EP4423470A1 - Druckmesszelle mit auswerteelektronik und 4-20 ma schnittstelle - Google Patents

Druckmesszelle mit auswerteelektronik und 4-20 ma schnittstelle

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Publication number
EP4423470A1
EP4423470A1 EP22803232.2A EP22803232A EP4423470A1 EP 4423470 A1 EP4423470 A1 EP 4423470A1 EP 22803232 A EP22803232 A EP 22803232A EP 4423470 A1 EP4423470 A1 EP 4423470A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring cell
pressure measuring
pressure
evaluation electronics
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
EP22803232.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Mellert
Bernhard Weller
Jochen Huber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
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 Vega Grieshaber KG filed Critical Vega Grieshaber KG
Publication of EP4423470A1 publication Critical patent/EP4423470A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring 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
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092—Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring 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
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance

Definitions

  • the present invention relates to a pressure measuring cell with integrated evaluation electronics and a 4-20 mA interface for the power supply.
  • Pressure measuring cells are known from the prior art, which, for example, detect a change in pressure due to deformation of a membrane and a change in capacitance resulting therefrom. Such pressure measuring cells are called capacitive pressure measuring cells.
  • capacitive pressure measuring cells There are also resistive or piezoresistive pressure measuring cells, in which the deformation of a membrane is detected using strain gauges, for example, and the pressure is inferred from a change in resistance of the strain gauges, as well as piezoelectric pressure measuring cells, which use the piezoelectric effect to determine pressure.
  • the differentiation of pressure measuring cells according to the materials oriented towards the process i.e. the materials that come into contact with the process environment and the process media, usually differentiates between metallic and ceramic pressure measuring cells, with one having a metallic membrane and the other a ceramic membrane.
  • a base body of the pressure measuring cell is often made of the same material as the membrane.
  • Whether absolute or relative pressures can be measured usually depends on whether the back of the membrane is supplied with a second pressure, e.g. an external pressure, or whether the back of the membrane is evacuated.
  • the evaluation electronics for the sensor signal of the sensor of the pressure measuring cell are usually placed outside the housing of the pressure measuring cell and are contacted via through-contacts led to the outside.
  • the signal path from the sensor to the evaluation electronics is relatively long and the signal-to-noise distance is not optimal. If the signal-to-noise ratio is too high, the sensor signal will be distorted and thus less precise.
  • the underlying object of the invention is therefore to provide a pressure measuring cell which has an optimized measuring structure and improves the signal quality arriving at the evaluation unit compared to the prior art.
  • a pressure measuring cell according to the invention with a pressure sensor and evaluation electronics integrated into the pressure measuring cell is characterized in that the pressure measuring cell has only a 4-20 mA interface for the power supply.
  • Evaluation electronics integrated into the pressure measurement cell means that the evaluation electronics are part of the pressure measurement cell and can be positioned, for example, within a housing of the pressure measurement cell. It is also conceivable that the evaluation electronics is positioned in an interior of the housing, in which the pressure sensor is also located. However, the evaluation electronics can also be positioned on the outside of the housing, since the signal paths can also be kept very short there. Another possibility is to position the evaluation electronics between two housing parts of the pressure measuring cell, such as between a base body and a closure element, or between two parts of a separable closure element. It is characteristic of an integrated evaluation electronics that it is associated with the pressure measuring cell and is not, for example, accommodated in another housing which is arranged further away from the sensor. By integrating the evaluation electronics in the pressure measuring cell, the signal processing takes place within the pressure measuring cell and no longer, as is usually the case, in external electronic circuits.
  • connection of the evaluation electronics to the pressure measuring cell or its housing is preferably realized by an adhesive connection.
  • connection possibilities such as glass soldering, soldering, welding or form-fitting connections, also come into consideration.
  • the evaluation electronics are positioned in or on the housing of the pressure measuring cell in any case close to the sensor, which makes the signal paths between the sensor chip and the evaluation electronics very short.
  • the signal paths are implemented with bonding wires, for example, which means that the signal-to-noise ratio is improved and the signal quality is also improved as a result.
  • the shorter signal paths also result in a faster and more direct reaction time. Contacting to the outside can be done, for example, with the help of vias that are routed through the housing of the pressure measuring cell.
  • the evaluation electronics are electrically connected to the pressure sensor by bonding wires if the evaluation electronics are positioned directly in the measuring room.
  • the pressure measuring cell outputs the same signals as measured values, regardless of the measuring principle such as resistive or capacitive, since the evaluation electronics have already processed the output signal of the pressure sensor and can output a measured value for the pressure.
  • the pressure measuring cell is supplied with energy via the 4 mA to 20 mA current signal via the two-wire line, so that no additional supply line is required in addition to the two-wire line.
  • the signal transmission of the measured value of the pressure measuring cell for example to a higher-level unit, also takes place according to the well-known 4 mA to 20 mA standard, in which a 4 mA to 20 mA current loop or a two-wire line is formed between the pressure measuring cell and the higher-level unit.
  • the units connected in this way transmit further information to or receive from the higher-level unit in accordance with various other protocols, in particular digital protocols. Examples of this are the HART protocol or the Profibus-PA protocol.
  • the electronic evaluation system is an ASIC.
  • An application-specific integrated circuit is referred to as an ASIC (application-specific integrated circuit). This can be designed as an independent module and applied to the displacement body, or integrated into the displacement body.
  • the ASIC is an energy-saving processor which, thanks to its low power consumption, enables the pressure measuring cell to be operated with a 4-20 mA power supply. For this purpose, leakage currents are prevented and standby states of circuit parts such as the controller or the memory are activated as often as possible.
  • the operating voltage of the ASIC is preferably limited to 2.1V, more preferably to 1.6V, more preferably to 1.2V. By limiting the operating voltage of the ASIC, energy can be saved and electrical losses minimized. To meet these specifications, a special 90nm semiconductor manufacturing process is used to manufacture the ASIC, allowing the resulting circuits to operate at lower voltages.
