WO2012175256A1 - Method for producing a pressure sensor - Google Patents

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WO2012175256A1
WO2012175256A1 PCT/EP2012/059347 EP2012059347W WO2012175256A1 WO 2012175256 A1 WO2012175256 A1 WO 2012175256A1 EP 2012059347 W EP2012059347 W EP 2012059347W WO 2012175256 A1 WO2012175256 A1 WO 2012175256A1
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transducer
measuring
symmetry
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PCT/EP2012/059347
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Ulrich Buder
Anh Tuan Tham
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Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg
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    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
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    • G01L9/0044Constructional details of non-semiconductive diaphragms
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    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a pressure sensor, in particular a pressure sensor with a (piezo) resistive pressure transducer.
  • Resistive pressure transducers usually comprise a pressurizable measuring diaphragm which has at least two resistance elements with different dependencies on a pressure-dependent deformation of the measuring diaphragm. In most cases, four resistance elements are provided with pairwise approximately equal pressure dependence, wherein the resistance elements are connected to a full bridge. From the number and pressure dependence of the resistance elements described it follows that the measuring diaphragm has, at best, a twofold rotational symmetry.
  • Pressure sensors in process measuring technology have, for example, a hydraulic measuring device which comprises a metallic housing which has in its interior a chamber into which a transducer element which comprises the measuring diaphragm is inserted.
  • the transducer element is often held on a support which closes an opening of the chamber pressure-tight.
  • Sensor module in particular attached to the housing of the measuring unit by means of a circumferential weld.
  • This weld is made sequentially, the joining partners circumferentially with a local melting of the area to be welded when driving around the joint partners, with several distributed around the circumference
  • Welding sources can be used in parallel.
  • a variable characterizing the welding process is, in particular, the amount of heat introduced and removed per time and area.
  • the approach of the invention is based on the consideration that both the transducer element and the housing after the connection with the
  • the scattering of welding reactions between different pressure sensors is now minimized by always aligning the components in the same orientation with respect to each other.
  • the starting point and the direction of the welding process relative to the transducer element for the pressure sensors of one type are set substantially uniformly.
  • the inventive method for connecting a first component of a Pressure sensor with a second component of a pressure sensor by means of a circumferential weld, wherein the first component has a first, substantially rotationally symmetrical connection region, wherein the second component has a second, substantially rotationally symmetrical connection region, which is to be connected to the first connection region by the circumferential weld wherein the first component comprises a transducer element which has no or one with respect to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical connection regions of a broken symmetry, is a method which comprises the following steps:
  • the welded joint which is prepared from at least one starting point, the components sequentially circulating, with a local melting of the joint areas to be welded; wherein according to the invention the at least one starting point is predetermined with a fixed orientation with respect to the transducer element.
  • the direction is further specified, in which the weld is prepared from the starting point.
  • Prescribed pressure sensors of one type or a series of a type are preferable to be used as a pressure sensor of one type or a series of a type.
  • the first component comprises a housing in which the transducer element is arranged.
  • the housing with respect to the
  • the first component has a
  • N starting points can be provided whose orientation is offset from one another by 2 ⁇ ⁇ / N, where N> 2 and N ⁇ 12, preferably N ⁇ 8, in particular N ⁇ 4.
  • the orientation of the welding process is selected such that due to the welding process introduced into the transducer element mechanical stresses that act on the resistance elements of the transducer element, are minimal or as homogeneous as possible.
  • the transducer element has a Measuring diaphragm whose surface normal runs parallel to the axis of symmetry of the first connection region, wherein the transducer element more
  • resistive elements which are each arranged at least in pairs on a circle around the center of the measuring diaphragm wherein the at least one starting point for preparing the welded connection is selected so that for a measuring diaphragm in equilibrium, the average of the amounts of
  • Radial voltage quotient of predominantly radial stresses sensing resistive elements less than 1/2, in particular less than 1/4 and preferably less than 1/8, wherein the radial stress quotient of a
  • Resistance element is defined as the amount of radial stress of the
  • a measuring membrane is averaged over a circular ring around the center of the measuring membrane in which the surface area of the resistance element lies.
  • the transducer element has a
  • Resistance elements which are each arranged at least in pairs on a circle around the center of the measuring diaphragm, wherein the at least one starting point for preparing the welded connection is selected so that for a measuring diaphragm in equilibrium, the average of the amounts of
  • Tangential voltage quotient of predominantly tangential voltage sensing resistive elements less than 1/2, in particular less than 1/4 and preferably less than 1/8, wherein the Tangentialnapssquotient a resistive element is defined as the amount of tangential stress of the measuring membrane averaged over the surface area of the resistive element divided by the Amount of radial stress of the measuring membrane averaged over a circular ring around the center of the measuring membrane in the area of the
  • Resistive element is located.
  • a transducer element comprising monocrystalline silicon usually comprises a first pair of resistive elements which predominantly sense radial stresses and a second pair of resistive elements which predominantly detect tangential voltages, wherein the pairs of resistive elements can be arranged in particular on a circle which in particular in FIG Edge region of the deflectable region of the measuring diaphragm are arranged.
  • Transducer elements comprising polycrystalline silicon or strain gages usually have two pairs of resistive elements
  • Carbon nanotube-based transducer elements allow the detection of radial or tangential stresses by suitable positioning of the CNT.
  • CNT-based transducer elements may only evaluate the resistance of a CNT. Accordingly, it applies here that the at least one starting point for preparing the welded joint is chosen so that for a measuring membrane in equilibrium the mean value of a voltage quotient of the CNT is less than 1/2, in particular less than 1/4 and preferably less than 1/8, wherein the voltage quotient of the CNT is defined as the amount of stress of the measuring diaphragm averaged over the area of the CNT divided by the amount of stress of the measuring diaphragm averaged over a circular ring around the center of the measuring diaphragm in which the CNT lies.
  • a measuring diaphragm is then in equilibrium if the same pressure prevails on both sides of the measuring diaphragm, which in particular is not more than the atmospheric pressure, wherein a temperature of approximately 300 K is preferably present.
  • the transducer element in the measuring operation in equilibrium of the measuring diaphragm outputs a transducer zero point signal, wherein the transducer element outputs a transducer voltage signal at the upper limit of the measuring range, wherein the starting point is selected so that the zero point signal due to welding reactions by the Preparing the welded joint by not more than 0.5%, preferably not more than 0.2%, more preferably not more than 0.1% and more preferably not more than 0.05% of the difference between the converter zero point signal and the Transducer voltage signal changes.
  • the following presentation is merely plausibility of the effect of the invention, in no way intended that the outlined mechanism to a
  • Starting point and direction of rotation of the weld can be described by means of an orientation of the welding start point with respect to the transducer element.
  • a resistance element of the transducer element is in such a maximum / minimum or zero crossing, then its transducer output signal changes particularly strong or weak, i. the welding reaction is particularly strong or weak. If the position of the resistance elements of the
  • welding process be added, the dispersion of welding reaction can be significantly reduced.
  • the welding reaction thus achieved which can also correspond to the maximum welding reaction for this process, can, as known and repeatable, be suitably taken into account in the further production process.
  • Transducer element possible to minimize not only the scattering but even the absolute value of the welding reaction.
