JPH10500206A - 圧力センサの取付け - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体の圧力を測定する容量性圧力センサは、セラミック材料、特にガラスセラミック材料製で、周知の態様で内部コンデンサプレートを有しているセンサ要素（１）を備えている。センサ要素（１）は板状であり、包囲している支持リング（５”）に接合されている。支持リング（５”）は金属製であり、センサ要素（１）の縁部の線の周囲の環状領域において、セラミックス、特にガラスセラミックス製の接合部（３’）によってセンサ要素（１）に接合されている。支持リング（５”）はその内面の突起（１５）によって形成されたショルダを有することができ、このショルダにセンサ要素（１）の領域が乗置し、かつこのセンサのところに接合部（３’）か形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 圧力センサの取付け 技術分野 本発明は気体および液体両方の各種の流体からの圧力を測定する圧力変換器な いしセンサならびに圧力変換器ないしセンサを生産する方法に関し、詳細にいえ ば、変換器／センサのセンサ要素の取付けないし接続に関する。 発明の背景および技術の観点 圧力センサ用のセンサ要素の開発にあたっては、考慮しなければならないきわ めて多くの技術的パラメータが存在している。これらのパラメータは熱、電気、 機械または化学的なものである。各々のこのようなグループはそれ自体が複数の 技術的パラメータを含んでおり、さらに、センサ要素に供給された場合には、各 種の特性がグループ間で相互に作用を及ぼしあう。化学的特性は表面のコーティ ングに影響を及ぼし、このコーティングは熱および機械的特性に影響を及ぼす。 密度および不浸透性（impermeability）は構造的な厚さに影響する可能性があり 、この厚さは機械的特性などに影響を及ぼす。各種の考えられる材料の特性に関 する調査の結果は通常、次の材料をおそらく使 用できるというものとなる。合金「Inconel」および「Hastalloy」などの特別なタイ プの金属、たとえば、シリコンなどの半導体、たとえば、酸化アルミニウムなど のセラミック材料。 さまざまなタイプのセンサ要素の開発にはきわめて多くの研究が行われてきた 。しかしながら、センサ要素を使用するためには、これをハウジング、ケーシン グまたは類似の装置に取り付けて、媒体が存在している容積への簡単な接続を行 って直ちに使用できる完全なすなわち完成した圧力センサを得る必要がある。し かしながら、完全な圧力センサを形成する取付けないし接続方法は、センサ要素 そのものの高い精度が失われるということをもたらすことがしばしばある。この ことは、取付け方法において、使用する材料に関する問題が、たとえば次の種類 のどれかであると思われることによって左右される。金属の場合、高い熱膨張係 数が熱応力をもたらし、ある種の気体に対して不浸透性であり、変形しやすい。 半導体材料は温度に対して感応しやすく、化学的に侵されやすく、測定対象の圧 力を感圧表面に伝えるために、オイル毛管（oil capillaries）からなるシステ ムを使用しなければならない、という結論がでる。セラミック材料の部品の接続 ないし固定は、これらの材料の加工が 困難であり、生産がきわめて高温で行われるため、Ｏリングによって行わなけれ ばならないことがしばしばあり、このＯリングは十分な化学的耐性ないし不活性 (inertness)を有していない。 圧力センサのハウジングはほとんどが金属製であり、それ故、この金属にセン サ要素そのものを接続ないしクランプ止めしなければならない。センサ要素の構 成に使用するのに適切なセラミック材料はガラスセラミックスであるが、それは この材料の構成要素または部品を、このような状況では比較的低い温度で作成し 、結合／接着できるからである。センサ要素をこのように金属に直接接着しなけ ればならない場合、センサ要素を取り付けたり、クランプ止めしなければならな い金属、さらには、センサ要素そのものの材料および使用される接着ないし結合 材料の熱膨張係数に適合することが、重要な問題となる。 セラミック材料をベースとし、また膨張度（dilatation）センサまたは容量性 センサとして構成された圧力センサのセンサ要素は、各種のセラミック材料を含 むことができる。この場合、酸化アルミニウムをベースとしたセラミックがしば しば使用されるが、ガラスセラミックスも使用される。酸化アルミニウム をベースとしたセンサ要素の生産の際に、各種の表面被覆プロセスおよびセンサ 要素に含まれている各種の要素を互いに焼付け／融着する手順を、ガラスセラミ ックスのものよりも大幅に高い温度で行わなければならない。酸化アルミニウム をベースとするセンサ要素を設計するには、各種の表面被覆プロセスおよび焼付 け／融着プロセスからなるこれらのプロセスすべての順序を、生産における生産 手順での以前の被覆プロセスおよびその他のプロセスの結果を破壊しないように 考慮しなければならず、きわめて困難である。さらに、このようなセンサ要素に 関して、広い温度範囲にわたって物理的パラメータ、たとえば、熱線膨張係数に 適合することもきわめて困難である。これにより、当然の結論として、使用され る高温は機械応力が完成したセンサ要素に存在し、これが圧力センサにセンサ要 素を使用したときに各種の面倒な効果をもたらすことを意味することとなる。セ ラミック材料で構成されたセンサ要素の金属部品、たとえばステンレススチール のリングへの堅固な固定ないし接続は、ほとんどの場合、センサ要素の生産プロ セス中の熱工学的条件によって生じた内部機械応力のため行うことができない。 従来の代替策は、従来は、たとえば、平坦な円板またはチッ プ（chip）の形状を有しているセンサ要素をＯリングにクランプ止めし、この表 面の縁部に隣接した領域においてセンサ要素の平坦な表面の一方に押圧されるよ うにすることである。クランプ力はセンサ要素の対抗面およびこの面に隣接する 領域におけるねじ止めリング（threaded ring）によって発生させることができ る。ほかの周知の代替策はその圧力が測定対象である流体からの力が、主測定ダ イアフラム（diaphragm）から補助流体を介してセンサ要素の表面に伝えられる ものである。センサ要素のクランプ止めは後者の場合、測定対象圧力を伝えるた めに使用される補助流体、たとえばシリコンオイルの特性がわかっているため、 簡単に達成することができる。しかしながら、このような方法はＯリングまたは シリコンオイルそれぞれの機械的弾性および機械的不安定性のため、限定された 性能しか達成できず、高い精度および迅速なセンサの応答をほとんどの場合達成 できない。 センサ要素の堅固な固定／取付けは、上記で検討したところから、たとえば、 半導体産業などの低い圧力が用いられる産業分野での測定のための高精度のセン サを達成するために必要なものであるだけでなく、通常の圧力の測定を目的とし た圧力セ ンサでも、センサ要素の堅固な接続／取付けは顕著に優れた特性をもたらす。 異なる大きさの真空圧および大気圧の両方の圧力を測定するために異なる寸法 を有するように作成することのできる従来のセンサ（米国出願第５，２４９，４ ６９号参照）において、センサ要素は圧力の測定対象の流体で満たされた容積内 にほぼ完全に配置されている。センサ要素はチューブの材料の断面積がきわめて 小さい二本の細いチューブによってセンサのハウジングに接続されている。真空 の測定などの低い圧力の測定に圧力センサを使用する際には、測定要素全体は周 囲から熱工学的に絶縁され、周囲温度の変化に影響をほとんど受けない。