FR2654210A1 - MEASURING DEVICE FOR DETERMINING A PHYSICAL QUANTITY. - Google Patents
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Abstract
Le dispositif de mesure pour la détermination d'une grandeur physique, par exemple la pression, comporte un capteur pour la détermination électrique de la grandeur physique avec deux électrodes à conduction électrique associées (12, 13). Une électrode supplémentaire (10) est montée directement dans la zone active sur l'une des électrodes (12) de façon à former un dispositif électrique de mesure de la température (10, 12) et à corriger éventuellement l'indication du capteur concernant la grandeur physique à déterminer. Application à la réalisation d'un capteur comportant un dispositif de correction en fonction de la température qui soit particulièrement simple, compact et de faible prix de revient, tout en étant très performant.The measuring device for determining a physical quantity, for example pressure, comprises a sensor for electrically determining the physical quantity with two associated electrically conductive electrodes (12, 13). An additional electrode (10) is mounted directly in the active zone on one of the electrodes (12) so as to form an electrical device for measuring the temperature (10, 12) and possibly correcting the indication of the sensor concerning the temperature. physical quantity to be determined. Application to the production of a sensor comprising a correction device as a function of the temperature which is particularly simple, compact and of low cost, while being very efficient.
Description
i L'invention concerne un dispositif de mesure de grandeurs physiques aui The invention relates to a device for measuring physical quantities at
moyen d'un capteur et de deux électrodes métalliques De tels dispositifs de mesure sont utilisés pour la détermination d'un grand nombre de grandeurs physiques, par exemple la pression, la longueur, la valeur du p H, la tension électrique, etc Selon l'aménagement du dispositif on utilise les effets physiques du capteur qui sont liés à la grandeur à mesurer. Toutefois, les propriétés de nombreux capteurs ne se modifient pas seulement en fonction de la grandeur à mesurer, mais aussi en fonction de la température Pour connaître les erreurs qui en résultent ou pour compenser l'influence de la température sur la mesure, soit la température doit être maintenue constante ou compensée, ce qui est cependant impossible dans de nombreux cas à cause du contexte de la mesure, soit la température doit être mesurée séparément Ceci s'obtient surtout par l'adjonction d'un capteur ou sonde de température distinct, étalonné dans la plage de température à by means of a sensor and two metal electrodes Such measuring devices are used for the determination of a large number of physical quantities, for example pressure, length, p H value, electric voltage, etc. According to the 'arrangement of the device the physical effects of the sensor are used which are linked to the quantity to be measured. However, the properties of many sensors do not only change as a function of the quantity to be measured, but also as a function of temperature. To find out the resulting errors or to compensate for the influence of temperature on the measurement, namely the temperature must be kept constant or compensated, which is however impossible in many cases because of the context of the measurement, either the temperature must be measured separately This is mainly obtained by the addition of a separate temperature sensor or probe, calibrated in the temperature range at
mesurer Mais on se heurte à des difficultés pratiques. measure But there are practical difficulties.
Tout d'abord, dans de nombreux cas, il est impossible d'effectuer une mesure de la température au voisinage immédiat de l'autre capteur destiné à mesurer la grandeur physique à laquelle on s'intéresse, car cette dernière peut être influencée par la présence de la sonde First of all, in many cases, it is impossible to take a temperature measurement in the immediate vicinity of the other sensor intended to measure the physical quantity in which one is interested, because the latter can be influenced by the presence of the probe
de température.of temperature.
En outre, la sonde de température a besoin d'un certain espace, qui est rarement disponible à l'endroit o l'autre grandeur physique intéressante doit être mesurée, par exemple dans le cas de mesures de pression, lors desquelles on ne peut que très rarement installer une sonde de température supplémentaire à l'endroit de la In addition, the temperature sensor needs a certain space, which is rarely available at the place where the other physical quantity of interest must be measured, for example in the case of pressure measurements, during which only very rarely install an additional temperature sensor at the location of the
mesure de la pression.pressure measurement.
En l'occurrence d'autres problèmes peuvent en outre se poser, par exemple lorsqu'on est en présence d'une grandeur physique qui varie très rapidement dans le temps et qu'on ne dispose pas d'une sonde de température In this case, other problems may also arise, for example when there is a physical quantity which varies very quickly over time and when a temperature probe is not available.
qui suit aussi vite la variation de la température. which also quickly follows the change in temperature.
