DE4335588A1 - Drucksensor - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Drucksensor,
und insbesondere auf einen Drucksensor zum Erfassen von Druck
in einer Umgebung mit hohem Druck und starken
Erschütterungen, wie etwa Verbrennungsdruck eines
Verbrennungsmotors.
Fig. 7 zeigt schematisch in einer Schnittansicht einen
konventionellen Drucksensor, wie er zum Beispiel in der JP-
OS-4-76961 offenbart ist. Bezugnehmend auf die Zeichnung
beinhaltet der Drucksensor ein zylindrisches Körpergehäuse 1
aus nichtrostenden Stahl oder einem ähnlichen Material. Das
Körpergehäuse 1 besitzt einen Öffnungs-Abschnitt 1a, auf dem
eine Metallmembran 2 abdichtend angebracht ist, die
deformierbar ist, wenn sie einem Druck von der Außenseite des
Sensors unterworfen wird. Die Metallmembran 2 ist aus einem
rostfreien Stahlmaterial mit einer Dicke von ungefähr 100 bis
150 µm gefertigt. Ein Abdichtungselement 4 ist durch ein
Schweißverfahren oder ähnlichem abdichtend an einen Abschnitt
der Innenfläche 1b des Körpergehäuses 1 angebracht und
verfügt über einen Dichtungsabschnitt 4a zwischen dem
Abschnitt der Innenfläche 1b und dem Hauptabschnitt des
Abdichtungselementes 4. Das Abdichtungselement 4 wirkt mit
dem Körpergehäuse 1 derart zusammen, daß ein Zwischenraum
innerhalb des Körpergehäuses 1 abgegrenzt wird, in dem ein
nicht kompressibles Medium 3 hermetisch abgeschlossen ist, um
einen luftdichten Zustand in dem Zwischenraum zu erhalten.
Ein Sockel 5 des Drucksensors ist aus Glas oder einem
ähnlichen Material geformt.
Eine Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 ist in dem
Zwischenraum angeordnet und auf dem Abdichtungselement 4
durch den Sockel 5 gehalten. Die Halbleiter-
Druckerfassungseinheit 6 besitzt eine Halbleitermembran 6a,
die einen Druck empfängt und einer Deformation entsprechend
dem empfangenen Druck unterzogen wird. Ein Dehnungsmesser 7
ist auf einer der Hauptflächen der Halbleiter-
Druckerfassungseinheit 6 ausgebildet, die der Metallmembran 2
gegenüberliegt. Der Dehnungsmesser 7 ist dazu geeignet ein
elektrisches Signal entsprechend einer Deformation der
Halbleitermembran 6a auszugeben. Zuleitungen 9 verfügen über
obere Abschnitte 9a zum Empfangen von von dem Dehnungsmesser
7 ausgegebenen und durch die elektrischen Leitungen 8
übertragenen elektrischen Signalen, um diese zu einem
externen Schaltkreis (nicht dargestellt) zu leiten. Der
Dehnungsmesser 7 hat eine wie in Fig. 8 gezeigte
Schaltungskonfiguration. Wie in Fig. 8 gezeigt bilden eine
Vielzahl von dehnungsempfindlichen Bauteilen 7a, welche zum
Beispiel brückenschaltungsartig miteinander verbunden sind,
den Dehnungsmesser 7.
Die Arbeitsweise des konventionellen Drucksensors wird
nun beschrieben werden.
Wenn ein Druck A, wie in der Fig. 7 durch Pfeile
angedeutet, von der Außenseite auf den Drucksensor wirkt,
wird die Metallmembran 2 folglich deformiert. Da ein
luftdichter Zustand durch das hermetische Abschließen des
nicht kompressiblen Mediums 3 in dem Zwischenraum innerhalb
des Körpergehäuses 1 bewahrt wird, verursacht die Deformation
der Metallmembran 2 einen entsprechenden Druck, der durch das
nicht kompressible Medium 3 auf die Halbleitermembran 6b
aufgebracht wird, was eine entsprechende Deformierung der
Halbleitermembran verursacht.
