JPH1090098A - 差圧センサ評価ユニット - Google Patents

差圧センサ評価ユニット

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JPH1090098A
JPH1090098A JP9222470A JP22247097A JPH1090098A JP H1090098 A JPH1090098 A JP H1090098A JP 9222470 A JP9222470 A JP 9222470A JP 22247097 A JP22247097 A JP 22247097A JP H1090098 A JPH1090098 A JP H1090098A
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    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
    • G01L9/125—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor with temperature compensating means

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定格圧力エラーに関する補正の施された差圧
に相応する出力信号が形成される、差圧センサの評価ユ
ニットを提供すること。 【解決手段】 キャパシタンスの逆数値の和に内部温度
を対応させ、該内部温度は温度偏差を除いて、２つのダ
イアフラムに加わる静圧がゼロで第１,第２の圧力の差
がゼロである場合にセンサ温度に等しく、基準温度のも
とで静圧に対する尺度となる第１の補正値が式ΔＫ＝Ｔ
i−Ｔs−Ｔ0に従って算出され、差圧測定値から、第１
の補正値を用いて静圧に起因する測定エラーに関して補
正された差圧を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、センサ素子と、該
センサ素子に配設された温度センサと、該温度センサに
接続されセンサ温度に相応する出力信号を供給する温度
測定回路を有する差圧センサの評価ユニットであって、
前記センサ素子は、液体の充填される測定チャンバと、
静圧と第１の圧力の和に相応したセンサ素子に作用する
第１の作用圧力が加えられる第１のダイアフラムと、静
圧と第２の圧力の和に相応したセンサ素子に作用する第
２の作用圧力が加えられる第２のダイアフラムと、２つ
の測定コンデンサとを有しており、該２つの測定コンデ
ンサのキャパシタンスは、前記第１及び第２の圧力の差
分とは逆方向に、そして前記静圧とは同方向に変化する
ものであり、前記評価ユニットは、前記測定コンデンサ
のキャパシタンスのそれぞれの逆数値算出のための測定
回路と、計算ユニットを含んでおり、該計算ユニット
は、前記２つのキャパシタンスの逆数値の和を算出し、
前記２つのキャパシタンスの逆数値の差分を算出してこ
れに差圧測定値を対応付けさせ、さらに前記第１と第２
の圧力間の差分である差圧に相応する出力信号を送出す
る、差圧センサ評価ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第３９３２４４３
号明細書からは、センサ素子と、該センサ素子に配設さ
れた温度センサと、該温度センサに接続されセンサ温度
に相応する出力信号を供給する温度測定回路を有する差
圧センサの評価ユニットであって、前記センサ素子は、
液体の充填される測定チャンバと、静圧と第１の圧力の
和に相応したセンサ素子に作用する第１の作用圧力が加
えられる第１のダイアフラムと、静圧と第２の圧力の和
に相応したセンサ素子に作用する第２の作用圧力が加え
られる第２のダイアフラムと、２つの測定コンデンサと
を有しており、該２つの測定コンデンサのキャパシタン
スは、前記第１及び第２の圧力の差分とは逆方向に、そ
して前記静圧とは同方向に変化するものであり、前記評
