DE3804483A1 - PRESSURE GAUGE WITH PIEZOMETER STRIP - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, die Dehnungsmeß streifen verwenden, die auf ein verformbares Substrat aufgebracht sind, um elektrische Signale zu erhalten, die für die Verformung des Substrat repräsentativ sind. Inbesondere betrifft die Erfindung die Realisierung eines Druckmeßwertaufnehmers mit Piezomeßstreifen.The invention relates to devices that strain gauge Use strips on a deformable substrate are applied to receive electrical signals which are representative of the deformation of the substrate. In particular, the invention relates to the implementation of a Pressure sensor with piezo measuring strips.
Die piezoresistiven Eigenschaften von Widerstandstinten sind in dem Artikel von Yu. A. Gusev "Filmdehnungswiderstand für Temperaturen bis zu 1000°C", erschienen in der Zeitschrift Khar′Kov Aviatic Institut, Band 2, März/April 1976 beschrieben. Man findet sie ebenfalls in dem Artikel von Holmes "Änderungen der Dickfilm-Widerstandswerte aufgrund von Substratbiegungen", Band 12 der Zeitschrift "Microelectronics and Reliability", 1973, der den Einfluß von mechanischen Beanspruchungen auf den Wert von Widerständen bei mikroelektronischen Dickfilmen beschreibt. Der Autor schlägt ein Dehnungsmeßgerät mit Widerständen aus Dickfilmen auf Keramiksubstraten vor, um den Eichfaktor dieser Wider stände zu messen, der sich gemäß den verwendeten Tinten in der Größenordnung von 11 befindet.The piezoresistive properties of resistance inks are in the article by Yu. A. Gusev "Film Expansion Resistance for temperatures up to 1000 ° C ", published in the Khar′Kov Aviatic Institute magazine, Volume 2, March / April Described in 1976. You can also find them in the article von Holmes "Changes in thick film resistance values due to substrate bending ", Volume 12 of the magazine "Microelectronics and Reliability", 1973, the influence of mechanical stresses on the value of resistors describes in microelectronic thick films. The author strikes a strain gauge with resistors made of thick films on ceramic substrates to counter the calibration factor of this levels measured in accordance with the inks used is on the order of 11.
Ferner schlägt die FR-PS 70 25 084 die Anwendung dieser Kenntnisse auf eine Druckmeßvorrichtung vor, deren Dehnungs messer aus Dickfilm mit einem Siebdruckverfahren auf das Substrat aufgebracht werden.Furthermore, FR-PS 70 25 084 proposes the application of this Knowledge of a pressure measuring device, its strain knife made of thick film with a screen printing process on the Substrate are applied.
In der Tat werden die Meßstreifen auf eine Siebdruckschablone gezeichnet, die dann auf das Substrat aufgebracht wird, bevor sie mit einer Widerstandstinte imprägniert wird. Die Maschen dieser Gewebeschablone aus rostfreien Stahlfäden ermöglichen es weder, klare und regelmäßige Konturen noch eine absolut konstante Auftragsdicke zu erhalten, was eine Streuung der elektrischen und piezoelektrischen Eigenschaften der so erhaltenen Dehnungsmeßstreifen mit sich bringt.In fact, the measuring strips are on a screen printing stencil drawn, which is then applied to the substrate before it is impregnated with a resistance ink. The stitches enable this fabric template made of stainless steel threads it neither, clear and regular contours nor an absolute to get constant coating thickness, which is a spread of electrical and piezoelectric properties of the sun strain gauge obtained with it.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, die die Verwendung von solchen Meßstreifen für die Realisierung von Druckmeßwertaufnehmern nahezu unmöglich machen, welche ausreichend genau sein müssen für ihre Anwendung auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt.The aim of the invention is to avoid these disadvantages the use of such measuring strips for the realization of pressure transducers make it almost impossible which must be sufficiently precise for their application on the Aerospace field.
Aus diesem Grunde betrifft die Erfindung einen Druckmeßwert aufnehmer mit aufgebrachten Piezomeßstreifen und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstreifen mit Widerstandstinten hergestellt sind, die direkt auf ein Substrat aufgebracht sind, und zwar durch direktes Schreiben mit einem Tintenstrahl.For this reason, the invention relates to a pressure measurement transducer with applied piezo measuring strips and is thereby characterized in that the measuring strips with resistance inks are produced, which are applied directly to a substrate by writing directly with an inkjet.