対流お よび放射によってセンサとの間の熱伝達は少なく、熱の伝達は細いチューブを介 した熱の伝導によって実質的に生じる。 たとえば低い圧力で使用する場合、真空まで急速にポンプ排気をする場合、流 体が急速に流入する場合などの温度の急速な変化時に、圧力が測定される空気な どの気体は膨張あるいは収縮する。これはセンサ要素と接触し、それ故センサ要 素自体とも接触する測定容積内の気体の若干の冷却または加熱のそれぞれをもた らす。 この現象は低圧まで急速にポンプ排気する場合に特にわずらわしいものである が、それはこの場合には細いチューブからなる上述の取付け具からなるセンサ要 素がこれが接続されるものであり、かつ大きい表面を含んでおり、金属製である ため多くの場合新しい温度に急速に適合するハウジングと、気体そのものの両方 から熱工学的に十分絶縁されているからである。センサ要素と周囲との間の温度 平衡は、この場合、細いチューブを介してきわめて緩やかに生じ、センサのゼロ 位置は比較的長い期間でずれたり、偏ったりする。このような変化の前に存在し ていた状態への復帰プロセスは、最悪の場合、数時間程度の時間がかかるものと なり、これは当然受け入れることができない。 第１ａ図−第１ｃ図に、周囲に関し異なる熱伝導状態に対する出力信号のゼロ位 置を示す時間図を示す。正規の場合、すなわち第１ａ図による良好な熱伝導状態 の場合に、ゼロレベルは限定された時間の後に正規の値に戻る。センサ要素と周 囲の材料の間に良好な熱工学的絶縁がもたらされているほかの場合には、ゼロレ ベルの時間依存性は、第１ｂ図および第１ｃ図の曲線で示すようなものとなり、 ゼロレベルに戻るのに上述の長い時間がかかる。第１ｂ図においては、比較的長 い時間にわたる正の ゼロ点の偏りであり、第１ｃ図においては、負のゼロ点の偏りである。第１ｂ図 および第１ｃ図の曲線形状の相違は、主として、センサ要素自体の生産に使用さ れるプロセス、すなわちその内部特性によるものである。原理上、ゼロレベルの 急速な変化を電子的に補償することができるが、実際には、センサ要素自体がこ の構造では、サーミスタなどの温度センサを構成するのに簡単に利用できないた め、きわめて困難である。 二本の細いチューブにつるされたセンサ要素は一般に、簡単に製造することが できない。しかしながら、高コストの圧力センサを受け入れることができる場合 、および、たとえば、半導体要素の生産時の少量の場合には使用することができ る。大量のセンサが必要であるが、高い性能が必要ない他の工業的センサの場合 、このタイプの接続は不可能である。工業的センサは異なる媒体、すなわち気体 と液体両方の圧力の測定に動作できることが好ましい。液体の場合、二本の細い チューブによる取付けは機能しない。 細いチューブによる接続で他に複雑なことは、センサ要素用のハウジングの周 辺にチューブを溶接することである。この溶接ステップの際に、細いチューブに より、溶接工程で使用され る溶接フレーム（welding flame）によって発生する熱のため、実質的にセラミ ック材料で構成されているセンサ要素そのものに機械応力がすぐに生じる。セン サ要素の蓋（lid）ないしハウジングに対するこの溶接プロセスで発生する機械 応力には、チューブの直径、溶接速度、冷却方法、二つの溶接部を同時に作成で きる度合いなどの多くの要因が関係している。最終的な結果として、ハウジング に取り付けられた各センサは互いにかなり異なる個々の特性を有することとなる 。これにより、センサの精度の問題はセンサ自体の最終的な較正に移り、これら 各種の不完全性を個別に操作ないし取り扱わなければならず、またさまざまな複 雑な方法で補償しなければならない。 二本の細いチューブによる他の接続方法は、一本の単一の中心に取り付けられ たチューブによるものであり、このチューブにセラミック材料のセンサ要素に関 連づけられた、あるいは接続されたハウジング部分ないし環状部分が溶接される 。 二本の細いチューブによる接続の場合、センサ要素全体は測定対象の圧力にさ らされるが、これは大気圧以上あるいは周囲圧力以上の圧力を測定する場合に特 に有利である。すべてのセラミック部品には、組み込まれたセラミック材料が十 分に耐え ることのできる同じ圧縮力が負荷ないし印加される。大気圧以上を測定する場合 のこの利点は、低い圧力の測定あるいは真空の測定には明白なものではない。 圧力が測定される、センサ要素の表面の一つだけに作用する流体が流入する単 一の中央で溶接されたチューブからなる接続の場合、周囲圧力以上の圧力の測定 に対して対応する態様でより悪い特性が得られる。圧力要素の一表面だけに負荷 がかかるのであるから、要素は風船とほぼ同じ態様で「破裂(blown up)」する。 この効果は低い圧力の測定を目的とした圧力センサに対しては当然存在しておら ず、その場合、この接続方法は満足に機能する。周縁の環状突起ないしビード（ bead）玉縁を一側面に有しており、また中央口を有している金属の円板の形状の ハウジング部分に溶接される中央チューブによる接続は、現在、１０〜１５バー ルの圧力に耐えることができる。この圧力を超えると、破壊のおそれがあり、こ のおそれはセンサ要素を構成するセラミック部品の周囲、あるいはこれらの部品 の間の結合部で明らかとなり、あるいはセンサ要素のダイアフラムが破壊するこ とによって明らかとなる。これにより、破壊に対する安全係数（security facto r）は低くなる。高温での処理工程が必 要なことにより、破壊が生じる圧力の分布がさらに発生し、これがこの構成方法 に受け入れがたい安全性のなさをもたらす。 ヨーロッパ特許願第ＥＰ−Ａ２ ０５４９２２９号から、セラミックハウジン グ３８とこの上に配置された金属(Inconel)製のダイアフラム３６を有するセン サ要素を備えた圧力変換器が周知である。外部安定支持リング４２の間に、中間 リング８６が設けられており、これはその一縁部において、安定支持リング４２ に溶接されている。他方の縁部表面はショルダ（shoulder）ないし段部において 、ガラス接合によって、セラミックハウジング３８の上の傾斜突起に接続されて いる。中間リング８６はハウジング３８の材料に適合した熱膨張係数を有する金 属(「lnconel」)製であり、表面の間に狭いウェブ（web）を有しており、このウ ェブでリング８６が外部支持リング４２およびセラミックハウジング３８に接続 されている。この構造は支持リング４２と中間リング８６の間の熱膨張係数の相 違による温度変化で生じる機械応力の伝達を少なくする。これらの応力の影響を さらに減少させるために、中間リングにはスロットが付けられている（第４図の 品目９８参照）。しかしながら、このような構造はセンサ要素の取付けを、総合 的に考えて、不 明確なものとし、完成した圧力センサの精度を低下させる。センサ要素の環状突 起への接続は熱伝達を低下させ、また突起は比較的簡単に破損する。さらに、圧 力の測定対象であり、かつダイアフラム３６の外面に存在している流体はセンサ 要素全体にも、すなわちセラミックハウジング３８の後面にも作用し、これは液 体の圧力を測定する場合などに不利であり、この場合には測定容積の清掃が必要 となる。 発明の説明 本発明の目的は、センサ要素を破壊する実質的な危険を何ら生じることなく達 成できるセラミックセンサ要素の堅固な取付けを有する圧力センサを提供するこ とである。 本発明の他の目的は、気体および液体両方の圧力の測定を可能とするセンサ要 素が固定的あるいは堅固に固定ないし接続された圧力センサを提供することであ る。 