DE3615193A1 - Druckaufnehmer - Google Patents
DruckaufnehmerInfo
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/14—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means involving the displacement of magnets, e.g. electromagnets
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Druckaufnehmer gemäß dem
Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Solche Druckaufnehmer sind bekannt (Prospekt KMK, Senso
ren und Meßwert-Verarbeitungssysteme für die Industrie).
Sie besitzen ein aus Edelstahl bestehendes metallisches
Gehäuse in Form eines mit einem Außengewinde und einem
Sechskant versehenen Einschraubbolzens, an dessen Vor
derseite die Membran des mit einem Fluid gefüllten Druck
raums angebracht ist, in welchem als Sensor der Drucksen
sorchip angeordnet ist. Dieser ist in dem abgeschlossenen
Druckraum mittels elektrisch über Glas isoliert hinein
geführter Anschlüsse an die im rückwärtigen (äußeren)
Teil des Drucksensors angeordnete Auswertschaltung ange
schlossen, wobei der Drucksensorchip auf einem Sockel
angeordnet ist, wodurch zur Füllung des Druckraums ver
gleichsweise viel Fluid erforderlich ist.
Abgesehen davon, daß schon die Herstellung der elektri
schen Glasisolation für die Anschlüsse aufwendig ist
und zu einem hohen Ausschuß der teueren Gehäuse aus Edel
stahl führt, gilt dies um so mehr für den die elektrische
Auswerteschaltung für den Drucksensor umfassenden Druck
aufnehmer, der im fertigen Zustand erst auf Funktions
tüchtigkeit geprüft wird. Hinzukommen die Arbeitsgänge,
daß der Druckraum evakuiert und danach mit dem Fluid
gefüllt wird. Daher sind die bekannten Druckaufneh
mer teuer herstellbar und insbesondere bei größeren Ge
nauigkeiten schwer justierbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach
justierbaren Druckaufnehmer gemäß dem Oberbegriff des
Hauptanspruchs mit ausreichender Genauigkeit, der auch
einfach herstellbar ist, vorzuschlagen. Diese Aufgabe
wird bei einem Druckaufnehmer gemäß dem Oberbegriff des
Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch dessen kennzeich
nende Merkmale gelöst. So wird durch die Anordnung der
zwei Hallelemente in Differentialschaltung, d.h. in Se
rienschaltung und Anordnung beiderseits, vorzugsweise
diametral bezüglich des Stabmagneten wird erreicht, daß
ein erhöhtes Ausgangssignal erhalten wird. Durch diese
Anordnung ist ferner sichergestellt, daß bei nicht kon
stantem Abstand des Stabmagneten zum Hallgenerator beim
Schwingen der Membran die Hallelemente unterschiedlich
hohe Spannungen abgeben, dieser mechanische Parallaxen
fehler also durch die Serienschaltung quasi kompensiert
wird. Die Hallelemente befinden sich hierbei vorzugswei
se in gleicher Höhe und das Stabelement symmetrisch zu
ihnen, so daß sich beim Ausrücken des Magneten aus die
ser Lage beim Schwingen der Trennmembran ein etwa linea
rer Ausgangsspannungsverlauf der Gesamtschaltung ergibt.
Im übrigen befindet sich im Druckraum Luft, so daß es
einer Füllung mit Fluid und des Evakuierens nicht bedarf.
In zweckmäßiger Ausgestaltung ist der Stabmagnet über
ein unmagnetisches Zwischenstück an der Membran ange
bracht und die Trägerplatte mit den Hallelementen in
den Druckaufnehmer einschraubbar. Infolge dieser Ein
schraubbarkeit vorzugsweise mit einem Feingewinde ist
ein einfacher und problemloser Abgleich des Nullpunktes
(Mittenlage des Stabmagneten bezüglich der beiden Hall
elemente) erzielbar.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er
findung sind in den Unteranprüchen gekennzeichnet.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend un
ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigt:
Fig. 1 einen Druckaufnehmer im schematischen Quer
schnitt und
Fig. 2 eine Draufsicht II-II gemäß Fig. 1 mit ab
genommener Membran.