Der Dehnungsmesser 7 erfaßt die Deformation der
Halbleitermembran 6b und gibt ein elektrisches Signal
entsprechend der Größenordnung der Deformation der
Halbleitermembran 6b aus, welches zu dem externen Schaltkreis
geliefert wird.
Der externe Schaltkreis erkennt die Größenordnung des
Druckes A auf der Grundlage der Signalausgabe von dem
Dehnungsmesser 7.
Wenn der konventionelle Drucksensor starken
Erschütterungen unterworfen wird, kann eine Unterbrechung in
den elektrischen Leitungen 8 auftreten oder die elektrischen
Leitungen können von der Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6
getrennt werden. Dadurch wird es unmöglich gemacht
elektrische Signale an den externen Schaltkreis zu liefern.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben
beschriebenen Probleme gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, einen Drucksensor zu schaffen, der zum
Erfassen von Druck sogar in Umgebungen mit starker
Erschütterungen geeignet ist, und der folglich eine hohe
Zuverlässigkeit aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist ein Drucksensor vorgesehen, umfassend: Ein Körpergehäuse,
das einen Öffnungsabschnitt mit einer durchgehenden Öffnung
besitzt; eine Metallmembran, die abdichtend auf dem äußeren
Ende des Öffnungsabschnittes des Körpergehäuses angebracht
ist, wobei die Metallmembran deformierbar ist, wenn sie Druck
von der Außenseite des Drucksensors unterworfen wird; ein
hermetisch abgeschlossenes nicht kompressibles Medium, das
mit den Innenflächen des Körpergehäuses in Verbindung steht;
ein mit der Metallmembran zusammenwirkendes
Abdichtungselement zum Abdichten des Inneren des
Körpergehäuses; einen Sockel, der auf dem Abdichtungselement
montiert ist; eine Halbleiter-Druckerfassungseinheit die auf
dem Sockel angeordnet ist und eine Halbleitermembran zum
Empfangen von Druck durch das nicht kompressible Medium
besitzt, wenn die Metallmembran deformiert wird, und die sich
entsprechend des empfangenen Druckes deformiert; die
Halbleiter-Druckerfassungseinheit besitzt auch einen
Dehnungsmesser zur Ausgabe eines elektrischen Signals,
welches solch eine Deformation der Halbleitermembran anzeigt;
elektrische Leitungen zum Übertragen eines elektrischen
Signals von der Halbleiter-Druckerfassungseinheit;
Zuleitungen, die mit den elektrischen Leitungen verbunden
sind, und das elektrische Signal zur Außenseite des
Körpergehäuses des Sensors leiten; und ein elektrisch
isolierendes Material, das die elektrischen Leitungen selbst,
die Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen
und der Halbleiter-Druckerfassungseinheit und die
Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen und
den Zuleitungen bedeckt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist ein Drucksensor vorgesehen, umfassend: Ein
Körpergehäuse, das einen Öffnungsabschnitt mit einer
durchgehenden Öffnung besitzt; eine Metallmembran, die
abdichtend auf dem äußeren Ende des Öffnungsabschnittes des
Körpergehäuses angebracht ist, wobei die Metallmembran
deformierbar ist, wenn sie einem Druck von der Außenseite des
Drucksensors unterworfen wird; einem Abdichtungselement, das
auf dem inneren Ende des Öffnungsabschnittes des
Körpergehäuses und gegenüberliegend zur Metallmembran
angeordnet ist, wobei das Abdichtungselement mit einer
durchgehenden Öffnung versehen ist; einem auf dem
Abdichtungselement angeordneten Sockel, der eine durchgehende
Öffnung besitzt; eine Halbleiter-Druckerfassungseinheit mit
einer Halbleitermembran auf ihrer einen Seite und einem
Dehnungsmesser auf der anderen, wobei die Halbleiter-
Druckerfassungseinheit auf dem Sockel angeordnet ist, mit der
Halbleitermembran gegenüberliegend der Metallmembran; ein
nicht kompressibles Medium, das mit den Innenflächen des
Körpergehäuses in Verbindung stehend in einem von
Körpergehäuse, dem Dichtungselement und dem Sockel
definierten Zwischenraum hermetisch abgeschlossen ist;
elektrische Leitungen zum Übertragen eines elektrischen
Signals von der Halbleiter-Druckerfassungseinheit;
Zuleitungen, die mit den elektrischen Leitungen verbunden
sind, um das elektrische Signal zur Außenseite des
Körpergehäuses des Sensors zu leiten; und ein elektrisch
isolierendes Material, das die elektrischen Leitungen selbst,
die Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen
und der Halbleiter-Druckerfassungseinheit und die
Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen und
den Zuleitungen bedeckt.
Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht, die
schematisch einen Drucksensor gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die schematisch eine
Metallmembran des in Fig. 1 dargestellten Sensors zeigt;
Fig. 3 zeigt schematisch in vertikaler Schnittansicht
einen Drucksensor gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine Draufsicht, die schematisch eine
Metallmembran des in Fig. 3 dargestellten Sensors zeigt;
Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht, die
schematisch einen Drucksensor gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine vertikale Schnittansicht, die
schematisch einen Drucksensor gemäß einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine vertikale Schnittansicht, die
schematisch einen konventionellen Drucksensor darstellt; und
Fig. 8 ist ein Schaubild der Schaltkreiskonfiguration
eines Druckmessers des konventionellen Sensors.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch in einer vertikalen
Schnittansicht einen Drucksensor gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 sind
Bauteile, die gleich oder entsprechend denen des
konventionellen Sensors sind, mit den gleichen Bezugszeichen
wie die für den konventionellen Sensor verwendeten
gekennzeichnet. Bezugnehmend auf Fig. 1 enthält der Sensor
gemäß dieser Ausführungsform ein elektrisch isolierendes
Material 10, welches die elektrischen Leitungen 8 selbst, die
Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen 8 und
einer Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6, und die
Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen 8 und
Zuleitungen 9 bedeckt. In dieser Ausführungsform sind die
Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6, die elektrischen
Leitungen 8 und die Anschlüsse 9, alle innerhalb eines
Körpergehäuses 1 des Drucksensors, mit einem elektrisch
isolierenden Material 10, wie etwa Epoxyharz, vergossen,
welches folglich ein Formteil bildet. Das Formteil ist in
einer solchen Art und Weise gestaltet, daß die obere Seite
der Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 (diese Seite bildet
eine Halbleitermembran 6a) und ein Dehnungsmesser 11 der
Einheit 6 nicht durch das elektrisch isolierende Material 10
bedeckt werden, wenn man von der Richtung in welcher Druck
auf den Sensor aufgebracht wird betrachtet (d. h. die
Richtung, die durch Pfeile A in der Fig. 1 angedeutet wird).
Der Drucksensor arbeitet auf folgende Art und Weise.
Wenn eine Metallmembran 2 des Drucksensors einem äußeren
Druck unterworfen wird, der in der durch Pfeile A
angedeuteten Richtung wirkt, wird der Druck von der
Metallmembran 2 durch ein nicht kompressibles Medium 3 zu der
Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 übertragen. Wenn die
Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 den übertragenen Druck
empfängt, wird die Halbleitermembran 6A einer Deformation
entsprechend der Größenordnung des Druckes unterzogen. Der
Dehnungsmesser 11 erfaßt die Deformation der
Halbleitermembran 6a und gibt ein elektrisches Signal aus,
das die Größenordnung dieser Deformation anzeigt. Die
elektrischen Leitungen 8 und die Zuleitungen 9 leiten das
elektrische Signal zu einer externen Einheit (nicht gezeigt).
Folglich kann die externe Einheit die Größenordnung des
externen Druckes auf der Basis des elektrischen
Ausgabesignals des Dehnungsmessers 11 erkennen. Der
Dehnungsmesser 11 kann eine Schaltkreiskonfiguration ähnlich
der in Fig. 8 gezeigten besitzen.