本発明のさらに他の目的は、衛生上（hygienic）の要件を満たし、また圧力が 測定される媒体に露出されるセンサの一部に以前に測定した媒体が残らないよう にできる要件を一般的に満たすセンサ要素の接続部を備えた圧力センサを提供す ることである。 本発明のさらに他の目的は、センサ要素を接続ないし取り付けたときに、セン サ要素に本質的な固有ないし混合機械応力が生じない圧力センサを提供すること である。 本発明の他の目的は、化学的に不安定な材料を含有していない、センサ要素の 取付け部材を備えた圧力センサを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、測定の高い再現性を有する圧力センサを提供する ことである。 本発明のさらに他の目的は、良好な長期にわたる安定性を有しており、かつ温 度変化に対して特性の変化が小さい圧力センサを提供することである。 本発明のさらに他の目的は、圧力センサ要素に温度センサなどの補助センサを 取り付けることのできる圧力センサを提供することである。 本発明の他の目的は、高い精度ないし確度を有する圧力センサを生産する方法 を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、高い確度を有する圧力センサを作成するために圧 力センサにセンサ要素を取り付ける方法、詳細にいえば、不透過性接合部により セラミック材料を他の材料 に接続する方法を提供することである。 上述の目的は、詳細な特徴が付記の請求の範囲から明らかとなる本発明によっ て達成される。 ガラスセラミックスをベースとする部品で構成されたセンサ要素はステンレス スチールの中間部品に接続されたガラス材料の接合部によるものであり、これに よってセンサ要素の堅固な接続が得られる。ステンレススチールの中間部品は次 いで、おそらくは他のステンレス部品を介してセンサのハウジングないしケーシ ングに溶接される。 この基本的な構成の場合、圧力センサには、測定対象の圧力がある測定容積内 の流体と接触する化学的に不安定な材料はない。これは低い圧力、すなわち真空 で使用する場合に特に重要である。しかしながら、上述したように、センサ要素 の堅固な接続が多数の技術的特性、たとえば電気的に検出された出力の量に対す る一般的な再現性、測定範囲内での再現性、ならびにさらに重要なのは、過圧負 荷に対する再現性を改善することの方がかなり重要である。これにより、圧力セ ンサのヒステリシスを、これを実証または証明できない程度までの高いところま で排除することができる。長期にわたる安定性が向上し、たと えばＯリングによってクランプ止めされたセンサ要素と比較して、温度変化によ る変化が減少する。このＯリングの材料特性は異なる温度において、このような クランプ止めされたセンサの測定結果に大きな影響を及ぼす。 センサ要素そのものが溶接されるステンレス部品の材料は、特に各種の温度に おける熱膨張に関して適合した特性を有するように選択されているので、きわめ て特殊な組成を有する鋼を使用しなければならないことがしばしばある。さらに 、セラミックのセンサ要素と金属部品の材料との間の接続が、圧力センサの生産 時にも、あるいはその使用時にもセンサ要素の破壊ないし破損を生じないように 機能するように、金属部品を特別な態様で熱処理しなければならない。 センサ要素自体は異なる態様で処理され、ガラス材料の接合部によって互いに 接合ないし接着されたセラミック板ないしチップで構成されている。センサ要素 の外周において、詳細にいえば、外縁部分においてのみ、センサ要素のセラミッ ク材料と包囲外部ステンレススチールリングとの間のガラス接合が得られる。ス テンレススチールリングはショルダないし段部を有するように設計されており、 この部分は本質的に板状のセンサ要 素の大表面の一方の外縁部に乗置する。センサ要素自体は好ましい態様では、比 較的小さい直径、実際には、たとえば１０から２０ｍｍ程度の大きさ、好ましく は１０から１５ｍｍの範囲内という実際の条件によって可能とされるような小さ い直径を有するようにも設計される。センサ要素のダイアフラムそのものだけが 食品製造工業の液体などの、圧力測定対象の流体に露出される特別な場合には、 ガラス接合部がセンサ要素のシリンダ状外縁全体にわたってのび、センサ要素の 外周縁部と支持リングの内包表面の間にスロットや凹部が形成されないようにし なければならない。この場合、ガラス接合部はセンサ要素の横断方向に比較的長 い延長部を有し、したがって、細かく砕かれたガラス粒子を含んでおり、ガラス 接合部を作成するために被覆されてから、ガラス粒子が溶融または融着するため に加熱されるペーストないしコンパウンドを、ガラス接合ペーストが付着してい ない規則的な内部を有する適当なドット状ないしチャネル状（channelled）のパ ターンで被覆することができる。これにより、接合部そのものを得るために加熱 した際に発生する種々の気体を、加熱プロセス中に接合部から逃がすことができ るとともに、完全に気密な接合部が得られる。ステンレスリン グの内部の適切な設計、たとえば、この部分が中心軸に向かった方向で狭くなる 、ないしテーパが付けられるという態様の設計によって、センサ要素の周縁にお ける狭いスロット（slot）も回避することができる。 薄い測定ダイアフラムを含んでいる、低い圧力用のセンサの場合、このダイア フラムの側に、カウンタプレートやカウンタリングなどの特別な部品を配置する と有利である。カウンタプレートから、あるいはカウンタリングの平坦な環状表 面から軸方向に突出し、かつその縁部に配置された部分をガラス接合部によって 薄いダイアフラムに接合ないし接着する。カウンタプレートには、この場合、圧 力が測定される媒体からの圧力がカウンタプレートの下にある測定ダイアフラム そのものに到達するように貫通孔が設けられる。カウンタ部品を備えているこの ような構成は、測定ダイアフラムが周縁に配置された部分により一様に接続され るという効果をもたらす。カウンタプレートないしカウンタリングはそれ故、薄 いダイアフラムを安定させる。 薄い可動ダイアフラムと、セラミック板よりも一般にかなり厚いセンサ要素の ハウジング部分との間のガラス接合部はきわ めて薄く、それ故、可動ダイアフラムとセンサのハウジング部品を離隔する、一 様な機械的部材である部分を形成する。接合部における温度勾配によって、可動 ダイアフラムの変位をもたらす機械応力が生じ、これによって測定媒体からの圧 力の影響を受けたときのダイアフラムの変位で検出される出力信号の不正確さが 生じる。これは低い圧力を測定するための薄いダイアフラムで特に観察されるも のである。温度勾配は製造時の各種の加熱プロセスで生じ、また圧力センサの使 用時には、周囲から、また圧力が測定される媒体からも生じる。これら二つの場 合は異なる態様で処理することができる。 センサ要素の温度変化が生じる速度は、センサ要素の温度ドリフトにきわめて 重要である。最良の場合、温度変化が緩やかに生じるため、これに対応して、出 力信号のゼロレベルの変化も緩やかに生じる。出力信号のこのタイプの不正確さ には対処できる。センサ要素のセラミック部品に好ましいセラミック材料は、さ らに、温度変化と誤差信号の間に線形関係をもたらすきわめて好ましい特性を有 している。このような効果は電子的に簡単に補償することができる。 温度変化が緩やかなこの場合を、測定媒体の一定圧力に対す る出力信号を時間の関数としてプロットした第２ａ図に示す。急速な温度変化の 場合、第２ｂ図および第２ｃ図の曲線で示したタイプの出力信号の応答が得られ る。