  • the evaluation electronics are preferably set up to electrically isolate the pressure sensor from the electrical connections of the pressure measuring cell.
  • the electrical connections of the pressure measuring cell mean the electrical connections that are routed to the outside of the pressure measuring cell.
  • the evaluation electronics include a temperature sensor for detecting the temperature of the pressure measuring cell.
  • An advantage of the positioning of the evaluation electronics in the pressure measuring cell results from the thermal connection to this. In this way, temperature fluctuations can be detected at the pressure sensor, which lead to an expansion of the materials and thus to a change in pressure inside the sensor.
  • the evaluation electronics can use the measured temperature to carry out a temperature compensation and output a corrected measured value. In addition, the measured temperature can be used to draw conclusions about the process parameters and thus the process itself can be optimized.
  • the evaluation electronics of the pressure measuring cell are set up in such a way that the pressure measuring cell can be calibrated by the evaluation electronics. Thanks to the integrated evaluation electronics, the pressure measuring cell or its pressure sensor can be checked and, if necessary, recalibrated by applying defined pressures and temperatures without the need for additional calibration devices.
  • a further embodiment of the pressure measuring cell is characterized in that the evaluation electronics are SIL-2 certified.
  • the SIL standard (safety integrity level) defined according to the safety standard
  • EN 61508 four distinct levels to specify the requirement for the safety integrity of safety functions that are assigned to the E/E/PE safety-related system, with safety integrity level 4 representing the highest level of safety integrity and safety integrity level 1 representing the lowest.
  • a further embodiment of the pressure measuring cell is characterized in that the evaluation electronics have a measuring frequency of at least 1 Hz with an accuracy of at least 19 bits.
  • a low measuring frequency of 1 Hz and a low resolution of the measuring range can save energy during the measurement.
  • the evaluation electronics preferably have a measurement frequency of at least 1 kHz with an accuracy of at least 12 bits.
  • the evaluation electronics are therefore designed to save energy in order to enable measuring frequencies in the range of 1 kHz and accuracies of 12 bits without unnecessarily straining the power supply.
  • a metallic pressure measuring cell has a base body and a metallic membrane arranged on the base body, with a membrane chamber being formed between the membrane and the base body, a pressure sensor arranged in a sensor chamber of the base body, with a pressure sensor arranged between the membrane chamber and the sensor chamber Connecting channel is formed and the chambers are filled with a pressure transmitter medium for transmitting a pressure acting on the membrane. Since the volume of the pressure transmitter medium should be kept as small as possible, it is characteristic of such a pressure measuring cell that a displacement body is seated in the sensor chamber. In such an embodiment of the pressure measuring cell, it is characterized in that the evaluation electronics are positioned on the displacement body.
  • the evaluation electronics are arranged on the displacement body.
  • the connection between the evaluation electronics and the displacement body is preferably designed as an adhesive connection.
  • the adhesive connection is preferably matched to the usually different thermal expansion coefficients of the displacement body and the evaluation electronics. Ideally, the same The adhesive layer compensates for the resulting difference in length and can withstand the shearing forces that occur, so that a secure attachment is guaranteed.
  • the evaluation electronics can be applied directly to the displacement body in the form of conductor tracks. A pressure measuring cell with a displacement body functionalized in this way takes up particularly little space.
  • the evaluation electronics can thus be attached to the displacement body in the vicinity of the sensor chip. It is therefore placed close to the sensor, which makes the signal paths between the sensor chip and the evaluation electronics very short.
  • the signal paths are implemented with bonding wires, for example, which means that the signal-to-noise ratio is improved and the signal quality is also improved as a result.
  • the shorter signal paths also result in a faster and more direct reaction time.
  • Contacting to the outside can be done, for example, with the help of contacts guided through the displacement body and the closure element, which in turn are electrically connected to the evaluation electronics by bonding wires on the upper side of the displacement body.
  • the pressure measuring cell can be set up to work according to a capacitive or a resistive measuring principle.
  • a capacitive pressure measuring cell has two electrodes that together form an electrical capacitor.
  • One electrode is arranged on a membrane.
  • a change in pressure acting on the membrane changes a distance between the electrodes, so that the capacitance of the capacitor changes.
  • the capacitance of the capacitor can be recorded by the evaluation electronics and a pressure can be derived from this.
  • a resistive pressure cell for example, uses strain gauges on a membrane that change resistance when pressure applied to the membrane deforms the membrane. Piezoresistive pressure sensors can also be used, which also change their resistance accordingly due to the deformation caused by pressure.
  • the pressure measuring cell is set up for an operating temperature of up to 150°C.
  • the pressure measuring cell is preferably set up for an operating temperature of up to 200°.
  • the pressure measuring cell with its evaluation electronics is designed in such a way that it can still work correctly at operating temperatures of 150 °C or 200 °C, since, for example, the temperature, which has a direct effect on the evaluation electronics, can be compensated so that a corrected, correct measured value can be output.
  • the pressure measuring cell is a pressure measuring cell for measuring an absolute pressure. That is, the pressure measurement is made against a vacuum as a reference level.
  • the pressure measuring cell can be a pressure measuring cell that is designed to measure a relative pressure.
  • the pressure measuring cell can have a closure element with a through-opening for pressure equalization, so that the rear side of the membrane can be subjected to a specific pressure.
  • a method according to the invention for producing a pressure measuring cell with evaluation electronics integrated into the pressure measuring cell is characterized in that the pressure measuring cell is supplied with energy via a 4-20 mA interface.
  • FIG. 2 shows a metal pressure measuring cell with integrated evaluation electronics in a closure element of the pressure measuring cell
  • FIG. 3 shows a metallic pressure measuring cell with integrated evaluation electronics on an outside of the pressure measuring cell
  • FIG. 4 shows a metal pressure measuring cell with integrated evaluation electronics in a recess in a base body of the pressure measuring cell.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a pressure measuring cell 1 according to the present application in a cross section with integrated evaluation electronics 62 and a two-wire power supply.
