EA004582B1 - Датчик давления и способ изготовления датчика давления - Google Patents

Датчик давления и способ изготовления датчика давления Download PDF

Info

Publication number
EA004582B1
EA004582B1 EA200300471A EA200300471A EA004582B1 EA 004582 B1 EA004582 B1 EA 004582B1 EA 200300471 A EA200300471 A EA 200300471A EA 200300471 A EA200300471 A EA 200300471A EA 004582 B1 EA004582 B1 EA 004582B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
membrane
pressure
base
measuring chamber
solder
Prior art date
Application number
EA200300471A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200300471A1 (ru
Inventor
Карл-Хайнц Банхольцер
Карл Флегель
Франк Хегнер
Бернд Росскопф
Original Assignee
Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг filed Critical Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг
Publication of EA200300471A1 publication Critical patent/EA200300471A1/ru
Publication of EA004582B1 publication Critical patent/EA004582B1/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
    • G01L9/0075Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a ceramic diaphragm, e.g. alumina, fused quartz, glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Датчик давления, содержащий основание (1, 23, 25), соединенную с основанием (1, 23, 25), образуя измерительную камеру (3, 29, 31), мембрану (5, 27), которая при работе испытывает зависимое от измеряемого давления (р, р1-р2) отклонение, образованную обращенной к мембране стороной основания (1, 23, 25) постель мембраны, на которую нанесен по меньшей мере один электрод (7, 33, 67), который вместе с нанесенным на мембрану (5, 27) ответным электродом (9, 35, 69) образует конденсатор, емкость которого является мерой отклонения мембраны (5, 27), у которого электрод (7, 33, 67) электрически присоединен сквозь основание (1, 23, 25) и у которого измерительная камера (3, 29, 31) имеет в зоне контактирования гладкую поверхность, пропущенный через отверстие (11, 57, 71) сквозь основание (1, 23, 25) контактный штифт (13, 59, 71), посредством которого электрически присоединен электрод (7, 33, 67) для измерения емкости и который со стороны постели мембраны впаян припоем (19, 57, 75) в отверстие (11, 57, 71), причем контактный штифт (13, 59, 73), припой (19, 57, 75) и постель мембраны образуют гладкую поверхность.

Description

Изобретение относится к емкостному датчику давления и способу изготовления датчика давления.
В технике измерения давления используют абсолютные, относительные и разностные датчики давления. Абсолютными датчиками давления измеряемое давление регистрируют абсолютно, т.е. как разность давлений относительно вакуума. Относительным датчиком давления измеряемое давление регистрируют в виде разности давлений относительно эталонного давления, например давления, господствующего там, где находится датчик. В большинстве случаев это атмосферное давление в месте применения. Таким образом, абсолютными датчиками давления измеряемое давление регистрируют по отношению к постоянному опорному давлению, давлению вакуума, а относительными датчиками давления - по отношению к переменному опорному давлению, например окружающему давлению. Разностный датчик давления регистрирует разность между первым и вторым давлениями на датчик.
Известны датчики давления, содержащие основание, соединенную с основанием, образуя измерительную камеру, мембрану, которая при работе испытывает зависимое от измеряемого давления отклонение, и расположенный на обращенной к мембране стороне основания в измерительной камере электрод, который вместе с нанесенным на мембрану ответным электродом образует конденсатор, емкость которого является мерой отклонения мембраны.
У таких датчиков давления электрическое присоединение электрода может происходить либо сквозь промежуток между мембраной и основанием, либо сквозь основание. В первом случае крепежным материалом, которым мембрана и основание соединены между собой, должен быть электрический изолятор. Контактирование сквозь основание следует предпочесть, поскольку оно не влияет на соединение между мембраной и основанием и, тем самым, оставляет его герметичным и механически стабильным и поскольку оно не приносит с собой ограничения при выборе монтажного материала.
У обычного контактирования сквозь основание металлический контактный штифт вставляют в проходящее сквозь основание отверстие и запрессовывают на одной стороне, например, дорном. За счет этого контактный штифт механически фиксируется, и возникает место электрического контакта с электродом основания.
Этот способ дает в большинстве случаев очень хорошие результаты и осуществим быстро и экономично. Способ запрессовки имеет недостатки.
Запрессовкой достигается лишь небольшая плотность. Вакуумная плотность, необходимая, например, в абсолютных датчиках давления, не достигается. Следовательно, в частности, у аб солютных датчиков давления требуется отдельная герметизация сквозного контактирования.
За счет запрессовки внутренняя поверхность измерительной камеры в зоне отверстия и металлического штифта неровная и имеет выемки, например щели или углубления.
