DE4219178A1 - Einspanneinheit für einen Drucksensor - Google Patents
Einspanneinheit für einen DrucksensorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einspanneinheit für einen Drucksensor, der
aus einer Membranplatte und mindestens einer mit der Membranplatte
verbundenen Trägerplatte besteht, welche jeweils mit der Membranplatte
konstruktiv eine geschlossene, mit Druckmittel beaufschlagbare
Innenkammer bildet.
Drucksensoren dieser Art weisen mindestens eine Trägerplatte, häufiger
jedoch zwei Trägerplatten auf, zwischen denen dann die Membranplatte
angeordnet ist. Jeweils zwischen jeder Trägerplatte und der
Membranplatte ist eine konstruktiv geschlossene, mit Druck
beaufschlagbare Innenkammer gebildet. Konstruktiv geschlossen heißt
dabei, daß lediglich je eine Druckzuleitungsöffnung in die jeweilige
Innenkammer hinein existiert, dieselbe jedoch ansonsten nach außen
druckdicht abgeschlossen ist. Drucksensoren, bestehend aus zwei
Trägerplatten, zwischen denen die Membranplatte angeordnet ist, werden
zumeist als Differenzdrucksensoren verwendet. Durch die Druckzuleitungen
zu den beiden Innenkammern bewirkt ein Druckunterschied zwischen beiden
Innenkammern eine Durchbiegung der Membran immer in Richtung des
kleineren Druckes. Die Durchbiegung der Membran wird dabei üblicherweise
auf kapazitivem Wege meßbar gemacht. Dabei kann beispielsweise die
Membran aufgedampfte dünne Elektrodenschichten aufweisen, wobei die
entsprechenden, gegenüberliegenden Innenseiten der Trägerplatten, die
die Innenkammern abschließen, mit entsprechenden Referenzelektroden
versehen sind, so daß eine Abstandsänderung hier zu einer
Kapazitätsänderung führt, die nach außen elektrisch abgreifbar und ein
Maß für die Durchbiegung ist.
Des weiteren sind bereits Drucksensoren in Silizium-Glas- bzw.
Silizium-Keramik-Technik bekannt. Das Prinzip ist hierbei das gleiche,
bis auf die Tatsache, daß Silizium ein halbleitendes Material ist, so
daß auf die Aufbringung separater Elektroden auf das Silizium zumeist
verzichtet werden kann. Solche aus verschiedenen Platten aufgebaute
Drucksensoren können jedoch zur Ermittlung der Differenzdruckabhängigen
Membrandurchbiegung auch resistiv arbeiten. Hierzu sind dann auf der
Membran Widerstände aufgedampft, die nach dem Prinzip der
Dehnungsmeßstreifen arbeiten. Weitere Möglichkeiten bietet die
Verwendung von piezoresistiven Widerständen.
Solche Systeme sind jedoch gegenüber den bereits erwähnten kapazitiven
Drucksensoren in kleinen Differenzdruckbereichen ungenauer. Für präzise
Druckmessungen sind dabei kapazitive Drucksensoren meist vorzuziehen.
Bei der Anwendung kapazitiver Drucksensoren entsteht jedoch häufig das
Problem, daß kleine Differenzdrücke bei hohen statischen Drücken
gemessen werden sollen und der Drucksensor aus diesem Grund die
entsprechend nötige Statik aufweisen muß. Beispielsweise lautet die
Anwendung häufig: Man messe bei einem Absolutdruck von 100 bar einen
Differenzdruck von 0,1 bis 1 bar. Dies ist mit solchen kapazitive
Drucksensoren der genannten Art grundsätzlich sehr gut möglich. Jedoch
erscheint hierbei das Problem, daß es nicht immer gelingt, unter der
Einwirkung der Druckbeaufschlagung die Durchbiegung einzig auf die
Membran zu beschränken. Unter dem Einfluß dieser hohen statischen Drücke
biegen nämlich die zumeist sehr viel dicker als die Membranplatte
ausgebildeten Trägerplatten auch. Da die Trägerplatten jedoch für sich
in kapazitiver Hinsicht die Referenz darstellen und die Durchbiegung der
Membran bezogen auf die feststehende Trägerplatte das Maß für den
anliegenden Druck bzw. Differenzdruck sein soll, führt jede Durchbiegung
der Referenz zu einem Meßfehler.
