DE68916813T2

DE68916813T2 - Multimodulus-drucksensor.

Info

Publication number: DE68916813T2
Application number: DE68916813T
Authority: DE
Inventors: Roger L. Chanhassen Mn 55317 Frick; Stanley E. Jr. Chanhassen Minnesota 55317 Rud
Original assignee: Rosemount Inc
Current assignee: Rosemount Inc
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2009-12-13
Also published as: EP0451193A4; JPH04502508A; JP2880798B2; US4944187A; EP0451193B1; WO1990007701A1; EP0451193A1; DE68916813D1; CA2005801A1

Description

Anwendungsbereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Drucksensoren mit streifen oder Blöcken, die aus Materialien hergestellt werden, die so ausgewählt werden, daß eine Biegung der Streifen oder Blöcke hervorgerufen wird, wenn sie einem statischen Druck ausgesetzt werden.

Beschreibung des Stands der Technik

Drucksensoren mit Membranen, die sich als Reaktion einer Differenz zwischen zwei Drücken biegen, sind bekannt. Durch das Feststellen der Biegung der Membran auf eine geeignete Weise, wie beispielsweise durch kapazitives Messen, kann die Größe des Differenzdrucks bestimmt werden, durch den die Membran gebogen wird. Es ist bekannt, daß durch einen zunehmenden "Leitungsdruck" (Differenz zwischen dem den Drucksensor umgebenden Umgebungsdruck und einem Mittelwert zwischen den beiden auf die Membran ausgeübten Drücken) auf den Membran-Differenzdrucksensor Verformungen des Sensorgehäuses hervorgerufen werden. Bei der Verwendung von metallischen Sensor-Membranen wurde dieses Problem durch Verändern des Vorspannungspegels der Metall-Membran sowie durch Auswählen und Kontrollieren bzw. Beeinflussen der mechanischen bzw. physikalischen Anordnung des sich verformenden Außengehäuses kompensiert.
Es wurde außerdem festgestellt, daß, wenn auf alle Oberflächen eines Körpers ein hydrostatischer Druck wirkt, der Körper dadurch als Funktion der Elastizitätsmoduln der den Körper bildenden Materialien komprimiert und starrer wird. Es ist außerdem bekannt, daß ein Material mit einem anderen Elastizitätsmodul bzw. Kompressionsgrad als ein anderes Material ausgewählt werden kann, das daher auf einen hydrostatischen Druck anders reagiert. Bisher wurde jedoch nicht bei einem aus zwei verschiedenen miteinander verbundenen
Materialien mit verschiedenen Elastizitätsmoduln gebildeten Streifen oder Element, wenn der Streifen einem Druck ausgesetzt wird, dessen Biegung zum Messen der Größe dieses Drucks verwendet.