Der erfindungsgemäße Meßwertaufnehmer ermöglicht es, absolute oder Differenzdrücke ohne Unterschied zu messen, beispielsweise in dem Falle, wo man zwei Hohlräume vorsieht, die durch das als Membran dienende Substrat voneinander getrennt sind, welches einem resultierenden Druck ausgesetzt wird, der gleich der Differenz der Drücke ist, die in den beiden Hohl räumen herrschen. Wenn einer der Hohlräume hermetisch abge schlossen und unter Vakuum abgedichtet ist, so mißt der Aufnehmer dann den absoluten Druck, der in dem anderen Hohl raum herrscht.The transducer according to the invention enables absolute or to measure differential pressures without difference, for example in the case where two cavities are provided which are separated by the substrate serving as a membrane are separated from one another, which is subjected to a resulting pressure which is equal to the difference in pressures in the two cavities to prevail. If one of the cavities hermetically sealed off closed and sealed under vacuum, so he measures The sensor then measures the absolute pressure in the other cavity space prevails.
Die in der Membran bzw. dem Substrat hervorgerufenen Dehnungen oder Belastungen beruhen im wesentlichen auf ihrer bzw. seiner Biegung, zumindest für Membrandicken, die bezüglich seiner Oberfläche ausreichend groß sind. Die Verteilung dieser Belastungen ist so, daß einer Kompressionsbeanspruchung am Umfang des verformbaren Elementes, auf derselben Fläche, eine Dehnungsbeanspruchung im Zentrum des Elementes entspricht. Diese Differenz im Sinne der Änderung der Beanspruchungen oder Spannungen und damit der Dehnungen ermöglicht es, mit Hilfe der Piezomeßstreifen eine Wheatstone-Brückenschaltung zu realisieren, in der man in zwei gegenüberliegenden Zweigen die Meßstreifen anbringt, die gleichen Belastungen unterliegen.The strains caused in the membrane or the substrate or burdens are essentially based on his or her Bend, at least for membrane thicknesses related to its Surface are sufficiently large. The distribution of this Loads is such that a compression load on Circumference of the deformable element, on the same surface, one Strain stress in the center of the element corresponds. This difference in terms of changing the stresses or Tensions and thus the strains makes it possible with the help the piezometer strip connects a Wheatstone bridge circuit realize in one in two opposite branches attaches the measuring strips, are subject to the same loads.
Zur Realisierung der Brücke aus Meßstreifen verwendet man piezoresistive Widerstände, deren Eichfaktor oder Dehnungs empfindlichkeit für Dehnungen parallel und senkrecht zur Stromrichtung positiv ist.To realize the bridge from measuring strips one uses piezoresistive resistors, their calibration factor or strain sensitivity to strains parallel and perpendicular to Current direction is positive.
Solche Meßstreifen werden hergestellt mit Hilfe von leitenden Zusammensetzungen auf der Basis von leitendem Oxid, gemischt mit einer Glasmatrix. Diese Zusammensetzung ergibt eine Form von Tinte, deren Viskosität durch den Zusatz von verschiedenen Lösungsmitteln veränderbar ist, so daß es möglich ist, sie für ein Verfahren des direkten Auftrags anzupassen und für den Tintenstrahl ausreichend feine Kapillar-Röhrchen zu verwenden, um eine sehr präzise Zeichnung der Meßstreifen zu erhalten.Such measuring strips are made with the help of conductive Conductive oxide-based compositions mixed with a glass matrix. This composition gives a shape of ink, the viscosity of which by the addition of various Solvents is changeable so that it is possible to use them for to adapt a procedure of direct order and for the Inkjet to use sufficiently fine capillary tubes, to get a very precise drawing of the measuring strips.