Des weiteren erscheint hier, daß besonders für den Anwendungsbereich in
der Mikromechanik die Trägerplatten nur begrenzte endliche Dicken
aufweisen können.
Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Einspanneinheit für Drucksensoren zu schaffen, mit denen
mit konstruktiv einfachen, aber sehr wirkungsvollen Mitteln zur
Vermeidung von Meßfehlern eine durch den statischen Druck bewirkte
Rufblähung des Drucksensors und damit eine Biegung der Trägerplatten
kompensiert wird.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches gelöst.
Eines der wesentlichen Merkmale besteht darin, daß der Dichtring,
bezogen auf die zentrische Achse senkrecht zur Membranfläche und
bezüglich seiner neutralen Faser einen Radius aufweist, der im Betrag
zwischen dem Radius der Innenkammer und dem Außenradius der
Membranplatte liegt. Des weiteren wirkt der Dichtring hierbei
gleichzeitig als Stützring und muß daher auch die für die vorgesehene
Belastung nötige Festigkeit aufweisen.
Konstruktiv ergibt sich, daß die Biegebeanspruchung auf die Trägerplatte
bei Druckmittelbeaufschlagung der Innenkammern nur im Bereich der
Erstreckung der Innenkammern erfolgt. Zwischen dem Erstreckungsradius
der jeweiligen Innenkammer und dem Pußenradius der Membranplatte
verbleibt jedoch eine Fläche, die starr mit der Trägerplatte verbunden
ist und auf der der in der Innenkammer anliegende Druck nicht wirksam
ist. Wichtig ist also hierbei, daß der Dichtring, der hierbei
gleichzeitig als Abstützring dient, nicht im biegbaren Bereich, d. h. im
Erstreckungsbereich der Innenkammer liegt, sondern in dem beschriebenen
massiven Bereich. Das heißt, der zu wählende Radius des Dichtringes
liegt auf alle Fälle zwischen dem Radius der Innenkammer und dem
Außenradius der Membranplatte.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß es anhand von
durchgeführten Simulationsrechnungen über die "Finite-Elemente-Methode"
eine Abhängigkeit der Spaltabstandsänderung, also der Durchbiegung der
Trägerplatte aufgrund des statischen Druckes in Abhängigkeit zum
gewählten Dichtringradius gibt. Dabei wurde gefunden, daß es einen
definierbaren und bezüglich der gewählten Sensordimensionen genau
ermittelbaren Dichtungsradius gibt, bei dem es ein Gleichgewicht
zwischen nach außen bewirktem Biegemoment durch die
Druckmittelbeaufschlagung und entgegengerichtetem gleichgroßen
Moment in Gegenrichtung dieses Biegemomentes gibt, wodurch eine
Aufblähung bzw. Aufweitung vollständig zu Null kompensiert wird.
Dabei fällt immer wieder auf, daß bei jeder gewählten Dimension des
Drucksensors der gewählte Dichtungsradius grundsätzlich immer im Bereich
zwischen Radius der Innenkammer und Außenradium der Membranplatte liegen
muß.
Der Punkt, an dem die Spaltänderung in Abhängigkeit zum Dichtungsradius
zu Null kompensiert wird, läßt sich aus der oben gewonnenen Erkenntnis
reproduzierbar und zuverlässig aus dem nachfolgend beschriebenen
formalen Zusammenhang ermitteln, der gestützt durch die Darstellungen
von Fig. 1 und 2 näher erläutert wird. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch Drucksensor und Spannelemente,
Fig. 1a einen Teilausschnitt x gemäß Fig. 1,
Fig. 2 eine Spaltänderung in ym/100 bar in Abhängigkeit zum
Dichtungsradius in mm, für einen Anwendungsfall.
Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch eine Anordnung von Drucksensor und
Spannelemente. Der Drucksensor besteht im wesentlichen aus einer
biegbaren Membran 1 und zweier, darauf angebrachter Trägerplatten 2, 3,
wobei in diesem Fall durch die vorteilhafte Kompensationswirkung des
Dichtringes 4 mit bestimmtem Radius eine Trägerplattendicke gewählt
werden kann, die kaum dicker ist als die Dicke der zur Durchbiegung
bestimmten Membran.
Zwischen Trägerplatten 2, 3 und Membranplatte 1 ist jeweils eine
Meßkammer 5, 6 gebildet, die von außen jeweils über einen
Druckzuleitungskanal 7, 8 mit Druckmittel beaufschlagbar ist, dessen
Druckdifferenz zu bestimmen ist. Ansonsten sind die Innenkammern 5, 6
druckmitteldicht abgeschlossen. Die Höhe der Innenkammern sind bei
solchen kapazitiven Drucksensoren in den meisten Fällen weitaus kleiner
als 1 mm, zumeist sogar im Bereich einiger Mikrometer, um die
entsprechende Grundkapazität aufzuweisen.
Die Höhe der Innenkammern begrenzen außerdem den Durchbiegungsgrad der
Membran, da diese nur bis zum Anlegen an die Trägerplatte durchbiegen
kann. Die gesamte Druckmeßzelle ist zwischen den Spannelementen 9, 10
über die beiden Dichtringe 4 eingespannt.
Fig. 1a zeigt nun einen Teilausschnitt aus der Fig. 1. Hierbei ist
nun der Querschnitt des Dichtringes 4 deutlich hervorgehoben, der
zwischen Spannelement 9 und Trägerplatte 2 angeordnet ist. Der durch
die Erfindung bewirkte Effekt kann nun wie folgt erklärt werden:
Der Sensor erfährt infolge der Druckmittelbeaufschlagung eine Bestrebung
zur Aufweitung. Die als Referenz dienende Trägerplatte 2 "biegt"; in
dieser Darstellung kann man sagen "dreht" nach außen. Die Klemm- bzw.
Spanndruck tragende Fläche X zwischen Dichtring 4 und Erstreckungsradius
der Innenkammer, die keinen Gegendruck von innen durch das Druckmittel
erfährt, erzeugt entgegen der bestrebten Aufblähung, d. h. entgegen
diesem bewirkten Biegemoment ein entgegengesetzt drehendes Moment,
welches bei geeigneter Wahl des Dichtungsradius rd - für den Fall, daß
der Dichtring rund ist - diese Neigung zur Aufblähung bzw. Aufweitung
kompensiert. Es konnte dabei ein linearer Zusammenhang zwischen dem
Radius rd der Dichtung 4 und der Änderung des Spaltes zwischen den
Kondensatorflächen nachgewiesen werden. Bei genau dimensionierten Teilen
kann somit eine Optimierung der Lage der Dichtung erfolgen, die auf
einer mathematisch linearen Funktion basiert. Dieselbe wird in der
Beschreibung zu Fig. 2 noch näher ausgeführt.
Voraussetzungen für den Erhalt dieser Kompensation sind zwei
Bedingungen:
- a) Die Vorspannkraft F, mit der die Spannelemente über den bzw. über die Dichtringe auf den Drucksensor pressen bzw. denselben einspannen bleibt konstant,
- b) die Flächenpressung der Dichtung bleibt ebenfalls konstant.
Fig. 2 zeigt nun den funktionalen Zusammenhang der Änderung des Spaltes
in Einwirkung des statischen Druckes durch Druckmittelbeaufschlagung in
Abhängigkeit vom gewählten Dichtungsradius. Hierbei spiegelt der sich
oben erwähnte mathematisch lineare Zusammenhang wieder.