Zusammenfassung der Erfindung

Durch die Erfindung wird ein Drucksensor bereitgestellt mit: einem in einem Fluid angeordneten flexiblen Körper mit einem ersten Abschnitt, der durch den Fluiddruck mit einem ersten Grad komprimiert werden kann und der einstückig mit einem zweiten Abschnitt ausgebildet ist, der durch das Fluid mit einem vom ersten Grad verschiedenen, zweiten Grad komprimiert werden kann, wobei der Körper durch den Fluiddruck aufgrund der bei gleichem Druck unterschiedlichen Kompressionsgrade verformt wird, und einer dem Körper zugeordneten Einrichtung zum Feststellen der Verformung des unter Druck stehenden Körpers und zum Erzeugen eines den Fluiddruck anzeigenden Ausgangssignals.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein Element verwendet, das aus zwei Schichten bzw. Anteilen fester Materialien mit verschiedenen Elastizitätsmoduln und vorzugsweise mit ähnlichen thermischen Ausdehnugskoeffizienten hergestellt ist, die miteinander verbunden oder im wesentlichen einstückig ausgebildet werden, um das Element zu bilden. Wenn die Materialien den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, verformt sich das Element als Reaktion auf Temperaturänderungen nicht, weil die Abmessungen beider Materialien sich bei einer Temperaturänderung ähnlich ändern. Wenn jedoch ein das Element umgebender hydrostatischer Druck geändert wird, ändern sich die Längen der beiden Materialschichten auf zwei neue, voneinander verschiedene Maße. Weil die Materialschichten miteinander verbunden bzw. einstückig sind, wird eine Differenzbewegung verhindert, wodurch die sich ergebenden Beanspruchungen ein Verbiegen, eine Ablenkung, eine Verformung, ein Aufrollen oder ein Krümmen des Elements verursachen. Im allgemeinen ist diese Verformung viel stärker als die Verformungen, die in den einzelnen Materialien im nicht verbundenen Zustand auftreten würden. D.h., es wird eine Verstärkung der Bewegung erreicht, wodurch die sich ergebende Verformung leichter gemessen werden kann.
Die Verformung kann durch kapazitive Sensorplatten, optische Sensoren, Dehnungsmeßeinrichtungen oder andere ähnliche Sensoren gemessen werden. Das Messen durch kapazitive Sensoren ist ausreichend empfindlich, um die auftretenden kleinen Verformungen zu messen.
Geeignete Materialien zum Herstellen eines derartigen Drucksensorelements sind Silizium und Glas, wie beispielsweise Corning 7740 Pyrex (Borsilikatglas) oder Corning 1729 Glas. Silizium und Glas können durch ein anodisches bzw. elektrolytisches Masseverbindungsverfahren miteinander verbunden werden und weisen den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf. Der thermische Ausdehnungskoeffizient von Corning 1729 Glas liegt näher an dem von Silizium als derjenige von Corning 7740 Glas. Die Elastizitätsmoduln der beiden Materialien unterscheiden sich etwa um den Faktor Zwei. Beispielsweise hat Silizium einen Elastizitätsmodul von ca. 24 · 10&sup6; psi (170 · 10&sup6; kPa), während Borsilikatglas (Pyrex) einen Elastizitätsmodul von ca. 10 · 10&sup6; psi (70 · 10&sup6; kPa) aufweist.
Außerdem kann eine zusätzliche Schicht aus einem dritten Material gebildet werden, das vorzugsweise einen von den beiden anderen Materialien verschiedenen Elastizitätsmodul aufweist. Beispielsweise kann Saphir, der einen Elastizitätsmodul von ca. 55 · 10&sup6; psi (390 · 10&sup6; kPa) besitzt, als drittes Material verwendet werden. Saphir hat außerdem einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und kann nicht anodisch bzw. elektrolytisch masseverbunden werden. Darüber hinaus kann Aluminiumnitrid als drittes Material verwendet werden.
Wenn das Verformungs- oder Biegeelement aus Glas- und Siliziumscheiben hergestellt wird, die miteinander verbunden sind, kann das Biegeelement in der Mitte gehalten und die Biegung an den Außenrändern bezüglich einer Referenzfläche gemessen werden, auf der die Scheibe angeordnet ist. Im allgemeinen können verschiedenartige Gehäuse verwendet werden, um ein im wesentlichen nicht komprimierbares Fluid auf zunehmen, das das Biegeelement umgibt, woraufhin der hydrostatische Druck durch eine flexible Trennmembran oder durch eine andere geeignete Einrichtung verändert wird, so daß der gemessene hydrostatische Fluiddruck gleichmäßig auf die Oberflächen des Elements wirkt und eine Biegung verursacht. Der Sensor mißt den absoluten Druck, ohne daß eine Referenz- Vakuumkammer benötigt wird, wodurch sich durch Undichtigkeiten in der Referenz-Vakuumkammer ergebende Probleme beseitigt werden.
Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können scheibenartige, membranähnliche Elemente an deren Rändern bezüglich einer Basis gehalten werden, wobei, wenn die Scheibe geeignet gestaltet ist und um die Anordnung ein hydrostatischer Fluiddruck hergestellt wird, die sich ergebenden Biegungen gemessen werden können. Dehnungsmeßeinrichtungen können zum Messen verwendet werden, wenn die Biegung erzwungen ist und innere Spannungen verursacht werden.
Ein einseitig eingespanntes Träger- oder Auslegerelement kann entlang seiner Oberfläche an einem Ende auf einem Block oder einer Basis gehalten werden, wobei ein freies Ende des Auslegerelements von anderen Abschnitten der Basis beabstandet ist. Wenn das Auslegerelement aus Silizium und die Basis aus einem Glas, wie beispielsweise Pyrex hergestellt wird, und das Auslegerelement entlang eines Abschnitts seiner Länge befestigt ist, wird das freie Ende des Auslegerelements gebogen, wenn auf die Anordnung ein Druck ausgeübt wird. Außerdem kann ein Auslegerelement aus zwei Schichten aus verschiedenen Materialien gebildet werden, um das Biegeelement zu bilden.
Die Biegung wird aufgrund von Spannungen erzeugt, die aufgrund der Differenzen der Änderungen der Abmessungen zwischen den beiden an einer Grenzfläche miteinander verbundenen Materialien verursacht werden, wenn ein hydrostatischer Druck auf die Anordnung ausgeübt wird. Die beiden Materialien sind an der Grenzfläche im wesentlichen auf die gleiche Länge begrenzt, so daß eine Biegung oder eine Verformung auftritt, wenn ein Druck ausgeübt wird. Drucksensoren, bei denen die Merkmale der vorliegenden Erfindung ausgenutzt werden, sind Absolutdrucksensorvorrichtungen, die einfach genug aufgebaut sind, so daß solche Elemente in einem Gehäuse angeordnet werden können, um eine Anzeige des Differenzdrucks zwischen zwei Druckquellen zu erhalten, wie hierin dargestellt wird.
