DE9315071U1

DE9315071U1 - Pressure transducer

Info

Publication number: DE9315071U1
Application number: DE9315071U
Authority: DE
Original assignee: OPE ELEKTRONISCHE SYSTEME GmbH
Current assignee: OPE ELEKTRONISCHE SYSTEME GmbH
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2003-10-06

Description

OPEOPE

DruckwandlerPressure transducer

Die Erfindung betrifft einen Druckwandler, der zur Umwandlung von pneumatischem oder hydraulischem Druck in elektrischen Widerstand dient. Der Druckwandler ist dortThe invention relates to a pressure transducer which is used to convert pneumatic or hydraulic pressure into electrical resistance. The pressure transducer is

anwendbar, wo Drücke in Geräten, Anlagen, Gebäuden oder in der Umwelt ermittelt und Steuer- bzw. Regelfunktionen abgeleitet werden müssen. Solche Druckwandler sind u.a. für den Einsatz in der KonsumgüterIndustrie, im Fahrzeugbau und Apparatebau geeignet.applicable where pressures in devices, systems, buildings or in the environment need to be determined and control or regulation functions need to be derived. Such pressure transducers are suitable for use in the consumer goods industry, in vehicle construction and apparatus construction, among other things.

In DE OS 3638641 wird eine Einrichtung beschrieben, die zur Messung des mechanischen Druckes eine leitfähige Folie an einem Punkt oder an einer Linie mit weiteren leitfähigen Elementen kontaktiert. Nicht geeignet ist das Element für die Verwendung eines pneumatischen oder hydraulischenDE OS 3638641 describes a device that contacts a conductive foil at a point or along a line with other conductive elements for measuring mechanical pressure. The element is not suitable for use with a pneumatic or hydraulic

positiven oder negativen Überdruckes im Zusammenhang mit einer Eingangsdruckkammer und Gegendruckkammer.
Ein weiterer Druckwandler (EP 0443073) besteht aus zwei ausdehnungsempfindlichen Leitgummi-Membranen. Durch die Veränderung der Berührungsfläche wird der Übergangswider-positive or negative overpressure in conjunction with an inlet pressure chamber and counterpressure chamber.
Another pressure transducer (EP 0443073) consists of two expansion-sensitive conductive rubber membranes. By changing the contact surface, the contact resistance is

stand zwischen den Membranen beeinflußt. Es ist nicht vorgesehen, daß positiver und negativer Überdruck wandelbar sein können.The pressure between the membranes is not affected. It is not intended that positive and negative overpressure can be changed.

In DE 05 4031012 wird ein Drucksensor mit einer ebenen Membran beschrieben, deren Verformung auf ein an ihr be-DE 05 4031012 describes a pressure sensor with a flat membrane, the deformation of which is dependent on a force applied to it.

findliches veränderbares Widerstandselement wirkt. Nicht zur Anwendung kommt die Einrichtung zur Ermittlung negativer Überdrücke.sensitive variable resistance element. The device for determining negative overpressures is not used.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckwandler zu schaffen, der einen einfachen Aufbau besitzt, sowie posi-The object of the invention is to provide a pressure transducer which has a simple structure and posi-

tiven und negativen Überdruck in einen entsprechenden elektrischen Widerstand wandelt, wobei die Zuordnung Druck-Widerstand justierbar sein soll.tive and negative overpressure into a corresponding electrical resistance, whereby the pressure-resistance assignment should be adjustable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Druckwandler gelöst, der ein pneumatisches Zweikammersystem darstelltAccording to the invention, the object is achieved by a pressure transducer which represents a pneumatic two-chamber system

und aus einer Eingangsdruckkammer 1 und einer Gegendruckkammer 2 aufgebaut ist und diese Kammern durch eine Trenn-Membran 3, die aus elektrisch leitendem Gummi besteht, getrennt sind, und eine Festelektrode 4, die sichand is made up of an inlet pressure chamber 1 and a counter pressure chamber 2 and these chambers are separated by a separating membrane 3 made of electrically conductive rubber, and a fixed electrode 4 which is