Sogar wenn starke Erschütterungen auf den Drucksensor
wirken, kann ein Erfassen des Druckes ohne Beeinflussung
durch Erschütterungen durchgeführt werden, das heißt ohne die
Behinderung durch Unterbrechungen oder ähnlichem, da sich die
elektrischen Leitungen 8 innerhalb der Umhüllung des
elektrisch isolierenden Materials 10 befinden, das das
Formteil bildet.
Fig. 2 zeigt schematisch in einer Draufsicht die
Metallmembran 2 des in Fig. 1 dargestellten Sensors. Wie in
Fig. 2 gezeigt, bedeckt das elektrisch isolierende Material
10 (durch gestrichelte Linien angedeutet) die relevanten
Abschnitte der Halbleiter-Druckerfassungeinheit 6, der
elektrischen Leitungen 8 und derjenigen Abschnitte 9a der
Zuleitungen 9, die mit den elektrischen Leitungen 8 verbunden
sind. Der Dehnungsmesser 11 ist nicht durch das elektrisch
isolierende Material 10 abgedeckt, sondern liegt offen, um
ein Fühlen des Druckes zu gestatten.
Obwohl in Fig. 2 das elektrisch isolierende Material 10
so gestaltet ist, daß es kreisförmige Innen und Außen-
Umfangsabschnitte besitzt, ist dies lediglich ein Beispiel
und das elektrisch isolierende Material 10 kann andere
verschiedene Gestalten besitzen, wie etwa eine rechteckige
Form.
Bei dem Drucksensor mit der oben beschriebenen Anordnung
sind die Zuleitungen 9 auch dann durch das elektrisch
isolierende Material 10 geschützt, wenn der Sensor in einer
Umgebung mit starken Erschütterungen verwendet wird, wodurch
es ermöglicht wird, eine Unterbrechung oder Trennung der
elektrischen Leitungen 8 und der Zuleitungen 9 zu verhindern.
Folglich ist ein Erfassen von Druck sogar in einer Umgebung
mit starken Erschütterungen möglich. Die Bereitstellung des
elektrisch isolierenden Materials 10 ist auch dadurch
vorteilhaft, daß das Volumen des Raumes innerhalb des
Körpergehäuses 1 um den Betrag entsprechend des Volumens des
elektrisch isolierenden Materials 10 reduziert wird, wodurch
es ermöglicht wird, durch Temperaturänderungen verursachte
Einflüsse wie etwa thermische Ausdehnung des nicht
kompressiblen Mediums 3 zu reduzieren.
Fig. 3 zeigt schematisch in einer vertikalen
Schnittansicht einen Drucksensor entsprechend einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 3 sind
Bauteile, die gleich oder entsprechend denen der ersten
Ausführungsform sind, mit den gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet. Bezugnehmend auf Fig. 3 beinhaltet der
Sensor gemäß dieser Ausführungsform ein Distanzstück 12, das
auf einem Abdichtungselement 4 in solch einer Art und Weise
angeordnet ist, das es mit den jeweiligen Außenflächen eines
Sockels 5, oberer Abschnitte 9a der Zuleitungen 9 und einer
Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 in Verbindung steht. Auch
ist ein elektrisch isolierendes Material 10, das ein Formteil
bildet, auf dem Distanzstück 12 vorgesehen und bedeckt die
elektrischen Leitungen 8 selbst, die Verbindungsstellen
zwischen den elektrischen Leitungen 8 und der Halbleiter-
Druckerfassungseinheit 6 und die Verbindungsstellen zwischen
den elektrischen Leitungen 8 und den Zuleitungen 9.
Das Distanzstück 12 ist aus einem elektrisch
isolierenden Material gefertigt. Da das Distanzstück 12 so
angeordnet ist, daß es sowohl mit dem aus Glas oder ähnlichem
hergestellten Sockel 5 und der aus Silikon oder ähnlichem
gefertigten Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 in Verbindung
steht, ist das Distanzstück 12 jedoch aus einem elektrisch
isolierenden Material mit einem linearen
Ausdehnungskoeffizienten nahe demjenigen der Halbleiter-
Druckerfassungseinheit hergestellt.