Die Meßstreifen werden hergestellt, indem man eine feine Schicht der gewünschten Tinten aufträgt. Der Vorgang des Auftragens, der die Technik des direkten Zeichnens verwendet, ermöglicht es, ausgehend von einer bestimmten Geometrie, das entsprechende Muster auf der Membran zu erhalten, ohne auf irgendwelche Maskierungsverfahren zurückzugreifen. Dabei sind mehrere Durchgänge erforderlich, um eine Brücke von Meßstreifen auszubilden. In der Tat muß man zunächst eine Tinte vom leitenden Typ aufbringen, um die Leiter auszubilden, und dann eine Tinte, deren Zusammensetzung den piezoresistiven Wider ständen entspricht, die auf die vorher aufgetragenen Leiter aufgebracht werden. Das verwendete Verfahren ermöglicht es, eine große Vielfalt von Geometrien auszubilden, indem man einfach die Bahn der für den Auftrag vorgesehenen Kapillar- Röhrchen modifiziert, wobei die Programmierung ausgehend von der Darstellung der Struktur des Aufnehmers erfolgt.The measuring strips are made by using a fine Layer of the desired inks. The process of Plotting using the direct drawing technique allows, based on a certain geometry, the to get appropriate patterns on the membrane without on to resort to any masking procedures. Are Multiple passes required to bridge measurement strips to train. In fact, you first have to get an ink from apply conductive type to form the conductors, and then an ink, the composition of which is piezoresistive stands corresponds to that on the previously applied ladder be applied. The procedure used enables to train a wide variety of geometries by simply the path of the capillary intended for the order Modified tubes, the programming starting from the structure of the transducer is shown.
Nach jedem Auftrag von Tinte erfolgt ein Trocknungsschritt, der es ermöglicht, die Lösungsmittel zu eliminieren, die in der Zusammensetzung enthalten sind, und eine Verbindung zwischen den Teilchen des Oxidleiters und der Glasmatrix auszubilden. Dieser Verfahrensschritt bei hoher Temperatur ermöglicht es, eine ausgezeichnete Stabilität der Widerstände zu erhalten.After each application of ink there is a drying step which makes it possible to eliminate the solvents used in of the composition are included, and a compound between the particles of the oxide conductor and the glass matrix to train. This process step at high temperature allows excellent resistance of the resistors to obtain.
Nach Beendigung des Auftrags der Meßstreifen der Meßbrücke kann man mit dem gleichen Verfahren eine Glasschicht auf die Anordnung der Membran aufbringen, indem man eine spezielle Tinte oder Paste auf Glasbasis verwendet.After completion of the order the measuring strips of the measuring bridge you can use the same procedure to apply a layer of glass to the Apply the membrane arrangement by using a special Ink or glass-based paste used.
Diese Glasschicht wird verwendet, um einerseits als Einfassung der Membran des Arbeitsschritt des Ausgießens durchzuführen, der die Hohlräume schafft, und andererseits, um nach dem Ausgießen die hermetische Abdichtung der Hohlräume zu ver bessern. In der Tat können die Materialien, welche die Membran bilden, eine gewisse Porosität aufweisen, die mit dieser Schicht gehemmt wird. Das so aufgebrachte Glas spielt außerdem die Rolle einer Schutzschicht für die aufgebrachten Meßstreifen, so daß Verunreinigungen vermieden werden, sowohl während des Vorganges des Ausgießens als auch gegenüber Fluiden, denen die Membran während des Betriebes des Aufnehmers ausgesetzt ist. This layer of glass is used on the one hand as an edging to carry out the membrane of the pouring step, which creates the cavities and on the other hand to Pour the hermetic seal of the cavities to ver improve. In fact, the materials that make up the membrane form, have a certain porosity with this Layer is inhibited. The glass so applied also plays the role of a protective layer for the applied measuring strips, so that contamination is avoided, both during the Process of pouring out as well as against fluids, which the Membrane is exposed during the operation of the transducer.