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gegenüber der Trenn-Membran 3 befindet, vorhanden ist, wobei die Trenn-Membran 3 mit einem elektrischen Hauptaußenanschluß 5 und die Festelektrode 4 mit einem elektrischen Außenanschluß 6 elektrisch verbunden sind.
Entsprechende Ausführungsvarianten sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.opposite the separation membrane 3, wherein the separation membrane 3 is electrically connected to a main external electrical connection 5 and the fixed electrode 4 is electrically connected to an external electrical connection 6.
Corresponding embodiments are described in subclaims 2 to 6.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained using exemplary embodiments. The accompanying drawings show:

Fig. 1: Schnitt durch einen Druckwandler mit einer
konvexen FestelektrodeFig. 1: Section through a pressure transducer with a
convex fixed electrode

Fig. 2: Schnitt durch einen Druckwandler mit mehreren
Festelektroden.Fig. 2: Section through a pressure transducer with several
Fixed electrodes.

Der in Figur 1 dargestellte Druckwandler besteht aus einer Eingangsdruckkammer 1 und einer Gegendruckkammer 2, wobeiThe pressure transducer shown in Figure 1 consists of an input pressure chamber 1 and a counter pressure chamber 2, where

eine Trenn-Membran 3, die aus leitfähigem Gummi besteht, zwischen beiden Kammern angeordnet ist. Die Trenn-Membran 3 befindet sich gegenüber der Festelektrode 4.
Die Eingangsdruckkammer 1 besitzt einen Eingangsdruckanschluß 7 und die Gegendruckkammer 2 besitzt einena separating membrane 3 made of conductive rubber is arranged between the two chambers. The separating membrane 3 is located opposite the fixed electrode 4.
The inlet pressure chamber 1 has an inlet pressure connection 7 and the counter pressure chamber 2 has a

Gegendruckanschluß 8. Die Trenn-Membran 3 hat am Rand eine Wulst mit Schräge 10, so daß bei Montage die im Druckmesser kleinere Trenn-Membran 3 durch eine in dem Gehäuse 11 der Eingangsdruckkammer 1 bzw. der Gegendruckkammer 2 befindliche korrespondierende Rille mit größerem DurchmesserCounter pressure connection 8. The separating membrane 3 has a bead with a bevel 10 on the edge, so that when assembled the smaller separating membrane 3 in the pressure gauge is pushed through a corresponding groove with a larger diameter in the housing 11 of the inlet pressure chamber 1 or the counter pressure chamber 2.

diese Trenn-Membran 3 vorgespannt wird. Die in Fig.l dargestellte konvexe Festelektrode 4 ist mit dem elektrischen Hauptaußenanschluß 5 und die Trenn-Membran 3 mit dem elektrischen Außenanschluß 6 elektrisch verbunden. Der Eingangsdruckanschluß 7 wird mit dem Eingangsdruck p^ undthis separating membrane 3 is prestressed. The convex fixed electrode 4 shown in Fig.l is electrically connected to the main electrical external connection 5 and the separating membrane 3 to the electrical external connection 6. The inlet pressure connection 7 is connected to the inlet pressure p^ and

der Gegendruckanschluß 8 wird mit dem Gegendruck P2 beaufschlagt. Die Einstellschraube 9 gestattet die Realisierung des Vorspannweges x. Bei der Berührung der Trenn-Membran 3 mit der Festelektrode 4 ist zwischen dem elektrischen Hauptaußenanschluß 5 und dem elektrischen Außenanschluß 6the counter pressure connection 8 is subjected to the counter pressure P2. The adjusting screw 9 allows the pre-tensioning path x to be realized. When the separating membrane 3 comes into contact with the fixed electrode 4, there is a gap between the main external electrical connection 5 and the external electrical connection 6.

&Ogr;&Rgr;&Egr; &Egr;??&Rgr;&Egr;?Egr;

ein elektrischer Durchgangswiderstand feststellbar, der abhängig ist von der Membranvorspannung, dem Widerstand der Trenn-Membran 3, der Berührungsfläche A und dem effektiv wirkenden Druck, d.h. der Differenz von Eingangsdruck p]_an electrical resistance can be determined, which depends on the membrane pre-tension, the resistance of the separating membrane 3, the contact area A and the effective pressure, i.e. the difference between the inlet pressure p]_

und Gegendruck P2.and back pressure P2.