La base de l'invention résulte de la constatation que, du fait des problèmes indiqués ci- dessus, à l'aide d'une sonde de température distincte, la température est plus que rarement mesurée à l'endroit o elle est effectivement intéressante, à savoir directement à l'endroit du capteur de l'autre grandeur physique à déterminer, par exemple la pression En réalité la sonde indique une température, mais pas forcément celle existant exactement à l'endroit intéressant, c'est-à-dire l'endroit du capteur destiné à mesurer l'autre grandeur physique. La base de l'invention consiste à proposer un dispositif de mesure qui permette d'évaluer directement l'influence de la température sur le capteur de mesure de The basis of the invention results from the observation that, due to the problems indicated above, using a separate temperature probe, the temperature is more than rarely measured at the place where it is actually advantageous, namely directly at the location of the sensor of the other physical quantity to be determined, for example the pressure In reality the probe indicates a temperature, but not necessarily that which exists exactly at the location of interest, i.e. location of the sensor intended to measure the other physical quantity. The basis of the invention consists in proposing a measurement device which makes it possible to directly assess the influence of the temperature on the measurement sensor.
l'autre grandeur physique intéressante. the other interesting physical quantity.
Le problème est résolu par l'utilisation d'un dispositif de mesure de grandeurs physiques, par exemple de pressions, constitué d'un capteur de mesure électrique de la grandeur physique avec deux électrodes à conduction électrique, et comportant dans la partie active dudit capteur, un dispositif électrique de mesure de la The problem is solved by the use of a device for measuring physical quantities, for example pressures, consisting of an electrical measurement sensor of the physical quantity with two electrodes with electrical conduction, and comprising in the active part of said sensor , an electrical device for measuring
température.temperature.
Ainsi, on a la garantie que, directement au niveau de la partie active du capteur o est saisie la grandeur physique à mesurer, la température peut en même Thus, we have the guarantee that, directly at the active part of the sensor where the physical quantity to be measured is entered, the temperature can
temps être déterminée.time to be determined.
Conformément à une disposition particulièrement avantageuse de l'invention on prévoit, dans la zone active, l'installation d'une électrode supplémentaire sur l'une des électrodes afin de constituer un dispositif électrique de mesure de températures L'électrode nécessaire au fonctionnement du capteur est en conséquence utilisée simultanément avec l'électrode supplémentaire comme dispositif électrique de mesure de la température L'électrode et l'électrode supplémentaire forment de préférence un couple thermoélectrique Dans le cas o l'électrode supplémentaire recouvre pour l'essentiel, toute la longueur de l'autre électrode, ceci dans l'hypothèse d'une fabrication particulièrement simple, il est évident que ce large recouvrement, à savoir aussi bien dans la partie active du capteur qu'en dehors, mène à une mesure de la température non seulement au niveau de la zone active qui nous intéresse, mais aussi sur l'ensemble du capteur lorsqu'il existe un important gradient de température Aussi, en présence de gradients de température importants, sera utilisée de préférence une version de l'invention dans laquelle l'électrode et l'électrode supplémentaire qui forment le couple thermoélectrique ne se chevauchent que dans le In accordance with a particularly advantageous arrangement of the invention, provision is made in the active area for the installation of an additional electrode on one of the electrodes in order to constitute an electrical device for measuring temperatures. The electrode necessary for the operation of the sensor. is therefore used simultaneously with the additional electrode as an electrical device for measuring the temperature. The electrode and the additional electrode preferably form a thermoelectric couple. In the case where the additional electrode essentially covers the entire length of the other electrode, this in the event of a particularly simple manufacture, it is obvious that this wide overlap, namely both in the active part of the sensor and outside, leads to a measurement of the temperature not only at the level of the active area that interests us, but also across the entire sensor when there is an import ant temperature gradient Also, in the presence of large temperature gradients, a version of the invention will preferably be used in which the electrode and the additional electrode which form the thermoelectric couple only overlap in the
domaine actif du capteur.active range of the sensor.
Au lieu de former un couple thermoélectrique, l'électrode et l'électrode supplémentaire peuvent aussi former une sonde de température résistive Pour pouvoir garantir également dans ce cas qu'on obtiendra une mesure seulement dans la zone active intéressante du capteur, l'électrode supplémentaire entoure de préférence presque entièrement l'une des électrodes, dans ladite zone Instead of forming a thermoelectric couple, the electrode and the additional electrode can also form a resistive temperature probe In order to be able to guarantee also in this case that a measurement will be obtained only in the active active area of the sensor, the additional electrode preferably almost entirely surrounds one of the electrodes, in said area
active.active.