  • the pressure measuring cell 1 shown is a metal pressure measuring cell 1 for measuring a relative pressure, since the structure has an opening 72 for pressure equalization.
  • the pressure measuring cell 1 essentially has a metal base body 3 , a metal membrane 5 arranged on the front side of the base body 3 in the axial direction A, and a pressure sensor 7 arranged in a sensor chamber 71 formed in the base body 3 .
  • the sensor chamber 71 is in fluid communication via a connecting channel 9 with a membrane chamber 51 formed between the base body 3 and the membrane 5 .
  • the sensor chamber 71 is closed in the rear direction by a closure element 80, the closure element 80 having vias 79 for the 4-20 mA power supply.
  • the evaluation electronics 62 are contacted to the outside through the vias 79 .
  • the pressure sensor 7 is arranged in the sensor chamber 71 .
  • the pressure sensor 7 has a sensor chip 73 as a pressure-sensitive element, which is arranged on the closure element 80 via a sensor carrier 75 .
  • the sensor chip 73 is connected to the evaluation electronics 62 by electrical connections 63 implemented as bonding wires.
  • a rear part of a membrane of the sensor chip 73 can be subjected to either an ambient pressure or a reference pressure via a line for pressure equalization 72, which is also routed through the closure element 80 to the rear of the sensor chip 73.
  • the reference pressure can also be a vacuum, so that an absolute pressure measurement can be carried out.
  • the closure element 80 also has a filling opening 11 with a pipe section arranged thereon, via which the sensor chamber 71, the connecting channel 9 and the diaphragm chamber 51 can be filled with a pressure transmitter medium 13, for example a synthetic oil.
  • a pressure transmitter medium 13 for example a synthetic oil.
  • the membrane 5 is connected to the base body 3 via a peripheral connection 57, in this case a weld.
  • the membrane 5 has a wavy surface contour which is designed to correspond to a surface contour of a wall of the base body 3 facing the membrane 5 .
  • This wavy surface contour 55 ensures that the membrane 5 is flexible in the axial direction A, whereas in the radial direction R the greatest possible rigidity is achieved.
  • the surface contour 55 of the membrane 5 is transferred from the base body 3 to the membrane 5 during the manufacture of the pressure measuring cell 1 .
  • the membrane 5 is subjected to excess pressure from the front after it has been attached to the base body 3 , so that it is molded into the membrane bed formed by the base body 3 .
  • the displacement body 61 is arranged within the sensor chamber 71 and occupies a substantial part of the sensor chamber 71, which otherwise Pressure medium medium 13 would be filled. In this way, only a small volume remains, mainly flat areas, which are filled with pressure medium 13 .
  • the displacement body 61 is essentially rotationally symmetrical, but can deviate from this rotational symmetry, for example due to cutouts for filling the sensor chamber 71 through the filling opening 11 .
  • the evaluation electronics 62 are arranged on the displacement body 61 . This can be attached to the surface by means of an adhesive bond.
  • the evaluation electronics 62 are positioned in the direct vicinity of the sensor chip 73 and connected to it by bonding wires 63 .
  • the bonding wires 63 are very short in comparison to a connection led to the outside, such as the vias 79, and are therefore particularly advantageous for the quality of the signal of the sensor chip, since the signal-to-noise ratio is lower.
  • the evaluation electronics 62 here include a temperature chip that detects the actual temperature of the pressure transmitter medium 13 and thus makes it possible to correct the temperature of the pressure measurement signal that is output.
  • the pressure measuring cell 1 and the evaluation electronics 62 are supplied with energy via the 4 mA to 20 mA current signal via a two-wire line 81, so that no additional supply line is required in addition to the two-wire line 81. At the same time, the signal transmission of the measured value of the pressure measuring cell 1 to a higher-level unit is realized via this two-wire line 81 .
  • the pressure measuring cell 1 and the higher-level unit are connected by the two-wire line 81 .
  • FIG. 2 shows a metallic pressure measuring cell 1 similar to that in FIG.
  • the evaluation electronics 62 are electrically connected with the aid of vias 79 .
  • the sensor chip 73 is contacted by bonding wires 63 which are connected to the vias 79 on the upper side of the displacement body 61 .
  • the evaluation electronics 62 are contacted to the outside by the two-wire power supply.
  • the evaluation electronics 62 are connected via the two-wire line 81 as in FIG. Figure 3 shows a metal pressure measuring cell 1 similar to Figure 1, but with integrated evaluation electronics 62 housed on an outside of the pressure measuring cell 1.
  • the evaluation electronics 62 is placed on the closure element 80 from the outside and is electrically connected there to the sensor chip with the aid of vias 79 and bonding wires 63 73 connected.
  • the evaluation electronics 62 itself is supplied with energy by a two-wire line 81 .
  • Fig. 4 shows a metal pressure measuring cell 1 similar to that in Figure 1, but with integrated evaluation electronics 62 in a recess in a base body 3 of the pressure measurement cell 1.
  • the recess is accommodated in the base body 3 of the pressure sensor 1, so that the evaluation electronics 62 are fixed therein by means of an adhesive connection can be.
  • the two-wire power supply is connected to the evaluation electronics 62 with the aid of the vias 79 or the two-wire line 81 .
  • the evaluation electronics 62 are in turn connected to the sensor chip 73 with bonding wires 63 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckmesszelle mit einem Drucksensor und einer in die Druckmesszelle integrierten Auswerteelektronik, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesszelle eine 4-20 mA Schnittstelle zur Energieversorgung aufweist.

Description

Druckmesszelle mit Auswerteelektronik und 4-20 mA Schnittstelle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckmesszelle mit einer integrierten Auswerteelektronik und einer 4-20 mA Schnittstelle zur Energieversorgung.