Die beschriebenen Drucksensoren sind im allgemeinen für hohe Druckbereiche geeignet, beispielsweise im Bereich von 10 000 psi (70 000 kPa) und darüber, können jedoch für den Bereich von 500 psi (3500 kPa) bis 100 000 psi (700 000 kPa) verwendet werden. Kleine, kompakte Sensoren, auf die bei diesen hohen Druckbereichen keine hohen Beanspruchungen ausgeübt werden, können leicht hergestellt und die Biegungen leicht gemessen werden.
Bei einem Absolutdrucksensor, bei dem das Element von Silikonöl umgeben ist, können die aus zwei oder mehr Materialien hergestellten Biegeelemente oder flexiblen Elemente so aufgebaut sein, daß, wenn die Kapazität gemessen wird, durch die Änderung des Abstandes eine Zu- oder Abnahme der Kapazität verursacht wird. Daher können bei diesem Sensor die normalen elektronischen Übertragungsfunktionen ausgenutzt werden, so daß vorhandene Grundlagen von Sensorschaltungen verwendet werden können, um den Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstanten des Öls zu kompensieren und die Verwendung von Standardelektronik zu ermöglichen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Seiten-Querschnittansicht eines typischen erfindungsgemäßen Drucksensors und ein darin angeordnetes erfindungsgemäßes Biegeelement;
Fig. 2 zeigt eine seiten-Querschnittansicht eines beim erfindungsgemäßen Drucksensor verwendeten einseitig eingespannten Biegeelements;
Fig. 3 zeigt einen weiteren modifizierten erfindungsgemäßen Drucksensor mit einem einseitig eingespannten Träger- oder Auslegerelement;
Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht eines Sensors mit einem Biegeelement mit einer asymmetrischen Scheibe;
Fig. 5 zeigt eine Querschnittansicht von Fig. 4 zur allgemeinen Darstellung der Scheibe, wie sie sich unter einem erhöhten hydrostatischen Leitungsdruck verformen würde, und zur Darstellung der Verwendung zweier Kondensatoren zum Messen der Änderungen eines hydrostatischen Drucks;
Fig. 6 zeigt eine weitere modifizierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Darstellung eines scheibenförmigen Doppelmodul-Biegeelements;
Fig. 7 zeigt einen erfindungsgemäßen Multimodulsensor, bei dem drei verschiedene Materialien verwendet werden, um den Druck anzeigende Biegungen zu erhalten, wobei ein kapazitives Meßverfahren verwendet wird;
Fig. 8 zeigt eine Querschnittansicht des Aufbaus eines Drucksensors, wobei die erfindungsgemäßen Sensorelemente verwendet werden, um eine Anzeige der Druckdifferenzen zwischen zwei hydrostatischen Drücken zu erhalten;
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Drucksensors mit einem optischen Element zum Bestimmen der Biegung eines erfindungsgemäßen Sensorelements; und
Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Drucksensors, bei dem eine Dehnungsmeßeinrichtung als ein Doppelmodulelement zum Messen des Drucks verwendet wird.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Gemäß Fig. 1 weist eine allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnete Drucksensoranordnung ein geschlossenes Außengehäuse 11 mit einer Innenkammer 12 auf, die mit einem im wesentlichen nicht komprimierbaren Fluid, wie beispielsweise Silikonöl gefüllt ist. Die Kammer 12 ist teilweise von einer allgemein durch 13 bezeichneten elastischen Trennmembran abgeschlossen, die entlang ihren Rändern an anderen Abschnitten des Gehäuses dicht befestigt ist. Eine allgemein durch 16 bezeichnete Drucksensoranordnung ist innerhalb der Kammer 12 angeordnet und wird so gehalten, daß sie sich in der Kammer nicht wesentlich verschieben kann. Der Sensor weist flexible oder elastische Halterungen 15 auf, um den Sensor in seiner vorgesehenen Position zu halten. Als Material für die Halterungen kann ein geeignetes, auf Gummi basierendes Material oder ein anderes Elastomer verwendet werden. Die Sensoranordnung 16 weist ein allgemein durch 17 bezeichnetes flexibles Sensorelement mit einer flexiblen Doppelmodul-Scheibe auf, die durch den das flexible Element 17 umgebenden hydrostatischen Druck gebogen wird. Der Ausdruck "Doppelmodul" bezeichnet, daß eine Struktur aus zwei verschiedenen, miteinander verbundenen bzw. aneinander befestigten Materialien mit unterschiedlichen Elastizitätsmoduln gebildet wird.
Das flexible Element 17 wird, wie dargestellt, aus einer ersten Scheibe 20 aus einem ersten Material, bei dieser dargestellten Ausführungsform Silizium, und einer zweiten Scheibe 21 mit der gleichen Größe und der im wesentlichen gleichen Dicke aus einem zweiten Material, wie dargestellt ein geeignetes Borsilikatglas gebildet. Wenn Silizium und Borsilikatglas verwendet werden, wird eine bevorzugte Empfindlichkeit erhalten, wenn die Siliziumdicke etwa das 0.42- fache der Gesamtdicke der verbundenen Schichten beträgt. Die bevorzugte Dicke wird berechnet als:
wobei t die Dicke und Y der Elastizitätsmodul sind. Die zweite Scheibe 21 besteht aus einem Material mit einem von der ersten Scheibe wesentlich verschiedenen Elastizitätsmodul. Die beiden Scheiben 20 und 21 werden entlang ihrer Grenzflächen 22, die in diesem Fall eine Übergangsfläche ist, beispielsweise durch ein elektrolytisches bzw. anodisches Verbindungsverfahren fest miteinander verbunden. Die Scheiben werden vollständig miteinander verbunden und sind daher einstückig. Bei einem normalen Atmosphärendruck nehmen die beiden verbundenen Scheiben eine im wesentlichen ebene Form an, wie durch gestrichelte Linien 23 dargestellt. Das flexible Element 17 wird durch einen geeigneten Mittelhalter 24 an einem Basiselement 25 gehalten. Durch das Basiselement 25 der Sensoranordnung 16, das vollständig aus einem einheitlichen Material, wie beispielsweise Borsilikatglas hergestellt wird, wird eine Referenzfläche 26 gebildet.
Weil die Silizium- und die Glasscheibe 20 bzw. 21 verschiedene Elastizitätsmoduln aufweisen, erfahren ihre Abmessungen unterschiedliche Änderungen, wenn sie dem gleichen hydrostatischen Druck auf ihren Oberflächen ausgesetzt sind. Wenn zwei Scheiben der gleichen Größe aufeinandergelegt und nicht miteinander verbunden würden, würde sich der Durchmesser der Scheibe mit dem höheren Elastizitätsmodul nicht so stark verringern, wie derjenige der Scheibe mit dem geringeren Elastizitätsmodul. Die Pyrexscheibe würde daher kleiner werden als die Siliziumscheibe, wenn sie nicht miteinander verbunden wären. Wenn die beiden Scheiben entlang ihrer Grenzfläche miteinander verbunden sind, wird eine Spannung erzeugt, wodurch jede Scheibe durch die Spannung an der Grenzfläche einen Krümmungsradius annimmt. Die Scheiben verbiegen oder krümmen sich wie eine zum Erfassen der Temperatur verwendete Bimetallscheibe.
Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, die Scheiben 20 und 21 miteinander verbunden sind, um ein Element 17 zu bilden, und einem auf die Membran 13 wirkenden hydrostatischen Druck im Bereich von beispielsweise Hunderten bis Tausenden psi (Hunderten bis Tausenden Kilopascal) ausgesetzt sind, biegt sich das Element 17, wobei sich der Abstand zwischen dem Außenabschnitt der Siliziumscheibe 20 und der Oberfläche 26 auf der Glashalterbasis verändert. Durch Metallisieren der Glashalterbasis mit einer geeigneten Metallschicht wird eine Kondensatorplatte 30 gebildet. Die elektrische Kapazität zwischen der leitfähigen Siliziumschicht 20 und der Platte 30 verändert sich als Funktion des Drucks. Die Platte 30 ist mit einer geeigneten Zuleitung 31 verbunden, die durch eine abgedichtete Öffnung im Außengehäuse hindurchgeführt ist. Eine geeignete Zuleitung 32 ist mit der Siliziumscheibe 20 elektrisch verbunden. Die Zuleitungen 31 und 32 sind mit einer elektronischen Schaltung verbunden, so daß Kapazitätsänderungen gemessen werden können, wenn sich das flexible Element 17 biegt.
Der Verformungsgrad ist proportional zum auf das flexible Element wirkenden Druck, wobei, wenn die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der beiden das flexible Element bildenden Materialien einander angepaßt sind, der Sensor wirksam zum Messen des Absolutdrucks über einen geeigneten Arbeitsbereich verwendet werden kann.
Fig. 2 zeigt ein modifiziertes flexibles Element bzw. einen modifizierten Sensor. Das aus den beiden festen Materialien bestehende flexible Element ist in der Form eines einseitig eingespannten Träger- oder Auslegerelements und eines Halters ausgebildet. Das Auslegerelement besteht aus einem ersten Material, während die das Auslegerelement haltende Basis aus einem anderen Material mit einem anderen Elastizitätsmodul als derjenige des Auslegerelements hergestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist das allgemein durch 35 bezeichnete Drucksensorelement oder flexible Element einen Block 36 aus Borsilikatglas (Pyrex-Glas) auf. Auf dem Glas ist ein erhöhter Absatz bzw. Vorsprung 37 vorgesehen, auf dem ein Auslegerelement oder ein Blatt 38 mit einer gewünschten Breite und einer gewünschten Länge befestigt ist. Der Siliziumausleger 38 weist einen ersten Abschnitt 39 auf, der entlang einer Grenzfläche 40 mit der oberen oder Grenzfläche des Vorsprungs 37 verbunden ist. Ein zweiter freier Endabschnitt 41 des Auslegerelements 38 ist über einer vertieften oder unteren Fläche 42 der Basis 36 angeordnet.
Durch die Grenzfläche 40 werden, wenn ein gleichmäßiger hydrostatischer Druck auf das Sensorelement 35 ausgeübt wird, durch die unterschiedlichen Elastizitätsmoduln von Glas und Silizium entlang der Grenzfläche Spannungen aufgebaut, wodurch im Siliziumausleger ein allgemein durch den Pfeil 46 bezeichnetes Drehmoment erzeugt wird, wodurch eine durch die gestrichelten Linien dargestellte Biegung des freien Endabschnitts 41 des Auslegerelements hervorgerufen wird. Eine Kondensatorplatte 43 ist auf der Oberfläche 42 in der Nähe des Außenendes des Auslegerabschnitts 41 ausgebildet. Eine geeignete Zuleitung 44 ist mit dem elektrisch leitfähigen Siliziumausleger und eine Zuleitung 45 mit der Kondensatorplatte 43 verbunden. Der Unterschied der Kapazität zwischen dem zwischen dem Auslegerelement 38 und der Platte 43 gebildeten variablen Kondensator und die zwischen dem Auslegerelement 38 und einer Platte 43A gebildete relativ konstante Kapazität können durch eine geeignete Schaltung gemessen werden, wenn der Siliziumausleger 38 sich relativ zur Basis 36 biegt. Eine konstante und eine variable Kapazität mit dem dazwischen vorhandenen gleichen dielektrischen Material kann verwendet werden, um Veränderungen der Dielektrizitätskonstanten des Öls im Sensor zu kompensieren. Auch dieses Sensorelement wird aus zwei Materialien mit verschiedenen Elastizitätsmoduln gebildet und weist eine Grenzfläche auf, entlang der die beiden getrennten Materialien einstückig ausgebildet werden. Spannungen werden hervorgerufen, wenn die beiden Materialien einem hohen Druck ausgesetzt werden, wodurch eine Biegung hervorgerufen wird, die gemessen werden kann, um den angewandten hydrostatischen Druck zu bestimmen.
Fig. 3 zeigt einen weiteren modifizierten Sensor 49 mit einem Auslegerelement. Bei dieser Ausführungsform weist der Sensor 49 eine Basis 50 mit einem Vorsprung 51 an einem Ende davon auf. Die Basis 50 wird aus einem geeigneten Material wie beispielsweise Glas hergestellt. Ein allgemein durch 52 bezeichnetes, flexibles einseitig eingespanntes Träger- oder Auslegerelement besteht aus zwei verschiedenen Materialien. In diesem Fall besteht das Auslegerelement 52 aus einer allgemein durch 53 bezeichneten unteren Schicht aus Silizium und einer allgemein durch 54 bezeichneten oberen Schicht aus Borsilikatglas. Die Schichten 53 und 54 sind entlang einer Grenzfläche 55 miteinander verbunden, um einen einheitlichen festen Block zu bilden. Ein Endabschnitt des sich verbiegenden Auslegerelements 52 ist entlang einer durch 58 bezeichneten Fläche mit der oberen Fläche des Vorsprungs 51 verbunden.
Wenn der Drucksensor 49 hydrostatischen Drücken ausgesetzt wird, biegt sich das flexible Auslegerelement 52 aufgrund der Spannungspegel entlang der Grenzfläche 55. Die Biegung tritt relativ zu einer Fläche 59 auf, auf der eine geeignete Kondensatorplatte angeordnet werden kann, um Änderungen der Kapazität zu messen. Das flexible Auslegerelement kann so ausgebildet werden, daß es sich, abhängig von der Ausrichtung der verwendeten Schichten, nach oben oder nach unten biegt.
Außerdem kann eine dritte Schicht vorgesehen sein, die so ausgewählt wird, daß sie einen wesentlich anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt als die beiden anderen Schichten, um jegliche unerwünschten kleinen Abweichungen der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den ersten beiden Schichten zu kompensieren. Beispielsweise kann die dritte Schicht eine auf Pyrex- oder Borsilikatglas aufgedampfte Aluminiumschicht sein oder es kann durch ein Verfahren, wie beispielsweise ein Schmelzglasurverfahren, bei dem die Schicht bei einer niedrigeren Temperatur als der Schmelzpunkt des Borsilikatglases verschmolzen wird, eine dünne Schicht aus Glas mit im wesentlichen den gleichen Elastizitätsmoduln jedoch einem höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf die Borsilikat-Glasschicht aufgebracht werden.