Эти неровности внутренней поверхности приводят к проблемам, например, тогда, когда внутренняя поверхность должна быть использована в качестве постели мембраны, к которой мембрана прижимается в случае перегрузки. Вследствие неровностей постели мембраны в случае перегрузки могут возникнуть остаточные изменения мембраны, которые впоследствии могут привести к серьезным ошибкам измерения или даже к полному выходу датчика давления из строя.
Геометрические неровности, в частности щели, могут в зоне места электрического контакта привести при определенных условиях к повышенным переходным сопротивлениям и связанным с этим недостаткам регистрации измеряемых данных.
Другие проблемы возникают тогда, когда измерительная камера в зоне места электрического контакта должна быть заполнена передающей давление жидкостью. У заполненных жидкостью датчиков давления используют преимущественно лишь очень малый объем жидкости, поскольку тепловое расширение жидкости в зависимости от температуры следует поддерживать минимально низким. Соответственно, важно для точности измерения, чтобы объем, который заполняют жидкостью, был как можно более постоянным. Ямок, щелей или иных форм выемок, в которые с течением времени может проникать объем жидкости неизвестной величины, следует обязательно избегать. У разностных датчиков давления особенно важно, чтобы объем был не только как можно более постоянным, но и чтобы в обеих половинах разностного датчика давления было как можно более одинаковое количество жидкости. Неодинаковые количества жидкости вызывают неодинаковые температурные характеристики, которые непосредственно сказываются на точности измерения.
Задачей изобретения является создание датчика давления, у которого расположенный на основании в измерительной камере электрод был бы электрически присоединен сквозь основание и у которого измерительная камера в зоне контактирования имела бы гладкую поверхность, а также вакуумно-плотное и выдерживающее давление соединение.
Для этой цели изобретение заключается в датчике давления, содержащем основание, соединенную с основанием, образуя измерительную камеру, мембрану, которая при работе испытывает зависимое от измеряемого давления отклонение, образованную обращенной к мембране стороной основания постель мембраны, на которую нанесен, по меньшей мере, один электрод, который вместе с нанесенным на мембрану ответным электродом образует конденсатор, емкость которого является мерой отклонения мембраны, и пропущенный через отверстие сквозь основание контактный штифт, посредством которого электрически присоединен электрод для измерения емкости и который со стороны постели мембраны впаян припоем в отверстие, причем контактный штифт, припой и постель мембраны образуют гладкую поверхность.
Согласно предпочтительному варианту выполнения основание и/или мембрана состоят из керамики или монокристалла.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения контактный штифт состоит из тантала, а припой является активным припоем, в частности серебряно-медным припоем.
Целесообразным вариантом является то, что на мембрану при работе воздействует измеряемое давление, а в измерительной камере господствует очень низкое давление, близкое к 0 мбар, или подаваемое сквозь основание эталонное давление.
Также целесообразным вариантом выполнения является то, что мембрана расположена между основанием и дополнительным основанием, мембрана и дополнительное основание образуют дополнительную измерительную камеру и при работе в измерительной камере господствует первое давление, а в дополнительной измерительной камере - второе давление. Отклонение мембраны зависит от измеряемого давления, которое соответствует разности между первым и вторым давлениями.
Согласно другому варианту выполнения основание имеет сквозное, ведущее в измерительную камеру отверстие, в которое вставлена напорная трубочка, по которой при работе к измерительной камере подводят первое давление, а дополнительное основание имеет сквозное, ведущее в измерительную камеру отверстие, в которое вставлена напорная трубочка, по которой при работе к дополнительной измерительной камере подводят второе давление.
Изобретение касается также способа изготовления датчика давления, при котором в отверстие вставляют контактный штифт, между основанием и контактным штифтом со стороны мембраны помещают припой, впаивают контактный штифт, шлифуют постель мембраны, на гладкую постель мембраны наносят электрод и основание и мембрану посредством монтажа прочно соединяют между собой.
Согласно предпочтительному варианту выполнения способа мембрану соединяют с основанием и дополнительным основанием посредством монтажа и первую напорную трубочку впаивают в основание, а вторую напорную трубочку - в дополнительное основание.
Изобретение и другие преимущества более подробно поясняются с помощью чертежа, на котором изображены три примера выполнения. Одинаковые элементы обозначены на фигурах одинаковыми ссылочными позициями. На чертежах изображают на фиг. 1 - разрез датчика давления согласно изобретению, выполненного в виде емкостного абсолютного датчика давления;
на фиг. 2 - разрез датчика давления согласно изобретению, выполненного в виде емкостного относительного датчика давления;
на фиг. 3 - разрез датчика давления согласно изобретению, выполненного в виде емкостного разностного датчика давления.
На фиг. 1 изображен разрез датчика давления согласно изобретению. Он содержит цилиндрическое основание 1 и мембрану 5 в виде круговой шайбы, соединенную с основанием 1, с образованием измерительной камеры 3.
