DE202004020234U1 - Pressure and temperature sensor for measuring temperature and pressure comprises a signal processing electronic unit fixed to a pressure membrane - Google Patents

Pressure and temperature sensor for measuring temperature and pressure comprises a signal processing electronic unit fixed to a pressure membrane Download PDF

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Abstract

Pressure and temperature sensor comprises a signal processing electronic unit (2) fixed to a pressure membrane (1) of the sensor on the outer side of a measuring cell (3) so that influence of the pressure membrane does not occur. A connecting cable (4) is soldered to several conductors next to the signal processing electronic unit outside of the pressure membrane region.

Description

Druck- und Temperatursensor mit einer Druckmesszelle, einer Signalverarbeitungselektronik und einem Anschlussteil mit elektrischen Kontakten für die Weiterleitung der elektrischen Signale.Print- and temperature sensor with a pressure measuring cell, a signal processing electronics and a connection part with electrical contacts for the transmission of electrical Signals.

In der DE 197 35 892 A1 wird ein Drucksensor beschrieben, der aus einem Zuführungsteil für das Druckmedium mit einer Druckmesszelle und einem Anschlussteil mit einem zylindrischen Gehäuse beschrieben. Das Zuführungsteil, die Druckmesszelle und das Anschlussteil liegen in axialer Richtung hintereinander. Die Druckmesszelle ist dabei zwischen Zuführungsteil und Anschlussteil auf einem axial verlaufenden Steg angeordnet. Das Anschlussteil besitzt ein Gehäuse, welches auch teilweise das Zuführungsteil umschließt. Eine weitere den Stand der Technik bestimmende Lösung ist in der DE 20 2004 006 251 U1 beschrieben. Hier umgibt ein Gehäuse die Messzelle mit den darüber angeordneten Leiterplatten und den dazugehören elektrischen Verbindungsleitungen. Die Leiterplatten sind mittels Kontaktstiften miteinander verbunden.In the DE 197 35 892 A1 a pressure sensor will be described, which consists of a supply part for the pressure medium with a pressure measuring cell and a connection part with a cylindrical housing. The feed part, the pressure measuring cell and the connection part lie one behind the other in the axial direction. The pressure measuring cell is arranged between the supply part and the connection part on an axially extending web. The connecting part has a housing which also partially encloses the supply part. Another state of the art determining solution is in the DE 20 2004 006 251 U1 described. Here, a housing surrounds the measuring cell with the printed circuit boards arranged above and the associated electrical connection lines. The printed circuit boards are connected to one another by means of contact pins.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde einen kombinierten Druck- und Temperatursensor zu schaffen, der in Normalmaßausführung und in sehr kleiner Bauformausführung möglich ist und dessen Signalverarbeitungselektronik direkt auf der Messzelle aufliegt und dessen Anschlussteil für die Weiterleitung der elektrischen Signale mittels eines elektrischen Kabels ausgestaltet ist.Of the Invention is based on the problem of a combined pressure and To provide temperature sensor, which is possible in normal dimension and in a very small design version and its signal processing electronics directly on the measuring cell rests and its connection part for the transmission of electrical Signals is designed by means of an electric cable.

Die erfindungsgemäße Gestaltung des Druck- und Temperatursensors ermöglicht eine materialeinsparende Herstellung des Sensors in den verschiedensten Baugrößen. Es wird ein zusätzlicher Schaltungsträger eingespart, da der Verformungskörper die Funktion des Schaltungsträgers übernimmt. Hierdurch wird eine Kostenoptimierung erzielt.The inventive design The pressure and temperature sensor enables a material-saving Production of the sensor in various sizes. It an additional circuit carrier is saved, because of the deformation body the function of the circuit board takes over. As a result, a cost optimization is achieved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 aufgeführt. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 2 sind mehrere separate ASICs auf der Messzelle angeordnet. Hierdurch lassen sich komplizierte Signalverarbeitungen realisieren. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 kann mittels der Signalverarbeitungselektronik über das Anschlusskabel ein verstärktes, kompensiertes und kalibriertes Ausgangssignal für Druck und Temperatur übertragen werden. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 4 sind die Leiter des Anschlusskabels an ihrem Ende abgewinkelt. Diese Abwinkelung dient gleichzeitig als Lötstelle für das Anschlusskabel. Nach Anspruch 5 kann des freie Ende des Anschlusskabels gleich mit einem Steckerelement versehen sein, was eine standardgemäße elektrische Verbindung des Sensors mit weiteren Schaltungen, Geräten usw. ermöglicht. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 ist der Zwischenraum zwischen dem Kopf der Messzelle und dem ASIC nicht verfüllt, um Drucksignalverfälschungen zu verhindern. Zum Zweck des Feuchteschutzes ist dieser Zwischenraum nur mit einem Silikongel oder Schutzlack schleuderbeschichtet.advantageous Embodiments of the invention are listed in claims 2 to 6. at The development according to claim 2, a plurality of separate ASICs arranged the measuring cell. This allows complicated signal processing realize. In the development according to claim 3 can by means of the signal processing electronics via the connection cable reinforced, compensated and calibrated output signal for pressure and temperature transfer become. In the development according to claim 4, the head of Connecting cable angled at its end. This bend serves simultaneously as a solder joint for the Connecting cable. According to claim 5, the free end of the connecting cable be provided with a male member, which is a standard electrical connection the sensor with other circuits, devices, etc. allows. In the development according to claim 6, the gap between the head of the measuring cell and the ASIC are not filled to Drucksignalverfälschungen to prevent. For the purpose of moisture protection is this gap only spin-coated with a silicone gel or protective varnish.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

1 die Draufsicht auf den Druck- und Temperatursensor, 1 the top view of the pressure and temperature sensor,

2 die Seitenansicht des Sensors und 2 the side view of the sensor and

3 den Schnitt in der Ebene B-B durch den Druck- und Temperatursensor. 3 the section in the plane BB through the pressure and temperature sensor.