Wiederum können an Stelle der kapazitiven Messung optische Sensoren oder andere geeignete Sensoren verwendet werden. Die Kondensatorplatten können außerdem auf jede gewünschte Weise angeordnet werden. Beispielsweise können getrennte Kondensatorplatten an der Basis angeordnet werden, wobei die Serienkapazität gemessen wird, wenn sich das flexible Element bewegt, um zu vermeiden, daß auf dem flexiblen Element eine Zuleitung angeordnet werden muß.
Fig. 4 und 5 zeigen eine Vorrichtung, die besonders gut für die Verwendung beim kapazitiven Messen geeignet ist, wobei insbesondere zwei Kondensatorsensoren verwendet werden, deren Abstände sich gleich, jedoch bei einer Druckänderung mit verschiedenen Vorzeichen ändern, so daß die bei vorhandenen kapazitiven Differenzdrucksensoren verwendeten Übertragungsfunktionen als Kalibrierungshilfe verwendet werden können.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist ein allgemein durch 60 bezeichnetes flexibles Bauteil oder Element, das in einem ähnlichen Außengehäuse wie das von Fig. 1 angeordnet wird, eine erste Glaselektrodenhalterung 61 und eine zweite Glaselektrodenhalterung 62 auf, die auf beiden Seiten einer aus einem Material wie beispielsweise Silizium hergestellten Scheibe 63 angeordnet sind. In diesem Fall wird die Siliziumscheibe so ausgebildet, daß sie einen Mittelabschnitt 65 aufweist, der bezüglich einer teilenden Ebene asymmetrisch gehalten wird, indem von einer Fläche um den Umfang nach innen gerichtet eine tiefe Nut 64 ausgebildet wird, um den Mittelabschnitt 65 zu definieren. Durch die Nut wird ein Band bzw. eine Fläche gebildet, durch die der Mittelabschnitt 65 bezüglich eines Rands der Scheibe 63 gehalten wird. In jeder der Elektrodenhalterungen 61 und 62 ist eine Drucköffnung 66 vorgesehen, so daß der hydrostatische Druck in die durch 67 bzw. 68 bezeichneten Kammern an entgegengesetzten Seiten der Scheibe 63 eindringen kann. Der hydrostatische Druck in der Kammer 67 ist der gleiche wie der hydrostatische Druck in der Kammer 68. Über den Mittelabschnitt 65 wird kein unterschiedlicher hydrostatischer Druck ausgeübt.
Die Scheibe 63 biegt sich als eine Funktion der aufgrund der verschiedenen Elastizitätsmoduln der Scheibe 63 erzeugten Spannungen bezüglich den Elektrodenhalterungen 61 und 62.
Durch 69 und 70 bezeichnete Kondensatorplatten oder -elektroden sind auf den Oberflächen der der Scheibe 63 gegenüberliegenden Halterungen ausgebildet. Das Oberflächenverhältnis der Elektroden kann so ausgewählt werden, daß die durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Änderungen der Dielektrizitätskonstanten des Öls kompensiert werden. Die aus elektrisch leitfähigem Silizium hergestellte Scheibe 63 bildet eine gemeinsame Kondensatorplatte. Wenn das flexible Element 60 von allen Seiten einem erhöhten Druck ausgesetzt ist, wie in Fig. 5 dargestellt, biegt es sich, weil die Scheibe 63 einen anderen Elastizitätsmodul aufweist als die Elektrodenhalterungen. Die Elektrodenhalterungen 61 und 62 sind an ihrem Umfang mit der Scheibe 63 verbunden, wie durch die Bezugszeichen 71 bzw. 72 bezeichnet. Wenn der Sensor oder das flexible Element 60 einem hydrostatischem Druck ausgesetzt wird, werden Spannungen erzeugt und der Mittelabschnitt 65 der Scheibe biegt sich. Durch die tiefe Nut 64 und das bzw. die durch die Nut gebildete schmale, unsymmetrische Band bzw. Fläche wird der Mittelabschnitt 65 zur Halterung 62 und zur Kondensatorplatte 70 hin gebogen. Dadurch wird eine Änderung der Kapazität zwischen der Kondensatorplatte 69 und der Scheibe 63 sowie zwischen der Kondensatorplatte 70 und der Scheibe 63 hervorgerufen. Die Vorzeichen der Änderungen der Kapazitäten zwischen den beiden Gruppen von Platten sind entgegengesetzt.
Fig. 6 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung von Fig. 4 mit einem Sensor 75 mit einem flexiblen Element 76, das eine Scheibe oder ein Element 77 aufweist, das beispielsweise aus Silizium hergestellt ist, in dem eine Umfangsnut 78 ausgebildet ist, um einen flexiblen Mittelscheibenabschnitt 79 zu definieren, mit dem eine Scheibe oder ein Glas 80 entlang einer Grenzfläche 81 einstückig verbunden ist. Ein Elektrodenhalterungsblock 82 weist einen mit dem Außenumfangsrand 77A der Siliziumscheibe 77 entlang einer allgemein durch 83 bezeichneten Linie verbundenen Rand 84 auf. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird der Rand 77A nicht über dessen Gesamtfläche gehalten, sondern ein nicht gehaltener innerer Abschnitt 77B des Rands ist frei über einem Abschnitt einer inneren Basisfläche 85 einer im Block 82 durch den Rand 84 gebildeten Vertiefung angeordnet. Der nicht gehaltene Abschnitt 77B des Außenumfangsrands 77A der Siliziumscheibe 77 biegt sich nicht wesentlich bezüglich der Basisfläche 85 der in der Elektrodenhalterung ausgebildeten Vertiefung,weil die Nut 78
als Trennung bzw. Isolator wirkt. Die Grenzfläche 83, wo der Außenumfang des Rands 77A der Scheibe 77 kontaktiert ist, ist eine Umfangs-Grenzfläche.
Der Halterungsblock 82 weist einen Durchgang 86 auf, der zur durch die Fläche 85 und den die Scheibe 77 haltenden Rand 84 definierten Kammer führt, so daß, wenn der gesamte Sensor 75 von einem unter Druck stehendem Fluid umgeben ist, d. h., der Sensor ist in einem Gehäuse, wie beispielsweise einem in Fig. 1 dargestellten Gehäuse angeordnet, der Mittelabschnitt 79 der Siliziumscheibe sich aufgrund der unterschiedlichen Elastizitätsmoduln der Silizium- und der Glasschicht bzw. -scheibe 80, die mit dem Mittelabschnitt 79 verbunden ist, biegen kann. Dadurch wird der Abstand zwischen der Fläche 85 und dem Mittelabschnitt 79 der Scheibe vergrößert.
Eine Kondensatorplatte 87 ist an der Fläche 85 in der Nähe von deren Mitte angeordnet, um das kapazitive Messen der Ablenkung des Mittelabschnitts zu ermöglichen, wenn die Scheibe 77 und die Kondensatorplatte 87 mit einer geeigneten elektrischen Schaltung verbunden sind.
Eine allgemein durch 90 bezeichnete Referenzelektrode oder -kondensatorplatte ist angrenzend an den Umfang der Fläche 85 in der Nähe des Rands 84 angeordnet, wobei diese Kondensatorplatte 90 in Kombination mit dem frei gehaltenen Abschnitt 77B des Außenumfangsrands 77A der Scheibe 77 eine Referenzelektrode und damit eine Referenzkapazität zur Verwendung in der Meßschaltung bildet. Das flexible Element 76 mit einem Mittelabschnitt 79 und einer Glasscheibe 80 ist so aufgebaut, daß es sich an der unter der Nut 78 verbleibenden Fläche verformt, wenn der hydrostatische Druck an beiden Seiten des Mittelabschnitts 79 und der damit einstückig verbundenen Glasscheibe 80 zunimmt. Die Referenzelektrode kann mit einer derartigen Größe hergestellt und an einer derartigen Position angeordnet werden, daß sie dem gleichen inkompressiblen Fluid (Öl) ausgesetzt ist wie das flexible Element 76, um die aufgrund von Temperaturveränderungen verursachten Änderungen der dielektrischen Eigenschaften zu kompensieren.