Мембрана 5 и основание 1 состоят из изолятора, преимущественно из керамики или монокристалла, например из сапфира. Они соединены между собой по внешним кольцеобразным краям монтажом 6, например, посредством активного тугоплавкого припоя, например циркониево-железно-титано-бериллиевого припоя.
При работе мембрана 5 испытывает зависимое от измеряемого давления р отклонение. Для этого, например, снаружи на мембрану 5 воздействует давление р. Это символически обозначено на фиг. 1 стрелкой.
Обращенная к мембране поверхность основания 1 образует постель мембраны. На постель мембраны нанесен электрод 7, который вместе с нанесенным на мембрану 5 ответным электродом 9 образует конденсатор, емкость которого является мерой отклонения мембраны 5.
Ответный электрод 9 электропроводяще граничит на своем внешнем крае с монтажом 6 и присоединен преимущественно посредством электропроводящего монтажа 6 к массе или к эталонному потенциалу.
Основание 1 имеет сквозное отверстие 11, через которое пропущен контактный штифт 13. Контактный штифт 13 состоит из электропроводящего материала и со стороны мембраны впаян в отверстие 11 припоем 14. Для контактного штифта 13 особенно пригоден, например, тантал, поскольку он является высокоплавким вязким материалом. Он устойчив почти ко всем кислотам и щелочам и является особенно коррозионно-стойким. При применении для мембраны 5 и основания 1 алюминиевой оксидной керамики тантал дает то особое преимущество, что он имеет коэффициент теплового расширения, весьма схожий с коэффициент теплового расширения алюминиевой оксидной керамики. В качестве припоя особенно хорошо пригоден активный тугоплавкий припой, в частности серебряно-медный припой. Таким образом, может быть изготовлено герметично плотное замыкание между контактным штифтом 13 и отверстием 11.
Контактный штифт 13, припой 14 и постель мембраны образуют согласно изобретению гладкую поверхность. Чистая гладкая поверхность, например шлифованная, дает то преимущество, что она представляет собой однородную контактную поверхность. Такая контактная поверхность вступает с нанесенным впоследствии электродом 7 в поверхностное соединение, которое обеспечивает хорошо проводящее электрическое присоединение.
Другое преимущество состоит в том, что за счет гладкой поверхности в этом месте образуется, в целом, гладкая постель мембраны, к которой мембрана 5 в случае перегрузки может прижиматься без повреждений. Мембрана 5 надежно воспринимает, следовательно, даже высокие перегрузки, например 40000 кПа (400 бар), и датчик продолжает безупречно работать после затухания перегрузки в пределах своей спецификации.
Через контактный штифт 13 электрически присоединен электрод 7 для измерения емкости. Для этого первый конец контактного штифта 13 электропроводяще соединен с электродом 7. Оставшийся второй конец выступает из основания 1 и в изображенном примере выполнения подведен к расположенной на основании 1 электронной схеме 15. Электронная схема 15 преобразует изменения емкости конденсатора в электрический выходной сигнал, например в соответственно изменяющееся электрическое напряжение. Выходной сигнал через присоединительные провода 17 имеется в распоряжении для дальнейшей обработки и/или оценки.
Для достижения высокой плотности и улучшенной механической стабильности контактный штифт 13 может быть соединен на обращенной от мембраны стороне припоем 19 с отверстием 11. Это дает дополнительно то преимущество, что на обращенный к мембране конец контактного штифта 13 и, тем самым, на электрический контакт с электродом 7 не могут передаваться механические усилия. Действующие снаружи усилия улавливаются на обращенной от мембраны стороне за счет крепления припоем 19.
В случае, если граничащие между собой в зоне контактирования материалы имеют разные коэффициенты теплового расширения, а датчик давления в определенных условиях подвержен значительным изменениям температуры, может быть благоприятнее впаять контактный штифт 13 концом только с одной стороны или заполнить отверстие 11 по всей ее длине припоем. Последний вариант дает то преимущество, что обусловленные температурой напряжения распределяются по всей длине.
Само собой, изобретение не ограничено датчиками давления с единственным электродом и его присоединением согласно изобретению через впаянный контактный штифт. Само собой, могут быть предусмотрены несколько электродов, которые электрически присоединены описанным в изображенным примерах выполнения образом.
На фиг. 1 изображен абсолютный датчик давления. Измерительная камера 3 вакуумирована, так что внутри измерительной камеры господствует очень низкое давление, близкое к 0 мбар, и измеряемое давление р регистрируют по отношению к давлению вакуума внутри измерительной камеры 3.
