WO2016131581A1 - Vorrichtung und verfahren zur messung eines fluiddrucks und zur verifizierung des gemessenen fluiddrucks - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur messung eines fluiddrucks und zur verifizierung des gemessenen fluiddrucks Download PDF

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Karlheinz Schaust
Klaus Ullmer
Sven Michels
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Lucas Automotive Gmbh
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Definitions

  • the present disclosure relates to an apparatus and method for measuring a fluid pressure and for verifying the measured fluid pressure.
  • an electronic control unit controls various components such as valves depending on the pressure in the fluid channels measured by the device.
  • Pressure sensors for measuring the fluid pressure often have a piezo-resistive element whose resistance changes upon deformation and which is part of a resistance measuring bridge.
  • a measure of the fluid pressure is then a voltage difference between voltage dividers of the resistance measuring bridge. The measured voltage difference is then routed usually for further processing, and the further processed signal is supplied to the electronic control unit.
  • an apparatus for measuring fluid pressure and verifying the measured fluid pressure includes a sensor element having a fluid chamber and a fluid pressure deformable member adjacent the fluid chamber. On the side facing away from the fluid chamber of the deformable element, a resistance measuring bridge for generating a dependent of the fluid pressure bridge cross voltage is arranged. The device furthermore has a voltage divider connected in parallel with the resistance measuring bridge for generating a differential voltage.
  • the resistance measuring bridge is provided which has a plurality of resistance elements.
  • a resistance element is designed as a piezo-resistive element, for example as a strain gauge.
  • the piezo-resistive element is arranged at least partially on the membrane, for example on the side of the membrane which faces away from the fluid chamber.
  • a change in the pressure of the fluid in the fluid chamber leads to a deformation of the membrane and thus to a deformation of the piezo-resistive element arranged thereon, which results in a change in the resistance of the piezo-resistive element.
  • the measured change in the transverse bridge voltage which indicates a voltage difference between the voltage dividers of the resistance bridge, is then a measure of the change in the fluid pressure in the fluid chamber.
  • the voltage divider connected in parallel with the resistance measuring bridge is provided, by means of which a differential voltage is generated.
  • the differential voltage is a voltage difference between the voltage divider and the resistance bridge.
  • the arrangement with the resistance measuring bridge and the voltage divider can be calibrated, for example, so that the differential voltage and the bridge cross voltage in the trouble-free operation of the arrangement have a fixed, independent of the fluid pressure correlation.
  • a higher level system may then check whether the correlation between the bridge cross voltage and the differential voltage is met. If this is no longer the case, this indicates a faulty functioning of the pressure measuring device.
  • the resistance measuring bridge which serves the actual pressure measurement, usually not designed differently than in a device which is only used for pressure measurement and not for verification of the determined pressure. That is, the actual arrangement for pressure measurement has in man-
  • the voltage divider connected in parallel to the resistance measuring bridge is used to verify the resistance measuring bridge. The additional verification function therefore does not affect the reliability of the resistance bridge.
  • the solution described represents a cost effective way to verify the device for measuring a fluid pressure during their operation.
  • the voltage divider has two series-connected resistance elements.
  • the resistance measuring bridge has two voltage dividers connected in parallel, each with two resistor elements connected in series.
  • One of the resistance elements may then be a piezo-resistive element such as a strain gauge, and a change in the resistance of the piezo-resistive element then leads to a change in the transverse bridge voltage.
  • the bridge cross voltage indicates the voltage difference between the two voltage dividers of the resistance bridge.
  • the differential voltage can then specify a voltage difference between the voltage divider connected in parallel to the resistance measuring bridge and one of the voltage dividers of the resistance measuring bridge.
  • the measuring device comprises an electronic signal processing component having a first input for applying the bridge voltage and a second input for applying the differential voltage, and a multiplexer, which alternately selects the bridge voltage and the differential voltage for further processing by the electronic signal processing component.