  • the welding starting point is selected so that the resistance elements of the transducer element for all sensors of one type, or a series of a type, which are joined with the same welding process, in the areas of the transducer element are present in which local zero crossings of the voltage distribution.
  • Fig. 1 b a side view of a housing of an inventive
  • FIGS. 4a-c Representations of voltages in the sensor element due to
  • the one in Fign. 1 a and 1 b includes a rotationally symmetrical stainless steel housing 10, on the end face with a circumferential weld 14 which begins at a starting point in an orientation 16 and runs in the drawing counterclockwise, a process connection 20 is attached. Due to the sequential welding process, the axial shrinkage of the housing 10 over the weld is inhomogeneous, as shown in Fig. 1a, the shrinkage the greater the darker the dyeing. As shown in Fig. 1 b, a transducer element 30 is mounted in the housing 10 in a transducer chamber with a pressure-bearing joint, wherein over the joint mechanical stresses due to the
  • Fig. 2 shows the axial shrinkage along the circumference of the weld. The maximum here is about 0.25 mm and is about ⁇ / 4 behind the
  • Housing 10 leads.
  • the transducer element which may in particular be a piezoresistive Si transducer element, comprises a stiff edge region 32 which surrounds a measuring diaphragm 34, wherein the measuring diaphragm has two inner
  • Resistor elements 36, 38 and two outer resistance elements 37, 39 which are operated in a full bridge circuit.
  • an axis for describing the orientation of the transducer element is a reference axis from the center of the diaphragm selected by an outer resistive element 37, which are arranged in a deflectable edge zone of the measuring diaphragm 34, in which occur at a pressure-dependent deflection of the measuring diaphragm, the largest radial stresses.
  • the housing is rotationally symmetric, so that an excellent starting point for the welded joint is not readily given, the radius on which the starting point lies can be relative to the reference axis of the weld
  • Transducer element take any angle ⁇ 0 .
  • the effects of uncontrolled selected starting points will now be explained with reference to Figs. 4 ac explains:
  • the stress distribution shown in FIG. 4 a may arise due to welding reactions in the measuring membrane, the "+" for a tensile stress at the top of the measuring membrane, the "-" for a compressive stress
  • the stress distribution shown in FIG. 4b may follow, which would result in a zero offset with a reversed sign.
  • any determination of the angle ⁇ 0 for the starting point for all pressure sensors of a type or a series of a type leads to a reproducible displacement of the zero point, which can then be uniformly compensated.
  • a more refined embodiment of the invention can be tried to determine the value for the angle ⁇ 0 first for which angle ⁇ 0, the lowest zero shift and possibly also the lowest scatter of the
  • a suitable marking can be attached to the housing.

Abstract

The invention relates to a method for connecting a first component of a pressure sensor to a second component of a pressure sensor by means of a circumferential weld joint. The first component has a first substantially rotationally symmetrical connecting region, and the second component has a second substantially rotationally symmetrical connecting region that is to be connected to the first connecting region by means of the circumferential weld joint. The first component has a transducer element which is either not symmetrical or which has a symmetry that is broken with respect to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical connecting regions. The method has the following method steps: positioning the first and second connecting regions relative to each other; and producing the weld joint which is sequentially prepared along the periphery of the components, the connecting regions to be welded being locally melted starting from at least one starting point. The at least one starting point is specified with a defined orientation relative to the transducer element.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors:  Method for producing a pressure sensor:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors, insbesondere eines Drucksensors mit einem (piezo-)resistiven Druckmesswandler. The present invention relates to a method for producing a pressure sensor, in particular a pressure sensor with a (piezo) resistive pressure transducer.
Resistive Druckmesswandler umfassen gewöhnlich eine mit Druck beaufschlagbare Messmembran die mindestens zwei Widerstandselemente mit unterschiedlichen Abhängigkeiten von einer druckabhängigen Verformung der Messmembran aufweist. Meistens sind vier Widerstandselemente mit paarweise etwa gleicher Druckabhängigkeit vorgesehen, wobei die Widerstandselemente zu einer Vollbrücke geschaltet sind. Aus der beschriebenen Zahl und Druckabhängigkeit der Widerstandselemente folgt, dass die Messmembran bestenfalls eine zweizählige Rotationssymmetrie aufweist. Resistive pressure transducers usually comprise a pressurizable measuring diaphragm which has at least two resistance elements with different dependencies on a pressure-dependent deformation of the measuring diaphragm. In most cases, four resistance elements are provided with pairwise approximately equal pressure dependence, wherein the resistance elements are connected to a full bridge. From the number and pressure dependence of the resistance elements described it follows that the measuring diaphragm has, at best, a twofold rotational symmetry.
Drucksensoren in der Prozessmesstechnik weisen beispielsweise ein hydraulisches Messwerk auf, welches ein metallisches Gehäuse umfasst, das in seinem Inneren eine Kammer aufweist, in welche ein Wandlerelement, das die Messmembran umfasst, eingesetzt ist. Das Wandlerelement ist hierbei häufig auf einem Träger gehalten, der eine Öffnung der Kammer druckdicht verschließt. Weiterhin wird, insbesondere in modularen Fertigungskonzepten erst nach der Pressure sensors in process measuring technology have, for example, a hydraulic measuring device which comprises a metallic housing which has in its interior a chamber into which a transducer element which comprises the measuring diaphragm is inserted. The transducer element is often held on a support which closes an opening of the chamber pressure-tight. Furthermore, especially in modular manufacturing concepts after the
Fertigstellung von Sensormodulen, welche ein hydraulisches Messwerk mit Completion of sensor modules, which a hydraulic measuring mechanism with
eingeschweißtem Wandlerelement umfassen, ein Prozessanschluss an dem comprise welded transducer element, a process connection to the
Sensormodul, insbesondere dem Gehäuse des Messwerks mittels einer umlaufenden Schweißnaht befestigt. Diese Schweißnaht wird sequentiell, die Fügepartner umlaufend gefertigt mit einer lokalen Aufschmelzung des zu verschweißenden Bereichs beim Umfahren der Fügepartner, wobei auch mehrere, um den Umfang verteilte Sensor module, in particular attached to the housing of the measuring unit by means of a circumferential weld. This weld is made sequentially, the joining partners circumferentially with a local melting of the area to be welded when driving around the joint partners, with several distributed around the circumference
Schweißquellen parallel eingesetzt werden können. Eine den Schweißvorgang charakterisierende Größe ist insbesondere die pro Zeit und Fläche eingebrachte und abgeführte Wärmemenge. Welding sources can be used in parallel. A variable characterizing the welding process is, in particular, the amount of heat introduced and removed per time and area.
Es ist bekannt, dass sequentielle Schweißverfahren durch die lokale und zeitlich gestaffelte Erzeugung und Erstarrung der Schmelze ein thermomechanisch spannungsfreies Fügen der Werkstücke unmöglich machen. Im gefügten Werkstück besteht daher nach der Abkühlung ein vom Schweißprozess abhängiger It is known that sequential welding processes make thermomechanically stress-free joining of the workpieces impossible due to the local and temporally staggered production and solidification of the melt. In the joined workpiece, therefore, there is a dependent on the welding process after cooling
Spannungszustand, welcher im Extremfall vollständig asymmetrisch ist, jedenfalls aber einen gegenüber der Rotationssymmetrie eines im wesentlichen zumindest abschnittsweise zylindrischen Drehteils eine gebrochene Symmetrie mit einem asymmetrischen Zustand oder einen symmetrischen Zustand mit erheblich herabgesetzter Symmetrie aufweist. Dies manifestiert sich auch in einem dem Spannungszustand entsprechenden Schrumpf des gefügten Bauteils. Stress state, which in the extreme case is completely asymmetrical, but in any case one compared to the rotational symmetry of a substantially at least partially cylindrical rotary part has a broken symmetry with an asymmetric state or a symmetrical state with significantly reduced symmetry. This manifests itself in a state of stress corresponding shrinkage of the joined component.