Fig. 7 zeigt eine weitere modifizierte Ausführungsform der Erfindung. Drei unterschiedliche Materialen sind miteinander verbunden, um das in Fig. 7 dargestellte flexible Element zu bilden. Bei der Herstellung sind die Abmessungen der Außenumfänge aller drei Materialschichten anfangs im wesentlichen gleich, wobei Fig. 7 den Sensor oder das flexible Element 95 zeigt, während es einem hohen hydrostatischen Druck ausgesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist eine erste Glasbasis bzw. ein erster Glasblock 96 (der in der Draufsicht betrachtet wiederum kreisförmig oder quadratisch sein kann) eine Grenzfläche 97 in der Nähe von dessen Außenumfang auf, an der er mit einem Rand 99 einer scheibe 98 aus Silizium verbunden ist. Die Scheibe 98 weist einen mittigen Verformungs- oder Biegungsabschnitt 100 mit einer verringerten Dicke auf, der an seinem Umfang durch den Rand 99 gehalten wird.
Ein dritter Halterungsblock oder eine Masse bzw. ein Volumen aus einem dritten Material, das allgemein durch 102 bezeichnet wird, weist eine zweite Basis oder einen zweiten Block auf, der dem Block 96 ähnlich ist, jedoch aus einem Material mit einem anderen, vorzugsweise höheren Elastizitätsmodul als derjenige von Glas oder Silizium hergestellt ist, und beispielsweise aus Saphir gebildet werden kann, der einen Elastizitätsmodul im Bereich von 55 · 10&sup6; psi (390 · 10&sup6; kPa) aufweist. Dieser Block 102 weist eine Grenzfläche 103 auf, an der er mit dem Rand 99 an der dem Block 96 entgegengesetzten Fläche des Randes 99 verbunden ist. Der Block 96 ist, wie dargestellt, aus Borsilikatglas hergestellt.
Der Block 96 weist einen durch ihn hindurchführenden Durchlaß 96A auf, um dem unter Druck stehenden Fluid zu ermöglichen, in eine zwischen einer Fläche 105 des Blocks 96 und dem Mittelabschnitt 100 der Scheibe 98 gebildeten Kammer 104 einzudringen. Der Block 102 weist einen Durchlaß 102A auf, um dem unter Druck stehenden Fluid zu ermöglichen, in eine zwischen dem Mittelabschnitt 100 der Siliziumscheibe 98 und einer Oberfläche 108 des Blocks 102 definierte Kammer 107 einzudringen. An beiden Kammern 104 und 107 liegt der gleiche Druck P an, so daß über den Mittelabschnitt 100 kein hydrostatisches Druckdifferential vorhanden ist. Auf den Flächen 105 und 108 können geeignete Kondensatorplatten angeordnet werden. Der Abstand zwischen diesen Flächen verändert sich aufgrund von Änderungen des hydrostatischen Drucks auf das flexible Element 95, wodurch sich die bezüglich des Mittelabschnitts 100 gemessene Kapazität ändert, wenn das flexible Element 95 einem gleichmäßigen äußeren und inneren hydrostatischen Druck "P" ausgesetzt ist, wie durch Pfeile in Fig. 7 dargestellt.
Bei einem geringen Druck oder bei einem Null-Druck würden die Blöcke oder Schichten 102 und 96 sowie die Scheibe 98 im wesentlichen die gleichen Breitenabmessungen aufweisen und die Scheibe 98 wäre im wesentlichen flach und daher in der Mitte zwischen den Flächen 105 und 108 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung biegt sich der Mittelabschnitt 100 aufgrund von Drehmomenten, die sich durch das einstückige Verbinden der Scheibe zwischen den Blöcken, die verschiedene Elastizitätsmoduln aufweisen, angrenzend an den Umfang der Scheibe 98 einstellen.
Bei allen in den Fig. 1-7 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung können in den flexiblen Elementen gegenüberliegenden Gehäuseabschnitt oder in den flexiblen Elementen selbst kleine Stufen oder Vertiefungen ausgebildet werden, um Überdruckrückhalteflächen zu bilden, die das flexible Element während eines Überdruckzustands vollständig halten.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Drucksensors, um eine Differenzdruckmessung zwischen Drücken P1 und P2 zu erhalten, wie in Fig. 8 dargestellt, wobei die Prinzipien der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weist ein Differenzdrucksensor 115 ein Gehäuse 116 mit einer ringförmigen Außenwand und einer Trennwand 117 auf, die das Gehäuse in eine erste Kammer 118 und eine zweite Kammer 119 teilt. Diese Kammern sind durch elastische Trennmembrane 120 bzw. 121 abgeschlossen.
Die Mittelwand 117 wird zum Halten eines ersten allgemein durch 122 bezeichneten Doppelmodul-Druckmeßwertwandlers verwendet, der eine erste Schicht 123 aus Siliziummaterial 123 und eine zweite Schicht 124 aus einem anderen Material, wie beispielsweise Borsilikatglas aufweist. Wenn die Siliziumschicht 123 angrenzend an eine Fläche 125 der Wand 117 angeordnet ist, kann eine geeignete Metallringplatte 126 über einer Schicht aus einem Isoliermaterial an der Wand angeordnet werden, um eine kapazitive Messung zwischen der Siliziumscheibe oder dem Siliziumelement 123 und der Platte 126 zu erhalten.
Der Doppelmodul-Sensor mit den miteinander verbundenen Schichten 123 bzw. 124 aus Silizium bzw. Glas wird auf einer geeigneten isolierenden Halterung 130 gehalten.
Die Sensoranordnung 132 ist auf die gleiche Weise wie der Sensor 122 aufgebaut, wobei die gleichen Bezugszeichen zum Bezeichnen der beiden Schichten verwendet wurden, die im in der Kammer 119 angeordneten Sensor 132 miteinander verbundenen sind. Die Kammern 118 und 119 sind mit einem geeigneten inkompressiblen Fluid gefüllt, so daß, wenn die hydrostatischen Drücke P1 und P2 anliegen, die Schichten sich, wie vorstehend beschrieben, aufgrund der unterschiedlichen Elastizitätsmoduln biegen bzw. verformen, wobei der Grad der Verformung durch die Kondensator-Sensorplatten, die durch die Oberfläche der Scheibe oder Platte 123 jeder der Sensoren und die auf einer Isolierschicht aufgebrachte metallische Kondensatorplatte 126 gebildet werden, gemessen werden kann.
Die Druckdifferenz kann durch den Unterschied der Biegung der beiden Sensoren 122 und 132 bei verschiedenen hydrostatischen Drücken hergeleitet werden.