Ein derartiges Herstellungsverfahren ist anwendbar auf Keramikmembranen, insbesondere vom Aluminiumoxidtyp, der gute mechanische Eigenschaften besitzt, aber es kommen auch andere Arten von Substrat in Betracht, beispielsweise Glas, Siliziumoxid oder emaillierte Metalle, in Abhängigkeit von den vorgesehenen Anwendungsfällen.Such a manufacturing method is applicable to Ceramic membranes, in particular of the alumina type, the has good mechanical properties, but it also comes other types of substrate, for example glass, Silicon oxide or enamelled metals, depending on the intended use cases.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die Art der Herstellung von zwei Paaren von Meßstreifen, die elektrisch in einer symmetrischen Wheatstone-Brückenschaltung verbunden sein können. Nachdem auf die Membran vier Paare von Leitungs elementen aufgebracht worden sind, wobei zwei Paare für jeden der zwei Orte vorgesehen sind, die für die Paare von Meßstreifen vorgesehen sind, bringt man zu diesem Zweck bei jeder Gruppe von zwei Leitungspaaren ein Piezoelement an, das in Abhängigkeit von den gewünschten Widerstandswerten geeicht ist, so daß es gleichzeitig mit jedem der vier Leiter in elektrischem Kontakt steht. Anschließend teilt man jedes Element durch Gravur oder Ätzung in zwei Meßstreifen, die im wesentlichen identisch und elektrisch voneinander isoliert sind.Another feature of the invention relates to the type of Production of two pairs of measuring strips that are electrical connected in a symmetrical Wheatstone bridge circuit could be. After four pairs of conduit on the membrane elements have been applied, with two pairs for each the two locations are provided for the pairs of measuring strips are provided for this purpose in each group of two wire pairs to a piezo element that depends is calibrated from the desired resistance values so that it simultaneously in electrical contact with each of the four conductors stands. Then you divide each element by engraving or Etching in two measuring strips that are essentially identical and are electrically isolated from each other.
Die Gravur, die mit einem Schleifpulverstrahl oder mit einem Laserstrahl durchgeführt werden kann, läßt sich während des Verfahrens steuern, und zwar unter der Kontrolle der Wider standswerte zwischen den vier Leitern, um den Durchgang bzw. die Bahn der Graviervorrichtung auszurichten und auf diese Weise die Werte der beiden Widerstände zu überwachen, die, ausgehend von jedem Element erhalten werden.The engraving made with a grinding powder jet or with a Laser beam can be carried out during the Control the process, under the control of the contra between the four conductors to determine the passage or align and engrave the path of the engraver Way to monitor the values of the two resistors that, can be obtained from each element.
Die beiden Widerstände, die mit einem solchen Verfahren er halten werden, haben ganz ähnliche elektrische und piezo resistive Eigenschaften, da sie aus einem einzigen Element erhalten worden sind. Dies ist besonders wichtig, um Temperatur abweichungen der Wheatstone-Brückenschaltung zu begrenzen, die auf Unterschieden zwischen den Driftkoeffizienten der Widerstände beruhen, welche die Brücke bilden. Man hat fest gestellt, daß Widerstände, deren Werte bei einer vorgegebenen Temperatur sehr dicht beeinander lagen, auch ganz ähnliche Temperaturwertabweichungen zeigten. Wenn somit die Widerstände der Brücke so ausgebildet sind, daß die Unsymmetrie am Ausgang weniger als ein Prozent der Versorgungsspannung ausmacht, so kann die Drift- oder Meßabweichung der Brücke kleiner als 1 µV/V/°C sein, was zu einer Stabilität der Meßzelle von 200 ppm/°C ohne jegliche Kompensation führt.The two resistors that come with such a procedure will have very similar electrical and piezo resistive properties as they consist of a single element have been obtained. This is particularly important to temperature limit deviations of the Wheatstone bridge circuit, based on differences between the drift coefficients of the Resistors are formed that form the bridge. You got stuck posed that resistors whose values at a given Temperature were very close to each other, also very similar Temperature deviations showed. So if the resistors the bridge are designed so that the asymmetry at the output accounts for less than one percent of the supply voltage, the drift or measurement deviation of the bridge can be smaller than 1 µV / V / ° C, which leads to a stability of the measuring cell of 200 ppm / ° C without any compensation.
Die Position der Meßstreifen bezüglich der Einspannung der Membran ist dank dieses Verfahrens ebenfalls sehr genau.The position of the measuring strips with respect to the clamping of the Thanks to this process, membrane is also very precise.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungs beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention is set out below, also with respect to others Features and advantages, based on the description of execution examples and with reference to the accompanying drawing explained in more detail. The drawing shows in
Fig. 1 eine Schnittansicht des Druckmeßwertaufnehmers; Figure 1 is a sectional view of the pressure transducer.
