DE3717624A1 - Intelligenter drucksensor - Google Patents

Intelligenter drucksensor

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DE3717624A1
DE3717624A1 DE19873717624 DE3717624A DE3717624A1 DE 3717624 A1 DE3717624 A1 DE 3717624A1 DE 19873717624 DE19873717624 DE 19873717624 DE 3717624 A DE3717624 A DE 3717624A DE 3717624 A1 DE3717624 A1 DE 3717624A1
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Bernhard Engelke
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
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    • G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0002—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in ohmic resistance
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    • G01L9/04—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 by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges

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Description

Problemstellung
Die zur Zeit auf dem Markt erhältlichen Drucksensoren sind leider nur in der Lage, Druckunterschiede in der X-Y Achse festzustellen (zu messen) auch ist der aufwand an Elektronic sehr hoch um brauchbare Ergebnisse zu erzielen.
Lösungsmöglichkeit
Eine einfache Möglichkei der Lösung wurde schon in der Entwicklungsphase des Sensor angestrebt, da der zu entwickelnde Sensor in der Lage sein muß, Druckunterschiede aus verschiedenen Richtungen zu registrieren.
Betrachtet man die Oberfläche eines hochflexiblen Hohlzylinders unter dem Mikroskop, so kann man beobachten, daß sich das Oberflächengefüge unter Druck verändert, dieser physikalische Grundsatz ist in der folgenden Beschreibung zu berücksichtigen.
Beschichtet man die Oberfläche einer Hohlkugel streifenförmig mit Graphit, so läßt sich der Widerstand von jedem einzelnen Streifen ohne große Schwierigkeiten bestimmen, wird die so behandelte Hohlkugel einem Druck ausgesetzt, so ergeben sich ganz charakteristische Widerstandsänderungen, die proportional dem Druck entsprechen, diese lassen sich dann sehr einfach in elektrische Impulse umwandeln.
Da die Meßstreifen über der gesamten Oberfläche verteilt sind, läßt sich eine exakte Druckmessung durchführen, die in der Lage ist, die Druckrichtung zu bestimmen (X-Y-Z Achse).
Anwendungsbereiche
Katastrophenschutz, (rechtzeitige Warnung der Bevölkerung bei drohenden Überschwemmungen z. B. Schneeschmelze 1987) Bergbau, Druckmessungen jeglicher Art im Innern eines Körpers.

Claims (7)

1. Drucksensor zur Erfassung und Messung auftre­ tender Drücke bzw. Druckunterschiede, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drucksensor (10) einen Sensorkörper (12) umfaßt, dessen Oberfläche zumindest teilweise ge­ krümmt verläuft, und daß auf dem Sensorkörper (12) als veränderbare elektrische Widerstände ausgebildete Meß­ streifen (14) angeordnet sind.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensorkörper (12) durch eine Hohl­ kugel gebildet ist.
3. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Meßstreifen eine untere Trägerschicht (16) umfaßt, auf der zwei Kupferstreifen (22, 24) angeord­ net sind, deren äußeren Enden elektrische Anschlüsse (18, 20) besitzen, und deren inneren Enden im Abstand voneinander liegen.
4. Drucksensor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die inneren Enden der Kupferstreifen (22, 24) durch eine Graphitschicht (26) miteinander verbun­ den sind.
5. Drucksensor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Meß­ streifen (14) über seinen einen Anschluß (18) eine Gleichspannung (+) zugeführt ist.
6. Drucksensor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der andere Anschluß (20) jedes Meßstrei­ fens (14) mit einem Verstärker (28) verbunden ist, an dessen Ausgang (30) eine dem Widerstand der Graphit­ schicht (26) zugeordnete Spannung abgreifbar ist.
7. Drucksensor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die anderen Anschlüsse mit einem Multi­ plexer verbunden sind, deren Ausgang zu einem Verstär­ ker führt, an dessen Ausgang eine den Widerstand der Graphitschicht (26) zugeordnete Spannung abgreifbar ist.
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