Fig. 9 zeigt eine weitere modifizierte Ausführungsform der Erfindung mit einem Drucksensor 140, der bei dieser Ausführungsform der Erfindung ein Verformungssensor wie beispielsweise ein Fabry-Perot-Sensor ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist ein Gehäuse 141 in zwei Abschnitte 142 und 143 aufgeteilt. Das Gehäuse kann aus geeigneten Materialien hergestellt werden, wobei jeder der Gehäuseabschnitte entlang der Verbindungslinie 144 einen allgemein durch 142A und 143A bezeichneten Teil-Zwischenraum aufweist, um ein allgemein durch 145 bezeichnetes Doppelmodulelement aufzunehmen. Das Doppelmodulelement 145 weist eine erste Platte oder einen ersten Abschnitt 146, der aus einem geeigneten ersten Material, wie beispielsweise Silizium hergestellt ist, und eine zweite Platte oder einen zweiten Abschnitt 147 auf, der aus einem Material mit einem anderen Elastizitätsmodul als derjenige des ersten Materials hergestellt ist. Beispielsweise kann die zweite Platte 147 das in Verbindung mit einer Siliziumschicht verwendete Borsilikatglas sein. Diese beiden Schichten werden, wie vorstehend beschrieben, miteinander verbunden. Jeder der Gehäuseabschnitte weist ferner eine Vertiefung 142B bzw. 143B auf, die über zumindest den Mittelabschnitten der Platten angeordnet sind, während die Ränder des Doppelmodulelements 145 in die Vertiefungen 142A und 143A aufgenommen werden. Durch die Vertiefungen 142A und 143A wird eine Befestigung erhalten, wenn die Sensorgehäuseabschnitte 142 und 143 angeordnet werden, um das Doppelmodulelement 145 fest und stabil zu halten.
Die durch die Vertiefung 142B gebildete Kammer wird mit einem geeigneten inkompressiblen Fluid gefüllt und ist über einen Durchlaß 148 mit einer Isolierkammer 150 an einer Außenfläche des Gehäuseabschnitts 142 verbunden. Die Isolierkammer ist durch eine geeignete flexible Trennmembran 151 abgeschlossen, die das inkompressible Fluid einschließt, so daß die Kammer 142B, der Durchlaß 148 und die Kammer 150 gemeinsam mit diesem inkompressiblen Fluid gefüllt sind. Außerdem werden ein oder mehrere durch gestrichelte Linien 152 bezeichnete Durchlässe zwischen den verbundenen Abschnitten 142 und 143 des Gehäuses 141 gebildet, so daß eine Fluidverbindung zwischen den Kammern 142B und 143B hergestellt wird. Die Kammer 143B ist auch mit dem inkompressiblen Fluid gefüllt.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein als Fabry-Perot-Sensor bekannter optischer Sensor 154 zum Bestimmen der Biegung des Doppelmodulelements 145 verwendet, wenn dieses einem durch den Pfeil 155 dargestellten hydrostatischen Druck gegen die Außenfläche der Trennmembran 151 ausgesetzt wird. Der Sensor 154 weist ein optisch reflektierendes Element 156 auf, das auf die Platte oder Schicht 147 des Doppelmodulelements montiert wird. Der Gehäuseabschnitt 143 weist eine mit einem geeigneten Glasmaterial 157 gefüllte Kammer auf, die eine teilweise reflektierende und teilweise durchlässige Platte 158 an deren dem Element 156 gegenüberliegenden Außenseite aufweist. Im Gehäuse 143 kann eine optische Faser 160 angeordnet werden, wobei die sich abhängig von der Position des Elements 156 ändernde Lichttransmission als ein Signal zum Bestimmen der Biegung des Doppelmodulelements 145 verwendet werden kann.
Der Fabry-Perot-Sensor ist ein Interferometersensor, wobei ein typisches optisches Verfahren, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, in der GB-A-20 86 572 (US-A- 44 28 239, die durch einen Literaturverweis in dieser Erfindung eingeschlossen sind) beschrieben ist. Die Biegung einer Seite des sich biegenden Doppelmodulelements wird bei der vorliegenden Erfindung so gemessen, wie in diesem Literaturverweis beschrieben.
Gegebenenfalls können auch andersartige Sensoren einschließlich andersartiger optischer Sensoren zum Messen der Biegung verwendet werden.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung zur Darstellung der Verwendung von Dehnungsmeßeinrichtungen auf einem Doppelmodulelement, das einem hydrostatischen Druck ausgesetzt ist. Ein aus Pyrex gebildeter einheitlicher Block 170 wird auf einem Sockel 171 an der Wand eines Gehäuses 173 mit einer Innenkammer 174 befestigt. Ein hydrostatischer Druck in der Kammer 174 wirkt auf alle Seiten des flexiblen Blocks 170. Dünnschicht-Dehnungsmeßeinrichtungen 180, 181 und 182 sind mit der oberen Fläche des Blocks 170 verbunden. Die Dehnungsmeßeinrichtungen sind aus Silizium hergestellt. Der Block 170 und die Dehnungsmeßeinrichtungen 180-182 bestehen aus zwei unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Elastizitätsmoduln und sind durch Beschichten entlang einer Grenzlinie oder -fläche 177 miteinander verbunden.
Wenn der flexible Block 170 einem hydrostatischen Druck ausgesetzt wird, wird der Block wie vorstehend beschrieben komprimiert, wobei sich, weil die Silizium- Dehnungsmeßeinrichtungen nicht mit dem gleichen Grad komprimiert werden, Spannungen einstellen, die durch die Dehnungsmeßeinrichtungen 180, 181 und 182 gemessen werden können. Die Dehnungsmeßeinrichtungen können auf bekannte Weise aus dotiertem Silizium hergestellt werden. Die Dehnungsmeßeinrichtungen können auf jede gewünschte Weise ausgerichtet werden und sind rein schematisch zu Erläuterungszwecken dargestellt, um darzustellen, daß sich auf dem einheitlichen Blockelement 170 einstellende Spannungen durch eine Dehnungsmeßeinrichtung gemessen werden können, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das den hydrostatischen Druck in der Kammer 174 anzeigt.
Dehnungsmeßeinrichtungen können auch bei anderen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden. Der einheitliche Block 170 ist von dem Druck umgeben und ist von allen Wänden der Kammer 74 beabstandet, außer an der Stelle, wo er auf dem Sockel 171 gehalten wird.
Daher können flexible Elemente des einheitlichen Blocks, die aus mindestens zwei verschiedenen festen Materialien hergestellt werden, die jeweils ein getrenntes Volumen aufweisen und die an einer Grenzfläche einstückig miteinander verbunden sind, wobei die Materialien wesentlich unterschiedliche Elastizitätsmoduln aufweisen, einem hydrostatischen Druck auf die Außenflächen des flexiblen Elements des einheitlichen Blocks ausgesetzt werden. Durch die Druckänderungen werden innere Spannungen an der Grenzfläche der beiden Materialvolumen hervorgerufen, wodurch sich die flexiblen Elemente des einheitlichen Blocks biegen. Die Biegung oder Ablenkung wird durch eine geeignete Einrichtung zum Anzeigen solcher Verformungen, wie beispielsweise durch ein kapazitives, ein optisches oder ein ähnliches Meßverfahren gemessen.
Das einheitliche Blockelement kann gegebenenfalls einstückig hergestellt werden, wie beispielsweise durch Oxidieren eines Abschnitts eines Siliziumblocks. Die elektrische Zufuhr durch Anschlüsse für die Sensoreinrichtung können durch Verfahren hergestellt werden, die für Membran-Drucksensoren bekannt sind.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, können durch Fachleute Änderungen der Form und der Details vorgenommen werden, ohne von den Patentansprüchen abzuweichen.