Des weiteren ist erkennbar, daß es einen definier- und ermittelbaren
Dichtungsradius gibt, bei dem die ansonsten durch Aufblähung bewirkte
Spaltänderung durch den entsprechend eingestellten Dichtungsradius und
das damit bewirkte Moment in entgegengesetzter Richtung vollständig zu
Null kompensiert wird. Auffällig ist hierbei, daß diese Kompensation
über einen relativ großen Varianzbereich des Dichtungsradius extrem
feinfühlig, nämlich im Bereich von kleiner als 0,01 mikrometer
kompensiert werden kann. Die Funktion des Dichtringes gleichzeitig als
Abstützring, sowie der die Kompensation bewirkende Dichtungsradius, der
für jeden Anwendungsfall ermittelt werden kann, stellen hierbei das
Wesen der Erfindung dar. Die große Wirksamkeit der Erfindung wird, wie
bereits gesagt, dadurch deutlich, daß durch Änderungen im
Dichtungsradius im Bereich von einigen Zehnteln eines Millimeters
Spaltänderungen von kleiner als einem Hundertstel eines mikrometers
kompensiert werden können. Hieran wird deutlich, in welch wirkungsvoller
Weise die Erfindung besonders im Bereich der Mikromechanik einsetzbar
ist.
Der genaue formale Zusammenhang, aus dem heraus der genaue
Dichtungsradius bestimmt werden kann, ist nachfolgend hergeleitet und
für ein Beispiel errechnet.
Für die Anwendung der Differenzdrucksensoren im Bereich der
Mikromechanik wurde, wie oben bereits erwähnt, die Finite-Elemente-
Methode herangezogen, um bessere Erkenntnisse über die druckabhängige
sowie kraftabhängige Verformung zu gewinnen. Bei Differenzdrucksensoren
im Bereich der Mikromechanik handelt es sich oftmals um
Silizium-Glas-Schichtverbunde. Durch Versuche war bekannt, das das
verwendete Bor-Silikat-Glas eine sehr geringe Zugfestigkeit besitzt. Um
den Werkstoff jedoch besser ausnutzen zu können, wird eine Vorspannkraft
dauerhaft auf den Sensor ausgeübt, um die bei Innendruck auftretenden
hohen Zugspannungen zu kompensieren. Druckspannungen werden von Glas
wesentlich besser ausgehalten als Zugspannungen. Bei einer Belastung mit
einer Druckkraft von außen entstanden große Verformungen, relativ zum
Meßhub der Membran von beispielsweise 0,3 mikrometer, so daß durch die
Finite-Elemente-Methode ein sehr schlechtes druck- und kraftabhängiges
Verhalten des Sensors ermittelt wurde. Deutlich wird dieses nun am
konkreten Beispiel, bei dem von außen eine Vorspannkraft von 1500 Newton
über die Spannelemente auf den Drucksensor angewandt wurde. Bei einem
gewählten Dichtungsradius von rd = 2,7 mm führte dies zu einer
Lageänderung der Referenzplatte von -0,66 mikrometer. Durch die
Krafteinwirkung und einer dadurch bewirkten Längung der Membran in
Membranebene wurde im Bereich der Membran eine Lageänderung von
-0,0026 mikrometer ermittelt. Die Lageänderung der Referenz von -0,66
mikrometer ist im Vergleich zum Meßhub der Membran von 0,3 mikrometer
gewaltig und führt zu einem entsprechend großen Meßfehler. Die
resultierende Spaltänderung ergibt sich aus der Differenz der
Lageänderung LR der Referenzplatte und der Lageänderung LM der Membran
zu:
D = LR-LM
Für das obige Beispiel ergibt sich also für:
rd1 =2,7 mm
F1 = 1500 N
P1 = 0 bar
D1 = LR1-LM1
D1 = -0,66 ym - (-0,0026 ym)/[ym mikrometer]
F1 = 1500 N
P1 = 0 bar
D1 = LR1-LM1
D1 = -0,66 ym - (-0,0026 ym)/[ym mikrometer]
Die resultierende Spaltänderung ergibt sich somit in diesem Fall zu:
D1 = -0,6574 ym
In einem zweiten Fall sei nun bei gleicher Vorspannkraft (F2 = 15mm N)
von außen und gleichem Dichtungsradius, jedoch bei einem Druck von
P2 = 600 bar
das Verhalten betrachtet.