Abhängig vom Grad der mechanischen Kopplung des Sensorelements an das Gehäuse erreichen die durch den Schweißprozess induzierten mechanischen Verspannungen in mehr oder weniger großer Stärke auch das gegenüber mechanischen Spannungen sensitive Wandlerelement und verursachen eine Verspannung desselben. Diese führt zu einer Veränderung des Depending on the degree of mechanical coupling of the sensor element to the housing, the mechanical stresses induced by the welding process to a greater or lesser extent also reach the transducer element which is sensitive to mechanical stresses and cause it to become distorted. This leads to a change of the
Sensorausgangssignals bzw. Sensorverhaltens, was als Schweißrückwirkung bezeichnet wird.  Sensor output signal or sensor behavior, which is referred to as welding reaction.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schweißrückwirkungen beherrschbarer zu machen bzw. diese zu minimieren. It is the object of the present invention to make the weld reactions more controllable or to minimize them.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. The object is achieved by the method according to the independent claim. 1
Der Lösungsansatz der Erfindung beruht auf der Überlegung, dass sowohl das Wandlerelement als auch das Gehäuse nach der Verbindung mit dem  The approach of the invention is based on the consideration that both the transducer element and the housing after the connection with the
Prozessanschluss eine gebrochene Symmetrie aufweisen, und dass die Process connection have a broken symmetry, and that the
Wechselwirkung zwischen den beiden Komponenten, die sich in Form von Interaction between the two components, which take the form of
Schweißrückwirkungen manifestiert von der Orientierung der Komponenten zueinander abhängt. Welding reactions manifested by the orientation of the components depends on each other.
Erfindungsgemäß wird nun die Streuung der Schweißrückwirkungen zwischen verschiedenen Drucksensoren minimiert, indem die Komponenten immer in der gleichen Orientierung zueinander ausgerichtet sind. Insoweit als die hier beachtliche Orientierung des Gehäuses durch den Schweißprozess gegeben ist, bedeutet dies, dass der Schweißprozess für die Fertigung eines Drucksensortyps stets mit der gleichen Orientierung bezüglich des Wandlerelements verläuft. Dies bedeutet insbesondere, dass Startpunkt und die Richtung des Schweißprozesses bezogen auf das Wandlerelement für die Drucksensoren eines Typs im wesentlichen gleichmäßig festgelegt sind. According to the invention, the scattering of welding reactions between different pressure sensors is now minimized by always aligning the components in the same orientation with respect to each other. Insofar as the here considerable orientation of the housing is given by the welding process, this means that the welding process for the production of a pressure sensor type always runs with the same orientation with respect to the transducer element. This means, in particular, that the starting point and the direction of the welding process relative to the transducer element for the pressure sensors of one type are set substantially uniformly.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden einer ersten Komponente eines Drucksensors mit einer zweiten Komponente eines Drucksensors mittels einer umlaufenden Schweißverbindung, wobei die erste Komponente einen ersten, im wesentlichen rotationssymmetrischen Verbindungsbereich aufweist, wobei die zweite Komponente einen zweiten, im wesentlichen rotationssymmetrischen Verbindungsbereich aufweist, der mit dem ersten Verbindungsbereich durch die umlaufende Schweißverbindung zu verbinden ist, wobei die erste Komponente ein Wandlerelement aufweist, welches keine oder eine bezüglich der Symmetrieachse der rotationssymmetrischen Verbindungsbereiche eine gebrochene Symmetrie aufweist, ist ein Verfahren welches die folgenden Schritte umfasst: The inventive method for connecting a first component of a Pressure sensor with a second component of a pressure sensor by means of a circumferential weld, wherein the first component has a first, substantially rotationally symmetrical connection region, wherein the second component has a second, substantially rotationally symmetrical connection region, which is to be connected to the first connection region by the circumferential weld wherein the first component comprises a transducer element which has no or one with respect to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical connection regions of a broken symmetry, is a method which comprises the following steps:
Positionieren des ersten und zweiten Verbindungsbereichs zueinander; und Positioning the first and second connection areas with each other; and
Herstellen der Schweißverbindung, welche von mindestens einem Startpunkt aus, die Komponenten sequentiell umlaufend, mit einer lokalen Aufschmelzung der zu verschweißenden Verbindungsbereiche präpariert wird; wobei erfindungsgemäß der mindestens eine Startpunkt mit einer festen Orientierung bezüglich des Wandlerelements vorgegeben ist. Producing the welded joint, which is prepared from at least one starting point, the components sequentially circulating, with a local melting of the joint areas to be welded; wherein according to the invention the at least one starting point is predetermined with a fixed orientation with respect to the transducer element.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist weiterhin die Richtung vorgegeben, in der vom Startpunkt aus die Schweißverbindung präpariert wird. According to one embodiment of the invention, the direction is further specified, in which the weld is prepared from the starting point.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die definierte Orientierung gegeben durch einen Winkel φ0 + j 2 π / K, wobei der Winkel φ0 vorgegeben ist, wobei K eine Symmetriezahl der Widerstandselemente des Wandlerelementselements und/oder eine Symmetriezahl der Verspannungen des Wandlerelements aufgrund der Schweißrückwirkungen ist, wobei K < 4, und wobei j = 0, 1 , ... , K-1 . Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die definierte Orientierung gegeben durch einen Winkel φ0 + j 2 π / (L M), wobei der Winkel φ0 vorgegeben ist, wobei L eine Symmetriezahl der Widerstandselemente des Wandlerelementselements und M eine Symmetriezahl der Verspannungen des Wandlerelements aufgrund der Schweißrückwirkungen sind, wobei L und M teilerfremd sind, wobei (L M) < 12, insbesondere (L M) < 6, und wobei j = 0, 1 , ... , (L M) - 1. According to one embodiment of the invention, the defined orientation is given by an angle φ 0 + j 2 π / K, wherein the angle φ 0 is predetermined, where K is a symmetry number of the resistance elements of the transducer element element and / or a symmetry number of the stresses of the transducer element due of weld pains, where K <4, and where j = 0, 1, ..., K-1. According to one embodiment of the invention, the defined orientation is given by an angle φ 0 + j 2 π / (L M), wherein the angle φ 0 is given, where L a symmetry number of the resistive elements of the transducer element element and M is a symmetry number of the strains of the transducer element due to welding perturbations, where L and M are prime, where (L M) <12, in particular (L M) <6, and where j = 0, 1, ..., (L M) - 1.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der gleiche Winkel φ0 für die According to one embodiment of the invention, the same angle φ 0 for the
Drucksensoren eines Typs oder einer Serie eines Typs vorgegeben. Prescribed pressure sensors of one type or a series of a type.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die erste Komponente ein Gehäuse, in welchem das Wandlerelement angeordnet ist. According to one embodiment of the invention, the first component comprises a housing in which the transducer element is arranged.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse bezüglich der According to one embodiment of the invention, the housing with respect to the
Symmetrieachse das ersten Verbindungsbereichs im wesentlichen Symmetryeachse the first connection area substantially
rotationssymmetrisch. rotationally symmetrical.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die erste Komponente eine According to one embodiment of the invention, the first component has a
Markierung auf, anhand welcher die Orientierung des ersten Startpunkts bezüglich des Wandlerelements festgelegt ist. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Herstellen der Mark on, based on which the orientation of the first starting point is determined with respect to the transducer element. According to one embodiment of the invention, the production of the
Schweißverbindung gleichzeitig von mehreren Startpunkten aus jeweils mit einer vorgegebenen Orientierung bezüglich des Wandlerelements. Insbesondere können N Startpunkte vorgesehen sein, deren Orientierung gegeneinander jeweils um 2 π / N versetzt ist, wobei N > 2 und N < 12, bevorzugt N < 8, insbesondere N < 4. Weld joint simultaneously from several starting points each with a predetermined orientation with respect to the transducer element. In particular, N starting points can be provided whose orientation is offset from one another by 2 π / N, where N> 2 and N <12, preferably N <8, in particular N <4.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Orientierung des Schweißprozesses so gewählt, dass aufgrund des Schweißprozesses in das Wandlerelement eingeleiteten mechanischen Spannungen, die auf die Widerstandselemente des Wandlerelements einwirken, minimal bzw. möglichst homogen sind. In one development of the invention, the orientation of the welding process is selected such that due to the welding process introduced into the transducer element mechanical stresses that act on the resistance elements of the transducer element, are minimal or as homogeneous as possible.