Der insgesamt mit 5 bezeichnete Druckaufnehmer weist ein
metallisches Gehäuse 6 auf, mit einem abgeschlossenen
Druckraum 7, der mittels einer Membran 8 abgeschlossen
ist.
In dem Druckraum 7 ist eine insgesamt mit 9 bezeichnete
Trägerplatte vorgesehen, die auf ihrer der Membran 8
zugewandten Seite ein als Isolator ausgebildetes Träger
teil als Hohlzylinderabschnitt 17 aufweist, auf dessen
innerem Mantel zwei Hallelemente 10 so angeordnet sind,
daß deren aktive Ebenen parallel zur Schwingungsrich
tung 16 verlaufen und einander zugewandt sind. Die An
schlüsse 11 der Hallelemente 10 sind über eine Durch
führung 12 druckdicht und elektrisch isoliert hineinge
führt und an eine - nicht gezeigte - elektrische Auswert
schaltung anschließbar. Das metallische Gehäuse 6 ist
ferner mit einem innenliegenden Feingewinde 13 versehen,
in das die Trägerplatte 9, die mit einem entsprechenden
Außengewinde versehen ist, einschraubbar ist. An der Mem
bran 8 ist in dem Druckraum 7 etwa zentrisch über ein
unmagnetisches Zwischenstück 14 ein Stabmagnet 15 ange
ordnet, dessen beide Pole in linear in Schwingrichtung
16 der Membran 8 angeordnet sind. Ferner ist der Stab
magnet 15 symmetrisch bezüglich der beiden gleich hoch
angeordneten Hallelemente 10 und symmetrisch zu deren
horizontalen Mittelebene angeordnet. Der Stabmagnet 15
ist als senkrechter Kreiszylinder ausgebildet und die
beiden Hallelemente sind diametral einander gegenüber
liegend mit Spiel zum Mantel des Stabmagneten 15 ange
ordnet.
Die beiden Hallelemente 10 sind elektrisch hintereinan
der in Differentialschaltung angeordnet.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Trägerplatte 9 ge
mäß Ansicht II-II in Fig. 1. Schematisch mit 15 ist der
Stabmagnet bezeichnet. Mit Spiel zu diesem reichen die
beiden Hallelemente 10 auf der Trägerplatte 9.
Claims (15)
1. Druckaufnehmer mit einem metallischen Gehäuse, mit
einem abgeschlossenen Druckraum, mit einer diesen vom Aus
senbereich abtrennenden und dessen Druck aufnehmende Mem
bran, mit in dem Druckraum angeordneten, dem Druck ausge
setzte Sensoren und mit über in den Druckraum über eine
Durchführung, gegebenenfalls druckdicht und elektrisch
isoliert hineingeführten Anschlüssen, vorzugsweise aus Me
tall, die an eine elektrische Auswertschaltung anschließ
bar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Membran (8) ein im Druckraum (7) befindlicher
Stabmagnet (15) angeordnet ist, daß zumindest zwei Senso
ren (10) vorgesehen sind, daß jeder Sensor als Hallelement
(10) mit einer aktiven Ebene ausgebildet ist sowie mit
Spiel bis an den Stabmagnet (15) reicht und daß die zwei
Hallelemente (10) in Differentialschaltung hintereinander
angeordnet sind.
2. Druckaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pole des Stabmag
neten (15) linear in Schwingrichtung (16) der Membran
(8) hintereinander liegen, daß die beiden Hallelemente
bezüglich der Schwingrichtung (16) nebeneinander liegen
und daß die aktive Ebene dem Stabmagneten (15) zugewandt
ist sowie parallel zur Schwingrichtung (16) verläuft.
3. Druckaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß Hallelemen
te (10) bezüglich des Stabmagneten (15) diametral gegen
überliegen.