価ユニットは、前記測定コンデンサのキャパシタンスの
それぞれの逆数値算出のための測定回路と、計算ユニッ
トを含んでおり、該計算ユニットは、前記２つのキャパ
シタンスの逆数値の和を算出し、前記２つのキャパシタ
ンスの逆数値の差分を算出してこれに差圧測定値を対応
付けさせ、さらに前記第１と第２の圧力間の差分である
差圧に相応する出力信号を送出する、評価ユニットが公
知である。
【０００３】液体の充填された複数の測定チャンバを有
する差圧センサでは、温度の上昇が液体の膨張を引き起
こす。２つのダイアフラムは外側に変位する。その結果
２つのキャパシタンスは低減する。それ故にこの２つの
キャパシタンスの逆数の和は、温度に対する尺度でもあ
る。例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３９３２４
４３号明細書ではこれが差圧測定値の補正ないし温度に
起因した測定エラーの補正に用いられている。
【０００４】センサ温度は、温度センサと温度測定回路
を用いて検出される。このセンサ温度と、キャパシタン
スの和に基づいて予測される温度との間の偏差が所定の
限界値を上回った場合にはエラー通知がトリガされる。
【０００５】前述した温度に起因する測定エラーの他に
も、以下で定格圧力エラーと称するさらなる測定エラー
も生じる。この定格圧力エラーは、センサ素子が静圧に
よって軸方向、つまりダイアフラムの基準面方向で圧縮
され半径方向で相応に伸張されることによって生じる。
このことは半径方向の伸張に伴ってダイアフラムの剛性
の不所望な高まりにも結び付く。
【０００６】ダイアフラムの撓みは、センサ素子に加え
られる差圧に伴って実質的に線形に上昇する。またこの
差圧に依存する撓みは、静圧の上昇に伴って実質的に線
形に低減する。この静圧は常に２つのキャパシタンスの
値の増加に作用する。
【０００７】センサ素子に作用する差圧が０Ｐａの場合
には、定格圧力エラーは静圧に比例し、センサ素子構造
の非対称性によって生じる。それ故にこの定格圧力エラ
ーは、正の値も負の値もとり得る。それに対してゼロと
は異なる差圧のもとでは定格圧力エラーは常に負であ
る。つまり過度に少ない差圧の測定を意味する。
【０００８】静圧と温度の２つのエラー要因は、同じ測
定量、つまり２つのキャパシタンスに影響を及ぼす。し
かしながら差圧測定値の補正の際には様々な処理が必要
である。
【０００９】そのため定格圧力エラーの補償に対しては
通常、付加的なセンサが使用され、このセンサを用いて
静圧が定められる。このセンサは、実際の静圧だけにさ
らされるような箇所に配設しなければならず、その測定
結果は差圧センサの評価ユニットに供給しなければなら
ない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、定格
圧力エラーに関する補正の施された差圧に相応する出力
信号が形成される、差圧センサの評価ユニットを提供す
ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、キャパシタンスの逆数値の和に内部温度が対応付け
られ、該内部温度は温度偏差を除いて、前記２つのダイ
アフラムに加わる静圧がゼロで前記第１と第２の圧力の
差がゼロである場合にセンサ温度に等しくなるものであ
り、基準温度のもとで静圧に対する尺度となる第１の補
正値が以下の式 ΔＫ＝Ｔi−Ｔs−Ｔ0 に従って算出され、前記Ｔ0は基準温度のもとで検出さ
れた、センサ温度と内部温度の間の温度偏差であり、前
記差圧測定値から、前記第１の補正値を用いて、静圧に
起因する測定エラーに関して補正された差圧が算出され
るように構成されて解決される。
【００１２】本発明の別の有利な構成例によれば、第１
の補正値とセンサ温度の多項式との積に等しい第２の補
正値が算出され、前記多項式はメモリにファイルされて
いる一定の係数を有しており、これらの係数は、センサ
温度と所定の静圧のもとで第２の補正係数がそれぞれ、
差圧センサに同じ静圧が作用する場合に基準温度のもと