Le dispositif conforme à l'invention offre des avantages particuliers lorsque le capteur comporte un détecteur pelliculaire en polyfluorure de vinylidène (PVDF) Une feuille de ce type comporte une électrode de chaque côté, laissant au constructeur une grande liberté The device according to the invention offers particular advantages when the sensor includes a polyvinylidene fluoride (PVDF) film detector. A sheet of this type has an electrode on each side, giving the manufacturer great freedom.
pour implanter l'électrode.to implant the electrode.
Il est évident que le capteur peut aussi être un capteur de pression formé d'un quartz avec deux électrodes à ses extrémités et comporter une électrode It is obvious that the sensor can also be a pressure sensor formed of a quartz with two electrodes at its ends and include an electrode
supplémentaire sur l'une de ces électrodes. additional on one of these electrodes.
Il est également possible de prévoir comme capteur de préférence un capteur formé d'un quartz pourvu de deux électrodes à ses extrémités, o l'une de ces électrodes est couplée avec une résistance de mesure de la température. Il est avantageux que, dans tous les cas décrits précédemment, les électrodes et/ou l'électrode supplémentaire du capteur soient formées de pellicules métalliques, obtenues de préférence par pulvérisation It is also possible to provide as sensor preferably a sensor formed of a quartz provided with two electrodes at its ends, o one of these electrodes is coupled with a resistance for measuring the temperature. It is advantageous that, in all the cases described above, the electrodes and / or the additional electrode of the sensor are formed of metallic films, preferably obtained by spraying.
cathodique.cathodic.
Par exemple l'électrode peut être formée d'un conducteur froid, donc constituée d'un corps pur comme du platine de préférence, mais aussi du nickel ou du cuivre, lors de l'utilisation desquels la résistance électrique augmente en fonction de la température De la même manière, on peut aussi prévoir pour l'électrode, au moins dans le domaine actif du capteur, un matériau à base d'oxyde pour la formation d'un conducteur chaud, lors de l'utilisation duquel la résistance diminue avec la For example, the electrode may be formed of a cold conductor, therefore consisting of a pure body such as preferably platinum, but also nickel or copper, during the use of which the electrical resistance increases as a function of the temperature. In the same way, one can also provide for the electrode, at least in the active range of the sensor, an oxide-based material for the formation of a hot conductor, during the use of which the resistance decreases with the
température.temperature.
Pour le montage du dispositif de mesure de la température en tant que couple thermoélectrique, la nature de l'électrode et de l'électrode supplémentaire est définie l'une en fonction de l'autre, comme on le For mounting the temperature measuring device as a thermoelectric couple, the nature of the electrode and of the additional electrode is defined as a function of each other, as is
sait en ce qui concerne les couples thermoélectriques. knows about thermoelectric couples.
Les couples thermoélectriques permettent une mesure avec une inertie particulièrement faible, également de températures variant rapidement dans le temps, et sont ainsi particulièrement appropriés aux cas d'utilisation dans lesquels la grandeur physique intéressante, par Thermoelectric couples allow a measurement with a particularly low inertia, also of temperatures varying rapidly over time, and are therefore particularly suitable for use cases in which the physical quantity of interest, for example
exemple la pression varie rapidement. example the pressure varies quickly.
A ce propos, le capteur utilisé pour la mesure en particulier des pressions variant rapidement dans le In this regard, the sensor used for the measurement in particular of the rapidly varying pressures in the
temps sera de préférence un capteur de pression piézo- time will preferably be a piezo pressure sensor
électrique De tels capteurs de pression sont capables de mesurer aussi bien des hautes pressions dans le domaine du kbar que, par exemple pour des mesures ultrasoniques, des basses pressions de l'ordre du mbar Comme mentionné auparavant, le capteur peut comporter un détecteur pelliculaire en polyfluorure de vinylidène (PVDF), ou un capteur de pression formé d'un quartz muni d'électrodes à electric Such pressure sensors are capable of measuring both high pressures in the kbar range and, for example for ultrasonic measurements, low pressures of the order of mbar As mentioned before, the sensor may include a film detector in polyvinylidene fluoride (PVDF), or a pressure sensor formed of a quartz fitted with electrodes
ses deux extrémités.its two ends.
Les dessins schématiques annexés donnent une explication détaillée de l'invention par la présentation d'exemples d'application et font apparaître d'autres The appended schematic drawings give a detailed explanation of the invention by the presentation of application examples and show other
avantages et caractéristiques.advantages and characteristics.