第２ｂ図および第２ｃ図による温度変化後の最終レベルは、第２ａ図の曲線 で示した場合と同じであり、電子的に補償することができる。しかしながら、曲 線の導関数の多少高い値を有する中間領域はこの方法では補償できない。 急速な温度勾配にはセンサ要素を「バッファ（buffering）」することによっ て、すなわち周囲の温度変化からこれを隠すことによって影響を及ぼすことがで きる。これはさまざまな方法、たとえば、厚さが２ｍのミネラルウール（minera l wool）を充填したものに対応したきわめて厚い熱絶縁などによって達成できる が、このような方策は製造時の技術的見地およびこれがユーザにもたらす利便と 必ずバランスを取ったものでなければならない。センサ要素を周囲に対してこの ようにして熱工学的にバッファした場合、急速な温度変化に対しても、第２ａ図 に示すタイプの信号の応答が得られ、これは電子的に補償できるため、得られる 出力信号は滑らかないし一様な挙動を有するようになる。 温度変化に対する出力信号の偏差を補償できないのであれば、最良の場合、こ れは温度変化そのものにおける短いスパイク状のパルスを含んでいる第２ｂ図に 示した曲線にしたがった形状を有するはずである。 圧力が測定される媒体の温度変化は異なる一定のレベルの間で生じるのが好ま しい。気体状媒体の場合、気体の熱容量が小さいため、大きな問題は生じない。 媒体における温度変化はセンサ要素の適切な設計により、媒体に迅速に影響を及 ぼすのが好ましく、温度はできるだけ迅速にセンサ要素において平均化すなわち 平衡状態に達しなければならない。温度変化の好ましい状態は、上述したように 、第２ａ図および第２ｄ図に示した曲線である。 ガラス接合部による周囲金属リングに対するこのような接続を有するこの種の センサ要素は次の利点を有している。 気体および液体の両方に対してセンサ要素を使用することができる。センサ要 素を絶対圧力センサとして使用することができ、また差圧センサ（differential sensor)として、すなわち大気圧に関して使用することができる。 センサ要素はステンレススチールのセンサハウジングに、ガ ラス接合部および溶接によって、堅固に接続される。 好ましい場合に、ダイアフラムはカウンタプレートやカウンタリングなどのカ ウンタ部品を含んでいる二つの方向から堅固に接続ないし固定される。 電子的な補償のため、およびセンサ要素上に配置できるサーミスタなどの温度 センサ用にセンサ要素を外部で使用することができる。 要素は圧縮応力の形で、測定による力に適合できる。すなわち、圧力が測定さ れる媒体からの圧力はセンサ要素に機械的圧縮応力だけしかもたらさない。 「裸の（naked）」ダイアフラムだけが測定媒体にさらされる。 センサ要素そのものが接合ないし接続される外部接続リングからなる構造が、 センサ要素自体を安定させる。 周囲の温度変化による温度勾配が最小となる。 圧力が測定される媒体の温度に迅速に適合する。 図面の簡単な説明 本発明を限定的なものではない実施の形態および添付図面を参照して詳細に説 明する。 第１ａ図、第１ｂ図、および第１ｃ図は圧力が測定される媒 体に温度変化が生じた場合の、無負荷で、周囲から十分に熱絶縁されているセン サの時間の関数としての出力信号のゼロレベルの変位を示す図である。 第２ａ図、第２ｂ図、第２ｃ図、第２ｄ図は良好に絶縁されたセンサに対し、 かつ媒体の所定の圧力に対する、圧力が測定される媒体の温度の変化に対する時 間の関数としての出力信号の変位を示す図である。 第３図は過圧、または大気圧からあまりすれていない圧力に対する圧力センサ の断面図である。 第４図および第５図はそれぞれ過圧の測定および低圧の測定用のセンサ要素の 接続を示す図である。 第６図は特別な要件が設定されている、圧力の測定を目的とするセンサの断面 図である。 第７ａ図、第７ｂ図、および第７ｃ図はセンサ要素のダイアフラムの一様な接 続を備えているセンサ要素の接続部の断面図である。 詳細な説明 ガラスセラミック材料は通常、周囲温度と約５００℃の間で比較的線形な熱膨 張係数を有している。約４７５−５００℃に おいて、熱膨張係数はきわめて大きい値まで増加する。このような材料はガラス 接合部によって金属に接合されるものである。接合領域はこれによって、三種類 の材料、すなわちガラスセラミックス、ガラス接合部および金属で構成される。 接合部を作成する際に、ガラスセラミックス／ガラス／金属のアセンブリ全体は 、接合ガラスが溶融するまで加熱される。冷却プロセス中に、接合部のガラスが 固化する。さらに冷却すると、ガラスはガラス中に永続的な応力を生じることな くガラスを冷却できる最高温度である「ひずみ点（strain point）」に達する。 それ故、この温度において接合領域にできるだけ応力のない状態を達成するため に、関連する材料の熱膨張および収縮特性ができるだけ類似したものでなければ ならない。 ガラス接合部を達成するために、特定の場合に、ガラスセラミック材料と金属 の間の接合部に、有機結合剤であることが好ましい結合剤をその溶剤およびガラ ス粒子とともに含有するペーストないしコンパウンドが使用される。結合剤がガ ラス粒子をまとめているため、ペーストを通常はガラスセラミック材料の表面で ある、接合される表面の一方の上に、選択した厚さで、しかも適切なパターンで 付着することができる。適切な付着方 法はスクリーン印刷とパッド／ブラシ(pad/brush)印刷である。粒子のガラス材 料は上記によるガラスセラミックスのものに適合した熱線形膨張特性を有してい るように選択しなければならず、またいわゆる「シール領域（sealing region） 」である約４５０から５３０℃の温度範囲内で完全に流動し、接着するようなも のでなければならないが、それはガラスセラミックスの熱線形膨張曲線が約４７ ５℃でその傾斜を変え、使用する最高温度がこの温度よりもあまり高くてはなら ないからである。ガラスペーストの付着後、通常、次のステップが行われる。 １００から１５０℃で乾燥する。 ３２５から３７５℃で「焼切り（burn-off）」を行う。 ４９０から５００℃で「事前融着（prefusion）」／焼結を行う。 乾燥プロセスにおいて、付着層は硬化するため、取扱いに耐えることができる 。「焼切り」段階はきわめて重要である。この段階において、有機溶剤と結合剤 が除去される。これが適切な態様で行われないと、接合部は不透過性とはならず 、機械的に十分な強度のものとならない。次いで、接合材料が十分ガス抜きされ ると、温度は「事前融着」／焼結ステップを実行する ために、「シール領域」内の温度、たとえばこの範囲の上限よりもわずかに低い 温度まで上げられる。次いで、ガラス粒子が完全に流動することなく、その表面 で少なくとも部分的に溶け合わされる、すなわち融着される。その後、接合材料 を冷却させる。接合材料はここできわめて固くなり、気体および「シール領域」 内の温度で気体を発生する材料がかなり十分に排除されるか、若干は残留するこ ととなる。 適切な付着方法を使用すれば、接合層には上記のステップの実行後に十分に規 定された厚さが与えられるため、この層は、たとえば「事前融着」／焼結ステッ プ後に、２５μｍの厚さを有する。接合層はこのステップの後、機械的に加工、 たとえば研磨されるため、さらに薄くなり、多くの場合有利である。焼結層が約 ５μｍの厚さを有しているためこのような研磨が有利であり、これにより完成し た接合部はこれよりも少ない値の厚さを有することとなる。 最後に、互いに接合される表面が、接合層を間に配置して、互いに対して配置 される。