate 4 is always supported directly on the bearing columns 12 and the deflection of the measuring plate 4 is therefore essentially only dependent on the pressure difference and the shape of the measuring plate 4 and the storage columns 12 determined.

Fig. 7 zeigt die Lagersäulen 12 auf der Meßplatte 4. Es ist aber auch möglich, die Lagersäulen 12 an anderen Positionen auf der Meßplatte 4 anzubringen. Insbesondere ist es möglich, auf beiden Seiten der Meßplatte 4 Lagersäulen anzubringen. Fig. 7 shows the support pillars 12 on the anvil 4. However, it is also possible to mount the bearing columns 12 at other positions on the measuring plate 4 . In particular, it is possible to mount 4 bearing columns on both sides of the measuring plate.

Wenn auf der Meßplatte 4 Lagersäulen 12 angebracht sind, hat dies den Vorteil, daß die Membran 3 nicht zwischen der Wand 9 und der Meßplatte 4 eingequetscht wird, wenn der Druck in der Referenzkammer 11 größer ist als in der Meßkammer 10. Dadurch wird die Membran 4 nicht so stark beansprucht und Beschädigungen der Membran 4 werden vermieden.If 4 bearing columns 12 are attached to the measuring plate, this has the advantage that the membrane 3 is not squeezed between the wall 9 and the measuring plate 4 if the pressure in the reference chamber 11 is greater than in the measuring chamber 10 . As a result, the membrane 4 is not stressed as much and damage to the membrane 4 is avoided.

Claims

1. Pressure sensor consisting of a measuring chamber which has two openings and a membrane to which a measuring plate is attached, the membrane sealing an opening of the measuring chamber and the other opening of the measuring chamber serving as the sensor connection, characterized in that

a) that a reference chamber ( 11 ) with opening ( 7 ) is located on the side of the membrane ( 3 ) facing away from the measuring chamber ( 10 ) and is tightly connected to the membrane ( 3 ),
b) that the membrane ( 3 ) is essentially limp and sags, so that the measuring plate ( 4 ) when a pressure difference is present either on the wall ( 8 ) of the reference chamber ( 11 ) or on the wall ( 9 ) of the measuring chamber ( 10 ) is supported at least with parts of its edge and
c) that on the measuring plate ( 4 ) strain gauges ( 5 ) are provided to determine the differential pressure between the measuring chamber ( 10 ) and the reference chamber ( 11 ) from the deformation of the measuring plate ( 4 ).

2. Pressure sensor according to claim 1, characterized in that the measuring chamber ( 10 ) and the reference chamber ( 11 ) at least in the area in which the measuring plate ( 4 ) with the wall ( 9 ) of the measuring chamber ( 10 ) or the wall ( 8 ) the reference chamber ( 11 ) can come into contact, are designed to be rotationally symmetrical.

3. Pressure sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the rotationally symmetrical configuration of the measuring chamber ( 10 ) and the reference chamber ( 11 ) at least in the area in which the measuring plate ( 4 ) with the wall ( 9 ) of the measuring chamber ( 10 ) or the wall ( 8 ) of the reference chamber ( 11 ) can come into contact, is spherical.

4. Pressure sensor according to one of claims 2 or 3, characterized in that the slope or the curvature of the wall ( 9 ) of the measuring chamber ( 10 ) has a different value than the slope or the curvature of the wall ( 8 ) of the reference chamber ( 11 ).

5. Pressure sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the membrane ( 3 ) is made of a plastic Herge.

6. Pressure sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the measuring chamber ( 10 ) or the reference chamber ( 11 ) forming housing parts ( 1 ), ( 2 ) is made of a plastic.

7. Pressure sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the membrane ( 3 ) extends only to the edge of the measuring plate ( 4 ) and leaves an area around the center of the measuring plate ( 4 ) uncovered.

8. Pressure sensor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the membrane ( 3 ) has been overstretched.

9. Pressure sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the measuring plate ( 4 ) has a substantially circular shape in supervision.

10. Pressure sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the contour of the measuring plate ( 4 ) deviates from the circular shape, whereby the characteristic curve of the pressure sensor is specifically changed.

11. Pressure sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the measuring plate ( 4 ) bulges ( 4 a) on which they on the wall ( 8 ) of the reference chamber ( 11 ) or the wall ( 9 ) of Measuring chamber ( 10 ) is supported.

12. Pressure sensor according to one of claims 1 to 8 or 11, characterized in that on the measuring plate ( 4 ) bearing structures Ren ( 12 ) are attached, on which they on the wall ( 8 ) of the reference chamber ( 11 ) or the wall ( 9 ) the measuring chamber ( 10 ) is supported.