で第１の補正係数がとるような値になるように定められ
る。
【００１３】別の有利な実施例によれば、前記差圧測定
値は、温度に起因する測定エラーに関して補正される。
【００１４】さらに別の有利な実施例によれば、前記差
圧測定値から、加えられた静圧に起因するゼロ点シフト
に関して補正された差圧が以下の式、 ΔＰK＝ΔＰM−αΔＹ に従って算出され、前記ΔＹは、差圧センサが専ら基準
温度と同じかこれとごく僅かだけ異なる温度で使用され
る場合には、第１の補正値に等しい補正値となり、差圧
センサが専ら基準温度と同じかこれとごく僅かだけ異な
る温度以外で使用される場合には、第２の補正値に等し
い補正値となり、前記αは、メモリにファイルされた一
定のゼロ点補正係数である。
【００１５】本発明の別の有利な実施例によれば、前記
ゼロ点補正係数は、ゼロ点偏差と基準補正値の商に等し
く、前記基準補正値は、最大許容静圧と、０Ｐａの差圧
と、基準温度のもとで記録された第１の補正値であり、
前記ゼロ点偏差は、基準温度と最大許容静圧のもとで測
定された差圧と、基準温度と静圧ゼロのもとで測定され
た差圧との間の差分であり、これらの２つの差圧の検出
に対して０Ｐａの差圧が差圧センサに加えられる。
【００１６】別の有利な実施例によれば、補正された差
圧測定値から、前記差圧は、加えられた静圧に起因する
範囲の変更に関して以下の式、 ΔＰ＝（１＋βΔＹ）ΔＰK に従った補正が施されるように算出され、前記βは、メ
モリにファイルされた一定の範囲補正係数である。
【００１７】別の有利な実施例によれば、前記範囲補正
係数は、以下の式、 β＝（Ｓ／Ｉ−１）１／ΔＫR に従って定められる差圧センサの特性量であり、前記Ｓ
は、差圧センサが有すべき測定レンジ範囲である目標値
範囲であり、前記Ｉは、差圧センサが基準温度と最大許
容静圧のもとで実際に有する範囲である実際値範囲であ
る。
【００１８】本発明によれば、付加的なセンサによる静
圧の測定値の提供なしで、定格圧力エラーの補償が可能
となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に本発明を図面に基づき詳細に
説明する。
【００２０】図１には、センサ素子１を有した差圧セン
サが示されている。このセンサ素子１は例えばここでは
図示されていないケーシング内に配設されている。この
センサ素子１は、例えば液体の満たされた測定チャンバ
１１を有する円筒状の容量性差圧測定セルである。この
測定チャンバ１１は、円筒状の基体部２からなり、該基
体部２の一方の端面側には第１の測定ダイアフラム３ａ
がそして第２の端面側には第２の測定ダイアフラム３ｂ
がそれぞれ中空室形状で配設されている。測定チャンバ
１１は、細管状線路１２を有しており、この細管状線路
１２が２つの中空室を相互に連結している。前記ダイア
フラム３ａ，３ｂと基体部２は例えばセラミックで形成
されており、これらは例えば硬質ハンダ等の結合材によ
って相互に所定の間隔を空けて保持され、気密状にシー
ルされている。測定ダイアフラム３ａ，３ｂと基体部２
の内面には、電極材料がコーティングされて測定コンデ
ンサ４,５が形成されている。これらの測定コンデンサ
のキャパシタンスＣ1,Ｃ2は各ダイアフラム３ａ，３ｂ
の撓み具合に依存する。これらの測定コンデンサ４,５
の電極はそれぞれ端子４１,５１を有しており、これら
の端子間でそれぞれのキャパシタンスＣ1，Ｃ2が測定さ
れる。この種の差圧測定セルは、シングルチャンバ式容
量性差圧測定セルとも称される。
【００２１】第１のダイアフラム３ａには圧力Ｐxが加
えられる。この圧力Ｐxは静圧Ｐsと第１の圧力Ｐ1の和
に相応する。第２のダイアフラム３ｂには圧力Ｐyが加
えられる。この圧力Ｐyは静圧Ｐsと第２の圧力Ｐ2の和
に相応する。
【００２２】例えば第１の圧力Ｐ1が第２の圧力Ｐ2より
も大きい場合には、第１のダイアフラム３ａが基体部２
の方向に変位し、相応する電極間の間隔は狭くなり、第
１の測定コンデンサ４のキャパシタンスＣ1が上昇す