Совершенно аналогичным образом может быть выполнен эталонный датчик давления. Пример его выполнения изображен на фиг. 2. Он отличается от изображенного на фиг. 1 абсолютного датчика давления лишь тем, что измерительная камера 3 не вакуумирована. Вместо этого в измерительной камере 3 господствует подводимое сквозь основание 1 эталонное давление ρι<. Эталонное давление Р|< - это, например, давление, господствующее вокруг датчика давления. Он может быть вставлен в измерительную камеру 3, как показано, например, на фиг. 2, через проходящее сквозь основание 1 отверстие 21.
Изображенные на фиг. 1 и 2 датчики давления изготовляют за счет того, что в отверстие 11 сначала заподлицо с передней стороной постели мембраны вставляют контактный штифт 13.
Между основанием 1 и контактным штифтом 13 со стороны мембраны и, при необходимости, также на противоположной мембране стороне помещают припой 14, 19. Затем контактный штифт 13 впаивают одной или обеими сторонами в печи под вакуумом или в атмосфере защитного газа.
На следующем этапе постель мембраны шлифуют, пока она не будет иметь гладкую и за счет припоя 14, в частности, лишенную щелей поверхность.
На эту гладкую и, в частности, лишенную щелей поверхность наносят электрод 7, например, посредством катодного распыления или напыления. Электрод 7 состоит преимущественно также из тантала. Могут применяться, однако, и другие металлы.
Электроды, нанесенные катодным распылением или напылением, могут быть изготовлены очень точно небольших толщин, например 0,1 мкм. Достигаемая за счет впаивания контактного штифта 13 гладкая поверхность при этих небольших толщинах слоя особенно предпочтительна, поскольку она даже при небольших толщинах слоя дает хорошую электрическую контактную поверхность.
Тем же способом мембрану 5 снабжают ответным электродом 9, и на последнем этапе осуществляют монтаж 6 между мембраной 5 и основанием 1. Для этой цели монтажный материал, например вышеназванный циркониевожелезно-титано-бериллиевый активный тугоплавкий припой, наносят на имеющую форму кольцевой шайбы поверхность на краю основа ния 1 и кладут на него мембрану 5. Основание 1 и мембрану 5 прочно соединяют между собой посредством монтажа в печи под вакуумом или в атмосфере защитного газа.
На фиг. 3 изображен другой пример выполнения датчика давления согласно изобретению. Здесь речь идет о разностном датчике давления. Он содержит основание 23 и дополнительное основание 25. Между основанием 23 и дополнительным основанием 25 расположена мембрана 27. Мембрана 27 соединена с основанием 23, образуя измерительную камеру 29, и с дополнительным основанием 25, образуя дополнительную измерительную камеру 31.
Мембрана 27, основание 23 и дополнительное основание 25 состоят из изолятора, преимущественно из керамики или монокристалла, например из сапфира. Основания 23, 25 соединены с мембраной 27 на внешних кольцеобразных краях соответственно монтажом 32, 34, например, посредством активного тугоплавкого припоя, например циркониево-железнотитано-бериллиевого припоя.
При работе в измерительной камере 29 господствует первое давление р1, а в дополнительной измерительной камере 31 - второе давление р2. Отклонение мембраны 27 зависит от измеряемого давления, которое соответствует разности между первым р1 и вторым р2 давлениями.
Для подвода давления основание 23 имеет сквозное, ведущее в измерительную камеру 29 отверстие 37, в которое помещена напорная трубочка 39. По напорной трубочке 39 при работе к измерительной камере 29 подводят первое давление р1. Аналогичным образом дополнительное основание 23 имеет для подвода давления сквозное, ведущее в измерительную камеру 31 отверстие 41, в которое помещена напорная трубочка 43. По напорной трубочке 43 при работе к измерительной камере 31 подводят второе давление р2.
Напорные трубочки 39, 43 в изображенном примере выполнения соединены соответственно с устройствами 45, 47 передачи давления. Устройства 45, 47 передачи давления содержат соответственно разделительные мембраны 49, 51, закрывающие соответственно камеры 53, 55. Снаружи на разделительную мембрану 49 воздействует первое давление р1, а на вторую разделительную мембрану 51 - второе давление р2. Камеры 53, 55, напорные трубочки 39, 43 и измерительные камеры 29, 31 заполнены в значительной степени несжимаемой жидкостью, например силиконовым маслом. За счет жидкости воздействующие снаружи на разделительные мембраны 49, 51 первое р1 и второе р2 давления передаются соответственно на одну сторону мембраны 27.
Точно так же, как у описанных выше датчиков давления, здесь тоже конденсаторы использованы в качестве электромеханических преобразователей. У этого датчика давления на постель мембраны, образованную обращенной к мембране поверхностью основания 23, нанесен электрод 33, который вместе с нанесенным на мембрану 27 ответным электродом 35 образует конденсатор, емкость которого является мерой отклонения мембраны 27. Ответный электрод 35 через граничащий с ним монтаж 32 электропроводяще соединен с эталонным потенциалом, например землей.