Wie in Fig.2 zu entnehmen, kann die Festelektrode 4 in &eegr; Einzelelektroden unterteilt sein, wobei diese in Form konzentrischer Kreise angeordnet sind, die mit &eegr; elektrischen Außenanschlüssen 6 verbunden sind. Die Eingangs-As can be seen in Fig.2, the fixed electrode 4 can be divided into η individual electrodes, which are arranged in the form of concentric circles that are connected to η external electrical connections 6. The input

druckkammer 1 besitzt einen Eingangsdruckanschluß 7 und die Gegendruckkammer 2 besitzt den Gegendruckanschluß 8.
Die Trenn-Membran 3 hat am Rand eine Wulst mit Schräge 10, so daß bei Montage die im Durchmesser kleinere Trenn-Membran 3 durch eine in dem Gehäuse 11 der Eingangs-Pressure chamber 1 has an inlet pressure connection 7 and the counterpressure chamber 2 has the counterpressure connection 8.
The separating membrane 3 has a bead with a bevel 10 on the edge, so that during assembly the smaller diameter separating membrane 3 is pushed through a hole in the housing 11 of the inlet

druckkammer 1 bzw. der Gegendruckkammer 2 befindliche korrespondierende Rille mit größerem Durchmesser dieser Trenn-Membran 3 vorgespannt wird.The corresponding groove with a larger diameter of this separating membrane 3 located in the pressure chamber 1 or the counter-pressure chamber 2 is prestressed.

Der Elektrodenabstand z, die Membranvorspannung und der effektiv wirkende Druck sind bestimmend für die BerührungThe electrode distance z, the membrane preload and the effective pressure are decisive for the contact

der Trenn-Membran 3 mit den Festkontakten 4. Diese Berührung entspricht der druckabhängigen überbrückung der Festelektroden 4.the separating membrane 3 with the fixed contacts 4. This contact corresponds to the pressure-dependent bridging of the fixed electrodes 4.

OPE Elektronische: Sfrat^me. :OPE Electronic: Sfrat^me. :

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of reference symbols used

11 EingangsdruckkammerInlet pressure chamber 22 GegendruckkammerCounterpressure chamber 33 Trenn-MembranSeparation membrane 44 FestelektrodeFixed electrode 55 elektrischer Hauptaußenanschlußmain external electrical connection 66 elektrischer Außenanschlußexternal electrical connection 77 EingangsdruckanschlußInlet pressure connection 88th GegendruckanschlußCounter pressure connection 99 EinstellschraubeAdjustment screw 1010 Wulst mit SchrägeBead with bevel 1111 GehäuseHousing 1212 Einlageninsoles AA BerührungsflächeTouch surface POPO Bezugsdruck (Umgebungsdruck)Reference pressure (ambient pressure) PlPl EingangsdruckInlet pressure P2P2 GegendruckCounterpressure XX VorspannwegPreload path ZZ ElektrodenabstandElectrode gap &eegr;&eegr; Zahl der EinzelelektrodenNumber of individual electrodes

Claims

OPE ElekirpnisqJJe'^Ystamfe·.. Protection claims

1. Pressure converter, which represents a pneumatic two-chamber system, is constructed from an input pressure chamber 1 and a counterpressure chamber 2, characterized in that

that

these chambers are separated by a separating membrane 3, which consists of electrically conductive rubber, and that a fixed electrode 4 is located opposite the separating membrane 3, wherein the separating membrane 3 is

a main electrical external connection 5 and the fixed electrode 4 are electrically connected to an electrical external connection 6

2. Pressure transducer according to claim 1, characterized in that the fixed electrode 4 consists of one or more electrically
conductive, preferably circular or annular surfaces located on a flat, convex or concave insulator surface.

3. Pressure transducer according to claim 1 and 2, characterized in that the surface of the fixed electrode is smooth
(roughness depth less than 5 µm) or rough (roughness depth greater than 100 µm) or has grooves.

4. Pressure converter according to claim 1 to 3, characterized in that the separating membrane 3 has a bead with a bevel 10 on the edge and the housing 11 of the input pressure

chamber 1 or the counterpressure chamber 2 has a corresponding groove with the same or larger pressure gauge.

5. Pressure transducer according to claims 1 to 4, characterized in that the preload travel &khgr; is realized by an adjusting screw 9.

6. Pressure transducer according to claims 1 to 4, characterized in that the distance &zgr; is determined by inserts 12.