Fig. 2 eine Draufsicht des Aufnehmers gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows a top view of the sensor according to FIG. 1;
Fig. 3 und 4 Piezoelemente des Druckmeßwertaufnehmers gemäß Fig. 1 vor und nach der Gravur; und in FIGS. 3 and 4 of the piezoelectric elements Druckmeßwertaufnehmers of Figure 1 before and after the engraving. and in
Fig. 5 eine Teilschnittansicht eines Piezoelementes des Druckmeßwertaufnehmers gemäß Fig. 1 während der Herstellung durch direktes Auftragen eines Tintenstrahls. Fig. 5 is a partial sectional view of a piezoelectric element of the Druckmeßwertaufnehmers of FIG. 1 during manufacturing by direct application of an ink jet.
Wie aus den Figuren der Zeichnung ersichtlich, weist der Druckmeßwertaufnehmer ein Substrat 1 auf, beispielsweise aus Keramik, das sandwichartig zwischen zwei kreisförmigen Schalen 2 aufgenommen ist, die ebenfalls aus Keramik bestehen und mit dem Substrat mittels einer speziellen Tinte auf Glasbasis vergossen sind, die vorher auf die kreisförmigen Einspann zonen aufgebracht worden ist, welche strichliert in Fig. 2 eingetragen und die mit 21 bezeichnet sind. As can be seen from the figures of the drawing, the pressure transducer has a substrate 1 , for example made of ceramic, which is sandwiched between two circular shells 2 , which are also made of ceramic and are cast with the substrate by means of a special glass-based ink, which previously has been applied to the circular clamping zones, which are shown in broken lines in Fig. 2 and which are designated by 21 .
Die Schalen 2 haben eine geeignete Form, um zwei verschiedene Hohlräume 3 und 4 zu beiden Seiten des Substrats 1 zu bilden.The shells 2 have a suitable shape in order to form two different cavities 3 and 4 on both sides of the substrate 1 .
Zwei Rohre oder Leitungen 5 und 7, die in jede der Schalen 2 eingegossen sind, ermöglichen es, daß die Hohlräume 3 bzw. 4 mit Drücken P 1 und P 2 beaufschlagt werden, wenn es sich um einen Druckmeßwertaufnehmer für Differenzdrücke handelt. Das Substrat 1 spielt die Rolle einer deformierbaren Membran, und die beiden Paare von Piezomeßstreifen R 1 und R 4 einerseits sowie R 2 und R 3 andererseits sind auf das Substrat 1 aufge bracht, um über die elektrischen Leiter 7, mit denen die Piezomeßstreifen R 1, R 2, R 3 und R 4 in Kontakt sind, elektrische Signale zu erhalten, welche Verformungen des Substrats 1 repräsentieren. Hierbei ist beispielsweise das Paar R 2, R 3 im Zentrum der Zone angeordnet, welche die Rolle der kreisförmigen Membran spielt, und das andere Paar R 1, R 4 ist in der Nähe der Einspannzone 21 angeordnet, so wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.Two pipes or lines 5 and 7 , which are cast into each of the shells 2 , make it possible for the cavities 3 and 4, respectively, to be subjected to pressures P 1 and P 2 , if it is a pressure transducer for differential pressures. The substrate 1 plays the role of a deformable membrane, and the two pairs of piezometric strips R 1 and R 4 on the one hand and R 2 and R 3 on the other are brought up to the substrate 1 to the electrical conductors 7 with which the piezometric strips R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are in contact to receive electrical signals which represent deformations of the substrate 1 . Here, for example, the pair R 2 , R 3 is arranged in the center of the zone which plays the role of the circular membrane, and the other pair R 1 , R 4 is arranged in the vicinity of the clamping zone 21 , as shown in FIG. 1 and 2 is shown.
Die elektrischen Leiter 7 werden vorher aus leitfähiger Tinte ausgebildet und münden alle an demselben Rand 11 des Substrats 1, um das Anbringen der elektrischen Anschlüsse zu erleichtern.The electrical conductors 7 are previously formed from conductive ink and all open at the same edge 11 of the substrate 1 in order to facilitate the attachment of the electrical connections.