Левая половина разностного датчика давления на фиг. 3 с основанием 23, мембраной 27, электродом 33 и ответным электродом 35, в принципе, аналогична изображенным на фиг. 1 и 2 датчикам давления. Измерительная камера 29, однако, как уже сказано, заполнена жидкостью и присоединена к устройству 45 передачи давления.
Точно так же, как у предшествующих примеров выполнения, здесь тоже предусмотрен пропущенный через отверстие 57 сквозь основание 23 контактный штифт 59, через который электрически присоединен электрод 33 для измерения емкости. Контактный штифт 59 со стороны мембраны впаян припоем 61 в отверстие 57, и контактный штифт 59, припой 61 и постель мембраны образуют гладкую, например шлифованную, поверхность.
Преимущественно правая половина разностного датчика давления выполнена аналогично левой половине и содержит нанесенный на обращенную к мембране поверхность основания 25 электрод 67, который вместе с нанесенным на мембрану 27 ответным электродом 60 образует конденсатор, емкость которого является мерой отклонения мембраны 27. Ответный электрод 69 через граничащий с ним монтаж 34 электропроводяще соединен с эталонным потенциалом, например землей. Точно так же, как с левой стороны, с правой стороны тоже предусмотрен пропущенный через отверстие 71 сквозь основание 25 контактный штифт 73, через который электрически присоединен электрод 67 для измерения емкости. Контактный штифт 73 со стороны мембраны впаян припоем 75 в отверстие 71, и контактный штифт 73, припой 75 и постель мембраны образуют гладкую, например шлифованную, поверхность.
Помимо описанных выше преимуществ гладкая поверхность дает у изображенного на фиг. 3 примера выполнения то дополнительное преимущество, что отсутствуют выемки, в которые может проникнуть неопределенное количество жидкости. Точно постоянный, как можно меньший и как можно более одинаковый в обеих половинах объем жидкости является важной предпосылкой достижения высокой точности измерения.
Также аналогично предшествующим примерам выполнения контактные штифты 59, 73 на обращенной от постели мембраны стороне могут быть впаяны припоем 62 в основание 23 и припоем 77 в основание 25. В большинстве случаев, однако, достаточно одностороннего впаивания на обращенной к постели мембраны стороне.
Контактный штифт 59 соединен с электронной схемой 63, которая регистрирует мгновенную емкость конденсатора и преобразует ее в электрический выходной сигнал, который через присоединительные провода 65 имеется в распоряжении для дальнейшей обработки и/или оценки.
Аналогично контактный штифт 73 соединен с электронной схемой 79, которая регистрирует мгновенную емкость конденсатора и преобразует ее в электрический выходной сигнал, который через присоединительные провода 81 имеется в распоряжении для дальнейшей обработки и/или оценки.
Преимущественно создают разность между обеими емкостями и по ней определяют воздействующую на датчик давления разность давлений.
Способ изготовления изображенного на фиг. 3 датчика давления, в основном, соответствует описанному выше способу изготовления. Ниже более подробно поясняются лишь отличия.
Они состоят, в основном, в том, что мембрану 27 соединяют монтажом с основанием 23 и дополнительным основанием 25. Это может происходить за одну операцию. Преимущественно за эту операцию в основание 23 впаивают первую напорную трубочку 39, а в дополнительное основание 25 - вторую напорную трубочку 43.
Напорные трубочки 39, 43 состоят, например, из специальной стали, и их впаивают в основания 23, 25, например, активным тугоплавким припоем, например серебряно-медным припоем. В качестве альтернативы для напорных трубочек 39, 43 могут применяться также более высококачественные материалы. Примерами являются тантал или железо-никелекобальтовые сплавы, известные, например, под торговыми марками ковар или вакон.
Сначала припой помещают между мембраной 27 и первым 23 и вторым 25 основаниями, а также в отверстия 37, 41. Затем вставляют напорные трубочки 39, 43 и датчик давления помещают в печь, в которой пайка происходит в вакууме или в атмосфере защитного газа.
Конечно, изобретение не ограничено датчиками давления с единственным электродом. У всех описанных примеров выполнения вместо отдельных электродов 7, 33, 67 могут быть использованы соответственно также два или более электродов для регистрации измеряемых данных и, например, также в целях калибровки. Эти электроды расположены тогда тоже на соответствующих основаниях 1, 23, 25, и отдельные электроды присоединены описанным выше образом посредством впаянных в соответствующие отверстия контактных штифтов.