Aus dem Stand der Technik sind Druckmesszellen bekannt, die zum Beispiel eine Druckänderung durch Verformung einer Membran und einer daraus resultierenden Änderung einer Kapazität erfassen. Solche Druckmesszellen werden kapazitive Druckmesszellen genannt. Des Weiteren existieren resistive bzw. piezoresistive Druckmesszellen, bei denen die Verformung einer Membran bspw. mittels Dehnungsmessstreifen erfasst wird und aus einer Widerstandsänderung der Dehnungsmessstreifen auf den Druck geschlossen wird, sowie piezoelektrische Druckmesszellen, die den piezoelektrischen Effekt zur Druckbestimmung ausnutzen.
Die Unterscheidung von Druckmesszellen nach den zum Prozess hin orientierten Materialien, also den Materialien, die mit der Prozessumgebung und den Prozessmedien in Kontakt kommen, unterscheidet in der Regel zwischen metallischen und keramischen Druckmesszellen, wobei die einen eine metallische und die anderen eine keramische Membran aufweisen. Aus fertigungs- und messtechnischen Gründen ist häufig ein Grundkörper der Druckmesszelle aus dem gleichen Material wie die Membran gefertigt. Fertigungstechnisch ist eine Verbindung zwischen gleichen oder gleichartigen Materialien häufig einfacher herzustellen als zwischen verschiedenen Materialien. Messtechnisch ist es von Vorteil, Materialien mit ähnlichen oder idealerweise identischen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu verwenden - auch dies ist bei gleichen oder gleichartigen Materialien einfacher zu erreichen.
Ob absolute oder relative Drücke gemessen werden können, richtet sich in der Regel danach, ob der Membranrückseite ein zweiter Druck, bspw. ein Außendruck, zugeführt wird, oder ob die Membranrückseite evakuiert ist.
Die Auswertelektronik für das Sensorsignal des Sensors der Druckmesszelle ist meist außerhalb des Gehäuses der Druckmesszelle platziert und über nach außen geführte Durchkontaktierungen kontaktiert. Dies hat zur Folge, dass der Signalweg vom Sensor zur Auswertelektronik relativ lang ist und so der Signal-Rausch- Abstand nicht optimal ist. Durch einen zu großen Signal-Rausch-Abstand wird das Sensorsignal verfälscht und damit unpräziser.
Die zugrundeliegende Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Druckmesszelle zur Verfügung zu stellen, welche einen optimierten Messaufbau aufweist und die an der Auswerteinheit eingehende Signalqualität gegenüber dem Stand der Technik verbessert.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gegenstand und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Vorteile und praktische Ausführungsformen sind in Zusammenhang mit den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können (auch über Kategoriegrenzen, beispielsweise zwischen Verfahren und Vorrichtung, hinweg) und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass eine hierin verwendete, zwischen zwei Merkmalen stehende und diese miteinander verknüpfende Konjunktion „und/oder" stets so auszulegen ist, dass in einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gegenstands lediglich das erste Merkmal vorhanden sein kann, in einer zweiten Ausgestaltung lediglich das zweite Merkmal vorhanden sein kann und in einer dritten Ausgestaltung sowohl das erste als auch das zweite Merkmal vorhanden sein können.
Eine erfindungsgemäße Druckmesszelle mit einem Drucksensor und einer in die Druckmesszelle integrierten Auswerteelektronik ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesszelle ausschließlich eine 4-20 mA Schnittstelle zur Energieversorgung aufweist.
Unter einer in die Druckmesszelle integrierten Auswerteelektronik ist zu verstehen, dass die Auswerteelektronik Teil der Druckmesszelle ist und zum Beispiel innerhalb eines Gehäuses der Druckmesszelle positioniert sein kann. Es ist auch denkbar, dass die Auswerteelektronik in einem Innenraum des Gehäuses positioniert ist, in welchem sich auch der Drucksensor befindet. Die Auswerteelektronik kann aber auch an einer Außenseite des Gehäuses positioniert werden, da dort die Signalwege ebenfalls sehr kurz gehalten werden können. Eine weitere Möglichkeit ist es, die Auswerteelektronik zwischen zwei Gehäuseteilen der Druckmesszelle zu positionieren, wie zum Beispiel zwischen einem Grundkörper und einem Verschlusselement, oder zwischen zwei Teilen eines teilbaren Verschlusselementes. Charakteristisch für eine integrierte Auswerteelektronik ist, dass diese der Druckmesszelle zugehörig ist, und beispielsweise nicht in einem anderen Gehäuse untergebracht wird, welches weiter weg vom Sensor angeordnet ist. Durch die Integrierung der Auswerteelektronik in die Druckmesszelle findet die Signalverarbeitung innerhalb der Druckmesszelle statt und nicht mehr, wie sonst üblich, in externen Elektronikschaltungen.
Die Verbindung der Auswerteelektronik mit der Druckmesszelle oder deren Gehäuse ist vorzugsweise durch eine Klebeverbindung realisiert. Es kommen aber auch andere Verbindungsmöglichkeiten, wie zum Beispiel Glaslot-, Löt-, Schweißoder Formschlussverbindungen in Frage.
Die Auswertelektronik ist durch eine Positionierung in bzw. an dem Gehäuse der Druckmesszelle in jedem Fall sensornah platziert, was die Signalwege zwischen Sensorchip und Auswerteelektronik sehr kurz macht. Die Signalwege werden beispielsweise mit Bonddrähten realisiert, was dazu führt, dass der Signal-Rausch- Abstand verbessert und dadurch ebenfalls die Signalqualität verbessert wird. Durch die kürzeren Signalwege wird auch eine schnellere bzw. direktere Reaktionszeit erreicht. Die Kontaktierung nach außen kann beispielsweise mithilfe von durch das Gehäuse der Druckmesszelle geführte Durchkontaktierungen geschehen. Die Auswerteelektronik wiederum wird durch Bonddrähte mit dem Drucksensor elektrisch verbunden, wenn die Auswerteelektronik unmittelbar im Messraum positioniert ist.