Es ergibt sich
D2 = LR2 - LM2
D2 = -0,58657 ym - (-0,08979 ym)
D2 = -0,58657 ym - (-0,08979 ym)
Daraus ergibt sich:
D2 = -0,49678 ym.
Die effektive Spaltänderung durch Druckbeaufschlagung der Innenkammern
mit 600 bar ergibt sich nun zu:
dA1* = D2 - D1
dA1 * = 0,1606 ym.
dA1 * = 0,1606 ym.
Bezieht man diese Größe nun auf 100 bar, so ergibt sich
Die abgeleitete Einheit von ym/100 bar ist gewählt worden, um ein Gefühl
für die Größenordnung im Verhältnis zum Meßhub von 0,3 ym zu vermitteln.
Fehler bei Differenzdruckmeßgeräten werden üblicherweise in %/100 bar
angegeben. Die Umrechnung von 600 bar auf 100 bar kann, wie oben
dargestellt, einfach linear erfolgen.
Eine weitere Rechnung ist mit einem Dichtungsradius von 3,0 mm
durchgeführt worden. Dabei ergab sich bei:
rd2 = 3,0 mm
F2 = 1500 N
P2 = 600 bar
D1 = -0,2645 ym - (-0,00266 ym)
= -0,26184 ym
D2 = -0,6 ym - (-0,0897 ym)
= -0,5103 ym Die effektive Spaltänderung ergibt wie oben aus:
dA2 * = D2 - D1
= -0,5103 ym - (-0,26184 ym) Wiederum bezogen auf 100 bar ergibt sich nun:
dA2 = -0,0414 ym/100 bar.
F2 = 1500 N
P2 = 600 bar
D1 = -0,2645 ym - (-0,00266 ym)
= -0,26184 ym
D2 = -0,6 ym - (-0,0897 ym)
= -0,5103 ym Die effektive Spaltänderung ergibt wie oben aus:
dA2 * = D2 - D1
= -0,5103 ym - (-0,26184 ym) Wiederum bezogen auf 100 bar ergibt sich nun:
dA2 = -0,0414 ym/100 bar.
Legt man einen mathematisch stetigen Zusammenhang zwischen der
effektiven Spaltänderung und dem Dichtungsradius zugrunde, so erkennt
man, daß zwischen dem positiven Wert von dA1 und dem negativen Wert von
dA2 ein Null-Durchgang existieren muß. Konkret bedeutet dieser
Null-Durchgang, daß es einen definierbaren Dichtungsradius rd geben
muß, bei dem die effektive Spaltänderung gleich Null ist. In diesem
Fall ist dann genau erreicht, daß die Aufweitung oder Aufbiegung der
Innenkammer infolge der Druckmittelbeaufschlagung durch die von außen
wirkenden Kräfte zu Null kompensiert wird. Setzt man einen mathematisch
linearen Zusammenhang voraus, so ergibt sich die Funktion:
dA = K1 + K2 × rd
Dies entspricht einer Geraden-Gleichung. Nun gilt es, die Koeffizienten
K1 und K2 zu ermitteln. Durch Umformen der beiden Gleichungen:
dA1 = K1 + K2 × rd1
dA2 = K1 + K2 ×r d2
dA2 = K1 + K2 ×r d2
so erhält man die Gleichung für K1
Mit den aus dem obigen Beispiel bekannten Werten für die beiden
Dichtungsradien läßt sich K1 berechnen:
K1 = 0,6404 ym/100 bar
Durch Umformen der Grundgleichung erhält man eine Gleichung für den
Koeffizienten K2:
und damit den Wert für K2:
K2 = -0,2272 ym/100 bar/mm
An dieser Stelle fließt nun die Idee ein, die bekannte druckabhängige
Dielektrizitätänderung bei der Optimierung des Dichtungsradius mit zu