る。相応に第２のダイアフラム３ｂは外方に変位し、相
応する電極間の間隔も広くなって第２の測定コンデンサ
５のキャパシタンスＣ2は低下する。２つの測定コンデ
ンサ４，５のキャパシタンスＣ1，Ｃ2は、第１と第２の
圧力の差分とは逆方向に変化する。
【００２３】２つのダイアフラム３ａ，ｂに加えられる
静圧Ｐsは２つのダイアフラム３ａ，３ｂの内方への変
位に作用する。従って２つのキャパシタンスＣ1，Ｃ2は
静圧Ｐsと同方向に増加する。
【００２４】センサがさらされている温度の上昇は、液
体の熱膨張に基づいて２つのダイアフラム３ａ，３ｂの
外方への変位に作用し、２つの測定コンデンサ４,５の
キャパシタンスＣ1,Ｃ2は低減する。
【００２５】センサには、温度センサ６が配設されてい
る。この温度センサは例えばダイオードか又は温度依存
性の抵抗である。温度センサ６は、温度測定回路７に接
続されており、この温度測定回路７はセンサ温度Ｔsに
相応する出力信号を送出する。
【００２６】図１に示されている評価ユニットは測定回
路８と計算ユニット９を含んでいる。
【００２７】測定回路８は、測定コンデンサ４,５のキ
ャパシタンスＣ1,Ｃ2のそのつどの逆数値の算出に用い
られる。この測定回路８は２つのキャパシタンス測定回
路８１,８２を有している。これらはそれぞれ端子４１,
５１に接続され、キャパシタンスＣ1,Ｃ2の逆数値１／
Ｃ1,１／Ｃ2に相応する出力信号を送出する。
【００２８】第１の測定回路８と温度測定回路７の出力
信号は、これらの信号のさらなる処理のために計算ユニ
ット９に供給される。この計算ユニット９は、定格圧力
エラーに関して補正された差圧ΔＰに相応する出力信号
を送出する。
【００２９】計算ユニット９では、２つのキャパシタン
スの逆数値の和Σと差分Δが算出される。キャパシタン
スの逆数値の和Σは、温度と静圧Ｐsに依存する。キャ
パシタンスの逆数値の差分Δは、温度と静圧Ｐsと、第
１及び第２の圧力間の差分（Ｐ1−Ｐ2）に依存する。
【００３０】減算回路９１が設けられており、該減算回
路９１の入力側には２つのキャパシタンス測定回路８
１,８２の出力信号が供給される。この減算回路９１は
２つの入力信号の差分に相応する出力信号を送出する。
【００３１】さらに加算回路９２が設けられており、こ
の加算回路９２の入力側にも２つのキャパシタンス測定
回路８１,８２の出力信号が供給される。この加算回路
９２は、２つの入力信号の和に相応する出力信号を送出
する。
【００３２】減算回路９１の出力信号は差圧計算器９３
に供給される。この差圧計算器９３は、２つのキャパシ
タンスの逆数値の差分Δ＝１／Ｃ1−１／Ｃ2に１つの差
圧測定値ΔＰMを対応付けする。
【００３３】差圧センサが、固定的な温度か基準温度Ｔ
R又はこの基準温度ＴRに非常に近い温度範囲のもとでの
み使用されるならば、２つのキャパシタンスの逆数値の
差分Δ＝１／Ｃ1−１／Ｃ2の、差圧測定値ΔＰMへの対
応付けは、例えばメモリにファイルされた特性曲線に従
って行うことができる。
【００３４】しかしながら通常の差圧センサは、ワイド
な温度範囲（例えば−２０℃〜８０℃）で使用される。
このような場合では差圧計算器９３において温度に起因
する測定エラーの補償を行う必要がある。ここでは例え
ばドイツ連邦共和国特許第３５０４３２９号明細書に記
載されているような手法を用いることが可能である。こ
の場合は、２つのキャパシタンスの逆数値の差分Δ＝１
／Ｃ1−１／Ｃ2が温度Ｔと差圧測定値ΔＰMの例えば以
下のような第１の多項式に等しく、 Δ＝１／Ｃ1−１／Ｃ2＝ａ+ｂＴ+cＴ2+ｄΔＰM+ｅΔＰM
3+ｆΔＰMＴ+ｇΔＰMＴ2 ２つのキャパシタンスの逆数値の和Σ＝１／Ｃ1＋１／
Ｃ2が温度Ｔと差圧測定値ΔＰMの例えば以下のような第
２の多項式に等しくなるようにされる。
【００３５】Σ＝１／Ｃ1＋１／Ｃ2=ｈ+ｉＴ+ｊＴ2+ｋ
ΔＰM+ｌΔＰM 2 前記係数ａからｌは、使用されている較正手法のもとで
定められる。前記２つの式によって立てられた方程式の
