FR2858053A1 - Capteur de pression pour chambre de combustion, comportant une membrane metallique munie d'une couche metallique mince piezoresistive - Google Patents

Capteur de pression pour chambre de combustion, comportant une membrane metallique munie d'une couche metallique mince piezoresistive Download PDF

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FR2858053A1 FR0451623A FR0451623A FR2858053A1 FR 2858053 A1 FR2858053 A1 FR 2858053A1 FR 0451623 A FR0451623 A FR 0451623A FR 0451623 A FR0451623 A FR 0451623A FR 2858053 A1 FR2858053 A1 FR 2858053A1
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Thomas Moelkner
Holger Scholzen
Joerg Gebers
Ralf Kaiser
Carsten Kaschube
Christian Roesser
Lothar Baumann
Hans Peter Didra
Roger Frehoff
Markus Fissler
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/08Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
    • G01L23/18Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by resistance strain gauges

Abstract

Ce capteur de pression (1) pour détecter la pression dans un volume soumis à une haute pression, fournit des signaux détectés à une électronique de traitement (16) et l'extrémité du capteur de pression (1) tournée vers le volume exposé à la haute pression comporte une membrane de capteur (7).La membrane de capteur (7) est une membrane en acier dont le côté arrière (7.2) comporte une couche métallique mince (8) recevant des éléments de mesure piézorésistives reliés par des éléments de transmission (11) de mise en contact à l'électronique de traitement (16).

Description

Domaine de l'invention
La présente invention concerne un capteur de pression pour détecter la pression dans un volume soumis à une haute pression, tel qu'une chambre de combustion, les signaux détectés par le capteur 5 de pression étant fournis à une électronique de traitement et l'extrémité du capteur de pression tournée vers le volume exposé à la haute pression comportant une membrane de capteur.
Dans les moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, il est nécessaire de mesurer on déterminer la pression dans 10 la chambre de combustion et/ou avoir une information concernant les pressions différentes régnant dans chaque chambre de combustion.
Cette information relative à la pression régnant dans les différentes chambres de combustion peut servir à détecter le couple moteur réel et à surveiller la combustion (par exemple les ratés d'allumage ou le cli15 quetis) dans des systèmes de gestion modernes des moteurs.
Etat de la technique Selon le mémento de technique automobile, page 1 1 1, 3ème édition dans sa version allemande Kraftfahrttechnisches Tmchenbuch, 23, édition Braunschweig; Wiesbaden, Viehweg 1999, ISBN 20 3- 528-03876-4 , on connait un capteur de pression de chambres de combustion. au silicium, intégré. Le capteur de pression de chambres de combustion au silicium comprend un poussoir de transmission, une embase en silicium servant à transmettre les efforts ainsi qu'un capteur de pression au silicium, intégré. Sur un côté de la plaque de montage 25 en acier on a une ou plusieurs broches de raccordement d'où part une conduite de liaison vers le capteur de pression au silicium, intégré. Selon ce montage, la plaquette de silicium n'est pas directement exposée aux températures élevées régnant dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne grâce à une membrane métallique de sé30 paration et d'un poussoir de longueur suffisante pour transmettre les efforts. L'application micromécanique d'une embase au milieu de la membrane transforme la plaquette de silicium en un capteur de pression. Les poussées exercées sur la membrane frontale sont transmises par le poussoir avec une erreur complémentaire réduite par l'embase, à 35 la plaquette en silicium du capteur. Le capteur se trouve en position de montage en retrait et est exposé dans ces conditions uniquement à des températures de fonctionnement inférieures à 150 C.
Le document WO 97/31251 A décrit un capteur de pression de chambres de combustion pour déterminer l'apparition des effets 5 de cliquetis et des ratés d'allumage. Une bougie d'allumage intègre un capteur de pression de chambres de combustion à fibres optiques. Celui-ci peut être configuré pour que le corps de la bougie d'allumage soit traversé par un conducteur. Une membrane en forme de touche à épaisseur irrégulière réduit les sollicitations mécaniques appliquées à la 10 membrane et augmente la fiabilité du capteur. Des surpressions produites et qui agissent sur le capteur de pression de chambres de combustion sont réduites grâce à des segments repliés de la membrane.
Les capteurs de pression de chambres de combustion, micromécaniques se sont avérés comme permettant une fabrication en 15 série, en pratique mais présentent des inconvénients graves. Les capteurs de pression de chambres de combustion micromécaniques n'ont qu'une tenue thermique limitée. Comme les capteurs de pression de chambres de combustion, micromécaniques doivent être montés aussi près que possible de la chambre de combustion, ils sont exposés à des 20 températures élevées ce qui crée des conditions de tenue thermique pour de tels capteurs de pression de chambres de combustion. En outre les capteurs de pression de chambres de combustion, micromécaniques, connus ont l'inconvénient de ne pouvoir être miniaturisés que de façon très limitée. De ce fait les capteurs de pression de chambres de 25 combustion, micromécaniques utilisés actuellement ont des surfaces de montage importantes au niveau de la culasse d'un moteur à combustion interne. La culasse d'un moteur à combustion interne constitue toutefois une zone du moteur à combustion interne dont la place disponible est limitée par le grand nombre de composants de montage ou de 30 démontage qui existent déjà.
Pour saisir de manière précise la pression dans les cylindres ou la pression des chambres de combustion de moteurs à combustion interne on peut également utiliser des capteurs de pression fonctionnant selon le principe piézoélectrique et qui nécessitent une 35 électronique de traitement ou d'exploitation très compliquée. D'une part ces capteurs de pression sont très précis et d'autre part ils sont très coûteux et du fait de l'électronique d'exploitation, volumineuse, ils ne conviennent que pour être montés sur des bancs d'essai et au mieux sur des véhicules d'essai. A côté de cette application la tendance est 5 également d'utiliser des mesures de pression de chambres de combustion dans des moteurs série pour arriver à une régulation du moteur dépendant de la pression dans les chambres de combustion. Les capteurs de pression de chambres de combustion qui répondent aux exigences relatives aux fabrications en série concernant le prix, les 10 possibilités de manutention et la durée de vie avec des exigences tout aussi élevées relatives à la précision de la mesure de la pression de la chambre de combustion n'existent pas actuellement.
Exposé de l'invention Pour remédier à ces inconvénients le capteur de pression 15 selon l'invention est caractérisé en ce que la membrane de capteur est une membrane en acier dont le côté arrière comporte une couche métallique mince recevant des éléments de mesure piézorésistifs reliés par des éléments de transmission de mise en contact à l'électronique de traitement.
Avantageusement si il comporte une tête de capteur de diamètre agrandi et un col de capteur de diamètre réduit., de préférence l'électronique d'exploitation est intégrée dans la tête du capteur de pression, et le col est formé par un tube enveloppe qui comporte un segment fileté.
Avantageusement le corps de base en matière non électroconductrice comporte des inserts en matière électroconductrice pour réaliser le contact de la couche métallique mince de la membrane de capteur, et le corps de base est poussé dans le capteur de pression.
Dans ce cas les inserts assurent d'un côté une mise en contact par 30 pression, une mise en contact par liaison ou une mise en contact par enfichage avec la couche métallique mince de la membrane de capteur, et d'autre part ils sont reliés par une mise en contact par liaison ou par pression à l'électronique d'exploitation du capteur de pression.
Ainsi selon la présente invention, un capteur de pression 35 du type défini ci-dessus avec une membrane en acier installée à proxi- mité de la chambre de combustion et dont le côté arrière est muni d'une couche mince métallique formant un pont de mesure piézorésistif, faible encombrement au niveau de la tête de cylindre, le capteur de pression de chambres de combustion est d'une forme extrêmement étroite car la 5 couche métallique mince avec des éléments élastiques est mise en contact par pression.
Le signal de pression est transmis par l'insert électroconducteur placé dans des corps de base non électroconducteurs pour arriver à travers un col étroit du capteur jusqu'au circuit de traitement ou 10 d'exploitation. De façon avantageuse, le circuit d'exploitation lui-même peut être logé dans la zone de diamètre augmenté du capteur de pression par exemple dans la cavité de la partie supérieure du capteur de pression.
Selon d'autres cas avantageux de l'invention: 15 la membrane de capteur est un insert qui se place dans le col de capteur.
- des éléments élastiques assurent la mise en contact de la couche métallique mince aux éléments de transmission.
- l'électronique d'exploitation est logée dans une cavité de la tête de 20 capteur parallèlement à l'axe de symétrie (19) du capteur de pression ou transversalement à cet axe, et l'électronique de traitement comprend une plaque de circuit garnie sur une face ou sur les deux faces.
- la surface périphérique de la tête du capteur de pression sert de 25 segment de guidage pour le capteur de pression dans le volume de montage.
La réalisation de capteur de pression de chambres de combustion selon l'invention, grâce à une membrane en acier, lui permet de résister à l'atmosphère chaude et agressive régnant par exemple 30 à l'intérieur de la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, et constitue une solution économique de tenue garantie de l'intérieur du capteur. Cela se répercute d'une manière particulièrement avantageuse sur la durée de vie du capteur de pression de chambres de combustion proposé selon l'invention. En outre la couche métallique 35 mince piézorésistive, utilisée pour le capteur de pression de chambres de combustion selon l'invention offre un potentiel de précision très élevé grâce à des coefficients de température très bas pour la dérive du capteur, pour sa sensibilité et sa résistance électrique. De plus la couche métallique mince piézorésistive, utilisée offre l'avantage de résister de 5 manière durable aux températures régnant dans la chambre de combustion et appliquées à la membrane en acier à paroi mince, en particulier celles régnant du côté arrière de la membrane en acier proche de la chambre de combustion.
La réalisation du capteur de pression selon l'invention 10 destiné à être appliqué à des chambres de combustion de moteurs à combustion interne s'applique surtout à la zone proche de la chambre de combustion, c'est-àdire à la zone de la culasse grâce à sa construction très étroite qui présente un encombrement réduit; cette réalisation solide garantit son fonctionnement pour des températures que l'on ren15 contre au niveau de la culasse d'un moteur à combustion interne.
La réalisation d'un capteur de pression selon l'invention est adaptée de manière très précise à la pression à profil très dynamique régnant à l'intérieur d'un cylindre de moteurs à combustion interne. Le capteur selon l'invention, très économique pour une 20 fabrication en série appliquée à des moteurs thermiques manipule facilement et sa construction étroite convient particulièrement à des situations de montage dans la zone de la culasse d'un moteur à combustion interne.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un capteur de pression par exemple pour détecter la pression dans les chambres de combustion de moteurs à combustion interne représentées dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'un capteur de pression pour 30 chambre de combustion, ce capteur ayant une symétrie de rotation, - la figure 2 est une coupe longitudinale du capteur de pression de la figure 1, - la figure 3 est une coupe longitudinale du capteur selon la figure 1 avec un autre tracé du plan de coupe, - la figure 4 montre une structure détaillée de la couche métallique mince, - la figure 5 est un schéma de principe du montage électrique.
Description de modes de réalisation
La figure 1 est une vue de dessus d'un capteur de pression selon l'invention destiné à des volumes soumis à des pressions élevées.
Le capteur de pression de la figure 1 a une structure symétrique en rotation et comprend un col de capteur 3 ainsi qu'une tête 10 de capteur 27. Le corps de la tête de capteur 27 contient une électronique de traitement non représentée à la figure 1. Sous le corps de la tête de capteur 27 du capteur de pression 11 il y a un segment fileté 5 qui se termine par un siège d'étanchéité conique 4. Le siège d'étanchéité 4, conique est directement suivi par le tube enveloppe 9 formant le col 3 15 du capteur de pression 1. Le col 3 du capteur de pression 1 selon la représentation de la figure 1 a un diamètre réduit 21 par rapport au diamètre 22 de la tête 27 du capteur. L'extrémité du col 3 tournée vers le volume mis en pression comporte un insert 27 muni d'une membrane de capteur 7 soudée au tube enveloppe formant le col de capteur 3; la 20 liaison peut également se faire d'une manière différente.
La forme élancée du capteur 1 selon l'invention telle qu'elle apparait à la figure 1 permet de loger le capteur de pression dans des conditions de place disponible, limitée comme celle que l'on rencontre par exemple au niveau de la culasse d'un moteur à combustion 25 interne. Du fait de l'intégration de l'électronique de traitement non représentée à la figure 1 dans la cavité formée par le corps 2 du capteur permet au capteur de pression selon l'invention d'être relié par son côté arrière directement par un connecteur de câble à l'appareil de commande du moteur à combustion interne.
Le siège d'étanchéité conique 4 réalisé sous le segment fileté 5 comme représenté à la figure 1, permet d'assurer l'étanchéité entre le capteur de pression 1 et la culasse. La surface d'étanchéité en forme de siège conique 4 peut également être décalée du passage entre le tube enveloppe 9 formant le col de capteur 3, plus loin vers l'insert 25 35 muni de la membrane de capteur 7. En outre le segment fileté 5 du capteur de pression 1 selon la figure 1 peut être prévu non pas sur le corps 2 mais également sur le tube enveloppe 9 formant le col 3 du capteur 1. La membrane de capteur est réalisée sur l'insert 25 et n'apparaît pas à la figure 1. Le joint portant la référence 26 désigne la soudure entre l'insert 25 et le tube enveloppe 9.
La coupe longitudinale du capteur de pression selon la figure 1 apparaît à la figure 2.
Le capteur de pression 1 selon la figure 2 comporte au niveau de la tête 27 le segment fileté 5 déjà présenté à la figure 1. Le 10 segment fileté 5 de la tête 27 du capteur rejoint une surface d'étanchéité conique 4 en forme de tronc de cône se poursuivant ellemême par le tube enveloppe 9 formant le col 3 du capteur. L'extrémité 6 du tube enveloppe 9 du côté de la chambre de combustion reçoit l'insert 25 muni d'une cavité 24 en forme de pot dont la surface limite est for15 mée par une membrane de capteur 7. La membrane de capteur 7 est réalisée de préférence par une membrane en acier dont le côté arrière 7.2 est muni d'un pont de mesure piézorésistive, formé d'une couche métallique mince 8.
Alors que le côté de la membrane de capteur tourné vers 20 la chambre de combustion porte la référence 7.1, le côté tourné vers le col de capteur 3 c'est-à-dire le côté de la membrane de capteur à l'opposé de la chambre de combustion porte la référence 7.2. Le côté 7.2 de la membrane de capteur 7 à l'opposé de la chambre de combustion est muni d'une couche métallique mince 8 piézorésistante mise en 25 contact par des éléments élastiques 15 selon la représentation de la figure 2.
Le tube enveloppe 9 formant le col 3 du capteur reçoit un corps de base 10 en une matière non conductrice. Le corps de base 10 glissé dans le tube enveloppe 9 du col de capteur 3 contient des inserts 30 11 en matière électroconductrice. Grâce à la configuration allongée, peu encombrante des inserts 11 en matière électroconductrice on réalise le contact par pression de la couche métallique 8 piézorésistive appliquée sur le côté 7.2 de la membrane de capteur 7 à l'opposé de la chambre de combustion et l'électronique de traitement 16 logée dans la tête 27 35 du capteur. L'électronique d'exploitation ou de traitement 16 est indi- quée par le support de montage 28 représenté à la figure 2. Le support de montage 28 peut être par exemple une plaque de circuit ou un élément hybride. Les inserts fabriqués en matière électroconductrice, réalisés dans le corps de base 10 en une matière non conductrice, sont s reliés au support de montage 28 soit par un contact en pression, soit par un contact par liaison, soit encore des fils soudés par thermocompression. Dans la représentation de la figure 2, les extrémités inférieures des inserts 11, en forme de tige, réalisées en une matière électroconductrice sont reliées par des éléments élastiques 15 au côté 10 arrière 7.2 de la membrane de capteur 7. La mise en contact par pression qui selon la variante de réalisation du capteur de pression 1 représenté à la figure 2 se fait à l'aide d'éléments élastiques ou d'éléments à ressort 15, peut également être réalisée par des ressorts en S, des tiges de poussée ou des contacts par broche. Dans le cas de contact par bro15 che, on utilise des fils tels que par exemple des fils d'or sous forme de noeud et qui du fait de cette structure peuvent s'aider d'une manière sensiblement élastique et compenser les variations de longueur. Il est en outre possible de réaliser une liaison ou un soudage par thermocompression. A la fois les liaisons électroconductrices ou le soudage par 20 thermocompression permettent après passage de la liaison électrique, de relever de 90 par rapport à la direction longitudinale du capteur si cela était nécessaire pour des raisons d'encombrement.
De façon avantageuse, les inserts 11 en matière électroconductrice peuvent être placés avant le montage du corps de base 10 25 en matière non conductrice, dans ce corps de base 10. Un tel corps de base 10 préassemblé peut lui-même être glissé dans le tube enveloppe 9 formant le col 3 du capteur de pression 1 selon l'invention. Cela permet un montage simple du capteur. La longueur portant la référence 13 du tube enveloppe 9 peut être variable et adaptée aux conditions de lon30 gueur des inserts 11 en matière électroconductrice en fonction de l'état de montage respectif au niveau de la culasse d'un moteur à combustion interne.
Le contact 12 entre les inserts 11 en matière électroconductrice et les composants piézoérésistifs sur le côté 72 de la membrane 35 de capteur 7 à l'opposé de la chambre de combustion permet une transmission fiable des signaux même aux températures élevées que l'on rencontre dans les zones d'un moteur à combustion interne proches des chambres de combustion. Dans la présentation de la figure 2, l'insert 25 muni de la membrane de capteur 11 est relié par une liaison 5 par la matière le long du joint 26 à l'extrémité du tube enveloppe 9 du capteur de pression 1 tournée vers la chambre de combustion.
La référence 14 désigne une plage étendue de diamètre dans la tête 27 du capteur de pression 1 recevant le support de circuit 28 d'une électronique d'exploitation 16. La surface périphérique exté10 rieure 20 de la tête 27 du capteur de pression 1 peut servir avantageusement à guider en complément le capteur de pression 1 dans sa zone arrière pour réduire les contraintes de vibration auxquelles est exposé le capteur de pression 1 selon l'invention.
La représentation de la figure 3 est une coupe longitudi15 nale du capteur de pression de la figure 1 tourné de 90 par rapport à la coupe longitudinale de la figure 2.
La représentation de la figure 3 montre que les supports de montage 28 recevant l'électronique d'exploitation 16 sont logés parallèlement à l'axe de symétrie 19 du capteur de pression 1 dans une 20 cavité 23 de la tête 27 du capteur de pression. La cavité 23 de la tête de capteur 27 peut loger soit un support de montage 28 garni sur une face, comme cela est représenté à la figure 3, soit également un support de montage 28 garni sur ses deux faces. Le support de circuit 28 peut être logé non seulement selon la variante de montage représentée à la 25 figure 3, mais aussi transversalement à la cavité 23 dans la tête 27 du capteur de pression 1. Dans la zone supérieure du capteur de pression 1 on a une zone de branchement 18 au niveau de laquelle on relie la zone arrière c'est-à-dire la tête de capteur 27 du capteur selon l'invention au faisceau de câble non représenté à la figure 3 d'un appa30 reil de commande de moteur pour le moteur à combustion interne. La représentation de la figure 3 montre également que l'insert 25 présente une cavité 24 dont la limitation forme la membrane de capteur 7 en forme de membrane d'acier. Le côté arrière de la membrane de capteur 7 est mis en contact par pression grâce aux éléments de ressort 15; ces 35 éléments eux-mêmes sont reliés aux inserts 11 en forme de tige dans la zone 3 du col du capteur de pression 1. Ces inserts 11 sont en matière électroconductrice. Les inserts en forme de tige réalisés en une matière électroconductrice peuvent eux-mêmes être reliés au support de circuit 28 de l'électronique d'exploitation 16 soit également par une mise en 5 contact en pression, soit par un contact de liaison, pour réaliser la liaison électrique. Du fait de l'élargissement 14 du diamètre au niveau de la tête 27 du capteur de pression 1 on peut loger sans difficulté le support de montage 28 de l'électronique d'exploitation 16 dans la cavité 23 ce qui permet de raccourcir le chemin de transmission des signaux de 10 capteur passant par les inserts 11 en forme de tige en matière électroconductrice, grâce à un court chemin de transmission par l'électronique d'exploitation 16.
La forme élancée du capteur de pression 1 selon l'invention permet son montage dans un emplacement limité au niveau 15 de la culasse d'un moteur à combustion interne. La mise en contact par pression réalisée par les éléments de ressort 15 de la couche mince métallique 8 piézorésistante, appliquée sur le côté arrière 7.2 de la membrane de capteur 7 garantit la transmission du signal. Le signal détecté est transmis par les inserts 12 en forme de tige en matière élec20 troconductrice à l'électronique d'exploitation de traitement 16 logée dans la tête 27 du capteur. Grâce au montage choisi d'un corps de base susceptible d'être glissé dans le tube enveloppe 9 du col de capteur 3, ce corps de base étant en une matière non conductrice et grâce à la matière électroconductrice des inserts 11 essentiellement en forme de 25 tige intégrés dans ce corps de base, on réalise l'isolation et le montage protégé contre les vibrations des inserts 11 formant le chemin de transmission des signaux de pression.
La figure 4 montre de manière détaillée la réalisation d'une couche métallique mince d'éléments de mesure piézorésistifs.
La couche métallique mince 8 comportant les éléments de mesure piézorésistants comporte plusieurs pattes de contact 31. Les pattes de contact 31 peuvent être reliées soit par des contacts élastiques 15 ou des contacts par embrochage c'est-à-dire des noeuds de fils à caractéristiques élastiques ou encore par des liaisons nouées ou des 35 liaisons à fils soudés. Les pattes de contact 31 sont reliées de manière électroconductrice aux extrémités respectives d'éléments de mesure piézorésistifs intégrés dans la couche mince métallique 8. De plus le plan équatorial de la couche métallique mince selon la vue de dessus de la figure 4 comporte deux résistances en couche mince 32, à l'état coms primé, et qui sont comprimées par la pression exercée sur la membrane de capteur 7. En outre la couche métallique mince 8 reproduit à échelle fortement agrandie à la figure 4 comporte deux autres résistances à couche mince 33 dilatées par la pression appliquée à la membrane de capteur 7.
La figure 5 est un schéma de principe du montage électrique des résistances en couche mince.
Les résistances en couche mince 32, 33 sont combinées sous la forme d'un montage en pont. Ce montage en pont reçoit une tension d'alimentation 30. La tension de mesure UM est prélevée entre la 15 résistance en couche mince 32, comprimée, située à l'extérieur selon la figure 4 et les résistances en couche mince 33, étendues, situées à l'intérieur selon la figure 4. Selon la figure 4, les résistances en couche mince 33 qui sont étendues, sont montées parallèlement au plan équatorial de la couche métallique mince 8 comportant les éléments de me20 sure piézorésistifs.
La prise de la tension UM se fait au niveau des pattes de contact 31 représentées à la figure 4 à l'aide des inserts 1 1 en matière électroconductrice. Suivant le nombre de pattes de contact 31 sur la couche métallique mince 8 comportant les éléments de mesure piézoré25 sistifs, le corps de base 10 en matière non conductrice du capteur de pression 1 peut recevoir jusqu'à quatre inserts 11 en forme de tige. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
7.1 10 7.2 8. 9. 10.
11. 15 12. 13. 14. 15.
16. 20 17. 18. 19. 20.
21. 25 22. 23. 24. 25.
26. 30 27. 28. 30. 31.
32. 35 33.
NOMENCLATURE
Capteur de pression Corps de capteur de pression (céramique PPS) Col de capteur Siège d'étanchéité conique Segment fileté Extrémité proche de la chambre de combustion Membrane de capteur Côté de la membrane tourné vers la chambre de combustion Côté de la membrane non tourné vers la chambre de combustion Couche métallique mince piézorésistive Tube enveloppe Corps de base en matière non électroconductrice Insert en matière électroconductrice Mise en contact Longueur du tube enveloppe Diamètre augmenté Contact élastique Electronique d'exploitation ou de traitement Contact par liaison Connecteur Axe de symétrie Segment de guidage de la tête de capteur Diamètre du col du capteur Diamètre de la tête du capteur Cavité dans la tête de capteur Renforcement Insert Joint d'assemblage Tête de capteur Support de circuit Tension d'alimentation Patte de contact Résistance en couche mince, comprimée Résistance en couche mince, allongée UM Tension de mesure

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    10) Capteur de pression pour détecter la pression dans un volume soumis à une haute pression, tel qu'une chambre de combustion, les signaux détectés par le capteur de pression (1) étant fournis à une 5 électronique de traitement (16) et l'extrémité du capteur de pression (1) tournée vers le volume exposé à la haute pression comportant une membrane de capteur (7), caractérisé en ce que la membrane de capteur (7) est une membrane en acier dont le côté ar10 rière (7.2) comporte une couche métallique mince (8) recevant des éléments de mesure piézorésistifs reliés par des éléments de transmission (11) de mise en contact à l'électronique de traitement (16).
  2. 2 ) Capteur de pression selon la revendication 1, 15 caractérisé en ce qu' il comporte une tête de capteur (27) de diamètre (22) agrandi et un col de capteur (3) de diamètre (21) réduit.
  3. 3 ) Capteur de pression selon la revendication 2, 20 caractérisé en ce que l'électronique d'exploitation (16) est intégrée dans la tête (27) du capteur de pression.
  4. 4 ) Capteur de pression selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que le corps (2) du capteur de pression présente un siège d'étanchéité conique (4) à proximité du volume haute pression ou de la chambre de combustion.
  5. 5 ) Capteur de pression selon la revendication 2, caractérisé en ce que le col (3) est formé par un tube enveloppe (9) qui comporte un segment fileté (5).
  6. 6 ) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de base (10) en matière non électroconductrice comporte des inserts (11) en matière électroconductrice pour réaliser le contact de la couche métallique mince (8) de la membrane de capteur (7), et le corps de base (10) est poussé dans le capteur de pression.
  7. 7 ) Capteur de pression selon la revendication 6, caractérisé en ce que les inserts (11) assurent d'un côté une mise en contact par pression, 10 une mise en contact par liaison ou une mise en contact par enfichage (15) avec la couche métallique mince (8) de la membrane de capteur (7), et d'autre part ils sont reliés par une mise en contact par liaison ou par pression à l'électronique d'exploitation (16) du capteur de pression (1).
  8. 8 ) Capteur de pression selon la revendication 2, caractérisé en ce que la membrane de capteur (7) est un insert (25) qui se place dans le col de capteur (3).
  9. 9 ) Capteur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que des éléments élastiques (15) assurent la mise en contact de la couche métallique mince (8) aux éléments de transmission (11).
  10. 10 ) Capteur de pression selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électronique d'exploitation (16) est logée dans une cavité (23) de la tête de capteur (27) parallèlement à l'axe de symétrie (19) du capteur de pression ou transversalement à cet axe, et l'électronique de traitement 30 (16) comprend une plaque de circuit (28) garnie sur une face ou sur les deux faces.
  11. 11 ) Capteur de pression selon la revendication 2, caracteérisé en ce que la surface périphérique de la tête (27) du capteur de pression sert de segment de guidage (20) pour le capteur de pression (1) dans le volume de montage.
  12. 12 ) Capteur de pression selon une ou plusieurs revendications 1 à 11, pour la saisie de la pression dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne, le capteur de pression (1) étant logé dans la culasse du moteur à combustion interne.
FR0451623A 2003-07-23 2004-07-22 Capteur de pression pour chambre de combustion, comportant une membrane metallique munie d'une couche metallique mince piezoresistive Pending FR2858053A1 (fr)

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