berücksichtigen. Hierzu mußte die Kapazität der Meßkondensatoren in
gleicher Größe beeinflußt werden wie die Änderung der
Dielektrizitätskonstanten. Die Dielektrizitätskonstante erhöht sich mit
zunehmendem Druck nach folgender Gleichung:
Er = Er0 (1 + K3 × P)
Für Silikonöl gilt:
K3 = 0,97 × 10-4 bar1
K3 = 0,97 × 10-2/100 bar
K3 = 0,97 × 10-2/100 bar
Die Kondensatorgleichung ist
Verändert man nun den Plattenabstand l, so ändert sich auch die
Kapazität C. Da sich die Dielektrizitätskonstante mit zunehmendem Druck
erhöht, muß sich der Plattenabstand ebenfalls bei zunehmendem Druck
erhöhen, denn E steht auf und l unter dem Bruchstrich. Das heißt, um
die Kapazität C konstant zu halten, muß die relative Änderung des
Spaltes in gleicher Größe und mit gleichem Vorzeichen vorliegen. Daraus
läßt sich ableiten, daß die Spaltänderung dA im Verhältnis zum
Plattenabstand l im Spalt gleich der Änderung der
Dielektrizitätskonstanten zur Dielektrizitätskonstanten im
Ausgangszustand ist. Formal heißt dies:
Mit l = 1,5 ym und K3 = dEr/Er = 0,97 × 10-2/100 bar
ergibt sich die gesuchte Spaltänderung zu:
ergibt sich die gesuchte Spaltänderung zu:
dA = : L × dEr/Er = l × K3
dA = 1,5 ym × 0,97 × 10-2/100 bar
= 0,0147 ym/100 bar
dA = 1,5 ym × 0,97 × 10-2/100 bar
= 0,0147 ym/100 bar
Der oben bereits erwähnte mathematisch lineare Zusammenhang zwischen
Spaltänderung und Dichtungsradius ergab sich zu:
dA = K1 + K2 × rd
nach rd umgestellt ergibt sich
Die ermittelten Werte nun eingesetzt ergeben:
rd = 2,753 mm
Der Dichtungsradius rd = 2,753 mm ist für dieses Beispiel der gesuchte
Radius, bei dem die Lageänderung der Referenzelektrode die
druckabhängige Änderung der Dielektrizitätskonstanten kompensiert.
An diesem Rechenbeispiel ist für einen Anwendungsfall beispielhaft
erläutert, wie der zur vollständigen Kompensation fähige
Dichtungsradius des zwischen Spannelement und Drucksensor
einzubringenden Dichtringes zu ermitteln ist.
Bei diesem ermittelten Dichtungsradius ergibt sich dann das bereits
dargestellte Gleichgewicht von Biegemoment durch
Druckmittelbeaufschlagung und entgegengesetzt wirkendem Moment durch
die Einspannung des Drucksensors über eine Dichtung mit dem
entsprechend ermittelten Radius und eine Kompensation der
druckabhängigen Dielektrizitätsänderung.
Das oben dargestellte Beispiel betrifft dabei einen Dichtring, der
bezüglich seiner Auflagelinie zwischen Spannelement und Trägerplatte
kreisförmig ausgebildet ist. Hierbei ergibt sich gemäß der oben per
Rechnung angegebenen Vorgabe, daß bei entsprechend symmetrischer
Ausrichtung des Dichtringes ein stets konstanter Abstandsradius des
Dichtringes bzw. der neutralen Faser des Dichtringes zur zentrischen
Achse R gegeben ist.