Nachstehend wird, unter Bezugnahme auf Fig. 5, das Verfahren zur Herstellung der Meßstreifen R 1, R 2, R 3 und R 4 sowie der Leiter 7 und der Tintenschichten auf Glasbasis beschrieben. Dieses Verfahren ist ein Verfahren des direkten "Zeichnens" oder Auftragens mit einem Tintenstrahl. Dieser Tintenstrahl 30 wird am Ausgang eines Kapillar-Röhrchens 31 erzeugt, das eine Düse bildet und an einen Tintenbehälter angeschlossen ist, der unter erhöhtem Druck P e steht, wobei der Behälter in Fig. 5 nicht dargestellt ist.The process for producing the measuring strips R 1 , R 2 , R 3 and R 4, as well as the conductor 7 and the glass-based ink layers, will be described below with reference to FIG. 5. This process is a process of direct "drawing" or ink jet application. This ink jet 30 is generated at the outlet of a capillary tube 31 , which forms a nozzle and is connected to an ink container which is under increased pressure P e , the container not being shown in FIG. 5.
In Fig. 5 ist das Röhrchen 31 teilweise dargestellt, wobei sein Ende in einem Abstand D vom Substrat 1 angeordnet ist. Das Röhrchen 31 ist hier senkrecht zur Oberfläche des Substrats 1 angeordnet, auf das die Tinte aufgetragen werden soll. Sobald der Tintenstrahl 30 unter der Wirkung des Druckes P e ausgebildet wird, wird das Substrat 1 angetrieben, um sich relativ zu dem Röhrchen 31 zu verschieben, und zwar mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit V, damit ein Band oder Streifen 32 geeigneter Breite und Dicke aufgetragen wird.The tube 31 is partially shown in FIG. 5, its end being arranged at a distance D from the substrate 1 . The tube 31 is here arranged perpendicular to the surface of the substrate 1 to which the ink is to be applied. Once the ink jet 30 is formed under the action of the pressure P e , the substrate 1 is driven to move relative to the tube 31 at a predetermined speed V so that a tape or strip 32 of suitable width and thickness is applied .
Wenn man beispielsweise eine Tinte verwendet, deren Viskosität 250 Zentipoise beträgt, so wird ein Kapillar-Röhrchen 31, dessen Innendurchmesser 100 µm beträgt, in einem Abstand D von 500 µm oder weniger angeordnet, und die relative Vorschub geschwindigkeit V beträgt 5 cm/s. Damit wird ein Streifen 32 aufgebracht, dessen Dicke ungefähr gleich dem Wert 10 µm ist und dessen Breite ungefähr gleich dem Wert 125 µm ist. Die Differenz zwischen der Breite des Streifens 32 und dem Durchmesser des Strahls 30 hängt mehr von den Kräften der Oberflächenspannung ab, die ins Spiel kommen, sobald die Tinte in Kontakt mit dem Substrat 1 steht, als von einer Aufweitung des Strahles 30, ausgehend von dem Kapillar-Röhrchen 31.For example, if an ink is used whose viscosity is 250 centipoise, a capillary tube 31 , the inside diameter of which is 100 μm, is arranged at a distance D of 500 μm or less, and the relative feed speed V is 5 cm / s. A strip 32 is thus applied, the thickness of which is approximately equal to the value 10 μm and the width of which is approximately equal to the value 125 μm. The difference between the width of the strip 32 and the diameter of the jet 30 depends more on the surface tension forces that come into play once the ink is in contact with the substrate 1 than on an expansion of the jet 30 from that Capillary tubes 31 .
Der Austrittsdruck Pe der Tinte aus dem Behälter wird mit Hilfe eines Druckgases, beispielsweise Luft oder Stickstoff erhalten, wobei das Druckgas unter einem Druck zwischen etwa 1 bar und 10 bar steht. Die Unterbrechung des Tintenstrahles 30 wird schlagartig erzielt, indem man den Tintenbehälter mit Unterdruck oder Vakuum beaufschlagt.The outlet pressure Pe of the ink from the container is obtained with the aid of a compressed gas, for example air or nitrogen, the compressed gas being at a pressure between approximately 1 bar and 10 bar. The interruption of the ink jet 30 is suddenly achieved by applying a vacuum or vacuum to the ink container.