Dies kann dadurch erzielt werden dass die Ausrichtung des Startpunkts des Schweißprozesses nicht nur in einer beliebigen Orientierung bezüglich der Messzelle konstant gehalten wird, sondern dass zunächst festgestellt wird, in welcher This can be achieved by keeping the orientation of the starting point of the welding process constant not only in an arbitrary orientation with respect to the measuring cell, but by first determining in which
Orientierung die Schweißrückwirkungen im obigen Sinne minimal sind. Orientation the welding reactions in the above sense are minimal.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Wandlerelement eine Messmembran auf, deren Oberflächennormale parallel zur Symmetrieachse des ersten Verbindungsbereichs verläuft, wobei das Wandlerelement mehrere According to one embodiment of the invention, the transducer element has a Measuring diaphragm whose surface normal runs parallel to the axis of symmetry of the first connection region, wherein the transducer element more
Widerstandselemente aufweist, die jeweils zumindest paarweise auf einem Kreis um den Mittelpunkt der Messmembran angeordnet sind wobei der mindestens eine Startpunkt zum Präparieren der Schweißverbindung so gewählt ist, dass für eine Messmembran im Gleichgewicht der Mittelwert der Beträge der Having resistive elements, which are each arranged at least in pairs on a circle around the center of the measuring diaphragm wherein the at least one starting point for preparing the welded connection is selected so that for a measuring diaphragm in equilibrium, the average of the amounts of
Radialspannungsquotienten von überwiegend Radialspannungen erfassenden Widerstandselementen weniger als 1/2, insbesondere weniger als 1/4 und bevorzugt weniger als 1/8 beträgt, wobei der Radialspannungsquotient eines Radial voltage quotient of predominantly radial stresses sensing resistive elements less than 1/2, in particular less than 1/4 and preferably less than 1/8, wherein the radial stress quotient of a
Widerstandselements definiert ist als der Betrag der Radialspannung der Resistance element is defined as the amount of radial stress of the
Messmembran gemittelt über den Flächenbereich des Widerstandselements geteilt durch den Betrag der Radialspannung der Messmembran gemittelt über einen Kreisring um den Mittelpunkt der Messmembran in dem der Flächenbereich des Widerstandselement liegt.  Averaged over the surface area of the resistance element divided by the amount of the radial stress of the measuring membrane, a measuring membrane is averaged over a circular ring around the center of the measuring membrane in which the surface area of the resistance element lies.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Wandlerelement eine According to one embodiment of the invention, the transducer element has a
Messmembran auf, deren Oberflächennormale parallel zur Symmetrieachse des ersten Verbindungsbereich verläuft, wobei das Wandlerelement mehrere Measuring diaphragm whose surface normal runs parallel to the axis of symmetry of the first connection region, wherein the transducer element more
Widerstandselemente aufweist, die jeweils zumindest paarweise auf einem Kreis um den Mittelpunkt der Messmembran angeordnet sind, wobei der mindestens eine Startpunkt zum Präparieren der Schweißverbindung so gewählt ist, dass für eine Messmembran im Gleichgewicht der Mittelwert der Beträge der Resistance elements, which are each arranged at least in pairs on a circle around the center of the measuring diaphragm, wherein the at least one starting point for preparing the welded connection is selected so that for a measuring diaphragm in equilibrium, the average of the amounts of
Tangentialspannungsquotienten von überwiegend Tangentialspannungen erfassenden Widerstandselementen weniger als 1/2, insbesondere weniger als 1/4 und bevorzugt weniger als 1/8 beträgt, wobei der Tangentialspannungsquotient eines Widerstandselements definiert ist als der Betrag der Tangentialspannung der Messmembran gemittelt über den Flächenbereich des Widerstandselements geteilt durch den Betrag Radialspannung der Messmembran gemittelt über einen Kreisring um den Mittelpunkt der Messmembran in dem Flächenbereich des Tangential voltage quotient of predominantly tangential voltage sensing resistive elements less than 1/2, in particular less than 1/4 and preferably less than 1/8, wherein the Tangentialspannungsquotient a resistive element is defined as the amount of tangential stress of the measuring membrane averaged over the surface area of the resistive element divided by the Amount of radial stress of the measuring membrane averaged over a circular ring around the center of the measuring membrane in the area of the
Widerstandselements liegt. Resistive element is located.
Ein Wandlerelement, welches monokristallines Silizium aufweist, umfasst gewöhnlich ein erstes Paar von Widerstandselementen, welche überwiegend Radialspannungen erfassen, und ein zweites Paar von Widerstandselementen, welche überwiegend Tangentialspannungen erfassen, wobei die Paare von Widerstandselementen insbesondere auf einem Kreis angeordnet sein können, der insbesondere im Randbereich des auslenkbaren Bereichs der Messmembran angeordnet sind. A transducer element comprising monocrystalline silicon usually comprises a first pair of resistive elements which predominantly sense radial stresses and a second pair of resistive elements which predominantly detect tangential voltages, wherein the pairs of resistive elements can be arranged in particular on a circle which in particular in FIG Edge region of the deflectable region of the measuring diaphragm are arranged.
Bei Wandlerelementen, die polykristallines Silizium oder Dehnungsmessstreifen aufweisen, sind gewöhnlich zwei Paare von Widerstandselementen auf Transducer elements comprising polycrystalline silicon or strain gages usually have two pairs of resistive elements
unterschiedlichen Radien angeordnet. arranged in different radii.