解によって、温度に起因する測定エラーに関して補正さ
れた差圧測定値ΔＰMが得られる。
【００３６】いずれにせよ目下のセンサ温度Ｔsは温度
測定回路７の出力信号によって得られるので、差圧測定
値ΔＰMを求めるのに、温度Ｔに対する目下のセンサ温
度Ｔsの使用下で第１の方程式を解くだけでもよい。
【００３７】本発明では任意の温度エラー補正も適用可
能なので、温度測定回路７と差圧計算器９３の間の接続
線路と、加算回路９２と差圧計算器９３の間の接続線路
は単に波線のみで示されている。しかしながらこれらは
それぞれの個々の温度補正に帰する。
【００３８】温度に起因する測定エラーの補正の際には
静圧Ｐsは考慮されない。従って静圧Ｐsは較正毎に０Ｐ
ａにおかれる。
【００３９】加算回路９２の出力信号（これは２つのキ
ャパシタンスの逆数値の和Σ＝１／Ｃ1＋１／Ｃ2に相応
する）は、温度計算器９４に供給される。この温度計算
器９４は、前記和Σに、メモリにファイルされている特
性曲線に従って、以下では内部温度Ｔiと称する値を対
応付けする。
【００４０】この内部温度Ｔiは、２つのダイアフラム
３ａ，３ｂに何も静圧Ｐsが加えられず、第１と第２の
圧力の間の差が０Ｐａで２つのキャパシタンスの逆数値
１／Ｃ1,１／Ｃ2の和が値Σを有する場合には、以下に
記載する温度偏差Ｔ0を除いて、温度測定回路７で求め
られたセンサ温度Ｔsに等しい。
【００４１】内部温度Ｔiとセンサ温度Ｔsからは第１の
補正値ΔＫが算出される。これは計算ユニット９内部に
配設されている減算回路９５で行われる。この減算回路
９５は、以下の方程式、 ΔＫ＝Ｔi−Ｔs−Ｔ0 に従って求められた出力信号を送出する。つまり内部温
度Ｔiからはセンサ温度Ｔsと温度偏差Ｔ0の値が減算さ
れる。
【００４２】温度偏差Ｔ0は、差圧と静圧Ｐsが０Ｐａで
基準温度が例えば２５℃の場合に算出された、センサ温
度Ｔsと内部温度Ｔiの間の差分に相応し、これは図示さ
れていないメモリにファイルされている。本願明細書全
般では０Ｐａの静圧とは、センサ素子１が大気圧のみに
さらされていることを意味し、その他の付加的な静圧は
含まない。温度偏差Ｔ0はセンサ素子毎に変化する。理
想的な場合はゼロの時である。
【００４３】第１の補正値ΔＫは、基準温度ＴRのもと
で、２つのダイアフラム３ａ，３ｂに作用する静圧Ｐs
に対する尺度である。静圧Ｐsが消失しつつある境界で
は内部温度Ｔiとセンサ温度Ｔsは温度偏差Ｔ0を除いて
一致する。
【００４４】温度が基準温度ＴRからそれている場合、
つまりセンサ温度Ｔsが基準温度ＴRと異なっている場合
には、前記第１の補正値ΔＫは静圧Ｐsのみでなく温度
にも依存する。
【００４５】しかしながら静圧Ｐsに起因する測定エラ
ーを補正するためには、静圧Ｐsに対する尺度を得るこ
とが必要である。それ故に基準温度ＴRとは明らかに異
なる温度のもとで差圧センサを使用する場合には、さら
なる計算回路９６において第２の補正値ΔＫTが形成さ
れる。この第２の補正値ΔＫTは、第１の補正値ΔＫ
と、センサ温度Ｔsの関数である多項式との積に相応す
る。この第２の補正値ΔＫTは、例えば以下の式、 ΔＫT＝（Ｔi−Ｔs−Ｔ0）（Ｃ0＋Ｃ1Ｔs＋Ｃ2Ｔs 2） ＝ΔＫ（Ｃ0＋Ｃ1Ｔs＋Ｃ1Ｔs 2） に従って算出される。前記Ｃ0,Ｃ1,Ｃ2は１つの較正手
法において定められメモリにファイルされている多項式
の一定の係数である。
【００４６】もちろんさらに高い精度を達成するために
より高次の多項式を用いたり、精度損失の考慮下でより
低次の多項式を用いてもよい。
【００４７】多項式の係数は次のように選定される。す
なわち第２の補正値ΔＫTがセンサ温度Ｔsの許容値毎
に、多項式のグレードによって定まる精度の限界内で差
圧センサに加えられる静圧Ｐsに相応するように選定さ
れる。
【００４８】これらは１つの較正手法において定められ
る。この場合は、ゼロとは異なる所定の静圧Ｐs、有利
には最大許容静圧Ｐsmaxのもとで、第１の補正値ΔＫが