接合領域がすべて「シール領域」の高温領域、たとえば、ガラス材料が 完全に液体となり、接合部を充填する約５３０℃のピーク温度のある領域まで加 熱される。 この場合も、圧縮力が常に接合領域全体にわたってかけられる。 容易とするために、接合プロセスそのものの最終的なガス抜きの際に、金属材 料を接合層が間挿されているガラスセラミック材料に貼付されたとき、および「 シール領域」の最高温度領域内の温度を使用したときに、接合材料を隙間および ／またはチャネルがガラスペーストの領域の間に設けられたドット状またはチャ ネル状のパターンとして付着させるのが有利である。典型的なパターンを第３ａ 図および第３ｂ図に示すが、第３ａ図は斜めにした正方形の形状のパターンを示 しており、接合材料が菱形または平行六面形の領域内に配置され、点が互いに隣 接して配置されているので、対応する形状を有する領域がこれらの間に設けられ る。第３ｂ図の形態において、付着されたガラスペーストの領域は、間にチャネ ルを有する六角形の形状を有している。島（isle）のサイズとこれらの間に配置 された隙間ないしチャネルの寸法は、希望するガス抜き効果が達成できるように 選択される。島は通常、０．１から０．５ｍｍの最大寸法ないし直径を有してお り、同じ程度の幅を有する隙間ないしチャネルを備えている。 不連続な層に、接合領域全体にわたって平均して分散された 離隔した小さい領域として接合材料を付着させたことで見いだされる他の利点は 、最終的な溶融ないし融着後の最終的に完成した接合部がガラスペーストの以前 に付着された層自体よりも薄く、また焼結ステップ後のおそらくは薄い厚さまで 加工される層よりさえも薄くなることである。付着したガラスペースト層におけ る島の分布も、ガラス接合部の希望する最終的な厚さを考慮して選択される。 上述したところによる「シール領域」の高温部分内の温度までの加熱における 最終的な接合において、圧縮力が、たとえば適切なおもりの重量でセラミック材 料または金属材料に負荷をかけることにより、接合領域全体にわたって印加され る。残留気体は第４ａ図および第４ｂ図に示すようなドット状のパターンによっ て排気される。第４ａ図には、離隔して付着された接合材料４０１を有しており 、隣接する島が焼結ステップ後に５μｍの厚さを有している接合領域の断面が示 されている。接合材料は接合される二つの部品４０３および４０５の間に配置さ れる。接合領域が適切な温度まで加熱され、残留気体が抜ける（矢印４０７参照 ）。同時に、部品４０３および４０５が互いに向かって押圧され、矢印４０９で 示されている接合層の圧縮 を達成する。ガス抜きプロセス、圧縮力および高い温度により、島４０１のガラ ス材料は完全に流動して、第４ｂ図の対応する断面に示すように、完全に充填さ れ、不透過性の接合部４１１を形成する。当然、接合部の厚さはかなり減少する 。 上記したところは、ガラスおよびガラスセラミックスのものに適合した熱線形 膨張係数を有する金属材料への接合であって、５００℃よりも若干低い温度から 周囲温度までの上記の温度範囲にもっともよくあっている可能性のある接合を使 用しなければならない。適切な金属材料は良好な化学的耐性を有していなければ ならず、またこの材料は材料を溶接できなければならないこと、機械的に加工で きなければならないことなどのその他の特性も有していなければならない。ステ ンレススチールのうち、鉄ニッケル合金が熱線形膨張の希望する特性に少なくと も近いものを有しており、かつ他の要件を妥当な範囲で満たすものであることが 判明した。 第５図には、典型的なガラスセラミック材料に対する温度の関数としての熱線 形膨張の図が示されている。この曲線は０℃以下の温度と５００℃より若干低い 温度の間に線形領域を有しており、二つの材料の熱線形膨張係数が互いに適合し なければ ならないのはこの領域内である。さらに、５０１および５０３には、二つの考え られるＮｉＦｅ合金に対応する曲線が示されており、前者はガラスセラミックス よりも若干高い熱線形膨張を有しており、後者は若干低い熱線形膨張を有してい る。それ以外の箇所で、曲線は考慮した温度範囲内で十分平行である。図でわか るものよりもよく適合しているが、設計によっては、若干熱線形膨張がずれてい る金属材料を使用するのに適する合金を作成して、たとえば、セラミック材料が 加熱プロセスにおいて接合領域全体にわたって引っ張り力ではなく圧縮力に常に さらされるようにすることもできる。 第６図に、過圧またはある程度の過小圧力を目的とした容量性圧力センサの断 面図を示す。図示しないダイアフラムの内面上の導電プレートおよび図示しない 厚いハウジング部分の内面上の対向する導電プレートなどの図示しないコンデン サプレートを備えているセンサ要素１は、ガラスセラミック材料をベースとした 図示しない異なる部品からなる本質的に円形のシリンダ板状のユニット１の形状 を有しており、支持リング５に対してガラス接合部３によって接合されている。 上述したところにしたがった、特定の組成を有する適合した特性を有するステン レススチールの支持リング５は、支持リング５を半径方向に包囲している取付け リング９に環状の溶接部７によって溶接されている。取付けリング９は他の環状 溶接部１０によって、たとえば図示のように、取付けリング９の外縁においてセ ンサハウジング１１に接続されている。センサハウジング１１は取付けリング９ への接続のために軸方向に突出した環状のビードまたはプラットフォームと、圧 力が測定される媒体が進入する中央部に配置された開口１３の両方を有する板体 として形成された主部分を有している。開口１３には、適切なねじ山を配置した り、図示しない内部または外部にねじが切られたニップル（nipple）ないしスリ ーブ（sleeve）を取り付けて、圧力センサが圧力を測定する媒体のための図示し ない流体管路へ圧力センサ全体を接続することもできる。 第７図に、第６図の圧力センサの必須部分、すなわち、若干修正された実施の 形態における、この場合も断面で示されているセンサ要素１ならびに内部および 外部リング５および９の詳細を示す。支持リング５が一側面に内部ショルダを有 しているため、環状の内方に突出した突起１５が支持リング５の一側面に形成さ れる。この突起１５には、接合部を介して、セラミッ クセンサ要素１の側面が乗置している。センサ要素１は突起１５によって形成さ れたショルダに対する係合面に接続する本質的にシリンダ状の環状表面に沿った 支持リングの外部の本質的にシリンダ状の包囲表面において、支持リング５にも 接合されている。実際には、センサ要素の外部の本質的にシリンダ状の表面は、 たとえば、約８５から８８°の円錐角を有するごく軽い円錐形となっており、セ ンサ要素への支持リングの接合プロセスにおいて、外部の接合領域全体にわたっ て圧縮力を印加できるようになっている。本質的にシリンダ状ないし軽く円錐状 の接合表面は、しかしながら、センサ要素１の包囲表面全体には延びていないが 、その一部に延びている。センサ要素と支持リング５の間の接合面にガラス材料 で形成されている接合部３の全幅は、しかしながら、良好な熱伝達および確実な 接続を得るためにセンサ要素の厚さと同じ程度のものでなければならない。この ような幅の広い接合部を構成することによって、満足できる機械的強度も達成さ れ、また完全に不透過性の接合部が達成されるため、媒体はセンサ要素１の後面 に達することができない。 センサ要素１と支持リング５の間に短い外部環状接合面を作 成するために、１５で示すさらに他のショルダないし段部が支持リング５の内面 に設けられている。 