Carbon-Nanotube-basierte Wandlerelemente, lassen durch geeignete Positionierung der CNT die Erfassung von radial- oder Tangentialspannungen zu. CNT-basierte Wandlerelemente werten ggf. nur den Widerstand einer CNT aus. Entsprechend gilt hier, dass der mindestens eine Startpunkt zum Präparieren der Schweißverbindung so gewählt ist, dass für eine Messmembran im Gleichgewicht der Mittelwert eines Spannungsquotienten der CNT weniger als 1/2, insbesondere weniger als 1/4 und bevorzugt weniger als 1/8 beträgt, wobei der Spannungsquotient der CNT definiert ist als der Betrag der Spannung der Messmembran gemittelt über den Flächenbereich der CNT geteilt durch den Betrag Spannung der Messmembran gemittelt über einen Kreisring um den Mittelpunkt der Messmembran in dem die CNT liegt. Carbon nanotube-based transducer elements allow the detection of radial or tangential stresses by suitable positioning of the CNT. CNT-based transducer elements may only evaluate the resistance of a CNT. Accordingly, it applies here that the at least one starting point for preparing the welded joint is chosen so that for a measuring membrane in equilibrium the mean value of a voltage quotient of the CNT is less than 1/2, in particular less than 1/4 and preferably less than 1/8, wherein the voltage quotient of the CNT is defined as the amount of stress of the measuring diaphragm averaged over the area of the CNT divided by the amount of stress of the measuring diaphragm averaged over a circular ring around the center of the measuring diaphragm in which the CNT lies.
Eine Messmembran befindet sich dann im Gleichgewicht, wenn auf beiden Seiten der Messmembran der gleiche Druck herrscht, der insbesondere nicht mehr als der Atmosphärendruck beträgt, wobei vorzugsweise eine Temperatur von etwa 300 K vorliegt. A measuring diaphragm is then in equilibrium if the same pressure prevails on both sides of the measuring diaphragm, which in particular is not more than the atmospheric pressure, wherein a temperature of approximately 300 K is preferably present.
Die obigen Forderungen für die verschiedenen Spannungsquotienten beziehen sich auf den Drucksensor nach der Präparation der Schweißverbindung im thermischen Gleichgewicht bei Raumtemperatur. The above requirements for the various stress quotients relate to the pressure sensor after preparation of the welded joint in thermal equilibrium at room temperature.
In einer Weiterbildung der Erfindung gibt das Wandlerelement im Messbetrieb im Gleichgewicht der Messmembran ein Wandler-Nullpunktsignal aus, wobei das Wandlerelement an der Obergrenze des Messbereichs ein Wandler-Spannensignal ausgibt, wobei der Startpunkt so gewählt ist, dass sich das Nullpunktsignal aufgrund von Schweißrückwirkungen durch das Präparieren der Schweißverbindung um nicht mehr als 0,5% vorzugsweise nicht mehr als 0,2%, weiter bevorzugt um nicht mehr als 0, 1 % und besonders bevorzugt um nicht mehr als 0,05% der Differenz zwischen dem Wandler-Nullpunktsignal und dem Wandler-Spannensignal ändert. Die nun folgende Darstellung soll lediglich den Effekt der Erfindung plausibilisieren, keinesfalls ist beabsichtigt, dass der skizzierte Mechanismus zu einer In a further development of the invention, the transducer element in the measuring operation in equilibrium of the measuring diaphragm outputs a transducer zero point signal, wherein the transducer element outputs a transducer voltage signal at the upper limit of the measuring range, wherein the starting point is selected so that the zero point signal due to welding reactions by the Preparing the welded joint by not more than 0.5%, preferably not more than 0.2%, more preferably not more than 0.1% and more preferably not more than 0.05% of the difference between the converter zero point signal and the Transducer voltage signal changes. The following presentation is merely plausibility of the effect of the invention, in no way intended that the outlined mechanism to a
einschränkenden Auslegung des Schutzbereichs der Erfindung herangezogen wird. Der aufgrund des Schweißprozesses auf das Wandlerelement übertragene restrictive interpretation of the scope of the invention is used. The transferred due to the welding process on the transducer element
Spannungszustand erzeugt in diesem lokale Spannungsmaxima, -minima und Nulldurchgänge, deren Lage in Abhängigkeit vom Schweißprozess relativ zu Stress state generates in this local stress maxima, minima and zero crossings, their position as a function of the welding process relative to
Startpunkt und Umlaufrichtung der Schweißung mit Hilfe einer Ausrichtung des Schweißstartpunkt bezüglich des Wandlerelements beschrieben werden kann. Starting point and direction of rotation of the weld can be described by means of an orientation of the welding start point with respect to the transducer element.
Liegt ein Widerstandselement des Wandlerelements in einem solchen Maximum / Minimum bzw. Nulldurchgang, so ändert sich dessen Wandlerausgangssignal besonders stark bzw. schwach, d.h. die Schweißrückwirkung fällt besonders stark bzw. schwach aus. Ergibt sich die Lage der Widerstandselemente des If a resistance element of the transducer element is in such a maximum / minimum or zero crossing, then its transducer output signal changes particularly strong or weak, i. the welding reaction is particularly strong or weak. If the position of the resistance elements of the
Wandlerelements zu den schweißinduzierten Spannungsmaxima, -minima undTransducer element to the welding induced voltage maxima, minima and
Nulldurchgängen bei der Herstellung mehrerer Drucksensoren jeweils zufällig, so ist über die Drucksensorfertigung eine starke Streuung der Schweißrückwirkung zu erwarten. Ist die Lage der Spannungsmaxima, -minima und Nulldurchgänge im Wandlerelement relativ zum Schweißstartpunkt nicht bekannt, so kann dennoch über die Festlegung der Orientierung zwischen Schweißstartpunkt und Wandlerelement für alle Sensoren eines Typs bzw. einer Serie eines Typs, die mit dem gleichen Zero crossings in the production of multiple pressure sensors each randomly, it is to be expected on the pressure sensor production a strong dispersion of welding reaction. If the position of the voltage maxima, minima and zero crossings in the transducer element relative to the weld start point is not known, it can still be determined by setting the orientation between the weld start point and transducer element for all sensors of one type or a series of one type
Schweißprozess gefügt werden, die Streuung der Schweißrückwirkung deutlich reduziert werden. Die somit erzielte Schweißrückwirkung, die auch der maximalen Schweißrückwirkung für diesen Prozess entsprechen kann, kann, da bekannt und wiederholbar, im weiteren Fertigungsprozess geeignet berücksichtigt werden. Welding process be added, the dispersion of welding reaction can be significantly reduced. The welding reaction thus achieved, which can also correspond to the maximum welding reaction for this process, can, as known and repeatable, be suitably taken into account in the further production process.