多項式のグレードに依存する様々な温度と基準温度ＴR
のもとで算出される。基準温度ＴRのもとで求められた
第１の補正値は、静圧Ｐsに対する尺度であり、目標値
として使用される。複数の測定データからは係数が例え
ばガウス最小二乗法“Gaussian least squares metho
d”を用いて次のように定められる。すなわちそのつど
の第２の補正値ΔＫTと目標値との間の偏差が最小にな
るように定められる。
【００４９】第２の補正値ΔＫTによって、基準温度ＴR
から大きく外れている温度のもとでも静圧Ｐsに対する
尺度が提示される。
【００５０】差圧測定値ΔＰMの補正は、２つのステッ
プ、すなわちゼロ点補正と、それに続く差圧測定値ΔＰ
Mの範囲の補正で行われる。
【００５１】この範囲は差圧センサの測定レンジを表
す。つまり測定領域終端（例えば最大許容差圧又はユー
ザーによって定められる測定領域終端）とゼロ点との間
の差分を表している。
【００５２】ゼロ点補正は計算回路９７で行われる。こ
の計算回路９７の第１の入力側には、第２の補正値ΔＫ
Tか又は図１に波線で示されているように第１の補正値
ΔＫが供給される。前記計算回路９７の第２の入力側に
は差圧測定値ΔＰMが供給される。第１と第２の補正値
ΔＫ，ΔＫTは以下では補正値Δｙとして統合して表す
が、これらの２つの補正値のうちのどちらがΔｙに該当
しているかは、差圧センサのおかれている温度に依存す
る。
【００５３】補正係数Δｙが第１の補正係数ΔＫである
のは、差圧センサが専ら基準温度ＴRに等しいかごく僅
かだけ異なっている温度のもとで使用されている場合で
ある。また補正係数Δｙが第２の補正係数ΔＫTである
のは、差圧センサが前述した以外の温度のもとで使用さ
れている場合である。
【００５４】計算回路９７は、静圧Ｐsに起因するゼロ
点偏差に関して補正された差圧ΔＰKに相応する出力信
号を送出する。この出力信号は以下の式、 ΔＰK＝ΔＰM−αΔｙ に従って算出される。前記αは一定のゼロ点補正係数を
表し、前記Δｙは前述した補正係数、そして前記ΔＰM
は差圧測定値を表している。
【００５５】前記ゼロ点補正係数αは有利には、ゼロ点
偏差Ｚと基準補正値ΔＫRの商に相応する。
【００５６】α＝Ｚ／ΔＫR この基準補正値ΔＫRは、０Ｐａの差圧と、最大許容静
圧Ｐsmaxと、基準温度ＴRのもとで取り入れられた第１
の補正値ΔＫに等しい。ゼロ点偏差Ｚは、基準温度ＴR
と最大許容静圧Ｐsmaxのもとで測定された差圧と、基準
温度ＴRと０Ｐａの静圧のもとで測定された差圧との間
の差分を表す。この場合２つの差圧の検出のために０Ｐ
ａの差圧が差圧センサに加えられる。
【００５７】ゼロ点補正係数αは本来の測定の前に定め
られ、メモリにファイルされる。
【００５８】計算回路９７は、乗算器９７１と減算器９
７２を有している。乗算器９７１はゼロ点補正係数αと
補正係数Δｙの積を形成し、相応の信号を減算器９７２
の一方の入力側に供給する。この減算器９７２の別の入
力側には、差圧計算器９３の出力信号ΔＰMが供給され
る。この差圧測定値ΔＰMからは前記積αΔｙが減算さ
れる。
【００５９】それにより計算回路９７の出力側からは、
さらなる処理のために以下の式、 ΔＰK＝ΔＰM−αΔｙ に従って算出される補正された差圧ΔＰKに相応する信
号が送出される。
【００６０】範囲の補正は、さらなる計算回路９８で行
われる。このさらなる計算回路９８は２つの入力側を有
している。この２つの入力側には補正された差圧ΔＰK
と補正値Δｙが供給される。
【００６１】乗算器９８１が設けられており、この乗算
器９８１は、補正値Δｙと、範囲補正係数βと、補正さ
れた差圧測定値ΔＰKの積を算出し、相応の出力信号を
形成する。この出力信号には加算回路９８２において、
補正された差圧測定値ΔＰKが加算される。引き続きこ
の加算回路の出力側からは、以下の式、 ΔＰ＝（１＋βΔｙ）ΔＰK に従って算出される差圧に相応する信号が得られる。
【００６２】前記範囲補正係数βは以下の式、 β＝（Ｓ／Ｉ−１）１／ΔＫR に従って算出される差圧センサの特性量である。これは