  • the components of the actual signal processing, which connect to the multiplexer, are used to process the bridge cross voltage, for example to compensate for temperature influences.
  • the multiplexer alternately processes the differential voltage and the bridge cross voltage, and with proper calibration of the device, the two processed signals have a fixed correlation independent of the fluid pressure. If this correlation no longer exists, this may indicate not only an error in the actual pressure measurement arrangement, but also an error in the subsequent signal processing. With the described system not only a faulty behavior of the resistance bridge, but also errors in the subsequent signal processing can be detected.
  • the actual signal processing is not redundant in some implementations, so that the verification does not reduce the reliability of the actual signal processing.
  • the electronic signal processing component includes an amplifier for the signal selected by the multiplexer.
  • the resistance measuring bridge and the voltage divider connected in parallel to the resistance measuring bridge are designed so that the transverse bridge voltage and the differential voltage have a correlation independent of the fluid pressure.
  • the resistance measuring bridge is designed, for example, so that the respective half bridges have a fixed known relationship to each other. This results in a linear relationship between the bridge cross voltage and the differential voltage.
  • the processed differential voltage with respect to the processed bridge cross voltage only half the gain.
  • the design of the voltage divider is reflected in an offset voltage between the differential voltage and the bridge cross voltage.
  • the voltage divider is arranged on the element deformable under fluid pressure. It is then arranged so that it undergoes no change in a change in the fluid pressure.
  • the electronic signal processing component on the voltage divider.
  • the present disclosure further provides a hydraulic control unit having a device as described above for measuring a fluid pressure and for verifying the measured fluid pressure.
  • a hydraulic control unit having a device as described above for measuring a fluid pressure and for verifying the measured fluid pressure.
  • valves of the hydraulic control unit can be actuated as a function of the measured fluid pressure.
  • the sensor element of the pressure measuring device may be a separate unit from the rest of the hydraulic control unit, which is attached to a connection surface of the hydraulic control unit. It may for example be attached thereto by clinching.
  • a vehicle brake system including the above-described hydraulic control unit.
  • the output signals of the pressure measuring device are usually an electronic
  • Control unit supplied, which then controls depending on valves of the hydraulic control unit.
  • the present disclosure further provides a method of measuring a fluid pressure and verifying the measured fluid pressure that can easily and inexpensively verify the measured fluid pressure without lowering the reliability of the assembly used for the actual pressure measurement.
  • a method of measuring a fluid pressure and verifying the measured fluid pressure comprising a sensor element having a fluid chamber and a fluid pressure deformable member adjacent the fluid chamber and a fluid pressure side remote from the fluid chamber deformable element arranged resistance measuring bridge and with a parallel to the resistance measuring bridge voltage divider, comprising the following steps:
  • the resistance measuring bridge Based on the correlation between the transverse bridge voltage and the differential voltage can be detected whether the specific fluid pressure is faulty.
  • the correlation between the two signals is a fixed, known quantity which is independent of the fluid pressure in the fluid chamber. If the correlation deviates from the previously known correlation, this indicates an error in the signal chain.
  • the resistance measuring bridge by means of which the transverse bridge voltage is determined, in some variants has no additional elements, so that the reliability of the actual pressure measurement is not lowered by any complex structures for the verification of the measured pressure.
  • the resistance measuring bridge has two voltage dividers connected in parallel, wherein a voltage difference between the voltage divider connected in parallel to the resistance measuring bridge and one of the voltage dividers of the resistance measuring bridge is determined when determining the differential voltage.
  • the resistance measuring bridge and the voltage divider connected in parallel with the resistance measuring bridge are designed so that the bridge voltage and the differential voltage have a correlation independent of the fluid pressure.
  • the bridge voltage and the differential voltage are alternately selected for further processing by the electronic signal processing, and the processed differential voltage is used to verify the measured and processed bridge voltage.