取付けリング９は周知のステンレススチール製であり、また、取付けリング９ と支持リング５の間の溶接接合部７が、この場合には、過圧に対する圧力が作用 する側面、すなわち図示しないダイアフラムがセンサ要素１に配置されるのと同 じ側面に構成されている。さらに、支持リング５と取付けリング９の間の係合表 面は円錐台状に形成されている、すなわち測定媒体の圧力が作用して、過圧用の 圧力センサを使用した際の圧力に適合するあるいは適応するセンサ要素１の側面 から遠ざかるテーパが付けられている。 導電ワイヤ１９（第６図参照）が、センサ要素１内部の図示しない導電体の回 路板２１上の電子回路との接続のために半径方向内方へ突出している突起１５の 図示しない孔ないし凹部を貫通している。前記回路板は適切な材料のシリンダ状 リング２３などの何らかの適当な支持装置によって、取付けリング９に接続され ている。 センサ要素１の取付け部の第６図に略示した実施の形態は第７図に示したもの と若干異なっている。軸方向から見た支持リ ング５の厚さは第６図による実施の形態においては、本質的にセンサ要素１の厚 さと等しいが、第７図による実施の形態においては、支持リング５の厚さはセン サ要素のものよりも厚い。詳細にいえば、後者の場合、支持リング５の厚さはセ ンサ要素１との厚さと突起１５の軸方向幅の合計に対応するようになっている。 この場合には、それ故、ショルダ１７が配置されている支持リング５の内部包囲 表面の幅は、本質的にセンサ要素の厚さと等しい。第６図による実施の形態にお いて、センサ要素１が乗置する突起は、軸方向に見た場合に、かなり厚い厚さを 有するように設計されており、また対応する態様で、センサ要素１の外周縁に向 いている支持リング５の内包表面の軸方向に見た幅はより小さく、第７図に示し た実施の形態のショルダ１７と支持突起１５の係合面との間の軸方向長さに対応 している。 第８図に、低圧の測定用に設計された、すなわち真空センサ用に設計された第 ７図におけるのと同じ部分を断面で示している。第８図の実施の形態は各種の力 受け面が対向する方向からの力、すなわち、第７図の場合には、この図を描いた ときの紙の下方の点から始まる力、第８図の場合には、上方から、すな わち製図用紙の上方部分からの力に適合するように配置されていることで、第７ 図のものと異なっている。支持リング５’上の内方に突出する環状突起１５’は 、第５図による実施の形態において、圧力が測定される媒体を配置することを目 的とした圧力センサの側面に配置されている。また、センサ要素１と取付けリン グ５との間のガラス接合部３はこの側面に配置されている。取付けリング９の内 部シリンダ状面のショルダ１７’は、この場合、第７図によるショルダ１７に比 べて反対方向に向けられている。内部支持リング５’と外部取付けリング９’の 間を分離する円錐面は、この場合、反対の円錐性を有している。すなわち、分離 面は媒体をおくことを目的としたセンサ要素の圧力が検出される側面に向かった 方向で狭くなる。 食品製造工業内のもののように特別な要件が存在する用途の場合、第７図によ る種類のセンサでは、ガラス接合部３の軸方向長さを減らすためにショルダ１７ の構成によって形成されたスロットないし凹部２５を受け入れることができない 。このような場合には、過剰圧力または大気圧程度の圧力を測定するために、セ ンサ要素１とこのすぐ外部におかれた支持リングの間のガラス接合部３’をセン サ要素１の全幅にわたって作成し、 十分な強度を得なければならない。その例を第９図に示す。この図には、このよ うなセンサの断面が略示されている。支持リング５”は、この場合、センサ要素 １の大きい表面に直角な軸方向で、第６図の実施の形態におけるよりも厚くなっ ており、また軸方向に見たときに、センサ要素１よりも若干厚い第７図および第 ８図の示した実施の形態と同様となっている。ガラス接合部３’は、ここでは、 上述したように、ガラス接合部を形成する材料をドット状またはチャネルを有す る形態で付着させて、材料を含んでいる領域の間に空の領域が形成されるように することによる特別な態様で作成されている。材料が全く付着されていない領域 は、接合部３’の自由縁部までチャネルを形成できるものでなければならない。 ただし、ドット状すなわちパターン化された付着は必ずしも接合部の領域全体に わたって作成する必要はなく、その内方部分に主として形成すればよい。このよ うにして、空気または気体の大きいエンクロージャ（enclosure）の形成、すな わち気泡の形成が回避される。適切な凝集（cohesive）剤または結合剤に細かく 砕かれたガラス材料を含んでいるこの材料を加熱した場合、ガラス材料は適切な 加熱で接合領域全体にわたって流動する。ほとんどの 凝集剤はパターンの稜部（ridge）に形成されたチャネルから抜け出す、すなわ ちここから出る。 きわめて低い圧力の測定に使用されるダイアフラムを含んでいる場合、補強要 素を薄いダイアフラムの縁部に取り付けることによって、ダイアフラムをさらに 補強することができる。これを第１０ａ図、第１０ｂ図および第１０ｃ図に断面 で略示する。周知の態様のセンサ要素１が厚い板体またはハウジング部品２７と 、ハウジング部品２７から短い距離を離隔して配置された薄いダイアフラム２９ を備えていることがわかる。ハウジング部品２７から離隔しており、圧力が測定 される媒体に面するようになされたダイアフラム２９の反対側には、それ故、第 １０ａ図による板体に環状突起と貫通孔を内部に備えている板体３１の形状を有 する補強要素が取り付けられている。カウンタプレート３１は適切な材料、たと えば、センサ要素１自体の他の部品と同様なガラスセラミック材料製である。補 強要素を第１０ｂ図にしたがった環状要素３１’によって構成することもできる 。センサ要素１の周縁に軸方向スロットを有していない第９図によるタイプのセ ンサの場合、第１０ａ図によるタイプのカウンタプレートを、第１０ｃ図に示す ように使用するこ とができる。これにより、センサ要素１’は厚いアセンブリによって構成され、 その結果、この場合の包囲支持リング５’の軸方向高さをこれに対応して増やし 、支持リング５’の内面がカウンタプレート３１を含む組み立てられたセンサ要 素１’のシリンダ状包囲表面を完全に包囲するようにしなければならなくなる。 第９図による圧力センサの製造をここで簡単に説明する。すでに設けられてお り、適切なステンレススチール製であるハウジング１１と外部取付けリング９を 支持する。センサ要素１をまず、導電性層が上にあるか、これを挟持している適 切なセラミック材料製の部品である程度最終的に組み立てる。外縁表面は上述し たところにしたがって軽い円錐台形となっている。また、支持リング５”はセン サ要素の縁部表面に適合した内面を有しており、また対応した軽い円錐台形状を 有している金属製である。接合材料の層がセンサ要素１の縁部表面に、支持リン グをセンサ要素の周囲においたときのセンサ要素の縁部表面に対する支持リング の係合面全体にわたって付着される。接合材料が上述したところにしたがって、 ドット状になされるか、パターン化されているのが有利である。センサ要素は支 持リング の内側におかれ、これによって包囲されており、支持リングは加熱され、次いで 支持リング５”およびセンサ要素１に適切な力を加えることによってセンサ要素 に接続されるため、接合材料は圧縮力にさらされ、接合層の材料は流動して、完 全な、すなわち連続した接合部を形成する。支持リング５’は溶接によって取付 けリング９に接続される。 支持リングを作成する際には、支持リングを適合した熱線形膨張係数を有する 金属材料で作成する、すなわち、支持リングがセンサ要素を作成するセラミック 材料の熱線形膨張係数と本質的に等しい熱線形膨張係数を有するようにすること に、特に注意する。