Claims (8)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Датчик давления, содержащий основание (1, 23, 25), соединенную с основанием (1, 23, 25), образуя измерительную камеру (3, 29, 31), мембрану (5, 27), которая при работе испытывает зависимое от измеряемого давления (р, р1-р2) отклонение, образованную обращенной к мембране стороной основания (1, 23, 25) постель мембраны, на которую нанесен, по меньшей мере, один электрод (7, 33, 67), который вместе с нанесенным на мембрану (5, 27) ответным электродом (9, 35, 69) образует конденсатор, емкость которого является мерой отклонения мембраны (5, 27), и пропущенный через отверстие (11, 57, 71) сквозь основание (1, 23, 25) контактный штифт (13, 59, 71), посредством которого электрически присоединен электрод (7, 33, 67) для измерения емкости и который со стороны постели мембраны впаян припоем (19, 57, 75) в отверстие (11, 57, 71), причем контактный штифт (13, 59, 73), припой (19, 57, 75) и постель мембраны образуют гладкую поверхность.
  2. 2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что основание (1, 23, 25) и/или мембрана (5, 27) состоят из керамики или из монокристалла.
  3. 3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что контактный штифт (13, 59, 73) состоит из тантала, а припой является активным тугоплавким припоем, в частности серебряно-медным припоем.
  4. 4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что на мембрану (5, 27) при работе воздействует измеряемое давление (р) и в измерительной камере (3) господствует очень низкое давление, близкое к 0 мбар, или подводимое сквозь основание (1) эталонное давление (рк).
  5. 5. Датчик по п.1, отличающийся тем, что мембрана (27) расположена между основанием (23) и дополнительным основанием (25), при этом мембрана (27) и дополнительное основание (25) образуют дополнительную измерительную камеру (31), причем при работе в измерительной камере (29) господствует первое давление (р1), а при работе в дополнительной измерительной камере (31) господствует второе давление (р2), и отклонение мембраны (27) зависит от измеряемого давления, которое соответствует разности между первым и вторым давлениями (р1-р2).
  6. 6. Датчик по п.5, отличающийся тем, что основание (23) имеет сквозное, ведущее в измерительную камеру (29) отверстие (37), в котором установлена напорная трубочка (39) для подвода при работе к измерительной камере (29) первого давления (р1), а дополнительное основание (25) имеет сквозное, ведущее в измерительную камеру (31) отверстие (41), в котором установлена напорная трубочка (43) для подвода при работе к измерительной камере (31) второго давления (р2).
  7. 7. Способ изготовления датчика давления по одному из предыдущих пунктов, при котором в отверстие (11, 57, 71) вставляют контактный штифт (13, 59, 73), а между основанием (1, 23, 25) и контактным штифтом (13, 59, 73) со стороны мембраны помещают припой (14, 61, 75), впаивают контактный штифт (13, 59, 73), шлифуют постель мембраны, на гладкую постель мембраны наносят электрод (7, 33, 67) и основание (1, 23, 25) и мембрану (5, 27) посредством монтажа прочно соединяют между собой.
  8. 8. Способ изготовления датчика давления по п.6, отличающийся тем, что мембрану (27) соединяют с основанием (23) и дополнительным основанием (25) посредством монтажа (34) и первую напорную трубочку (39) впаивают в основание (23), а вторую напорную трубочку (43) - в дополнительное основание (25).
EA200300471A 2000-10-19 2001-09-15 Датчик давления и способ изготовления датчика давления EA004582B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10052053A DE10052053A1 (de) 2000-10-19 2000-10-19 Druckmeßzelle
PCT/EP2001/010684 WO2002033372A1 (de) 2000-10-19 2001-09-15 Druckmesszelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200300471A1 EA200300471A1 (ru) 2003-10-30
EA004582B1 true EA004582B1 (ru) 2004-06-24

Family

ID=7660459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200300471A EA004582B1 (ru) 2000-10-19 2001-09-15 Датчик давления и способ изготовления датчика давления

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7360428B2 (ru)
EP (1) EP1336086B1 (ru)
JP (1) JP3756150B2 (ru)
CN (1) CN1223836C (ru)
AU (1) AU2002221597A1 (ru)
DE (1) DE10052053A1 (ru)
EA (1) EA004582B1 (ru)