Fig. 4 zeigt schematisch in einer Draufsicht eine
Metallmembran 2 des in Fig. 3 dargestellten Sensors. Wie in
Fig. 4 gezeigt, liegt ein Dehnungsmesser 11 frei von dem
elektrisch isolierenden Material 10, um ein Erfassen von
Druck zu gestatten.
Der Sockel 5, der normalerweise aus Glas oder einem
ähnlichen Material hergestellt ist, kann in einem relativ
hohen Grad kontrahieren, wenn er Temperaturänderungen
ausgesetzt ist, und ist daher fähig, in einem größeren Ausmaß
zu kontrahieren als eine Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6
bei den gleichen Temperaturänderungen. Weil das Distanzstück
12 aus einem Material mit einem linearen
Ausdehnungskoeffizienten nahe demjenigen der Halbleiter-
Druckerfassungseinheit 6 hergestellt ist, ist das
Distanzstück 12 fähig, die resultierende Differenz der
thermischen Spannung zwischen dem Sockel 5 und der
Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 zu vermindern. Somit ist
es möglich, durch Temperaturänderungen verursachte Einflüsse
auf den Dehnungsmesser 11 zu reduzieren, und folglich einen
Drucksensor mit hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen.
Obwohl in Fig. 4 das durch das elektrisch isolierende
Material 10 gebildete Formteil in eine Vielzahl (das heißt
vier) Teilabschnitte eingeteilt ist, die einzeln eine
Vielzahl (das heißt vier) entsprechende elektrische Leitungen
8 und entsprechende obere Abschnitte 9a der Zuleitungen 9
bedecken, ist es nicht nötig solch einzelne Teilabscbnitte zu
formen. Darüber hinaus handelt es sich, obwohl in Fig. 4
sowohl das Distanzstück 12 als auch das durch das elektrisch
isolierende Material 10 gebildete Formteil rechteckige äußere
Umflächen besitzen, hier nur um ein Beispiel, und die
genannten Bauteile können alternativ auch kreisförmige oder
viereckige Umflächen besitzen.
Fig. 5 zeigt schematisch in einer vertikalen
Schnittansicht einen Drucksensor entsprechend einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 5 sind
Bauteile, die gleich oder entsprechend denen der ersten
Ausführungsform sind, mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet. Bezugnehmend auf Fig. 5 beinhaltet der
Sensor gemäß dieser Ausführungsform ein elektrisch
isolierendes Material 10, das ein Formteil bildet und die
elektrischen Leitungen 8 selbst, die Verbindungsstellen
zwischen den elektrischen Leitungen 8 und einer Halbleiter-
Druckerfassungseinheit 6 und die Verbindungsstellen zwischen
den elektrischen Leitungen 8 und Zuleitungen 9 bedeckt. Diese
Ausführungsform unterscheidet sich von den anderen
Ausführungsformen derart, daß das elektrisch isolierende
Material 10 auch den Sockel 5 in solch einer Art und Weise
bedeckt, daß der Sockel 5 in der Umhüllung des Formteils
beinhaltet ist.
Mit dem in Fig. 5 gezeigten Sensor ist es möglich
Unterbrechungen oder Trennungen der elektrischen Leitungen 8
und der Zuleitungen 9 sogar in einer Umgebung mit starken
Erschütterungen zu verhindern, was es wiederum ermöglicht,
Änderungen im elektrischen Signal des Dehnungsmessers 11 zu
der zugehörigen externen Einheit zu liefern und somit die
Bereitstellung eines hochzuverlässigen Drucksensors zu
gestatten. Da das Volumen des Raumes innerhalb des
Körpergehäuses 1 um einen Betrag entsprechend des Volumens
des elektrisch leitenden Materials 10 reduziert werden kann,
ist es möglich durch Temperaturänderungen verursachte
Einflüsse wie etwa thermische Ausdehnung eines nicht
kompressiblen Mediums 3 zu vermindern.