Ein weiterer Vorteil einer integrierten Auswerteelektronik ist, dass die Druckmesszelle unabhängig vom Messprinzip wie z.B. resistiv oder kapazitiv die gleichen Signale als Messwert ausgibt, da die Auswerteelektronik das Ausgabesignal des Drucksensors bereits verarbeitet hat und einen Messwert für den Druck ausgeben kann. Die Energieversorgung der Druckmesszelle erfolgt über das 4 mA bis 20 mA Stromsignal über die Zweidrahtleitung, so dass neben der Zweidrahtleitung keine zusätzliche Versorgungsleitung notwendig ist. Um den Verdrahtungs- und Installationsaufwand sowie die Sicherheitsmaßnahmen, beispielsweise beim Einsatz in explosionsgeschützten Bereichen, so gering wie möglich zu halten, ist es auch nicht gewünscht, zusätzliche Stromversorgungsleitungen vorzusehen.
Die Signalübertragung des Messwertes der Druckmesszelle zum Beispiel zu einer übergeordneten Einheiten erfolgt ebenfalls nach dem bekannten 4 mA bis 20 mA Standard, bei dem eine 4 mA bis 20 mA Stromschleife beziehungsweise eine Zweidrahtleitung zwischen der Druckmesszelle und der übergeordneten Einheit ausgebildet ist. Zusätzlich zu der analogen Übertragung von Signalen besteht die Möglichkeit, dass die so verbundenen Einheiten gemäß verschiedenen anderen Protokollen, insbesondere digitalen Protokollen, weitere Informationen an die übergeordnete Einheit übermitteln oder von dieser empfangen. Beispielhaft seien hierfür das HART- Protokoll oder das Profi bus- PA- Protokoll genannt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die in den Unteransprüchen einzeln aufgeführten Merkmale können in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander als auch mit den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterten Merkmale kombiniert werden und andere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen.
In einer Ausführungsform der Druckmesszelle ist diese dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Auswertelektronik um einen ASIC handelt. Als ASIC (engl. application-specific integrated circuit) wird eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung bezeichnet. Diese kann als eigenständiges Modul ausgeführt und auf den Verdrängungskörper aufgebracht sein, oder in den Verdrängungskörper integriert sein. Der ASIC ist ein energiesparender Prozessor der es durch seinen geringen Stromverbrauch ermöglicht, die Druckmesszelle mit einer 4-20 mA Energieversorgung zu betreiben. Dazu werden Leckströme unterbunden und möglichst häufig Standby-Zustände von Schaltungsteilen wie zum Beispiel dem Controller oder dem Speicher aktiviert.
Die Betriebsspannung des ASIC ist vorzugsweise auf 2,1V, weiter vorzugsweise auf 1,6V begrenzt, weiter vorzugsweise auf 1,2V. Durch die Begrenzung der Betriebsspannung des ASIC kann Energie eingespart werden und die elektrischen Verluste minimiert werden. Um diese Spezifikationen zu erreichen, wird zur Herstellung des ASICs ein spezieller 90 nm Halbleiter-Herstellungsprozess angewendet, der es ermöglicht die resultierenden Schaltungen bei niedrigeren Spannungen zu betreiben.
Vorzugsweise ist die Auswerteelektronik dazu eingerichtet, den Drucksensor galvanisch von den elektrischen Anschlüssen der Druckmesszelle zu trennen. Mit elektrischen Anschlüssen der Druckmesszelle sind die elektrischen Anschlüsse gemeint, die an die Außenseite der Druckmesszelle geführt sind.
In einer weiteren Ausführungsform der Druckmesszelle ist diese dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelektronik einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur der Druckmesszelle umfasst.
Ein Vorteil aus der Positionierung des Auswerteelektronik in der Druckmesszelle ergibt sich aus der thermischen Anbindung an diese. So können Temperaturschwankungen am Drucksensor erfasst werden, welche zu einer Ausdehnung der Materialien und damit zu einer Druckänderung im Inneren des Sensors führen. Die Auswerteelektronik kann so mithilfe der gemessenen Temperatur eine Temperaturkompensation vornehmen und einen korrigierten Messwert ausgeben. Zusätzlich können durch die gemessene Temperatur Rückschlüsse auf die Prozessparameter gezogen werden und so auch der Prozess selbst optimiert werden.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die Auswerteelektronik der Druckmesszelle derart eingerichtet ist, dass die Druckmesszelle durch die Auswerteelektronik kalibriert werden kann. Durch die integrierte Auswerteelektronik kann zum Beispiel durch Anlegen von definierten Drücken und Temperaturen die Druckmesszelle bzw. deren Drucksensor ohne weitere Kalibriergeräte überprüft und ggf. neu kalibriert werden.
Eine weitere Ausführungsform der Druckmesszelle ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelektronik SIL-2 zertifiziert ist.
Der SIL-Standard (engl. safety integrity level) definiert nach der Sicherheitsnorm
EN 61508 vier wohlunterschiedene Stufen zur Spezifizierung der Anforderung für die Sicherheitsintegrität von Sicherheits-funktionen, die dem E/E/PE- sicherheitsbezogenen System zugeordnet werden, wobei der Sicherheits-Integri- tätslevel 4 die höchste Stufe der Sicherheitsintegrität und der Sicherheits-Integri- tätslevel 1 die niedrigste darstellt.
Eine weitere Ausführungsform der Druckmesszelle ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelektronik eine Messfrequenz von mindestens 1 Hz mit einer Genauigkeit von mindestens 19 Bit aufweist. Durch eine niedrige Messfrequenz von 1 Hz und einer geringen Auflösung des Messbereichs kann Energie bei der Messung eingespart werden.