WO (1) WO2002033372A1 (ru)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10320478B3 (de) * 2003-05-08 2004-08-19 Vega Grieshaber Kg Druck-Messanordnung mit einer Durchkontaktierung durch einen Distanzhalter zwischen einer Membran und einem Grundkörper sowie Verfahren zum Kontaktieren
DE10334284B4 (de) * 2003-07-25 2013-04-18 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Differenzdruckaufnehmer mit Überlastmembran
US20050187482A1 (en) 2003-09-16 2005-08-25 O'brien David Implantable wireless sensor
US8026729B2 (en) 2003-09-16 2011-09-27 Cardiomems, Inc. System and apparatus for in-vivo assessment of relative position of an implant
DE102004024920B4 (de) * 2004-05-19 2009-06-10 Trafag Ag Drucksensor
US7194901B2 (en) 2004-10-18 2007-03-27 Silverbrook Research Pty Ltd Pressure sensor with apertured membrane guard
US7143652B2 (en) 2004-10-18 2006-12-05 Silverbrook Research Pty Ltd Pressure sensor for high acceleration environment
US7093494B2 (en) 2004-10-18 2006-08-22 Silverbrook Research Pty Ltd Micro-electromechanical pressure sensor
US7240560B2 (en) 2004-10-18 2007-07-10 Silverbrook Research Pty Ltd Pressure sensor with remote power source
EP1802952B1 (en) * 2004-10-18 2010-03-03 Silverbrook Research Pty. Ltd Micro-electromechanical pressure sensor
US6968744B1 (en) 2004-10-18 2005-11-29 Silverbrook Research Pty Ltd Capacitative pressure sensor with close electrodes
US7089790B2 (en) 2004-10-18 2006-08-15 Silverbrook Research Pty Ltd Pressure sensor with laminated membrane
US7647836B2 (en) 2005-02-10 2010-01-19 Cardiomems, Inc. Hermetic chamber with electrical feedthroughs
US20060174712A1 (en) 2005-02-10 2006-08-10 Cardiomems, Inc. Hermetic chamber with electrical feedthroughs
CA2613241A1 (en) 2005-06-21 2007-01-04 Cardiomems, Inc. Method of manufacturing implantable wireless sensor for in vivo pressure measurement
US7415886B2 (en) * 2005-12-20 2008-08-26 Rosemount Inc. Pressure sensor with deflectable diaphragm
CA2652060A1 (en) * 2006-05-17 2008-06-05 Cardiomems, Inc. Hermetic chamber with electrical feedthroughs
DE102007030910A1 (de) * 2007-07-03 2009-01-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Drucksensor
DE102008033337A1 (de) * 2008-07-16 2010-01-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmittler und Druckmessgerät mit einem solchen Druckmittler
DE102008064654A1 (de) * 2008-08-05 2010-04-15 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines elastischen Körpers aus Al2O3- Keramik
US8485042B2 (en) 2008-08-05 2013-07-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Method for manufacturing an elastic body of Al2O3 ceramic, measuring membrane for a pressure sensor and pressure sensor with such a membrane
DE102010003145A1 (de) * 2010-03-23 2011-09-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Drucksensor
US8397578B2 (en) 2010-06-03 2013-03-19 Medtronic, Inc. Capacitive pressure sensor assembly
US9737657B2 (en) 2010-06-03 2017-08-22 Medtronic, Inc. Implantable medical pump with pressure sensor
DE102011006517A1 (de) 2011-03-31 2012-10-04 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckfest gekapselter Differenzdrucksensor
US8479581B2 (en) 2011-05-03 2013-07-09 General Electric Company Device and method for measuring pressure on wind turbine components
DE102012111533A1 (de) 2012-11-28 2014-05-28 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmesszelle
DE102013105132A1 (de) 2013-05-17 2014-11-20 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Keramische Druckmesszelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102013113843A1 (de) * 2013-12-11 2015-06-11 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Drucksensor
JP5970018B2 (ja) * 2014-03-31 2016-08-17 アズビル株式会社 圧力センサチップ
CZ305390B6 (cs) * 2014-05-12 2015-08-26 Bd Sensors S.R.O. Tlakový kapacitní keramický senzor s tvarovanou základnou
CN104236787B (zh) * 2014-09-05 2017-03-15 龙微科技无锡有限公司 Mems差压传感器芯片及制作方法
US9857259B2 (en) * 2014-09-30 2018-01-02 Rosemount Inc. Differential pressure sensor with high pressure capabilities
DE102016112352A1 (de) * 2016-07-06 2018-01-11 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Differenzdrucksensor zur Bestimmung eines Druckmesssignals
ES2959445T3 (es) 2019-08-09 2024-02-26 Siko Gmbh Unidad de sensores para un cilindro fluídico y cilindro fluídico