Mit den Röhrchen, deren Durchmesser zwischen etwa 60 µm und etwa 300 µm liegt und einem System der relativen Positionierung des Substrats 1 bezüglich des Röhrchens 31, dessen Genauigkeit in der Größenordnung von 1 µm liegt, kann man mit großer Geschwindigkeit Meßstreifen aufbringen, deren Präzision der Konturen in der Größenordnung von 5 µm liegt.With the tubes, whose diameter is between about 60 microns and about 300 microns and a system of relative positioning of the substrate 1 with respect to the tube 31 , the accuracy of which is on the order of 1 micron, you can apply measuring strips at high speed, the precision of which Contours in the order of 5 microns.
Mit einer derartigen Genauigkeit werden die Arbeitsgänge der Ausbesserung und der erforderlichen Regulierung mit den herkömmlichen Verfahren vermieden. With such accuracy, the operations the repair and the necessary regulation with the avoided conventional methods.
Gemäß der Erfindung ist zur Herstellung von jedem der Paare von Meßstreifen R 1, R 4 und R 2, R 3 ein einziges Element, das in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen R o bezeichnet ist und hier in Form eines im wesentlichen viereckigen Blockes ausgebildet ist, aufgebracht, wobei es vier vorher aufgebrachte Leiter 7 überdeckt. Dieses Element wird anschließend graviert, bei spielsweise mit einem Schleifpulverstrahl oder mit einem Laserstrahl, um beispielsweise das Paar von Widerstands bzw. Dehnungsmeßstreifen R 1 und R 4 zu erhalten, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.According to the invention, for the production of each of the pairs of measuring strips R 1 , R 4 and R 2 , R 3 is a single element, which is denoted by the reference symbol R o in FIG. 3 and here is in the form of an essentially square block , applied, covering four previously applied conductors 7 . This element is then engraved, for example with a grinding powder jet or with a laser beam, in order to obtain, for example, the pair of resistance or strain gauges R 1 and R 4 , as shown in FIG. 4.
Bei einem Differenzdruckmeßwertaufnehmer werden die beiden Seiten des Substrats unter Druck stehenden Fluiden ausgesetzt, die korrodierend sein können, wobei die Widerstände dann geschützt werden, indem man auf die beiden Seiten des Substrats das Material der Glasschicht zum Vergießen aufbringt, anstatt sich diesbezüglich auf die Zone 21 für jede Seite zu beschränken. Außerdem verbessert diese Schutzschicht die Stabilität der Widerstands- oder Dehnungsmeßstreifen eines derartigen Auf nehmers.In a differential pressure transducer, the two sides of the substrate are exposed to pressurized fluids, which can be corrosive, and the resistances are then protected by applying the material of the glass layer for potting to the two sides of the substrate, rather than the zone 21 restrict for each side. In addition, this protective layer improves the stability of the resistance or strain gauges of such a subscriber.
Die Erfindung eignet sich besonders gut für die Realisierung von zuverlässigen Druckmeßwertaufnehmern hoher Präzision und ermöglicht ihre Verwendung insbesondere auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt.The invention is particularly well suited for implementation of reliable, high-precision pressure transducers enables their use particularly in the field of Aerospace.
Claims (9)
- - Auftragen von elektrischen Leitern in einem gewünschten Leitungsmuster auf ein Substrat, welches eine verformbare Membran zur Druckmessung bildet,
- - Herstellen von Piezomeßstreifen auf den entsprechenden Bereichen des Leitungsmusters durch direktes Auftragen einer Widerstandstinte auf Glasbasis auf gewünschte Bereiche des Leitungsmusters mit einem Tintenstrahl aus einem Kapillar- Röhrchen, wobei eine Relativbewegung zwischen dem Substrat und dem Kapillar-Röhrchen vorgenommen wird.
- Application of electrical conductors in a desired line pattern to a substrate which forms a deformable membrane for pressure measurement,
- - Manufacture of piezo measuring strips on the corresponding areas of the line pattern by directly applying a glass-based resistance ink to desired areas of the line pattern with an ink jet from a capillary tube, with a relative movement being carried out between the substrate and the capillary tube.
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