Fig. 6 zeigt schematisch in einer vertikalen
Schnittansicht einen Drucksensor gemäß einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 5 sind
Bauteile, die gleich oder entsprechend denen der ersten
Ausführungsform sind, mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet. Bezugnehmend auf Fig. 6 beinhaltet der
Sensor gemäß dieser Ausführungsform eine durch ein
Abdichtungselement 4 und einen Sockel 5 hindurchgehende
Druck-Einleitungsöffnung 13. Der Sensor ist derart
konstruiert, daß Druck auf diejenige Fläche einer
Halbleitermembran 6a einer Halbleiter-Druckerfassungseinheit
6 wirkt, die nicht mit einem Dehnungsmesser 11 der Einheit 6
versehen ist. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform
bedeckt ein elektrisch isolierendes Material 10, das ein
Formteil bildet, die elektrischen Leitungen 8 selbst, die
Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen 8 und
der Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 und die
Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen 8 und
Zuleitungen 9.
Somit ist die vorliegende Erfindung auf einen
Drucksensor desjenigen Typs anwendbar, der dazu konstruiert
ist, Druck auf der Oberfläche der Halbleitermembran 6a zu
empfangen, die nicht mit dem Dehnungsmesser 11 versehen ist,
und sogar in diesem Fall werden Wirkungen ähnlich den oben
beschriebenen bewirkt. Im vorliegenden Fall kann das
elektrisch isolierende Material 10 die elektrischen Leitungen
8 und nur diejenigen Abschnitte der Zuleitungen 9 und der
Halbleiter-Druckerfassungseinheit 6 bedecken, welche sich in
der Umgebung der elektrischen Leitungen 8 befinden.
Somit ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich,
einen Drucksensor bereitzustellen, der ein Erfassen von Druck
sogar in einer Umgebung mit starker Erschütterung gestattet.
Wenn der Drucksensor ein Distanzstück beinhaltet, das um
die Halbleiter-Druckerfassungseinheit herum ein elektrisch
isolierendes Material hält, ist es möglich, einen Drucksensor
bereitzustellen, der ein Erfassen von Druck sogar in einer
Umgebung mit starker Erschütterung und eine Reduzierung von
Einflüssen durch Temperaturänderungen erlaubt.
Bezugszeichenliste
1 Körpergehäuse
1a Öffnungsabschnitt
1b Innenfläche
2 Metallmembran
3 nicht kompressibles Medium
4 Abdichtungselement
4a Dichtungsabschnitt
5 Sockel
6 Halbleiter-Druckerfassungseinheit
6b Halbleitermembran
7 Dehnungsmesser
7a dehnungsempfindliche Bauteile
8 elektrische Leitungen
9 Zuleitungen
9a obere Abschnitte
10 elektrisch isolierendes Material
11 Dehnungsmesser
12 Distanzstück
13 Druckeinleitungs-Öffnung
1a Öffnungsabschnitt
1b Innenfläche
2 Metallmembran
3 nicht kompressibles Medium
4 Abdichtungselement
4a Dichtungsabschnitt
5 Sockel
6 Halbleiter-Druckerfassungseinheit
6b Halbleitermembran
7 Dehnungsmesser
7a dehnungsempfindliche Bauteile
8 elektrische Leitungen
9 Zuleitungen
9a obere Abschnitte
10 elektrisch isolierendes Material
11 Dehnungsmesser
12 Distanzstück
13 Druckeinleitungs-Öffnung
Claims (4)
1. Ein Drucksensor umfassend:
ein Körpergehäuse 1 mit einem Öffnungsabschnitt (1a) und
einer durchgehenden Öffnung; eine Metallmembran (2), die
abdichtend auf dem äußeren Ende des Öffnungsabschnittes
(1a) des Körpergehäuses (1) angeordnet ist, wobei die
Metallmembran (2) deformierbar ist, wenn sie einem Druck
von der Außenseite des Drucksensors unterworfen wird;
ein hermetisch abgeschlossenes nicht kompressibles
Medium (3), das mit der Innenfläche des Körpergehäuses (1)
in Verbindung steht; ein Abdichtungselement (4), das mit