In einer zweiten Ausgestaltungsmöglichkeit kann der Dichtring jedoch
bezüglich seiner. Auflagelinie zwischen Spannelement und Trägerplatte
auch eine quadratische Kontur aufweisen, d. h. die durch den Dichtring
umrahmte Fläche ist dann quadratisch. Hierbei geht man bei der
Ermittlung des Abstandes rd so vor, daß die Größe r stets parallel zu
zweien der Seitenflächen des quadratischen Dichtringes liegt. Eine
Berücksichtigung des Abstandes zwischen zentrischer Achse R über die
Diagonale des Dichtringes ist hierbei nur zweitrangig. Jedoch ist bei
der quadratischen Dichtringanordnung ebenfalls der Dichtring so zu
orientieren, daß die zentrische Achse durch das Zentrum des durch den
Dichtring eingeschlossenen Quadrates verläuft. Die einzige
Unterscheidung, die sich apriori bei der Dichtungs-Radius-Ermittlung
zwischen einem kreisringförmigen und einem quadratischen Dichtring
ergibt, ist einzig, daß bei dem Modellaufbau des Drucksensors aus
Finiten Elementen die Geometrie der Kreisform oder der quadratischen
Form berücksichtigt wird. Im übrigen bleiben die oben bereits per
Rechnung dargestellten Zusammenhänge, insbesondere dem mathematisch
linearen Zusammenhang vollständig erhalten.
Claims (3)
1. Einspanneinheit für einen Drucksensor, der aus einer Membranplatte
und mindestens einer mit der Membranplatte verbundenen Trägerplatte
besteht, welche jeweils mit der Membranplatte konstruktiv eine
geschlossene, mit Druckmittel beaufschlagbare Innenkammer bildet,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils auf der zur Membran (1) parallelen freien
Tragplatten-Außenfläche ein Spannelement (3, 10) über einen
Dichtring (4), der gleichzeitig als Abstützring dient, aufliegt,
daß bezogen auf eine zentrische Achse (A) senkrecht zur
Membranfläche der Dichtring (4) bezüglich seiner neutralen Faser
einen Abstand (rd) aufweist, der im Betrag |rd| derart zwischen dem
Radius bzw. der Erstreckung der Innenkammer und dem Außenradius
bzw. Außenmaß der Membranplatte (1) liegt, daß im Falle der bei
Druckbeaufschlagung des Drucksensors bewirkten Biegemomentes der
Trägerplatte (2, 3) nach außen ein im Betrag gleich großes Moment
in entgegengesetzter Richtung über den Dichtring (4) auf die
Trägerplatte (2, 3) zur Verhinderung einer Aufblähung des
Drucksensors bewirkt wird.
2. Einspanneinheit für einen Drucksensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtring (4) bezüglich seiner Auflagelinie zwischen
Spannelement (3, 10) und Trägerplatte (2, 3) kreisförmig
ausgebildet ist.
3. Einspanneinheit für einen Drucksensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtring (4) bezüglich seiner Auflagelinie zwischen
Spannelement (8, 10) und Trägerplatte (2, 3) quadratisch
ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924219178 DE4219178C2 (de) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Einspanneinheit für einen Drucksensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924219178 DE4219178C2 (de) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Einspanneinheit für einen Drucksensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4219178A1 true DE4219178A1 (de) | 1994-02-17 |
DE4219178C2 DE4219178C2 (de) | 1996-04-25 |
Family
ID=6460821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924219178 Expired - Fee Related DE4219178C2 (de) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Einspanneinheit für einen Drucksensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4219178C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10243079A1 (de) * | 2002-09-16 | 2004-03-25 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Kapazitiver Drucksensor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2825489C2 (de) * | 1977-06-09 | 1987-04-30 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa, Jp | |
US4790192A (en) * | 1987-09-24 | 1988-12-13 | Rosemount Inc. | Silicon side by side coplanar pressure sensors |
-
1992
- 1992-06-09 DE DE19924219178 patent/DE4219178C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE10243079A1 (de) * | 2002-09-16 | 2004-03-25 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Kapazitiver Drucksensor |
EP1540293B1 (de) * | 2002-09-16 | 2009-06-10 | Endress + Hauser GmbH + Co. KG. | Kapazitiver drucksensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4219178C2 (de) | 1996-04-25 |
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