Auf der Druckmembran 1 des Sensors ist die Signalverarbeitungselektronik (ASIC) 2 auf der Außenseite der Messzelle 3 so aufgesetzt und befestigt, dass keine Beeinflussung der Beweglichkeit der Druckmembran 1 eintritt. Zwischen der ASIC 2 und der Druckmembran 1 ist ein ausreichender Abstand vorgesehen, damit die Druckmembran nicht durch die ASIC 2 behindert wird. Mittels der Signalverarbeitungselektronik 2 wird über ein Anschlusskabel 4 ein verstärktes, kompensiertes und kalibriertes Ausgangssignal für Druck und Temperatur übertragen. Neben der ASIC 2, aber außerhalb des Druckmembranbereichs ist das Anschlusskabel 4 mit mehreren Leitern angelötet. Dazu sind die Leiter des Anschlusskabels 4 am Ende abgewinkelt und stellen somit gleichzeitig die Lötstelle 5 dar. Vorteilhaft ist am freien Ende des Anschlusskabels 4 ein Steckerelement vorgesehen.On the pressure membrane 1 of the sensor is the signal processing electronics (ASIC) 2 on the outside of the measuring cell 3 so fitted and attached, that no influence on the mobility of the pressure membrane 1 entry. Between the ASIC 2 and the pressure membrane 1 a sufficient distance is provided so that the pressure membrane does not pass through the ASIC 2 is hampered. By means of the signal processing electronics 2 is via a connection cable 4 transmit an amplified, compensated and calibrated output signal for pressure and temperature. In addition to the ASIC 2 but outside the pressure membrane area is the connection cable 4 soldered with several conductors. These are the conductors of the connection cable 4 angled at the end and thus simultaneously provide the solder joint 5 It is advantageous at the free end of the connection cable 4 provided a plug element.

Es können auch mehrere ASICs 2 auf der Messzelle 1 angeordnet sein.There can also be several ASICs 2 on the measuring cell 1 be arranged.

Um keine Drucksignalverfälschungen zu erhalten, ist der Zwischenraum zwischen dem Kopf der Messzelle 1 und dem ASIC 2 nicht mit einem Schutzmittel verfüllt. Als Feuchteschutz ist dieser Zwischenraum mit einem Schutzlack oder Silikogel schleuderbeschichtet.In order to avoid pressure signal distortions, the gap between the head of the measuring cell is 1 and the ASIC 2 not filled with a protective agent. As moisture protection, this gap is spin-coated with a protective varnish or silica gel.

Claims (6)

Druck- und Temperatursensor mit einer Druckmesszelle, einer Signalverarbeitungselektronik und einem Anschlussteil mit elektrischen Kontakten, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Druckmembran (1) des Sensors die Signalverarbeitungselektronik (ASIC) (2) auf der Außenseite der Messzelle (3) so aufgesetzt und befestigt ist, dass keine Beeinflussung der Beweglichkeit der Druckmembran (1) eintritt und dass neben der ASIC (2) außerhalb des Druckmembranbereiches ein Anschlusskabel (4) mit mehreren Leitern angelötet ist.Pressure and temperature sensor with a pressure measuring cell, a signal processing electronics and a connection part with electrical contacts, characterized in that on the pressure membrane ( 1 ) of the sensor, the signal processing electronics (ASIC) ( 2 ) on the outside of the measuring cell ( 3 ) is mounted and fixed so that no influence on the mobility of the pressure membrane ( 1 ) and that in addition to the ASIC ( 2 ) outside the pressure membrane area a connection cable ( 4 ) with meh soldered to other conductors. Druck- und Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere separate ASICs (2) auf der Messzelle (3) aufgesetzt sind.Pressure and temperature sensor according to claim 1, characterized in that several separate ASICs ( 2 ) on the measuring cell ( 3 ) are attached. Druck- und Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Signalverarbeitungselektronik (2) über das Anschlusskabel (4) ein verstärktes, kompensiertes und kalibriertes Ausgangssignal für Druck und Temperatur übertragbar ist.Pressure and temperature sensor according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the signal processing electronics ( 2 ) via the connection cable ( 4 ) an amplified, compensated and calibrated output signal for pressure and temperature is transferable. Druck- und Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter des Anschlusskabels (4) an ihrem Ende abgewinkelt sind und diese Abwinkelung als Lötstelle (5) dient.Pressure and temperature sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the conductors of the connection cable ( 4 ) are angled at their end and this bend as a solder joint ( 5 ) serves. Druck- und Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Anschlusskabels (4) mit einem Steckerelement verbunden ist.Pressure and temperature sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the free end of the connecting cable ( 4 ) is connected to a plug element. Druck- und Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf der Messzelle (1) und das ASIC (2) einen Feuchtigkeitsschutz in Form einer Schleuderbeschichtung mit einem Schutzlack oder Silikongel besitzt, ohne dass der Zwischenraum zwischen Messzelle (1) und dem ASIC (2) verfüllt ist.Pressure and temperature sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the head of the measuring cell ( 1 ) and the ASIC ( 2 ) has a moisture protection in the form of a spin coating with a protective varnish or silicone gel, without the space between the measuring cell ( 1 ) and the ASIC ( 2 ) is filled.
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