予め求められてメモリにファイルされている。前記範囲
補正係数βに対する式中のＳは目標範囲、つまり差圧セ
ンサが有すべき測定レンジ範囲であり、前記Ｉは、差圧
センサが基準温度ＴRと最大許容静圧Ｐsmaxのもとで実
際する範囲である実際値範囲、前記ΔＫRは、基準補正
値である。この基準補正値は、基準温度ＴRと最大許容
静圧Ｐsmaxと０Ｐａの差圧のもとで算出される第１の補
正値ΔＫに等しい。
【００６３】評価ユニットの出力信号ΔＰは、差圧測定
値ΔＰMの算出の際に相応の補正が行われる限りは、温
度に起因するエラーに関して補正されている。さらにこ
の評価ユニットの出力信号ΔＰは、定格圧力エラーに関
しても補正されている。それによってこれは差圧センサ
に加えられる実際の差圧に相応するものとなる。
【００６４】もちろん計算ユニット９は必ずしも電子構
成部品の形態で実際的な回路として構成される必要はな
く、その全体又は一部が相応にプログラミングされたマ
イクロプロセッサの形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による差圧センサの評価ユニット
を概略的に示した図である。
【符号の説明】
１ センサ素子 ２ 基体部 ３ａ 第１のダイアフラム ３ｂ 第２のダイアフラム ４,５ 測定コンデンサ ６ 温度センサ ７ 温度測定回路 ８ 第１の測定回路 ９ 計算ユニット ８１,８２ キャパシタンス測定回路 ９３ 差圧計算器 ９４ 温度計算器 ９７,９８ 計算回路
フロントページの続き (72)発明者 ペーター ゲルスト ドイツ連邦共和国 ヴァイル アム ライ ン ジーベン ユッヒェルテン （番地な し) (72)発明者 カールハインツ バンホルツァー ドイツ連邦共和国 ハウゼン アム シュ ポルトプラッツ ６ (72)発明者 カール フレーゲル ドイツ連邦共和国 ショプフハイム ブラ ジシュトラーセ 42 (72)発明者 ペーター ユング ドイツ連邦共和国 シュタイネン ヘルマ ン−ウルテ−シュトラーセ 40

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 センサ素子（１）と、該センサ素子
    （１）に配設された温度センサ（６）と、該温度センサ
    （６）に接続されセンサ温度（Ｔs)に相応する出力信号
    を供給する温度測定回路（７）を有する差圧センサの評
    価ユニットであって、 前記センサ素子（１）は、 液体の充填される測定チャンバ（１１）と、 静圧（Ｐs）と第１の圧力（Ｐ1）の和に相応したセンサ
    素子（１）に作用する第１の作用圧力（Ｐx)が加えられ
    る第１のダイアフラム（３ａ）と、 静圧（Ｐs）と第２の圧力（Ｐ2）の和に相応したセンサ
    素子（１）に作用する第２の作用圧力（Ｐy)が加えられ
    る第２のダイアフラム（３ｂ）と、 ２つの測定コンデンサ（４,５）とを有しており、該２
    つの測定コンデンサ（４,５）のキャパシタンス（Ｃ1,
    Ｃ2）は、前記第１及び第２の圧力の差分とは逆方向
    に、そして前記静圧（Ｐs)とは同方向に変化するもので
    あり、 前記評価ユニットは、 前記測定コンデンサ（４,５）のキャパシタンスのそれ
    ぞれの逆数値（１/Ｃ1,１/Ｃ2)算出のための測定回路
    （８）と、 計算ユニット（９）を含んでおり、該計算ユニット
    （９）は、前記２つのキャパシタンスの逆数値（１/
    Ｃ1,１/Ｃ2)の和（Σ）を算出し、前記２つのキャパシ
    タンスの逆数値（１/Ｃ1,１/Ｃ2)の差分（Δ）を算出し
    てこれに差圧測定値（ΔＰM)を対応付けさせ、さらに前
    記第１と第２の圧力間の差分（Ｐ1−Ｐ2)である差圧
    （ΔＰ）に相応する出力信号を送出する形式のものにお
    いて、 前記キャパシタンスの逆数値の和（Σ）に内部温度（Ｔ
    i)が対応付けられ、該内部温度（Ｔi)は温度偏差（Ｔ0)