der Metallmembran (2) zusammenwirkt, um das Innere des
Körpergehäuses (1) hermetisch abzuschließen; einen
Sockel (5), der auf dem Abdichtungselement (4)
angeordnet ist; eine Halbleiter-Druckerfassungseinheit
(6), die auf dem Sockel (5) angeordnet ist und eine
Halbleitermembran (6a) zum Empfangen von Druck durch das
nicht kompressible Medium (3) besitzt, wenn sich die
Metallmembran (2) deformiert und zum Deformieren
entsprechend des empfangenen Druckes, wobei die
Halbleiter-Druckerfassungseinheit (6) auch über einen
Dehnungsmesser (11) zur Ausgabe eines elektrischen
Signals verfügt, das solch eine Deformation der
Halbleitermembran (6a) anzeigt; elektrische Leitungen
(8) zum Übertragen eines elektrischen Signals von der
Halbleiter-Druckerfassungseinheit (6); Anschlüsse (9),
die mit den elektrischen Leitungen (8) verbunden sind,
um das elektrische Signal zur Außenseite des
Körpergehäuses (1) des Sensors zu leiten; und ein
elektrisch isolierendes Material (10), das die
elektrischen Leitungen (8) selbst, die
Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen
(8) und der Halbleiter-Druckerfassungseinheit (6) und
die Verbindungsstellen zwischen den elektrischen
Leitungen (8) und den Zuleitungen (9) bedeckt.
2. Ein Drucksensor gemäß Anspruch 1, der ferner ein
Distanzstück (12) umfaßt, das zwischen dem elektrisch
isolierenden Material (10) und dem Abdichtungselement
(4) vorgesehen ist.
3. Ein Drucksensor gemäß Anspruch 1, worin das elektrisch
isolierende Material (10) auf dem Abdichtungselement (4)
vorgesehen ist und den Sockel (5) in solch einer Art und
Weise bedeckt, daß der Sockel (5) in der Umhüllung des
elektrisch isolierenden Materials (10) enthalten ist.
4. Ein Drucksensor umfassend:
ein Körpergehäuse (1), das einen Öffnungsabschnitt (1a)
mit einer durchgehenden Öffnung besitzt; eine
Metallmembran (2), die abdichtend auf dem äußeren Ende
des Öffnungsabschnittes (1a) des Körpergehäuses (1)
anordnet und deformierbar ist, wenn sie einem Druck von
der Außenseite des Drucksensors unterworfen wird; ein
Abdichtungselement (4), das auf dem inneren Ende des
Öffnungsabschnittes (1a) des Körpergehäuses (1) und
gegenüberliegend der Metallmembran (2) angeordnet ist
und eine durchgehende Öffnung besitzt; einen Sockel (5),
der auf dem Abdichtungselement (4) angeordnet ist und
eine durchgehende Öffnung (13) besitzt; eine Halbleiter-
Druckerfassungseinheit (6), die eine Halbleiter-Membran
(6a) auf der einen Seite und einen Dehnungsmesser (11)
auf der anderen Seite besitzt, und die Halbleiter-
Druckerfassungseinheit (6) auf dem Sockel (5) mit der
Halbleitermembran (6a) gegenüberliegend zur
Metallmembran (2) angeordnet ist; ein nicht
kompressibles Medium (3), das mit den Innenflächen des
Körpergehäuses (1) in in Verbindung stehend in einem
durch das Körpergehäuse (1), das Abdichtungselement (4)
und den Sockel (5) definierten Zwischenraum hermetisch
abgeschlossen ist; elektrische Leitungen (8) zum
Übertragen eines elektrischen Signals von der
Halbleiter-Druckerfassungseinheit (6); und ein
elektrisch isolierendes Material (10), das die
elektrischen Leitungen (8) selbst, die
Verbindungsstellen zwischen den elektrischen Leitungen
(8) und der Halbleiter-Druckerfassungseinheit (6) und
die Verbindungsstellen zwischen den elektrischen
Zuleitungen (8) und den Anschlüssen (9) bedeckt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4279635A JPH06132545A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 圧力検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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