Sur ces dessins: la figure la représente une vue de dessus d'un capteur de pression dans l'état actuel de la technique; la figure lb est une vue latérale du capteur de la figure la; la figure 2 a est une vue de dessus d'un capteur de pression comportant un capteur de température intégré conformément à une première version de la présente invention; la figure 2 b est une vue latérale du capteur de la figure 2 a; les figures 3 a et 3 b représentent une deuxième version de la présente invention, respectivement en vue de dessus et en vue latérale, la figure 4 a est une vue de dessus d'une troisième version de la présente invention pourvue d'une résistance de mesure-en platine; la figure 4 b est une coupe le long de la ligne I Vb, I Vb de la figure 4 a; les figures 5 a (état de la technique) et 5 b correspondent à une quatrième version de l'invention comprenant un capteur de température monté dans le même boîtier que le capteur de pression, mais qui en est toutefois séparé; la figure 6 représente une cinquième version de la présente invention; la figure 7 représente une sixième version de la présente invention; et la figure 8 représente une septième version In these drawings: FIG. 1a represents a top view of a pressure sensor in the current state of the art; Figure 1b is a side view of the sensor of Figure 1a; FIG. 2 a is a top view of a pressure sensor comprising an integrated temperature sensor according to a first version of the present invention; Figure 2b is a side view of the sensor of Figure 2a; Figures 3 a and 3 b show a second version of the present invention, respectively in top view and in side view, Figure 4 a is a top view of a third version of the present invention provided with a resistance measure in platinum; Figure 4b is a section along the line I Vb, I Vb of Figure 4a; Figures 5a (state of the art) and 5b correspond to a fourth version of the invention comprising a temperature sensor mounted in the same housing as the pressure sensor, but which is however separate therefrom; Figure 6 shows a fifth version of the present invention; Figure 7 shows a sixth version of the present invention; and figure 8 shows a seventh version
de la présente invention.of the present invention.
Les figures la et lb représentent un capteur de pression piézo-électrique selon l'état actuel de la technique, la figure la étant une vue du dessus et la figure lb étant une vue latérale Le capteur connu comporte une feuille 4 en PVDF sur la face supérieure de laquelle est montée une première électrode 2 et dont la face inférieure comporte une deuxième électrode 3 Comme il ressort de la figure lb, le volume actif ou la partie active o a lieu la mesure est aménagé dans la zone de chevauchement des électrodes 2, 3 Le branchement des électrodes métalliques 2, 3 n'est pas représenté dans les figures la et lb Comme il a été mentionné au début, le dispositif de mesure décrit dans les figures la et lb est imprécis en raison du fait qu'il est impossible de déterminer les influences de la température; c'est à ce Figures la and lb show a piezoelectric pressure sensor according to the current state of the art, figure la being a top view and figure lb being a side view The known sensor comprises a sheet 4 of PVDF on the face upper of which is mounted a first electrode 2 and the lower face of which comprises a second electrode 3 As can be seen from FIG. 1b, the active volume or the active part where the measurement takes place is arranged in the overlapping area of the electrodes 2, 3 The connection of the metal electrodes 2, 3 is not shown in FIGS. 1a and 1b. As mentioned at the start, the measuring device described in FIGS. 1a and 1b is imprecise due to the fact that it is impossible to determine the influences of temperature; that's what
niveau que la présente invention apporte une solution. level that the present invention provides a solution.
Les figures 2 a et 2 b montrent une première version d'un dispositif de mesure conforme à la présente invention, la figure 2 a étant une vue de dessus et la figure 2 b étant une vue latérale Cette version de la présente invention part de l'état actuel de la technique représenté dans les figures la et lb. IT, dispositif de mesure représenté dans les figures 2 a, 2 b met en évidence une première électrode métallique 12 et une deuxième électrode métallique 13 entre lesquelles on a installé un détecteur pelliculaire 14 en polyfluorure de vinylidène (PVDF), se différenciant de l'état de la technique à ce niveau Conformément à l'invention, on prévoit une électrode supplémentaire 10 qui est également en métal (comme les-électrodes 12, 13) et qui s'étend sensiblement parallèlement à l'électrode 12, mais qui recouvre toutefois cette dernière dans la zone active 15 La forme des électrodes peut être appropriée aux différentes exigences, le parallélisme n'étant pas nécessaire pour la fonction. Les électrodes 10, 12 forment ensemble un Figures 2a and 2b show a first version of a measuring device according to the present invention, Figure 2a being a top view and Figure 2b being a side view This version of the present invention starts from l current state of the art shown in Figures la and lb. IT, a measuring device shown in FIGS. 2 a, 2 b, shows a first metal electrode 12 and a second metal electrode 13 between which a film detector 14 made of polyvinylidene fluoride (PVDF) has been installed, which differs from the State of the art at this level In accordance with the invention, an additional electrode 10 is provided which is also made of metal (such as the electrodes 12, 13) and which extends substantially parallel to the electrode 12, but which however covers the latter in the active zone 15 The shape of the electrodes may be suitable for different requirements, parallelism is not necessary for the function. The electrodes 10, 12 together form a
dispositif électrique de mesure de la température. electric temperature measuring device.