Vorzugsweise weist die Auswerteelektronik eine Messfrequenz von mindestens 1 kHz mit einer Genauigkeit von mindestens 12 Bit auf. Je höher die Messfrequenz ist, und je größer die Genauigkeit, desto mehr Energie wird von der Druckmesszelle benötigt. Mit Hinblick auf die 4-20 mA Energieversorgung ist daher die Auswerteelektronik entsprechend energiesparend ausgelegt, um Messfrequenzen im Bereich von 1 kHz und Genauigkeiten von 12 Bit zu ermöglichen, ohne dabei die Energieversorgung unnötig zu strapazieren.
Sofern eine metallische Druckmesszelle verwendet wird, weist diese einen Grundkörper und eine an dem Grundkörper angeordnete metallische Membran auf, wobei zwischen der Membran und dem Grundkörper eine Membrankammer ausgebildet ist, einem in einer Sensorkammer des Grundkörpers angeordneten Drucksensor, wobei zwischen der Membrankammer und der Sensorkammer ein Verbindungskanal ausgebildet ist und die Kammern mit einem Druckmittlermedium zur Übermittlung eines auf die Membran wirkenden Drucks gefüllt sind. Da das Volumen des Druckmittlermediums möglichst gering gehalten werden soll, ist für eine solche Druckmesszelle charakteristisch, dass in der Sensorkammer ein Verdrängungskörper sitzt. In einer solchen Ausführungsform der Druckmesszelle ist diese dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Verdrängungskörper die Auswerteelektronik positioniert ist.
Auf dem Verdrängungskörper ist die Auswerteelektronik angeordnet. Die Verbindung zwischen Auswerteelektronik und Verdrängungskörper ist vorzugsweise als Klebeverbindung ausgestaltet. Die Klebeverbindung ist dabei vorzugsweise auf die meist unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Verdrängungskörpers und der Auswerteelektronik abgestimmt. Idealer Weise gleicht die Kleberschicht die dabei auftretenden Differenzlängen aus und kann den auftretenden Scherkräften standhalten, so dass eine Sichere Befestigung gewährleistet ist. Alternativ kann die Auswerteelektronik in Form von Leiterbahnen direkt auf dem Verdrängungskörper aufgebracht sein. Eine Druckmesszelle mit einem derartig funktionalisierten Verdrängungskörper beansprucht besonders wenig Bauraum.
Die Auswerteelektronik kann damit auf dem Verdrängungskörper in der Nähe des Sensorchips angebracht werden. Damit ist sie sensornah platziert, was die Signalwege zwischen Sensorchip und Auswerteelektronik sehr kurz macht. Die Signalwege werden beispielsweise mit Bonddrähten realisiert, was dazu führt, dass der Signal-Rausch-Abstand verbessert und dadurch ebenfalls die Signalqualität verbessert wird. Durch die kürzeren Signalwege wird auch eine schnellere bzw. direktere Reaktionszeit erreicht. Die Kontaktierung nach außen kann beispielsweise mithilfe von durch den Verdrängungskörper und das Verschlusselement geführte Kontakte geschehen, die wiederum durch Bonddrähte auf der Oberseite des Verdrängungskörpers mit der Auswerteelektronik elektrisch verbunden werden.
Die Druckmesszelle kann dazu eingerichtet sein, nach einem kapazitivem oder einem resistiven Messprinzip zu arbeiten.
Eine kapazitive Druckmesszelle weist zwei Elektroden auf, die gemeinsam einen elektrischen Kondensator bilden. Die eine Elektrode ist dabei auf einer Membran angeordnet. Durch eine Druckänderung die auf die Membran wirkt wird ein Abstand zwischen den Elektroden geändert, so dass sich eine Kapazität des Kondensators ändert. Die Kapazität des Kondensators kann durch die Auswerteelektronik erfasst werden und daraus ein Druck abgeleitet werden.
Bei einer resistiven Druckmesszelle werden zum Beispiel Dehnungsmessstreifen auf einer Membran eingesetzt, welche ihren Widerstand ändern, wenn ein auf die Membran wirkender Druck die Membran verformt. Es können auch piezoresistive Drucksensoren verwendet werden, welche ebenfalls aufgrund der Verformung durch Druckeinwirkung ihren Widerstand entsprechend ändern.
Durch die Anordnung der Auswerteelektronik in der Druckmesszelle ist diese je nach Anwendungsfall der Temperatur des Prozesses ausgesetzt. Daher ist die Druckmesszelle in einer Ausführungsform für eine Betriebstemperatur bis 150° C eingerichtet.
Vorzugsweise ist die Druckmesszelle für eine Betriebstemperatur bis 200° eingerichtet.
Häufig reagieren elektronische Schaltungen empfindlich auf hohe Temperaturen. Daher ist die Druckmesszelle mit ihrer Auswerteelektronik so aufgebaut, dass diese bei Betriebstemperaturen von 150 °C bzw. 200 °C noch korrekt arbeiten kann, da zum Beispiel die Temperatur, welche direkt auf die Auswerteelektronik wirkt, kompensiert werden kann, so dass ein korrigierter, richtiger Messwert ausgegeben werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Druckmesszelle um eine Druckmesszelle zur Messung eines absoluten Druckes. Das heißt, die Druckmessung erfolgt gegenüber einem Vakuum als Referenzniveau.
Alternativ kann es sich um eine Druckmesszelle handeln, welche zur Messung eines Relativdruckes ausgelegt ist. In diesem Fall kann nicht nur die dem Prozess zugewandte Seite der Membran mit Druck beaufschlagt werden, sondern auch die Unterseite der Membran des Drucksensors. Beispielsweise kann die Unterseite der Membran dem Umgebungsdruck ausgesetzt werden und damit den Druck relativ zum Umgebungsdruck messen. In diesem Fall kann die Druckmesszelle ein Verschlusselement mit einer Durchgangsöffnung zum Druckausgleich aufweisen, so dass die Rückseite der Membran mit einem bestimmten Druck beaufschlagt werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Druckmesszelle mit einer in die Druckmesszelle integrierten Auswerteelektronik ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesszelle durch eine 4-20 mA Schnittstelle mit Energie versorgt wird.