4. Druckaufnehmer nach Anspruch 1, 2 oder 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Stab
magnet (15) in etwa die Länge der Hallelemente (10) auf
weist.
5. Druckaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stabmagnet (15)
über ein unmagnetisches Zwischenstück (14) an der Mem
bran (8) angeordnet ist.
6. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Sensoren auf einer Trägerplatte angeordnet sind und die
se an ihrer der Membran (8) zugewandten Seite (9) ein die
Hallelemente (10) tragendes Trägerteil (17) aufweist.
7. Druckaufnehmer nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerteil (17)
als Hohlzylinderabschnitt ausgebildet ist und daß an
dessen innerem Mantel die Hallelemente angeordnet sind.
8. Druckaufnahmer nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerteil (17)
aus einem Isolator beispielsweise Epoxyd besteht und
aufgebrachte Leiterbahnen zum Anschluß der Hallelemente
(10) aufweist.
9. Druckaufnehmer nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerteil (17)
als kupferkaschiertes Epoxyd oder Glas mit aufgesinter
ter Metallisierung ausgebildet ist.
10. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Trägerplatte (9) mit den Hallelementen (10) in den Druck
aufnehmer (5) einschraubbar ist.
11. Druckaufnehmer nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (9)
über ein Feingewinde (13) einschraubbar ist.
12. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Hallelemente (10) beim Einschrauben etwa symmetrisch zu
den Polen des Stabmagneten (15) einjustierbar sind.
13. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Pole des Stabmagneten (15) linear in Schwingrichtung (16)
der Membran (8) hintereinander liegen, daß die beiden
Hallelemente bezüglich Schwingrichtung hintereinander
sowie neben dem Stabmagnet angeordnet sind und daß die
aktiven Ebenen senkrecht zur Schwingrichtung verlaufen und
einander nicht zugewandt sind.
14. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Pole des Stabmagneten (15) senkrecht zur Schwingrichtung
(16) angeordnet sind, daß die Hallelemente (10) in Ver
längerung des Stabmagneten auf dessen einer Seite sowie
in Schwingrichtunghintereinander angeordnet sind wobei
deren aktive Flächen in einer gemeinsamen Ebene liegen,
die parallel zur Schwingrichtung und senkrecht zur Er
streckung des Stabmagneten (15) verläuft.
15. Druckaufnehmer nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pole des Stabmag
neten (15) senkrecht zur Schwingrichtung (16) angeordnet
sind, daß die Hallelemente um 90° bezüglich der Erstrek
kung des Stabmagneten in der senkrecht zur Schwingrich
tung verlaufenden Ebene gedreht auf dessen einer Seite
sowie in Schwingrichtung hintereinander angeordnet sind,
wobei deren aktive Flächen in einer gemeinsamen Ebene
liegen, die parallel zur Schwingrichtung und senkrecht zur
Erstreckung des Stabmagneten (15) verläuft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863615193 DE3615193A1 (de) | 1986-05-05 | 1986-05-05 | Druckaufnehmer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863615193 DE3615193A1 (de) | 1986-05-05 | 1986-05-05 | Druckaufnehmer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3615193A1 true DE3615193A1 (de) | 1987-11-12 |
Family
ID=6300217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863615193 Withdrawn DE3615193A1 (de) | 1986-05-05 | 1986-05-05 | Druckaufnehmer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3615193A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1148326A2 (de) | 2000-04-17 | 2001-10-24 | WIKA ALEXANDER WIEGAND GmbH & CO. | Hall-Sensor-Druckmessgerät |
-
1986
- 1986-05-05 DE DE19863615193 patent/DE3615193A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1148326A2 (de) | 2000-04-17 | 2001-10-24 | WIKA ALEXANDER WIEGAND GmbH & CO. | Hall-Sensor-Druckmessgerät |
EP1148326A3 (de) * | 2000-04-17 | 2003-01-02 | WIKA ALEXANDER WIEGAND GmbH & CO. | Hall-Sensor-Druckmessgerät |
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