Claims

1. Drucksensor (10, 49, 140) mit:

einem in einem Fluid angeordneten flexiblen Körper (17, 35, 52, 76, 122, 132, 145) mit einem ersten Abschnitt (20, 36, 53, 123, 146), der durch den Fluiddruck mit einem ersten Grad komprimiert werden kann, und der einstückig mit einem zweiten Abschnitt (21, 38, 54, 124, 147) ausgebildet ist, der durch das Fluid mit einem vom ersten Grad verschiedenen, zweiten Grad komprimiert werden kann, wobei der Körper durch den Fluiddruck aufgrund der bei gleichem Druck unterschiedlichen Kompressionsgrade deformiert wird; und einer dem Körper zugeordneten Einrichtung (30, 43, 69, 70, 87, 126, 158, 180, 181, 182) zum Feststellen der Deformierung des unter Druck stehenden Körpers und zum Erzeugen eines den Fluiddruck anzeigenden Ausgangssignal.

2. Drucksensor nach Anspruch 1, wobei der Körper (17, 35, 52, 122, 132, 145) durch den Fluiddruck gebogen wird und die Sensoreinrichtung (30, 43, 69, 70, 87, 126, 158, 180, 181) die Durchbiegung des Körpers feststellt.

3. Drucksensor nach Anspruch 1, wobei der erste (20, 36, 53, 123, 146) und der zweite Abschnitt (21, 38, 54, 124, 147) des Körpers so ausgewählt werden, daß sie im wesentlichen den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.

4. Drucksensor nach Anspruch 1, wobei der erste (20, 36, 53, 123, 146) und der zweite Abschnitt (21, 38, 54, 124, 147) ein erstes und ein zweites Material aufweisen.

5. Drucksensor nach Anspruch 4, wobei die jeden Abschnitt bildenden Materialien eine Grenzfläche (22, 40, 55, 83) aufweisen, wobei die Grenzflächen (22, 40, 55, 83) miteinander verbunden sind und wobei Beanspruchungen erzeugt werden, wenn auf den aus dem ersten und dem zweiten Material gebildeten flexiblen Körper ein äußerer Fluiddruck ausgeübt wird.

6. Drucksensor nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die beiden miteinander verbundenen Materialien eine gleichmäßig dicke Schicht (17, 52, 76, 122, 132, 145) aufweisen und wobei der Drucksensor ferner eine erste Einrichtung (24, 51, 77, 130, 141) zum Halten der Schicht (17, 52, 76, 122, 132, 145) bezüglich einer Referenzfläche (30, 59, 69, 70, 85, 105, 158) und die zugeordnete Einrichtung zum Feststellen einer Deformierung eine Einrichtung zum Feststellen einer Biegung der Schicht (17, 52, 76, 122, 132, 145) relativ zur Referenzfläche (30, 59, 69, 70, 85, 105, 158) aufweisen.

7. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei der erste Abschnitt einen Ausleger (38) und der zweite Abschnitt eine Halterung (36) aufweist, wobei der Ausleger (38) und die Halterung (36) entlang von Grenzflächenabschnitten (40) sowohl des Auslegers als auch der Halterung miteinander verbunden sind und andere Abschnitte (41, 42) des Auslegers (38) und der Halterung (36) voneinander beabstandet sind, wobei zwischen den anderen Abschnitten (41, 42) als Funktion des auf die Zwischenflächenabschnitte (40) des Auslegers und der Halterung wirkenden Fluiddrucks Biegungen auftreten.

8. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4 in Kombination mit einem Gehäuse (116) mit einer Trennwand (117) die das Gehäuse (116) in eine erste (118) und eine zweite (119) Kammer teilt, einem in der ersten Kammer (118) angeordneten ersten flexiblen Körper (122) und einem in der zweiten Kammer (119) angeordneten zweiten flexiblen Körper (132), wobei die dem angewandten Druck zugeordnete Einrichtung eine Einrichtung (126) zum separaten Anzeigen der jeweiligen Biegungen des ersten bzw. des zweiten flexiblen Körpers (122, 132) relativ zum Gehäuse (116) aufweist und wobei die erste und die zweite Kammer (118, 119) verschiedenen Fluiddrücken ausgesetzt sind, so daß die Einrichtung (126) zum separaten Anzeigen der Biegungen die Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Kammer (118, 119) anzeigt.

9. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zugeordnete Einrichtung zum Feststellen einer Verformung eine optische Sensoreinrichtung (158, 160) zum Feststellen einer Biegung des flexiblen Körpers (145) bezüglich einer Referenzposition aufweist.

10. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zugeordnete Einrichtung zum Feststellen einer Biegung eine Dehnungsmeßeinrichtung (180, 181, 182) zum Feststellen einer Dehnung des flexiblen Körpers aufweist.

11. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zugeordnete Einrichtung zum Feststellen einer Biegung einen Kondensator (30, 43, 69, 70, 87, 126) zum Feststellen der Biegung aufweist.

12. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, wobei die Abschnitte getrennte erste und zweite Schichten (20, 21, 53, 54, 79, 80, 96, 99, 123, 124) aus Materialien mit verschiedenen Elastizitätsmodulen aufweist, wobei die Schichten an einer Grenzfläche miteinander verbunden sind.

13. Drucksensor nach Anspruch 12, wobei eine Schicht aus einem dritten Material mit der zuerst erwähnten Schicht (96) verbunden ist, wobei das dritte Material (102) einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, als die Materialien der ersten (96) und der zweiten Schicht (99) und so ausgewählt wird, daß die temperaturinduzierten Biegungsfehler im Drucksensor verringert werden.