Weitere praktische Ausführungsformen sind im Folgenden in Zusammenhang mit den Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine metallische Druckmesszelle mit integrierter Auswerteelektronik auf einem Verdrängungskörper und einer Zweileiter Energieversorgung nach 4-20 mA Standard,
Fig. 2 eine metallische Druckmesszelle mit integrierter Auswerteelektronik in einem Verschlusselement der Druckmesszelle,
Fig. 3 eine metallische Druckmesszelle mit integrierter Auswerteelektronik an einer Außenseite der Druckmesszelle,
Fig. 4 eine metallische Druckmesszelle mit integrierter Auswerteelektronik in einer Aussparung eines Grundkörpers der Druckmesszelle.
In den Figuren bezeichnen - soweit nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit gleicher Funktion.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Druckmesszelle 1 gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem Querschnitt mit integrierter Auswerteelektronik 62 und Zweileiter Energieversorgung. Bei der gezeigten Druckmesszelle 1 handelt es sich um eine metallische Druckmesszelle 1 zur Messung eines Relativdruckes, da der Aufbau eine Öffnung zum Druckausgleich 72 aufweist.
Die Druckmesszelle 1 weist im Wesentlichen einen metallischen Grundkörper 3, eine in Axialrichtung A vorderseitig an dem Grundkörper 3 angeordnete metallische Membran 5 sowie einen in einer in dem Grundkörper 3 ausgebildeten Sensorkammer 71 angeordneten Drucksensor 7 auf.
Die Sensorkammer 71 steht über einen Verbindungskanal 9 mit einer zwischen dem Grundkörper 3 und der Membran 5 ausgebildeten Membrankammer 51 in Fluidverbindung.
Die Sensorkammer 71 ist in rückseitiger Richtung durch ein Verschlusselement 80 verschlossen, wobei das Verschlusselement 80 Durchkontaktierungen 79 für die 4-20 mA Energieversorgung aufweist. Die Auswerteelektronik 62 ist durch die Durchkontaktierungen 79 nach außen kontaktiert. In der Sensorkammer 71 ist der Drucksensor 7 angeordnet. Der Drucksensor 7 weist als drucksensitives Element einen Sensorchip 73 auf, der über einen Sensorträger 75 an dem Verschlusselement 80 angeordnet ist. Der Sensorchip 73 ist durch als Bonddrähte realisierte elektrische Verbindungen 63 mit der Auswerteelektronik 62 verbunden.
Ein rückseitiger Teil einer Membran des Sensorchip 73 ist über eine Leitung zum Druckausgleich 72, die ebenfalls durch das Verschlusselement 80 zur Rückseite des Sensorchip 73 geführt ist, entweder mit einem Umgebungsdruck oder einem Referenzdruck beaufschlagbar. Der Referenzdruck kann auch ein Vakuum sein, sodass eine absolute Druckmessung durchgeführt werden kann.
In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Verschlusselement 80 ferner eine Befüllöffnung 11 mit einem daran angeordneten Rohrabschnitt auf, über die die Sensorkammer 71, der Verbindungskanal 9 sowie die Membrankammer 51 mit einem Druckmittlermedium 13, beispielsweise einem synthetischen Öl befüllbar sind. In der Darstellung der Figur 1 ist dieses Druckmittlermedium 13 jedoch der besseren Übersichtlichkeit halber noch nicht eingeführt.
Die Membran 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel über eine umlaufende Verbindung 57, vorliegend eine Verschweißung, mit dem Grundkörper 3 verbunden. Die Membran 5 weist in der vorliegenden Querschnittsdarstellung eine wellenförmige Oberflächenkontur auf, die korrespondierend zu einer Oberflächenkontur einer der Membran 5 zugewandten Wandung des Grundkörpers 3 korrespondierend ausgebildet ist. Durch diese wellenförmige Oberflächenkontur 55 wird erreicht, dass die Membran 5 in Axialrichtung A flexibel ist, wohingegen in Radialrichtung R eine möglichst große Steifigkeit erzielt wird.
Die Oberflächenkontur 55 der Membran 5 wird bei der Fertigung der Druckmesszelle 1 vom Grundkörper 3 auf die Membran 5 übertragen. Hierfür wird die Membran 5, nachdem sie an dem Grundkörper 3 befestigt wurde, von vorne her mit einem Überdruck beaufschlagt, sodass sie sich in das von dem Grundkörper 3 ausgebildete Membranbett abformt.
Der Verdrängungskörper 61 ist innerhalb der Sensorkammer 71 angeordnet und nimmt einen wesentlichen Teil der Sensorkammer 71 ein, welcher sonst mit Druckmittelmedium 13 gefüllt wäre. Auf diese Weise bleibt nur ein geringes Volumen, vornehmlich flache Bereiche übrig, welche mit Druckmittelmedium 13 gefüllt sind. Der Verdrängungskörper 61 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rotationssymmetrisch, kann davon aber zum Beispiel durch Aussparungen zur Befüllung der Sensorkammer 71 durch die Befüllöffnung 11 von der Rotationssymmetrie abweichen.
Auf dem Verdrängungskörper 61 ist die Auswerteelektronik 62 angeordnet. Diese kann durch eine Klebeverbindung auf der Oberfläche angebracht sein. Die Auswerteelektronik 62 ist in direkter Nähe zum Sensorchip 73 positioniert und durch Bonddrähte 63 mit diesem verbunden. Die Bonddrähte 63 sind im Vergleich zu einer nach außen geführten Verbindung, wie zum Beispiel die Durchkontaktierungen 79, sehr kurz und daher besonders vorteilhaft für die Qualität des Signals des Sensorchips, da der Signal-Rausch-Abstand geringer ist. Zudem umfasst hier die Auswerteelektronik 62 einen Temperaturchip, der die tatsächliche Temperatur des Druckmittlermediums 13 erfasst, und macht so eine Temperatur-Korrektur des ausgegebenen Druck-Messsignals möglich.
Die Energieversorgung der Druckmesszelle 1 bzw. der Auswerteelektronik 62 erfolgt über das 4 mA bis 20 mA Stromsignal über eine Zweidrahtleitung 81, so dass neben der Zweidrahtleitung 81 keine zusätzliche Versorgungsleitung notwendig ist. Über diese Zweidrahtleitung 81 wird gleichzeitig die Signalübertragung des Messwertes der Druckmesszelle 1 zu einer übergeordneten Einheit realisiert. Die Druckmesszelle 1 und die übergeordnete Einheit sind durch die Zweidrahtleitung 81 verbunden.
Figur 2 zeigt eine metallische Druckmesszelle 1 ähnlich wie in Figur 1, jedoch mit integrierter Auswerteelektronik 62 in einem Verschlusselement 80 der Druckmesszelle 1. Das Verschlusselement 80 ist dazu zweiteilig ausgebildet und stellt einen Hohlraum zur Unterbringung der Auswerteelektronik 62 bereit.
Die Auswerteelektronik 62 wird mithilfe von Durchkontaktierungen 79 elektrisch angeschlossen. Die Kontaktierung des Sensorchips 73 erfolgt durch Bonddrähte 63 welche an die Durchkontaktierungen 79 auf der Oberseite des Verdrängungskörpers 61 angeschlossen sind. Die Auswerteelektronik 62 wird durch die Zweileiter Energieversorgung nach außen hin kontaktiert. Die Auswerteelektronik 62 ist wie in Fig. 1 über die Zweidrahtleitung 81 angeschlossen. Figur 3 zeigt eine metallische Druckmesszelle 1 ähnlich wie in Figur 1, jedoch mit integrierter Auswerteelektronik 62 untergebracht an einer Außenseite der Druckmesszelle 1. Die Auswerteelektronik 62 ist von außen auf das Verschlusselement 80 aufgesetzt und dort elektrisch mithilfe von Durchkontaktierungen 79 und Bonddrähten 63 mit dem Sensorchip 73 verbunden. Die Auswerteelektronik 62 selbst wird durch eine Zweidrahtleitung 81 mit Energie versorgt.
Fig. 4 zeigt eine metallische Druckmesszelle 1 ähnlich wie in Figur 1, jedoch mit integrierter Auswerteelektronik 62 in einer Aussparung eines Grundkörpers 3 der Druckmesszelle 1. Die Aussparung ist im Grundkörper 3 des Drucksensors 1 untergebracht, so dass die Auswerteelektronik 62 mittels einer Klebeverbindung darin fixiert werden kann.
Die Zweileiter Energieversorgung wird mithilfe der Durchkontaktierungen 79 bzw. der Zweidrahtleitung 81 mit der Auswerteelektronik 62 verbunden. Die Auswerteelektronik 62 wird wiederum mit Bonddrähten 63 mit dem Sensorchip 73 verbunden.
Bezugszeichenliste
1 Druckmesszelle
3 Grundkörper
5 Membran
7 Drucksensor
9 Verbindungskanal
11 Bef ü Hoffnung
13 Druckmittlermedium
51 Membrankammer
55 Oberflächenkontur
57 Verbindung
61 Verdrängungskörper
62 Auswerteelektronik
63 Bonddrähte
71 Sensorkammer
72 Druckausgleich
73 Sensorchip
75 Sensorträger
79 Durchkontaktierungen
80 Verschlusselement
81 Zweidrahtleitung
A Axialrichtung
R Radialrichtung

Claims

Patentansprüche Druckmesszelle (1) mit einem Drucksensor (7) und einer in die Druckmesszelle (1) integrierten Auswerteelektronik (62), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesszelle ausschließlich eine 4-20 mA Schnittstelle zur Energieversorgung aufweist. Druckmesszelle (1) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Auswertelektronik (62) um einen ASIC handelt. Druckmesszelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelektronik (62) einen Temperatursensor umfasst, vorzugsweise zur Erfassung der Temperatur eines Druckmittlermediums (13) umfasst. Druckmesszelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (62) derart eingerichtet ist, dass die Druckmesszelle (1) durch die Auswerteelektronik (62) kalibriert werden kann. Druckmesszelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelektronik (62) SIL-2 zertifiziert ist. Druckmesszelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelektronik (62) eine Messfrequenz von mindestens 1 Hz mit einer Genauigkeit von mindestens 19 Bit aufweist, vorzugsweise, dass die Auswerteelektronik (62) eine Messfrequenz von mindestens 1000 Hz mit einer Genauigkeit von mindestens 12 Bit aufweist. Druckmesszelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckmesszelle (1) ein Verdrängungskörper (61) angeordnet ist, auf dem die Auswerteelektronik (62) positioniert ist. Druckmesszelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesszelle (1) dazu eingerichtet ist nach einem kapazitivem oder einem resistivem Messprinzip zu arbeiten. Druckmesszelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesszelle (1) für eine Betriebstemperatur bis 150° C eingerichtet ist, vorzugsweise, dass die Druckmesszelle (1) für eine Betriebstemperatur bis 200° eingerichtet ist. Druckmesszelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Druckmesszelle (1) um eine Druckmesszelle (1) zur Messung eines absoluten Druckes handelt. Druckmesszelle (1) nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Druckmesszelle (1) um eine Druckmesszelle (1) zur Messung eines Relativdruckes handelt. erfahren zur Herstellung einer Druckmesszelle (1) mit einer Membran (5) und einem Drucksensor (7), wobei die Druckmesszelle (1) mit einem Druckmittlermedium (13) zur Übermittlung eines auf die Membran (5) wirkenden Drucks auf den Drucksensor (7) gefüllt ist, und einer in die Druckmesszelle (1) integrierten Auswerteelektronik (62), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesszelle (1) durch eine 4-20 mA Schnittstelle mit Energie versorgt wird.
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