Ist die Lage der Spannungsmaxima, -minima und Nulldurchgänge im Messelement relativ zum Schweißstartpunkt bekannt, ist es durch eine geeignete Festlegung des Winkels zwischen Schweißstartpunkt und den Widerstandselementen des If the position of the voltage maxima, minima and zero crossings in the measuring element is known relative to the welding starting point, it is possible by a suitable definition of the angle between the welding starting point and the resistance elements of the
Wandlerelements möglich, nicht nur die Streuung sondern sogar den Absolutwert der Schweißrückwirkung zu minimieren. Hierzu wird der Schweißstartpunkt so gewählt, dass die Widerstandselemente des Wandlerelements für alle Sensoren eines Typs, bzw. einer Serie eines Typs, die mit dem gleichen Schweißprozess gefügt werden, in den Bereichen des Wandlerelements liegen, in denen lokale Nulldurchgänge der Spannungsverteilung vorliegen. Theoretisch ist auch eine Anpassung der Lage des Wandlerelements bzw. eine Veränderung der Position der Widerstandselemente auf em Wandlerelement zum Erzielen des Effekts der Erfindung denkbar. Die Erfindung wird nun anhand eines in den Figuren dargestellten Transducer element possible to minimize not only the scattering but even the absolute value of the welding reaction. For this purpose, the welding starting point is selected so that the resistance elements of the transducer element for all sensors of one type, or a series of a type, which are joined with the same welding process, in the areas of the transducer element are present in which local zero crossings of the voltage distribution. Theoretically, an adaptation of the position of the transducer element or a change in the position of the resistance elements on em transducer element to achieve the effect of the invention is conceivable. The invention will now be described with reference to one of the figures
Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt: eine Stirnseite eines Gehäuses eines erfindungsgemäß herzustellenden Drucksensors mit einem angeschweißten Prozessanschluss; Embodiment explained. It shows: an end face of a housing of a pressure sensor to be produced according to the invention with a welded-on process connection;
Fig. 1 b: eine Seitenansicht eines Gehäuses eines erfindungsgemäß Fig. 1 b: a side view of a housing of an inventive
herzustellenden Drucksensors mit einem angeschweißten Prozessanschluss;  to be produced pressure sensor with a welded process connection;
Fig.2: eine Darstellung des Schrumpfs aufgrund der Schweißverbindung als 2 shows a representation of the shrinkage due to the welded joint as
Funktion des Winkels; eine Darstellung eines Koordinatensystems zur Beschreibung der Orientierung des Schweißprozesses bezüglich eines Wandlerelements; und  Function of the angle; a representation of a coordinate system for describing the orientation of the welding process with respect to a transducer element; and
Fign. 4a-c: Darstellungen von Spannungen im Sensorelement aufgrund von FIGS. 4a-c: Representations of voltages in the sensor element due to
Schweißrückwirkungen.  Welding repercussions.
Der in Fign. 1a und 1 b dargestellte Drucksensor umfasst ein rotationssymmetrisches Edelstahlgehäuse 10, an dessen Stirnfläche mit einer umlaufenden Schweißnaht 14 die an einem Startpunkt in einer Orientierung 16 beginnt und in der Zeichnung gegen den Uhrzeigersinn verläuft, ein Prozessanschluss 20 befestigt ist. Aufgrund des sequentiellen Schweißprozesses ist die axiale Schrumpfung des Gehäuses 10 über die Schweißnaht inhomogen, wie in Fig. 1 a gezeigt ist, wobei die Schrumpfung desto größer ist, je dunkler die Färbung ist. Wie in Fig. 1 b dargestellt, ist in dem Gehäuse 10 ein Wandlerelement 30 in einer Wandlerkammer mit einer drucktragenden Fügestelle befestigt, wobei über die Fügestelle mechanische Spannungen aufgrund des The one in Fign. 1 a and 1 b includes a rotationally symmetrical stainless steel housing 10, on the end face with a circumferential weld 14 which begins at a starting point in an orientation 16 and runs in the drawing counterclockwise, a process connection 20 is attached. Due to the sequential welding process, the axial shrinkage of the housing 10 over the weld is inhomogeneous, as shown in Fig. 1a, the shrinkage the greater the darker the dyeing. As shown in Fig. 1 b, a transducer element 30 is mounted in the housing 10 in a transducer chamber with a pressure-bearing joint, wherein over the joint mechanical stresses due to the
Schweißprozesses in das Wandlerelement eingeleitet werden können. Fig. 2 zeigt die axiale Schrumpfung entlang des Umfangs der Schweißnaht. Das Maximum beträgt hier etwa 0,25 mm und liegt etwa bei π/4 hinter dem Welding process can be initiated in the transducer element. Fig. 2 shows the axial shrinkage along the circumference of the weld. The maximum here is about 0.25 mm and is about π / 4 behind the
Schweißstartpunkt. Das Minimum der Schrumpfung liegt etwa bei 5π/4, also gegenüber dem Maximum, und beträgt etwa 0,21 mm. Es ist offensichtlich, dass diese unterschiedliche Schrumpfung zu erheblichen mechanischen Spannungen im Welding start point. The minimum of the shrinkage is about 5 π / 4 , that is to say the maximum, and is about 0.21 mm. It is obvious that these different shrinkage leads to considerable mechanical stresses in the
Gehäuse 10 führt. Housing 10 leads.
Fig. 3 zeigt ein Koordinatensystem zum Beschreiben des Schweißvorgangs bezüglich eines Wandlerelements 30. Das Wandlerelement, welches insbesondere ein piezo- resistives Si-Wandlerelement sein kann, umfasst einen steifen Randbereich 32 der eine Messmembran 34 umgibt, wobei die die Messmembran zwei innere 3 shows a coordinate system for describing the welding process with respect to a transducer element 30. The transducer element, which may in particular be a piezoresistive Si transducer element, comprises a stiff edge region 32 which surrounds a measuring diaphragm 34, wherein the measuring diaphragm has two inner
Widerstandselemente 36, 38 und zwei äußere Widerstandselemente 37, 39 aufweist, die in einer Vollbrückenschaltung betrieben werden. Als eine Achse zur Beschreibung der Orientierung des Wandlerelements sei eine Referenzachse vom Mittelpunkt der Messmembran durch ein äußeres Widerstandselement 37 gewählt, welches in einer auslenkbaren Randzone der Messmembran 34 angeordnet sind, in welcher bei einer Druckabhängigen Auslenkung der Messmembran die größten Radialspannungen auftreten. Insoweit als das Gehäuse rotationssymmetrisch ist, so dass nicht ohne weiteres ein ausgezeichneter Startpunkt für die Schweißverbindung vorgegeben ist, kann der Radius auf dem der Startpunkt liegt, bezüglich der Referenzachse des Resistor elements 36, 38 and two outer resistance elements 37, 39 which are operated in a full bridge circuit. As an axis for describing the orientation of the transducer element is a reference axis from the center of the diaphragm selected by an outer resistive element 37, which are arranged in a deflectable edge zone of the measuring diaphragm 34, in which occur at a pressure-dependent deflection of the measuring diaphragm, the largest radial stresses. Insofar as the housing is rotationally symmetric, so that an excellent starting point for the welded joint is not readily given, the radius on which the starting point lies can be relative to the reference axis of the weld
Wandlerelements einen beliebigen Winkel φ0 einnehmen. Die Auswirkungen von unkontrolliert gewählten Startpunkten, wird nun anhand von Fign. 4 a-c erläutert: Transducer element take any angle φ 0 . The effects of uncontrolled selected starting points will now be explained with reference to Figs. 4 ac explains:
Bei einem ersten Winkel φ0 für einen Startpunkt der Schweißverbindung kann sich die in Fig. 4a gezeigte Spannungsverteilung aufgrund von Schweißrückwirkungen in der Messmembran ergeben, wobei das„+" für eine Zugspannung an der Oberseite der Messmembran, das„-" für eine Druckspannung an der Oberseite der Messmembran, und die„0" für einen spannungslosen Bereich stehen. Hier treten im Bereich der der äußeren Widerstandselemente 37, 39 Zugspannungen und im Bereich der inneren Widerstandselemente Druckspannungen auf. Eine derartige Spannungsverteilung würde offensichtlich zu einer Nullpunktverschiebung der Brückenschaltung führen, die eine Druckbeaufschlagung der Messmembran aus der Blickrichtung des Betrachters vortäuschen würde. Bei einem zweiten Winkel φ0 für einen Startpunkt der Schweißverbindung, der gegenüber dem ersten Winkel um 90° versetzt ist, kann die in Fig. 4b gezeigte Spannungsverteilung folgen, die eine Nullpunktverschiebung mit umgekehrten Vorzeichen zur Folge hätte. At a first angle φ 0 for a starting point of the welded joint, the stress distribution shown in FIG. 4 a may arise due to welding reactions in the measuring membrane, the "+" for a tensile stress at the top of the measuring membrane, the "-" for a compressive stress Here, in the area of the outer resistance elements 37, 39, tensile stresses occur and in the area of the inner resistance elements, compressive stresses occur, such a voltage distribution would obviously lead to a zero shift of the bridge circuit, the would simulate a pressurization of the measuring membrane from the viewer's perspective. At a second angle φ 0 for a starting point of the welded joint which is offset by 90 ° with respect to the first angle, the stress distribution shown in FIG. 4b may follow, which would result in a zero offset with a reversed sign.
Bei einem dritten Winkel φ0 für einen Startpunkt der Schweißverbindung, der gegenüber dem ersten Winkel um 135° versetzt ist, kann die in Fig. 4c gezeigte Spannungsverteilung folgen, bei der mechanischen Spannungen aufgrund von Schweißrückwirkungen im Bereich der Widerstandselemente Nullstellen aufweisen. Hier sollte keine Nullpunktverschiebung auftreten. At a third angle φ 0 for a starting point of the welded joint, which is offset by 135 ° with respect to the first angle, the stress distribution shown in FIG. 4c may follow, in which mechanical stresses due to welding reactions in the area of the resistance elements have zeros. There should be no zero shift here.
Nun ist offensichtlich, dass eine fehlende Festlegung des Winkels φ0 für den Now it is obvious that a missing determination of the angle φ 0 for the
Startpunkt der Schweißung eine zuvor vorgenommene Kalibrierung des Drucksensors zerstört, da nicht klar ist ob und in welche Richtung der Nullpunkt verschoben ist. Starting point of welding a previously made calibration of the pressure sensor destroyed because it is not clear whether and in what direction the zero point is shifted.
Eine beliebige Festlegung des Winkels φ0 für den Startpunkt für alle Drucksensorien eines Typs bzw. einer Serie eines Typs führt dagegen zu einer reproduzierbaren Verschiebung des Nullpunkts, die anschließend einheitlich kompensiert werden kann. In einer verfeinerten Ausgestaltung der Erfindung kann zur Festlegung des Werts für den Winkel φ0 zunächst ausprobiert werden für welchen Winkel φ0 die geringste Nullpunktverschiebung und ggf. auch die geringste Streuung der Any determination of the angle φ 0 for the starting point for all pressure sensors of a type or a series of a type, however, leads to a reproducible displacement of the zero point, which can then be uniformly compensated. In a more refined embodiment of the invention can be tried to determine the value for the angle φ 0 first for which angle φ 0, the lowest zero shift and possibly also the lowest scatter of the
Nullpunktverschiebung auftritt. Wenn dieser Winkel gefunden ist, kann dann eine Serie von Drucksensoren mit diesem Winkel φ0 für den Startpunkt gefertigt werden. Zero offset occurs. If this angle is found, then a series of pressure sensors with this angle φ 0 for the starting point can be made.
Zum Auffinden des Startpunkts kann an dem Gehäuse eine geeignete Markierung angebracht sein. In order to find the starting point, a suitable marking can be attached to the housing.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Verbinden einer ersten Komponente eines Drucksensors mit einer zweiten Komponente eines Drucksensors mittels einer umlaufenden Schweißverbindung, wobei die erste Komponente einen ersten, im wesentlichen A method of connecting a first component of a pressure sensor to a second component of a pressure sensor by means of a circumferential weld joint, wherein the first component comprises a first, substantially
rotationssymmetrischen Verbindungsbereich aufweist, wobei die zweite Komponente einen zweiten, im wesentlichen  having rotationally symmetrical connection region, wherein the second component is a second, substantially
rotationssymmetrischen Verbindungsbereich aufweist, der mit dem ersten Verbindungsbereich durch die umlaufende Schweißverbindung zu verbinden ist, wobei die erste Komponente ein Wandlerelement aufweist, welches keine oder eine bezüglich der Symmetrieachse der rotationssymmetrischen  Has rotationally symmetrical connection region, which is to be connected to the first connection region by the circumferential weld joint, wherein the first component comprises a transducer element which has no or one with respect to the axis of symmetry of the rotationally symmetric
Verbindungsbereiche eine gebrochene Symmetrie aufweist, wobei das Verfahren umfasst:  Compound regions has a broken symmetry, the method comprising:
Positionieren des ersten und zweiten Verbindungsbereichs zueinander; und Positioning the first and second connection areas with each other; and
Herstellen der Schweißverbindung, welche von mindestens einem Startpunkt aus, die Komponenten sequentiell umlaufend, mit einer lokalen Aufschmelzung der zu verschweißenden Verbindungsbereiche präpariert wird; dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Startpunkt mit einer definierten Orientierung bezüglich des Wandlerelements vorgegeben ist. Producing the welded joint, which is prepared from at least one starting point, the components sequentially circulating, with a local melting of the joint areas to be welded; characterized in that the at least one starting point is predetermined with a defined orientation with respect to the transducer element.
2. Verfahren nach Anspruch 1 wobei die definierte Orientierung gegeben ist durch einen Winkel φ0 + j 2 π / K, wobei der Winkel φ0 vorgegeben ist, wobei K eine Symmetriezahl der Widerstandselemente des 2. The method of claim 1 wherein the defined orientation is given by an angle φ 0 + j 2 π / K, wherein the angle φ 0 is predetermined, where K is a symmetry number of the resistance elements of the
Wandlerelementselements und/oder eine Symmetriezahl der Verspannungen des Wandlerelements aufgrund der Schweißrückwirkungen ist, wobei K < 4, und wobei j = 0, 1 , K-1. Transducer element element and / or a symmetry number of the stresses of the transducer element due to the welding reactions, where K <4, and where j = 0, 1, K-1.
Verfahren nach Anspruch 1 wobei die definierte Orientierung gegeben ist durch einen Winkel φ0 + j 2 π / (L M), wobei der Winkel φ0 vorgegeben ist, wobei L eine Symmetriezahl der Widerstandselemente des The method of claim 1 wherein the defined orientation is given by an angle φ 0 + j 2 π / (L M), wherein the angle φ 0 is predetermined, where L is a symmetry number of the resistance elements of
Wandlerelementselements und M eine Symmetriezahl der Verspannungen des Wandlerelements aufgrund der Schweißrückwirkungen sind, wobei L und M teilerfremd sind, wobei (L M) < 12, insbesondere (L M) < 6, und wobei j = 0, 1 , (L M) - 1. Transducer element element and M is a symmetry number of the stresses of the transducer element due to the weld perturbations, where L and M are prime, where (L M) <12, in particular (L M) <6, and where j = 0, 1, (L M) - 1.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der gleiche Winkel φ0 für die Drucksensoren eines Typs oder einer Serie eines Typs vorgegeben ist. A method according to claim 2 or 3, wherein the same angle φ 0 is predetermined for the pressure sensors of one type or a series of a type.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Komponente Gehäuse umfasst, in welchem das Wandlerelement angeordnet ist. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the first component comprises housing, in which the transducer element is arranged.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse bezüglich der The method of claim 5, wherein the housing relative to the
Symmetrieachse des ersten Verbindungsbereichs im wesentlichen  Symmetry axis of the first connection area substantially
rotationssymmetrisch ist.  is rotationally symmetric.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Komponente mindestens eine Markierung aufweist, anhand welcher die Orientierung des ersten Startpunkts bezüglich des Wandlerelements festgelegt ist. Method according to one of the preceding claims, wherein the first component has at least one mark, based on which the orientation of the first starting point is determined with respect to the transducer element.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Herstellen der Schweißverbindung gleichzeitig von mehreren Startpunkten aus jeweils mit einer vorgegebenen Orientierung bezüglich des Wandlerelements erfolgt. 9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei N Startpunkte vorgesehen sind, derenMethod according to one of the preceding claims, wherein the production of the welded connection takes place simultaneously from a plurality of starting points each with a predetermined orientation with respect to the transducer element. 9. The method of claim 8, wherein N starting points are provided, whose
Orientierung gegeneinander jeweils um 2 π / N versetzt ist, wobei N > 2 und N < 12, bevorzugt N < 8, insbesondere N < 4. Orientation against each other by 2 π / N is offset, where N> 2 and N <12, preferably N <8, in particular N <4.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the
Wandlerelement eine Messmembran aufweist, deren Oberflächennormale parallel zur Symmetrieachse des ersten Verbindungsbereich verläuft, wobei das Wandlerelement mehrere Widerstandselemente aufweist, die jeweils zumindest paarweise auf einem Kreis um den Mittelpunkt der Messmembran angeordnet sind, wobei der mindestens eine Startpunkt zum Präparieren der Schweißverbindung so gewählt ist, dass für eine Messmembran im Transducer element has a measuring diaphragm whose surface normal runs parallel to the axis of symmetry of the first connection region, wherein the transducer element has a plurality of resistance elements which are each arranged at least in pairs on a circle around the center of the measuring diaphragm, wherein the at least one starting point for preparing the welded connection is selected such that for a measuring diaphragm in the
Gleichgewicht der Mittelwert der Beträge der Radialspannungsquotienten von überwiegend Radialspannungen erfassenden Widerstandselementen weniger als 1/2, insbesondere weniger als 1/4 und bevorzugt weniger als 1/8 beträgt, wobei der Radialspannungsquotient eines Widerstandselements definiert ist als der Betrag der Radialspannung der Messmembran gemittelt über den Flächenbereich des Widerstandselements geteilt durch den Betrag der Radialspannung der Messmembran gemittelt über einen Kreisring um den Mittelpunkt der Messmembran in dem Flächenbereich des Balance of the mean value of the amounts of the radial stress quotients of predominantly radial stresses sensing resistive elements less than 1/2, in particular less than 1/4 and preferably less than 1/8, wherein the radial stress quotient of a resistive element is defined as the amount of the radial stress of the measuring diaphragm averaged over the Area of the resistance element divided by the amount of radial stress of the measuring membrane averaged over a circular ring around the center of the measuring membrane in the area of the
Widerstandselement liegt. Resistive element is located.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Method according to one of the preceding claims, wherein the
Wandlerelement eine Messmembran aufweist, deren Oberflächennormale parallel zur Symmetrieachse des ersten Verbindungsbereich verläuft, wobei das Wandlerelement mehrere Widerstandselemente aufweist, die jeweils zumindest paarweise auf einem Kreis um den Mittelpunkt der Messmembran angeordnet sind wobei der mindestens eine Startpunkt zum Präparieren der Schweißverbindung so gewählt ist, dass für eine Messmembran im Transducer element has a measuring membrane, the surface normal parallel to the axis of symmetry of the first connection region, wherein the transducer element comprises a plurality of resistance elements, which are each arranged at least in pairs on a circle around the center of the measuring diaphragm wherein the at least one starting point for preparing the welded connection is selected such that for a measuring membrane in the
Gleichgewicht der Mittelwert der Beträge der Tangentialspannungsquotienten von überwiegend Tangentialspannungen erfassenden Widerstandselementen weniger als 1/2, insbesondere weniger als 1/4 und bevorzugt weniger als 1/8 beträgt, wobei der Tangentialspannungsquotient eines Widerstandselements definiert ist als der Betrag der Tangentialspannung der Messmembran gemittelt über den Flächenbereich des Widerstandselements geteilt durch den Betrag Radialspannung der Messmembran gemittelt über einen Kreisring um den Mittelpunkt der Messmembran in dem Flächenbereich des Balance of the mean of the amounts of tangential stress quotient of predominantly tangential stress sensing resistive elements less than 1/2, in particular less than 1/4 and preferably less than 1/8, wherein the Tangentialspannungsquotient a resistive element is defined as the amount of tangential stress of the measuring membrane averaged over the Surface area of the resistance element divided by the amount of radial stress of the measuring membrane averaged over a circular ring around the center of the measuring membrane in the area of the
Widerstandselement liegt. Resistive element is located.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Drucksensor einen spezifizierten Messbereich aufweist, wobei das Wandlerelement im Gleichgewicht der Messmembran ein Wandler-Nullpunktsignal ausgibt, und wobei das Wandlerelement an der Obergrenze des Messbereichs ein Method according to one of the preceding claims, wherein the pressure sensor has a specified measuring range, wherein the transducer element outputs a transducer zero-point signal in equilibrium of the measuring diaphragm, and wherein the transducer element at the upper limit of the measuring range
Wandler-Spannensignal ausgibt. wobei der Startpunkt so gewählt ist, dass sich das Nullpunktsignal aufgrund von Schweißrückwirkungen durch das Präparieren der Schweißverbindung um nicht mehr als 0,5% vorzugsweise nicht mehr als 0,2%, weiter bevorzugt um nicht mehr als 0, 1 % und besonders bevorzugt um nicht mehr als 0,05% der Differenz zwischen dem Wandler-Nullpunktsignal und dem Wandler-Transducer voltage signal outputs. wherein the starting point is selected so that the zero point signal due to welding effects by the preparation of the welded joint by not more than 0.5%, preferably not more than 0.2%, more preferably not more than 0, 1% and more preferably not more than 0.05% of the difference between the transducer zero point signal and the transducer
Spannensignal ändert. Tension signal changes.
Serie von mehreren Drucksensoren eines Typs, wobei die Serie aus Series of multiple pressure sensors of one type, with the series off
Drucksensoren besteht, die nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 gefertigt sind, und wobei für alle Drucksensoren der Serie der mindestens eine Startpunkt der Schweißverbindung gleich definiert ist. Pressure sensors, which are made by the method according to one of claims 1 to 1 1, and wherein for all pressure sensors of the series of at least one starting point of the welded joint is defined the same.
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