D'après le matériau dont est composée l'électrode 12 ou l'électrode supplémentaire 10, le dispositif 10, 12 de mesure de la température peut être aménagé par exemple sous forme de couple thermoélectrique ou de sonde de température résistive Les électrodes, en particulier l'électrode 12 et l'électrode supplémentaire 10, sont réalisées de préférence par un procédé de dépôt par pulvérisation cathodique sur la feuille 14 On obtient ainsi des propriétés correctement reproductibles du dispositif 10, 12 de mesure de la température Etant donné que l'électrode 12 et l'électrode supplémentaire 10 ne se chevauchent que dans le domaine actif 15, il est garanti que la mesure de la température a lieu exactement et uniquement à l'endroit o a lieu la mesure de l'autre Depending on the material of which the electrode 12 or the additional electrode 10 is made, the device 10, 12 for measuring the temperature can be arranged for example in the form of a thermoelectric couple or a resistive temperature probe. The electrodes, in particular the electrode 12 and the additional electrode 10, are preferably produced by a sputtering deposition process on the sheet 14 This gives correctly reproducible properties of the device 10, 12 for measuring the temperature Since the electrode 12 and the additional electrode 10 only overlap in the active range 15, it is guaranteed that the temperature measurement takes place exactly and only at the place where the measurement of the other takes place
grandeur physique à mesurer, à savoir la pression. physical quantity to be measured, namely pressure.
Une autre version de la présente invention est représentée dans les figures 3 a, 3 b, selon une représentation correspondant aux figures 2 a, 2 b Le dispositif de mesure schématisé dans les figures 3 a, 3 b comprend une feuille de capteur 34, une première électrode 32 et une deuxième électrode 33, formant ainsi une sonde piézo-électrique de pression Conformément à la présente invention, on prévoit une électrode supplémentaire 31 s'étalant sur l'essentiel de la surface Another version of the present invention is represented in FIGS. 3 a, 3 b, according to a representation corresponding to FIGS. 2 a, 2 b The measuring device shown diagrammatically in FIGS. 3 a, 3 b comprises a sensor sheet 34, a first electrode 32 and a second electrode 33, thus forming a piezoelectric pressure probe. In accordance with the present invention, an additional electrode 31 is provided spreading over most of the surface.
de l'électrode 32.of electrode 32.
Sur la figure 3 b on a en outre représenté une connexion 37 pour l'électrode 33, une connexion 38 pour l'électrode 32 et une connexion 36 pour l'électrode supplémentaire 31 La partie active du dispositif de mesure, dans lequel s'effectue la mesure de pression, est In FIG. 3 b a connection 37 for the electrode 33 is also shown, a connection 38 for the electrode 32 and a connection 36 for the additional electrode 31 The active part of the measuring device, in which takes place pressure measurement, is
désignée par le chiffre de référence 35. designated by the reference numeral 35.
Etant donné que l'électrode supplémentaire 31 s'étend sur presque toute la longueur de l'électrode 32, le montage comprenant l'électrode 32 et l'électrode supplémentaire 31 ne convient pas en tant que sonde de température résistive, mais comme couple thermoélectrique, qui s'obtient grâce à un choix de matériau approprié de l'électrode 32 d'une part et de Since the additional electrode 31 extends over almost the entire length of the electrode 32, the assembly comprising the electrode 32 and the additional electrode 31 is not suitable as a resistive temperature probe, but as a thermoelectric couple , which is obtained through a choice of suitable material of the electrode 32 on the one hand and
l'électrode supplémentaire 31 d'autre part. the additional electrode 31 on the other hand.
La version représentée dans les figures 3 a, 3 b d'un dispositif de mesure conforme à l'invention est particulièrement facile à mettre en place Comme toutefois le couple thermoélectrique formé par l'électrode 32 et l'électrode supplémentaire 31 ne s'étend pas seulement sur le domaine actif 35, mais en outre sur toute la longueur de l'électrode 32, cette forme d'application n'est utilisable que s'il n'y a pas de gradients de température trop élevés (à partir du The version represented in FIGS. 3 a, 3 b of a measuring device in accordance with the invention is particularly easy to install. However, however, the thermoelectric torque formed by the electrode 32 and the additional electrode 31 does not extend not only on the active field 35, but also over the entire length of the electrode 32, this form of application can only be used if there are no too high temperature gradients (from the
domaine actif 35 jusqu'aux extrémités de l'électrode 32). active range 35 to the ends of the electrode 32).
Les figures 4 a, 4 b représentent une autre version du dispositif de mesure conforme à l'invention dans laquelle la température est déterminée à l'aide d'une sonde de température résistive uniquement au niveau de partie active o s'effectue la mesure de la pression FIGS. 4 a, 4 b represent another version of the measuring device according to the invention in which the temperature is determined using a resistive temperature probe only at the level of the active part where the measurement of pressure
du dispositif de mesure.of the measuring device.
La figure 4 a montre une vue de dessus du dispositif de mesure et la figure 4 b une coupe le long du Figure 4a shows a top view of the measuring device and Figure 4b a section along the
plan matérialisé par la ligne I Vb, I Vb, de la figure 4 a. plan materialized by the line I Vb, I Vb, of FIG. 4 a.
Une électrode 43 est installée sur la face inférieure de la feuille en PVDF 44 du capteur de pression, et une électrode 42 est installée sur sa face supérieure Jusque là, ce montage représente un capteur An electrode 43 is installed on the underside of the PVDF sheet 44 of the pressure sensor, and an electrode 42 is installed on its upper face. Until then, this assembly represents a sensor.
de pression du type décrit dans la figure 1. of the type described in figure 1.
A l'intérieur d'un domaine 46 de l'électrode 42 on a installé dans la zone active 45 (figure 4 b) une électrode supplémentaire 41 qui l'entoure et qui s'étend Inside an area 46 of the electrode 42, an additional electrode 41 which surrounds and extends therein has been installed in the active area 45 (FIG. 4 b).
parallèlement à l'électrode 42 tout en en étant séparée. parallel to the electrode 42 while being separated from it.
Ce n'est que dans le domaine 46, donc essentiellement dans le domaine actif 45 o s'effectue la mesure de pression qu'une sonde de température résistive est formée par l'électrode 42 et l'électrode supplémentaire 41 On est ainsi assuré qu'à l'endroit intéressant, c'est-à-dire dans le domaine actif 45 o s'effectue la mesure électrique de la pression, la mesure de la température est également effectuée au moyen d'une sonde de température résistive, de la façon représentée dans la It is only in the area 46, therefore essentially in the active area 45 where the pressure measurement is carried out, that a resistive temperature probe is formed by the electrode 42 and the additional electrode 41. It is thus ensured that '' in the interesting place, that is to say in the active domain 45 where the electrical pressure measurement is carried out, the temperature measurement is also carried out by means of a resistive temperature probe, the way represented in the
figure 4.figure 4.
Les versions de l'invention décrites jusqu'à présent s'inspirent de l'état actuel de la technique, comme il a été décrit à l'aide de la figure 1, à savoir d'un capteur de pression muni d'une feuille de PVDF Les figures suivantes 5 a à 8 décrivent des versions de la présente invention, qui font appel à un capteur de pression piézo-électrique formé d'un quartz (ou d'un corps d'un autre matériau approprié) pourvu d'une The versions of the invention described so far are inspired by the current state of the art, as described with the aid of FIG. 1, namely a pressure sensor provided with a sheet. of PVDF The following figures 5 a to 8 describe versions of the present invention, which use a piezoelectric pressure sensor formed of a quartz (or of a body of another suitable material) provided with a
électrode à son extrémité.electrode at its end.
A ce sujet, la figure 5 a représente l'état actuel de la technique Un quartz cylindrique 51 comporte à son extrémité supérieure une électrode 52 en forme de disque et, au-dessus, une connexion électrique 53 A l'extrémité inférieure du quartz 51 on prévoit une électrode métallique 52 ' en forme de disque et une In this regard, FIG. 5 a represents the current state of the art. A cylindrical quartz 51 comprises at its upper end an electrode 52 in the form of a disc and, above, an electrical connection 53 At the lower end of the quartz 51 a metal electrode 52 ′ in the form of a disc and a
connexion électrique supplémentaire 53 '. additional electrical connection 53 '.
Dans la version de l'invention représentée dans la figure 5 b, les parties correspondant à l'état actuel de la technique représenté dans la figure 5 a sont désignées par les mêmes chiffres de référence En outre, on prévoit une couche métallique en tant qu'électrode supplémentaire 54 sur l'électrode métallique 52 en forme de disque du capteur de pression schématisé dans la figure 5 b Une connexion électrique 55 est fixée sur l'électrode supplémentaire 54 Comme la zone active du capteur de pression 51 se trouve entre les électrodes 52, 52 ', le dispositif électrique de mesure de la température (couple thermoélectrique) 52, 54 permet une mesure de la température directement au niveau de la zone active. Une version similaire de la présente invention est représentée dans la figure 6 On prévoit un quartz piézo-électrique 61 de forme cylindrique pourvu d'une électrode métallique 62 en forme de disque à une extrémité et à l'autre une électrode métallique 62 ' correspondante en forme de disque Des connexions électriques 63, 63 ' sont reliées respectivement aux In the version of the invention represented in FIG. 5 b, the parts corresponding to the current state of the art represented in FIG. 5 a are designated by the same reference numbers. In addition, a metallic layer is provided as additional electrode 54 on the disc-shaped metal electrode 52 of the pressure sensor shown diagrammatically in FIG. 5 b An electrical connection 55 is fixed on the additional electrode 54 As the active area of the pressure sensor 51 is located between the electrodes 52, 52 ′, the electrical device for measuring the temperature (thermoelectric couple) 52, 54 allows a measurement of the temperature directly at the level of the active zone. A similar version of the present invention is shown in FIG. 6. A piezoelectric quartz 61 of cylindrical shape is provided, provided with a metal electrode 62 in the form of a disc at one end and at the other a corresponding metal electrode 62 ′. disc shape Electrical connections 63, 63 'are respectively connected to
électrodes 62 et 62 '.electrodes 62 and 62 '.
Une résistance électrique de mesure 66 comportant une connexion électrique 65 est reliée à l'électrode supérieure 62 Le montage direct de la résistance électrique de mesure 66 à l'électrode 62 permet une détermination de la température directement au An electrical measurement resistance 66 comprising an electrical connection 65 is connected to the upper electrode 62 The direct mounting of the electrical measurement resistance 66 to the electrode 62 allows a determination of the temperature directly at the
niveau du domaine actif du capteur de pression piézo- active domain level of the piezo pressure sensor
électrique 61, 62, 62 '.electric 61, 62, 62 '.
Dans les figures 7 et 8 on a représenté deux autres versions de la présente invention dans lesquelles -contrairement aux modes de réalisation représentés dans les figures 5, 6 des dispositifs électriques de mesure de la température ne sont pas reliés aux électrodes, mais placés séparément, directement au contact du volume actif In FIGS. 7 and 8 two other versions of the present invention have been shown in which - unlike the embodiments represented in FIGS. 5, 6 of the electrical temperature measurement devices are not connected to the electrodes, but placed separately, directly in contact with the active volume
d'un quartz piézo-électrique.of a piezoelectric quartz.
Le capteur de pression piézo-électrique représenté dans la figure 7 comprend un corps cylindrique en quartz 71 comportant, à une extrémité, une électrode métallique 72 en forme de disque munie d'une connexion électrique 73 et, à l'extrémité opposée, une autre électrode métallique 72 ' en forme de disque munie d'une connexion électrique 73 ' Dans le milieu du volume du quartz 71 sont placées sur sa surface extérieure deux électrodes supplémentaires 76, 78, avec leurs connexions il respectives 75, 77, les électrodes supplémentaires 76, 78 contenant un couple thermoélectrique Dans la version représentée sur la figure 7, la température est également mesurée directement au contact du domaine actif du quartz The piezoelectric pressure sensor represented in FIG. 7 comprises a cylindrical quartz body 71 comprising, at one end, a disc-shaped metal electrode 72 provided with an electrical connection 73 and, at the opposite end, another metallic electrode 72 ′ in the form of a disc provided with an electrical connection 73 ′ In the middle of the quartz volume 71 are placed on its outer surface two additional electrodes 76, 78, with their respective connections 75, 77, the additional electrodes 76 , 78 containing a thermoelectric couple In the version shown in Figure 7, the temperature is also measured directly in contact with the active domain of quartz
71.71.
La version de l'invention représentée dans la figure 8 se différencie essentiellement par le fait que dans ce cas on prévoit une résistance de mesure en platine entre les électrodes 86 et 88 à la place d'un couple thermoélectrique Un quartz cylindrique 81 comporte une électrode métallique 82 avec sa connexion 83 à une extrémité et à l'autre une électrode correspondante 82 ' avec sa connexion 83 ' Deux électrodes 86, 88 d'un matériau approprié avec les connexions désignées par les chiffres 85, 87, contiennent une résistance de mesure en platine Le dispositif de mesure avec résistance en platine 86, 88 est placé sur la surface extérieure du quartz 81, environ à mi-distance entre les électrodes 82, 82 ' On obtient ainsi également dans ce cas une détermination de la température à l'aide du capteur de pression piézo-électrique 81, 82, 82 ' directement au The version of the invention shown in FIG. 8 is essentially differentiated by the fact that in this case a platinum measurement resistance is provided between the electrodes 86 and 88 in place of a thermoelectric couple. A cylindrical quartz 81 has an electrode metallic 82 with its connection 83 at one end and at the other a corresponding electrode 82 'with its connection 83' Two electrodes 86, 88 of a suitable material with the connections designated by the numbers 85, 87, contain a measurement resistor in platinum The measuring device with platinum resistance 86, 88 is placed on the exterior surface of the quartz 81, approximately halfway between the electrodes 82, 82 'In this case, therefore, a temperature determination is also obtained at using the piezoelectric pressure sensor 81, 82, 82 'directly at the
niveau de son domaine actif.level of his active domain.
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993007970A1 (en) * | 1991-10-25 | 1993-04-29 | The Secretary Of State For Trade And Industry In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Sensors |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4305364C1 (en) * | 1992-10-20 | 1994-04-28 | Schlattl Werner Bavaria Tech | Welding jaws, esp. for spot welding - includes fibre-optic sensor element for electrode force monitoring |
| DE4434318A1 (en) * | 1994-09-26 | 1996-03-28 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Determining and processing measuring values esp. for processing sensor signals |
| DE102005026074A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Robert Bosch Gmbh | Glow plug with integrated combustion chamber pressure sensor |
| DE102017125257A1 (en) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Airbus Operations Gmbh | FOIL WITH INTEGRATED TEMPERATURE MEASURING EQUIPMENT |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0169288A2 (en) * | 1983-12-07 | 1986-01-29 | Regie Nationale Des Usines Renault | Temperature compensation device for a sensor and its adjustment process |
| FR2629640A1 (en) * | 1988-03-30 | 1989-10-06 | Schlumberger Ind Sa | Hydrostatic pressure transducer with temperature correction |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3858097A (en) * | 1973-12-26 | 1974-12-31 | Bendix Corp | Pressure-sensing capacitor |
| DE2915319C2 (en) * | 1979-04-14 | 1984-07-12 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5000 Köln | Electrical measuring circuit for electrical measurement of mechanical quantities |
| DE3007747A1 (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-24 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | SENSOR FOR A PHYSICAL SIZE |
| DE3023218A1 (en) * | 1980-06-21 | 1982-02-25 | Draloric Electronic GmbH, 8500 Nürnberg | Capacitive press sensor for mass production - consists of flexible insulating layers with deposited metal layers |
| US4503707A (en) * | 1983-03-28 | 1985-03-12 | Ondyne Inc. | Hygrometry probe |
| DE3412498A1 (en) * | 1984-01-26 | 1985-10-10 | Geotec GmbH, 6900 Heidelberg | Method and apparatus for determining the moisture content and temperature of mineral and/or organic mixtures |
| DE3503489A1 (en) * | 1985-01-30 | 1986-07-31 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR COMPENSATING THE TEMPERATURE DEPENDENCY OF SENSITIVITY AND ZERO POINT OF A PIEZORESISTIVE PRESSURE SENSOR |
| DE8814743U1 (en) * | 1988-11-26 | 1989-03-09 | Conducta Gesellschaft für Meß- und Regeltechnik mbH & Co, 7016 Gerlingen | Measuring electrode in analytical chemistry |
-
1989
- 1989-11-08 DE DE3937205A patent/DE3937205A1/en not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-11-07 FR FR9013783A patent/FR2654210B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0169288A2 (en) * | 1983-12-07 | 1986-01-29 | Regie Nationale Des Usines Renault | Temperature compensation device for a sensor and its adjustment process |
| FR2629640A1 (en) * | 1988-03-30 | 1989-10-06 | Schlumberger Ind Sa | Hydrostatic pressure transducer with temperature correction |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Bur et al."Char. of PVDF Pressure Transducers" 5th Int. Symp. on Electrets (ISE 5), 4-6 Sept 1985,Castle of Heidelberg,West-Germany; pages 712-717;* page 714 * |
| MESSEN PRUFEN AUTOMATISIEREN. no. 9, septembre 1984, BAD WORISHOFEN DE pages 446- - 454; Kail et al.: "PIEZOELEKTRISCHE MESSGERAETE UND IHRE ANWENDUNGEN" * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993007970A1 (en) * | 1991-10-25 | 1993-04-29 | The Secretary Of State For Trade And Industry In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Sensors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3937205A1 (en) | 1991-05-16 |
| FR2654210B1 (en) | 1994-04-15 |
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