CN110715757A (zh) * 2019-11-05 2020-01-21 中国计量大学 一种基于碳化棉织物薄膜电极的电容式压力传感器
DE102020205492A1 (de) 2020-04-30 2021-11-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Herstellen einer Drucksensoreinrichtung und Drucksensoreinrichtung
DE102020205490A1 (de) 2020-04-30 2021-11-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Herstellen einer Drucksensoreinrichtung und Drucksensoreinrichtung
CN114279622A (zh) * 2021-11-30 2022-04-05 浙江中控技术股份有限公司 差压传感器

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US419219A (en) * 1890-01-14 Plumber s trap
US3993939A (en) * 1975-01-07 1976-11-23 The Bendix Corporation Pressure variable capacitor
GB2048488B (en) * 1979-04-26 1983-04-27 Rosemount Eng Co Ltd Differential pressure sensing apparatus
DE3128032A1 (de) * 1981-07-16 1983-02-03 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Anordnung zur erfassung eines druckes
US4581676A (en) * 1984-09-17 1986-04-08 General Signal Corporation Electrical contact coating for silicon pressure transducers
DE3621795A1 (de) * 1986-06-28 1988-01-07 Eckardt Ag Differenzdruckgeber
DE3933512A1 (de) * 1989-10-06 1991-04-18 Endress Hauser Gmbh Co Differenzdruckmessgeraet
US5050034A (en) 1990-01-22 1991-09-17 Endress U. Hauser Gmbh U. Co. Pressure sensor and method of manufacturing same
JPH03287037A (ja) * 1990-04-02 1991-12-17 Hitachi Constr Mach Co Ltd 差圧センサ
US5090246A (en) * 1990-09-19 1992-02-25 Johnson Service Corp. Elastomer type low pressure sensor
US5323643A (en) * 1991-04-09 1994-06-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Device for detecting change in internal pressure of cylinder
DE59200253D1 (de) * 1991-05-26 1994-07-28 Endress Hauser Gmbh Co Durchkontaktierung eines Isolierstoffteils.
DE4136995C2 (de) * 1991-11-11 1996-08-08 Sensycon Ind Sensorsyst Kapazitiver Drucksensor
DE59108247D1 (de) * 1991-11-30 1996-11-07 Endress Hauser Gmbh Co Verfahren zum Stabilisieren der Oberflächeneigenschaften von in Vakuum temperaturzubehandelnden Gegenständen
US6311561B1 (en) * 1997-12-22 2001-11-06 Rosemount Aerospace Inc. Media compatible pressure sensor
JP3447062B2 (ja) * 1998-03-12 2003-09-16 株式会社山武 センサおよびその製造方法
EP1010973B1 (de) * 1998-12-14 2001-07-18 Endress + Hauser GmbH + Co. Kapazitive Druck- oder Differenzdruckmesszellen und Verfahren zu deren Herstellung
US6267009B1 (en) * 1998-12-14 2001-07-31 Endress + Hauser Gmbh + Co. Capacitive pressure sensor cells or differential pressure sensor cells and methods for manufacturing the same
US6374680B1 (en) * 1999-03-24 2002-04-23 Endress + Hauser Gmbh + Co. Capacitive pressure sensor or capacitive differential pressure sensor
DE10152681A1 (de) * 2001-10-19 2003-04-30 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Druckmittler mit Trennmembran und Verfahren zu dessen Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004517305A (ja) 2004-06-10
JP3756150B2 (ja) 2006-03-15
AU2002221597A1 (en) 2002-04-29
CN1223836C (zh) 2005-10-19
EP1336086B1 (de) 2013-03-06
WO2002033372A1 (de) 2002-04-25
CN1469995A (zh) 2004-01-21
US7360428B2 (en) 2008-04-22
EP1336086A1 (de) 2003-08-20
US20060243053A1 (en) 2006-11-02
DE10052053A1 (de) 2002-04-25
EA200300471A1 (ru) 2003-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA004582B1 (ru) Датчик давления и способ изготовления датчика давления
US6568274B1 (en) Capacitive based pressure sensor design
EP0164413B1 (en) Pressure transducer
JP4044307B2 (ja) 圧力センサ
US5757608A (en) Compensated pressure transducer
KR940001481B1 (ko) 정전용량식 압력차 검출기
US4603371A (en) Capacitive sensing cell made of brittle material
WO1985002676A1 (en) Pressure sensor with a substantially flat overpressure stop for the measuring diaphragm
JPH04502508A (ja) 多係数圧力センサ
JP2012032397A (ja) 高温用静電容量式静圧/動圧センサおよびその製造方法
US4741214A (en) Capacitive transducer with static compensation
EP1309840B1 (en) Capacitive based pressure sensor design
US9464950B2 (en) Capacitive pressure sensors for high temperature applications
US6499352B2 (en) Pressure measuring cell
JP2007327976A (ja) 圧力センサ
US6324914B1 (en) Pressure sensor support base with cavity
EP0157599B1 (en) Pressure transducer
WO1991015742A2 (en) Pressure sensing capacitor, and transducer
GB2266963A (en) Capacitive differential pressure detector
JPS60233523A (ja) 圧力検出器

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU