JP4960566B2 - 圧電センサ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立請求項１の前書き部分によるセンサ装置に関し、ならびに、こうしたセンサ装置を有する燃焼機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力、力、加速度、温度を計測するセンサは、計測技術においてしばしば適用され、また使用される。これらのセンサは、しばしばそれ自体の個性を有する。すなわち、同じタイプおよび同じ構造のセンサ自体が異なる感度または他の特性を有する。単一タイプのセンサのみが特定の計測セットアップにおいて使用される限りは、個々のセンサに合わせた評価デバイスの個別の調整は、依然として良好にまた確実に行うことができる。
【０００３】
同じ構造サイズの複数のセンサが使用される場合、または、取り付けられた状態で、コネクタ・プラグだけがアクセス可能である場合、たとえば、燃焼機関、ガスまたは蒸気タービン、ダイカスト装置、ダイカスト・ツール、押し出し加工機、または打ち抜き加工機などの場合、またはそうでない場合は力、圧力および／または加速度を計測する際に、混乱を防ぐのはますます難しい。したがって、センサ自体の個別データを混乱させることが不可能であることは重要である。データ・シートは、その形態において常に、明確にかつ混乱させないように割り当てられるべきである。
【０００４】
したがって、今日、加速度センサ、圧力センサまたは力センサなどのセンサ、たとえば、圧電センサに電子媒体の形態でデータ・シートを割り当てることが公知である。感度、較正日、センサ・タイプ、通し番号、較正を行った人などのデータを、この電子媒体、たとえば、ＥＰＲＯＭに格納することが可能である。さらに、センサの計測データが評価のために伝送される評価デバイスのための調整パラメータを、媒体上に直接格納することも可能である。媒体からのこれらのデータによって、センサは、センサ自体によって直接に評価デバイスを調整する。
【０００５】
計測データを評価する際に必要とされる安全性を得るために、これらの電子媒体に関してもまた、明確に相互にセンサとデータ媒体を割り当てることが当然必要とされ、それは、たとえば、データ媒体をセンサの格納部に一体にする、すなわち、組み込むことによって達成できる。
【０００６】
高温を受ける環境において、圧電式圧力センサのようなセンサを使用する時、センサ格納部に組み込まれたデータ媒体を有するセンサはもはや適さない。ＥＰＲＯＭのような電子データ・メモリは、１５０℃から２００℃を超える温度ではもはや動作せず、破壊される。
【０００７】
したがって、データ媒体は、可能であれば、センサに不可分に接続されている高温領域の外側で、実際のセンサから離して取り付けなければならない。
【０００８】
圧力センサのような圧電センサにおいて、計測信号の伝送は高抵抗の方法で行われる。通常、データ媒体のデータは、低抵抗の方法で伝送される。したがって、計測データと媒体のデータの伝送は、有利には、個別の導電体を介して運ばれなければならない。このことによって、複数の接続ケーブルを使用することになり、適度な価格での小型化ができなくなる。さらに、データ媒体がセンサ収納部の外側に不可分な方法で配置されなければならない場合には、別の困難さが生ずる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この点で、本発明の目的は、改良されたセンサ装置を提供することである。構成原理は、計測信号、および評価デバイスへの接続を有するデータ媒体からのデータ信号を伝送することを可能にし、かなりの小型化を可能にする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、独立請求項１の特徴部分の特徴を有するセンサ装置によって解決される。本発明によれば、エンジンには、少なくとも１つのこうしたセンサ装置が装備されている。従属請求項は、本発明の有利な実施形態に関する。
【００１１】
センサによって生成された計測信号およびデータ信号を、特殊な方法でセンサ装置のプラグのピン部および耳部（ｅａｒｓ）に導くことによって、接続線およびセンサ装置のプラグを小型化した構成で設計することができる。たとえば、センサが高温領域で使用されるために、データ媒体をセンサに一体化することが不可能な場合、データ媒体は、より大きな寸法を有するプラグを選択することを要求することなく、プラグ領域に一体化することができる。一方、このことは、ソケット・スパナのような、通常の取り付けツールの使用を可能にする。それは、据付の際にソケット・スパナによって、センサ装置のプラグとケーブルを案内することによってである。
【００１２】
以下において、本発明の実施形態およびその一部を示す略図に関して本発明の詳細が述べられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
センサ装置１のセンサ１１から、接地線１２および計測信号線１３がプラグ１４に通じる。データ媒体１０、たとえばＥＰＲＯＭチップ上に、センサ１１に特有のデータが格納される。データ媒体１０は、センサ１１と接地線１２を共有する。データ媒体１０からのデータ線１５もまたプラグ１４に通じる。接地線１２および計測信号線１３は、同軸ケーブルの導電体とシールドであってもよい。
【００１４】
一方、図２および図３において、計測信号線１３および接地線１２は、たとえばシールドされた同軸ケーブル１６を通して、プラグ１４のピンおよび接点に案内される。プラグ１４の部品１４１にデータ媒体１０が配置される。プラグ格納部の部品１４１は導電性を有し、接地線１２に接続される。３軸出力を有する第１プラグ１４から、計測信号およびデータ信号が、たとえば３軸ケーブル１７によって別のプラグ１８に案内され、別のプラグ１８は、示されている実施例において、評価デバイス１９の入力に接続される。
【００１５】
最後に、図４は、導電体４１、第１絶縁層４２、第１シールド４３、第２絶縁層４４、第２シールド４５および外部第３絶縁層４６を有する３軸ケーブル４の構造を示す。
【００１６】
センサ装置の一部は、データ媒体であり、データ媒体上には、タイプ、計測範囲、較正日時、通し番号、製造業者などのようなセンサの特有なデータが格納される。評価デバイスの調整のために、データ媒体から評価デバイスへデータを直接伝送することができる。センサからの計測信号およびデータ媒体からのデータ信号は、ケーブル及びプラグを介して評価デバイスへ伝送される。データ媒体は、プラグに接続されたセンサから離れて、たとえばプラグ収納部内に配置され、その後、センサにしっかりと接続される。したがって、圧力、加速度または力を決定するためのセンサ、たとえば圧電センサは、温度が上がる環境内での使用に適する。前記プラグおよび前記ケーブルの最大直径は、センサ取り付け領域におけるセンサ格納部の直径と多くとも同じかまたは、それより小さいことが好ましい。前記センサ取り付け領域における前記センサ格納部の直径は、多くとも１０ｍｍ、好ましくは多くとも５ｍｍまたは６ｍｍである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるデータ媒体を有するセンサ装置のための接続図である。
【図２】 データ媒体と、センサからプラグへの同軸ケーブルの、また前記プラグから評価デバイスへの３軸ケーブルの接続とを有するセンサ装置を概略的に示す図である。
【図３】 図２の、評価デバイスへ向かう、センサ、同軸ケーブル、プラグおよび３軸ケーブルの配置を示す外面略図である。
【図４】 ３軸ケーブルの構造を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１ センサ装置
４ ３軸ケーブル
１０ データ媒体
１１ センサ
１２ 接地線
１３ 計測信号線
１４、１８ プラグ
１５ データ線
１６ 同軸ケーブル
１７ ３軸ケーブル
１９ 評価デバイス
４１ 導電体
４２ 第１絶縁層
４３ 第１シールド
４４ 第２絶縁層
４５ 第２シールド
４６ 外部第３絶縁層
１４１ 部品

Claims (3)

1. 圧電センサ（１１）と、付属データ媒体（１０）と、プラグ（１４）と、前記圧電センサからの計測信号および前記データ媒体からのデータ信号を前記プラグを介して評価デバイス（１９）へ伝送する接続部とを有する圧電センサ装置であって、前記データ媒体が前記接続部において前記圧電センサから離して配置されている、圧電センサ装置において、
   前記接続部が、前記圧電センサと前記プラグとの間の同軸ケーブル（１６）と、前記プラグと前記評価デバイス間の３軸ケーブル（１７）とから成り、
   前記３軸ケーブル（１７）の接地線（１２）が前記圧電センサからの計測信号線（１３）用接地線および前記データ媒体からのデータ信号線（１５）用接地線を兼ねていて、
   前記データ媒体は前記圧電センサに接続されたプラグ内に配置され、前記計測信号および前記データ信号が前記プラグを介して導かれることを特徴する圧電センサ装置。
2. 前記データ媒体において、製造業者、計測範囲および／または較正データなど前記圧電センサの特定データが、読み出し可能な方法で格納されている、請求項１による圧電センサ装置。
3. シリンダ圧力を決定するための、請求項１又は２による圧電センサ装置を有する燃焼機関。

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