さらに、支持リングをスロット、開口あるいは窓、または同 様な装置を有していない完全なリングとして作成する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．流体を収納している容積に接続できるハウジングと、 セラミック、特にガラスセラミック材料をベースとした部品ないし構成要素で 構成されており、 センサ要素に対する外部圧力による影響で変化する電気的に検出可能な量を備 えており、 二つの大きい表面と周縁を延びている縁部表面を有する板体の形状を有してい る センサ要素と、 センサ要素を包囲しており、 金属製であり、 ハウジングに接続されている 支持リングと を備えている流体の圧力を測定する圧力センサにおいて、 支持リングの金属材料がセンサ要素のセラミック材料の熱線形膨張係数と本質 的に等しい熱線形膨張係数を有していることを特徴とする圧力センサ。 ２．センサ要素がシリンダ状または円錐台形状の形状を有して いて、その縁部表面がシリンダまたは円錐台それぞれの包囲表面を構成しており 、 支持リングがセラミックス、特にガラスセラミックス製の接合部により、セン サ要素の縁部表面に配置された環状領域に沿ってセンサ要素に直接的に接続され ている ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。 ３．環状接合部の幅が環状縁部表面の幅と本質的に等しいことを特徴とする請求 項１または２に記載の圧力センサ。 ４．センサ要素の大きい表面に直角な方向で見た場合に支持リングの厚さが、セ ンサ要素の厚さに少なくとも等しく、支持リングとセンサ要素の間の接合部がセ ンサ要素の縁部表面に本質的に全部にわたって延びていることを特徴とする請求 項１から３のいずれか一項に記載の圧力センサ。 ５．支持リングがスロット、窓、開口あるいは類似の装置を全く有さない完全な リングであり、支持リングとセンサ要素の一方の側における流体が支持リングを 通って支持リングおよびセンサ要素の反対側に行けないことを特徴とする請求項 １から４のいずれか一項に記載の圧力センサ。 ６．支持リングの中心軸に面した表面にショルダが設けられて おり、このショルダとセンサ要素の大きい表面の一方の外周領域が係合している ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の圧力センサ。 ７．流体を収納している容積に接続可能な、実質的に金属のハウジングと、 センサ要素と を備えている、流体の圧力を測定する圧力センサを作成する方法であって、 センサ要素の部品ないし構成要素を実質的にセラミック、特にガラスセラミッ ク材料で作成するステップと、 支持リングをセンサ要素の縁部表面に適合した内面を有する金属で作成するス テップと、 センサ要素を配置して、支持リングで包囲するステップと、 支持リングをセンサ要素に接続するステップと、 支持リングを特に溶接によってハウジングに接続するステップとを備えている 圧力センサを作成する方法において、 支持リングがセンサ要素を作成するセラミック材料の熱線形膨張係数と本質的 に等しい熱線形膨張係数を有する金属材料によって作成することを特徴とする圧 力センサの作成方法。 ８．センサ要素の作成にあたり、その部品ないし構成要素にほぼシリンダ状また は円錐台形状の形状が得られるような形状を与え、これによってその縁部表面が シリンダまたは円錐台それぞれの包囲表面を形成し、 支持リングがセラミック、特にガラスセラミック製の接合部により、センサ要 素の縁部表面に配置された環状領域に沿ってセンサ要素に直接的に取り付けられ ていることを特徴とする請求項７に記載の方法。 ９．接合部の作成にあたり、センサ要素の環状縁部表面の幅に本質的に等しい幅 を与えることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。 １０．支持リングの作成にあたり、センサ要素の大きい表面に直角な方向で見た 場合に、センサ要素の厚さに少なくとも等しい厚さを与え、 支持リングとセンサ要素の間に接合部を作成するにあたり、接合部にセンサ要 素の縁部表面の本質的に全部にわたって延びているような幅を与えることを特徴 とする請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。 １１．支持リングがスロット、窓、開口あるいは類似の装置を 全く有さない完全なリングであることを特徴とする請求項７から１０のいずれか 一項に記載の方法。 １２．支持リングを作成するにあたり、その内面にショルダを設け、 支持リングによって包囲されるようにセンサ要素を配置するにあたり、 センサ要素の大きい表面の外周領域にこのショルダが係合していることを特徴 とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の方法。 １３．流体を収納している容積に接続可能な、実質的に金属のハウジングと、 センサ要素と を備えている、流体の圧力を測定する圧力センサを作成する方法において、 センサ要素をセラミック、特にガラスセラミック材料をベースとした部品ない し構成要素で作成し、 支持リングをセンサ要素の外縁表面に適合した内面形状を有する金属で作成し 、 結合剤とガラス粒子を含んでいるペーストないしコンパウン ドの層をセンサ要素の外縁およびその部品ないし構成要素に付着させ、 付着したペーストないしコンパウンド層を含むセンサ要素およびその部品ない し構成要素を加熱し、本質的にすべての結合剤が抜けるあるいは消滅し、かつガ ラス粒子が互いに接着し、冷却後に固体の層を形成するようにし、 前記層を所定の厚さないし所定の断面まで加工し、 支持リングをその内面をこの層にあてて配置し、 支持リングおよびセンサ要素をガラス粒子が溶融し、センサ要素および支持リ ングに接着する完全な、すなわち連続した接合層を形成するような高い温度まで 、またそのような期間の間加熱し、 支持リングおよびセンサ要素を冷却させ、 支持リングを特に溶接によってハウジングに接続することを特徴とする圧力セ ンサを作成する方法。 １４．完全な、すなわち連続した接合層を形成するための加熱時に、支持リング および／またはセンサ要素ならびにその部品ないし構成要素に負荷をかけ、圧縮 力がペーストないしコンパウンド層全体にわたってかけられるようにすることを 特徴とす る請求項１３に記載の方法。 １５．支持リングおよびセンサ要素を作成するにあたり、支持リングの内面およ びセンサ要素の縁部表面のそれぞれに円錐台形状、特に圧縮力を層全体にわたっ てかけることを可能とするためにシリンダ状からわずかにずれた軽い傾斜を有す る円錐台形状を与えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。 １６．流体を収納している容積に接続可能な、実質的に金属のハウジングと、 センサ要素と とを備えている、流体の圧力を測定する圧力センサを作成する方法において、 センサ要素をセラミック、特にガラスセラミックをベースとした部品ないし構 成要素で作成し、 支持リングをセンサ要素の外縁表面に適合した内面形状を有する金属で作成し 、 接合部を作成するために、結合剤とガラス粒子を含んでいるペーストないしコ ンパウンドの層をセンサ要素の外縁およびその部品ないし構成要素に付着させ、 ペーストないしコンパウンド層の付着を、層を加熱した場合 の気体の消滅ないし逃出を容易とする隙間および／またはチャネルが設けられて いるドット状のパターンで行い、 支持リングをその内面をこの層にあてて配置し、 支持リングおよびセンサ要素をガラス粒子が溶融し、センサ要素および支持リ ングに接着する完全な、すなわち連続した接合層を形成するような高い温度まで 段階的に、かつ最終的に、またそのような期間の間加熱し、 支持リング、および接合層を含むセンサ要素を冷却させ、 支持リングを特に溶接によってハウジングに接続することを特徴とする圧力セ ンサを作成する方法。 １７．完全な、すなわち連続した接合層を形成するための加熱時に、支持リング および／またはセンサ要素ならびにその部品ないし構成要素に負荷ないし応力を かけ、圧縮力がペーストないしコンパウンド層全体にわたってかけられるように することを特徴とする請求項１６に記載の方法。 １８．支持リングおよびセンサ要素を作成するにあたり、支持リングの内面およ びセンサ要素の縁部表面に円錐台形状、特に圧縮力を層全体にわたってかけるこ とを可能とするためにシリンダ状からわずかにずれた軽い傾斜を有する円錐台形 状を与え ることを特徴とする請求項１７に記載の方法。 １９．流体を収納している容積に接続できるハウジングと、 セラミック、特にガラスセラミック材料をベースとした部品ないし構成要素で 構成されており、 センサ要素に対する外部圧力による影響で変化する電気的に検出可能な量を備 えており、 二つの大きい表面と周縁を延びている縁部表面を有する板体の形状を有してい る センサ要素と、 センサ要素を包囲しており、 金属製であり、 ハウジングに接続されている 支持リングと を備えている流体の圧力を測定する圧力センサにおいて、 センサ要素が、シリンダ状または円錐台状の形状を有し、これによって、その 縁部表面がそれぞれシリンダ状または円錐台状の包囲表面を構成し、 支持リングがセラミックス、特にガラスセラミックス製の接合部により、セン サ要素の縁部表面に配置された環状領域に沿 ってセンサ要素に直接的に取り付けられている ことを特徴とする圧力センサ。 ２０．流体を収納している容積に接続できるハウジングと、 セラミック、特にガラスセラミック材料をベースとした部品ないし構成要素で 構成されており、 センサ要素に対する外部圧力による影響で変化する電気的に検出可能な量を備 えており、 二つの大きい表面と周縁を延びている縁部表面を有する板体の形状を有してい る センサ要素と、 センサ要素を包囲しており、 金属製であり、 ハウジングに接続されている 支持リングと を備えている流体の圧力を測定する圧力センサにおいて、 支持リングとセンサ要素の間の接合部が環状であり、その幅がセンサ要素の環 状縁部表面の幅と本質的に等しいことを特徴とする圧力センサ。 ２１．流体を収納している容積に接続できるハウジングと、 セラミック、特にガラスセラミック材料をベースとした部品ないし構成要素で 構成されており、 センサ要素に対する外部圧力による影響で変化する電気的に検出可能な量を備 えており、 二つの大きい表面と周縁を延びている縁部表面を有する板体の形状を有してい る センサ要素と、 センサ要素を包囲しており、 金属製であり、 ハウジングに接続されている 支持リングと を備えている流体の圧力を測定する圧力センサにおいて、 センサ要素の大きい表面に直角な方向で見た場合の支持リングの厚さが、セン サ要素の厚さに少なくとも等しく、 支持リングとセンサ要素の間の接合部がセンサ要素の縁部表面の本質的に全部 にわたって延びていることを特徴とする圧力センサ。 ２２．流体を収納している容積に接続できるハウジングと、 セラミック、特にガラスセラミック材料をベースとした部品 ないし構成要素で構成されており、 センサ要素に対する外部圧力による影響で変化する電気的に検出可能な量を備 えており、 二つの大きい表面と周縁を延びている縁部表面を有する板体の形状を有してい る センサ要素と、 センサ要素を包囲しており、 金属製であり、 ハウジングに接続されている 支持リングと を備えている流体の圧力を測定する圧力センサにおいて、 支持リングがスロット、窓、開口あるいは類似の装置を全く有さない完全な、 すなわち連続したリングであり、支持リングとセンサ要素の一方の側における流 体が支持リングを通って支持リングおよびセンサ要素の反対側に行けないことを 特徴とする圧力センサ。 ２３．セラミック材料、特にガラスセラミック材料の第一の部品を他の部品、特 に金属部品に接合する方法において、 結合剤、その溶剤およびガラス粒子を含んでいるペーストな いしコンパウンドの層をセラミック部品の一方側面に付着させるステップと、 ペーストないしコンパウンドを含んでいるセラミック部品を加熱して、溶剤と 結合剤が実質的に消滅し、かつガラス粒子が固体の層を形成するようにするステ ップと、 セラミック部品上にこのように形成された層を加工して、その厚さを所定の値 まで減少させるステップと、 他の部品をこの層の表面に当てるステップと、 この層が間挿されているセラミック部品と他の部品を加熱して、層内のガラス 粒子を本質的に完全に溶融あるいは融解させ、金属部品とセラミック部品の間に 接合部を形成するため他の部品にも接着する液体層が形成されるようにするステ ップと、 部品を冷却させるステップと を備えていることを特徴とする接合方法。 ２４．ペーストないしコンパウンド層を、層を加熱した場合の気体の消滅ないし 逃出を容易とする隙間および／またはチャネルが設けられているドット状のパタ ーンで付着させることを特徴とする請求項２３に記載の方法。 ２５．接合部を形成する加熱において、部品をクランプ止めす るか、張力をかけ、これらの部品に層全体にわたって互いに対する所定の力が印 加されるようにすることを特徴とする請求項２３または２４に記載の方法。 ２６．ペーストないしコンパウンド層の加熱において、まず、低い温度まで加熱 し、本質的にすべての結合剤および溶剤が消滅するまでこの温度に維持し、次い で、温度を上昇させ、ガラス粒子を溶融させることなく、これら粒子の固体の層 を形成することを特徴とする請求項２３から２５のいずれか一項に記載の方法。 ２７．セラミック材料、特にガラスセラミック材料の第一の部品を第二の部品、 特に金属部品に接合する方法において、 結合剤、その溶剤およびガラス粒子を含んでいるペーストないしコンパウンド の層をセラミック部品の一方側面に付着させるステップと、 ペーストないしコンパウンド層の付着を、層を加熱した場合の気体の消減ない し逃出を容易とする隙間および／またはチャネルが設けられているドット状のパ ターンで行うステップと、 第二の部品をペーストないしコンパウンドの層の表面に当てておくステップと 、 この層が間挿されているセラミック部品と第二の部品を段階的に加熱して、層内 のガラス粒子の本質的に完全な溶融ないし融解を最終的に達成し、第二の部品と セラミック部品の間に接合部を形成するため第二の部品にも接着する液体層が形 成されるようにするステップと、 部品を冷却させるステップと を備えていることを特徴とする接合方法。 ２８．ペーストないしコンパウンド層が間挿されている第二の部品およびセラミ ック部品の加熱がまず低い温度まで行われ、本質的にすべての結合剤および溶剤 が消滅するまで、部品がこの温度に維持されるようにし、次いで、温度を上昇さ せ、キャビティやボイドのない均一な接合部を形成するために残っているガラス 粒子を溶融させることを特徴とする請求項２７に記載の方法。 ２９．部品を互いに対してクランプ止めするか、応力を加えるかし、これらの間 に配置された層全体にわたって作用する所定の力を印加することを特徴とする請 求項２７または２８に記載の方法。