    を除いて、前記２つのダイアフラム（３ａ，３ｂ）に加
    わる静圧（Ｐs)がゼロで前記第１と第２の圧力の差がゼ
    ロである場合にセンサ温度（Ｔs)に等しくなるものであ
    り、 基準温度（ＴR)のもとで静圧（Ｐs)に対する尺度となる
    第１の補正値（ΔＫ）が以下の式、 ΔＫ＝Ｔi−Ｔs−Ｔ0 に従って算出され、前記（Ｔ0)は基準温度（ＴR)のもと
    で検出された、センサ温度（Ｔs)と内部温度（Ｔi)の間
    の温度偏差（Ｔ0)であり、 前記差圧測定値（ΔＰM)から、前記第１の補正値（Δ
    Ｋ）を用いて、静圧（Ｐs)に起因する測定エラーに関し
    て補正された差圧（ΔＰ）が算出されることを特徴とす
    る差圧センサ評価ユニット。
  2. 【請求項２】 前記第１の補正値（ΔＫ）とセンサ温度
    （Ｔs)の多項式との積に等しい第２の補正値（ΔＫT)が
    算出され、前記多項式はメモリにファイルされている一
    定の係数（Ｃ0,Ｃ1,Ｃ3)を有しており、これらの係数
    は、センサ温度（Ｔs)と所定の静圧（Ｐs)のもとで第２
    の補正係数（ΔＫT)がそれぞれ、差圧センサに同じ静圧
    （Ｐs)が作用する場合に基準温度（ＴR)のもとで第１の
    補正係数（ΔＫ）がとるような値になるように定められ
    る、請求項１記載の差圧センサ評価ユニット。
  3. 【請求項３】 前記差圧測定値（ΔＰM)は、温度に起因
    する測定エラーに関して補正される、請求項１記載の差
    圧センサ評価ユニット。
  4. 【請求項４】 前記差圧測定値（ΔＰM)から、加えられ
    た静圧（Ｐs)に起因するゼロ点シフトに関して補正され
    た差圧（ΔＰK)が以下の式、 ΔＰK＝ΔＰM−αΔＹ に従って算出され、 前記ΔＹは、差圧センサが専ら基準温度（ＴR）と同じ
    かこれとごく僅かだけ異なる温度で使用される場合に
    は、第１の補正値（ΔＫ）に等しい補正値となり、差圧
    センサが専ら基準温度（ＴR）と同じかこれとごく僅か
    だけ異なる温度以外で使用される場合には、第２の補正
    値（ΔＫT）に等しい補正値となり、 前記αは、メモリにファイルされた一定のゼロ点補正係
    数である、請求項１又は２記載の差圧センサ評価ユニッ
    ト。
  5. 【請求項５】 前記ゼロ点補正係数（α）は、ゼロ点偏
    差（Ｚ）と基準補正値（ΔＫR）の商に等しく、 前記基準補正値（ΔＫR）は、最大許容静圧（Ｐsmax）
    と、０Ｐａの差圧と、基準温度（ＴR）のもとで記録さ
    れた第１の補正値（ΔＫ）であり、 前記ゼロ点偏差（Ｚ）は、基準温度（ＴR）と最大許容
    静圧（Ｐsmax）のもとで測定された差圧と、基準温度
    （ＴR）と静圧ゼロのもとで測定された差圧との間の差
    分であり、これらの２つの差圧の検出に対して０Ｐａの
    差圧が差圧センサに加えられる、請求項４記載の差圧セ
    ンサ評価ユニット。
  6. 【請求項６】 補正された差圧測定値（ΔＰK）から、
    前記差圧（ΔＰ）は、加えられた静圧（Ｐs）に起因す
    る範囲の変更に関して以下の式、 ΔＰ＝（１＋βΔＹ）ΔＰK に従った補正が施されるように算出され、前記βは、メ
    モリにファイルされた一定の範囲補正係数である、請求
    項４又は５記載の差圧センサ評価ユニット。
  7. 【請求項７】 前記範囲補正係数（β）は、以下の式、 β＝（Ｓ／Ｉ−１）１／ΔＫR に従って定められる差圧センサの特性量であり、 前記Ｓは、差圧センサが有すべき測定レンジ範囲である
    目標値範囲であり、 前記Ｉは、差圧センサが基準温度（ＴR）と最大許容静
    圧（Ｐsmax）のもとで実際に有する範囲である実際値範
    囲である、請求項６記載の差圧センサ評価ユニット。
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