  • Fig. 1 in a sectional side view of a part of a hydraulic
  • a control unit comprising a device for measuring a fluid pressure and for verifying the measured fluid pressure according to an embodiment
  • FIG. 2 is a schematic plan view of an embodiment of an arrangement having a resistance measuring bridge and a voltage divider connected in parallel thereto;
  • Fig. 3 shows schematically an electronic signal processing component for
  • Fig. 4 shows schematically the course of the transverse bridge voltage and the differential voltage as a function of the fluid pressure.
  • the exemplary embodiments explained below provide a technique for measuring a fluid pressure and for verifying the measured fluid pressure, which is simple and thus inexpensive and does not lower the reliability of the arrangement which is used for the actual pressure measurement.
  • the device has a sensor element 101 with a housing 102, in which a fluid chamber 104 is formed. Adjoining the fluid chamber 104 is a membrane 106 which forms a fluid pressure deformable element.
  • the upper side of the membrane 106 i. on the side of the membrane 106, which faces away from the fluid chamber 104, the sensor element 101 has a resistance measuring bridge 108.
  • the resistance measuring bridge 108 has at least one strain gauge whose resistance changes when deformed. In the present example, two mutually perpendicular strain gauges are provided to detect the deformation of the membrane in two different, mutually perpendicular directions.
  • an electronic signal processing component 110 is further arranged, which is electrically connected to the resistance measuring bridge 108.
  • the sensor element 101 is connected to a hydraulic control unit 112 in the example shown here.
  • the sensor element 101 is fastened to a connection surface 116 of the hydraulic control unit 112, so that there is a fluidic connection between the fluid chamber 104 of the sensor element 101 and a fluid channel 118 of the hydraulic control unit 112.
  • the sensor element 101 is attached to the hydraulic control unit 112 by clinching in the example shown here.
  • the sensor element 101 has a flat surface 120 on which the pressure for clinching can be exerted.
  • the sensor element 101 may also be attached to the hydraulic control unit 112 in other ways.
  • FIG. 2 shows an assembly 200 which is part of the device 100 for measuring fluid pressure and for verifying it.
  • the arrangement 200 comprises a resistance measuring bridge 202 corresponding to FIG. 1 and arranged on the membrane 106, which serves to convert the deformation of the membrane 106 into an electrical signal by the fluid pressure, and a voltage divider 204 connected in parallel thereto.
  • the voltage divider 204 points two serially connected resistor elements mente 206, 208, and the resistance measuring bridge 202 has two voltage dividers 210, 212 connected in parallel, each having two serially connected resistance elements 214, 216 and 218, 220.
  • a measure of the deformation of the membrane 106, on which the resistance measuring bridge 108 or 202 is arranged, is the so-called bridge transverse voltage.
  • the transverse bridge voltage indicates the voltage difference between the voltage dividers 210, 212 of the resistance measuring bridge 202.
  • the voltage Ui between the two resistance elements 214, 216 of the first voltage divider 210 of the resistance measuring bridge 202 is applied, and the voltage U 2 between the two resistance elements 218, 220 of the second voltage divider 212 of the resistance measuring bridge 202.
  • the transverse bridge voltage is the voltage difference between the voltage Ui and U 2 , ie Ui-U 2 .
  • a voltage U 3 is applied between the two resistance elements 206, 208 of the voltage divider 204 connected in parallel to the measuring bridge 202.
  • the parallel-connected voltage divider 204 serves to determine a differential voltage which indicates the voltage difference between the voltage divider 204 connected in parallel to the resistance measuring bridge 202 and one of the voltage dividers 210, 212 of the resistance measuring bridge 202.
  • the differential voltage is formed by the voltage difference between the voltage Ui and the voltage U 3 , ie Ui-U 3rd
  • At least one of the resistance elements 214, 216, 218, 220 is designed as a strain gauge whose resistance changes upon deformation.
  • all four resistive elements 214, 216, 218, 220 are as
  • the resistance measuring bridge 202 is thus designed as a full bridge.
  • FIG. 3 shows in more detail an electronic signal processing component 300 for processing the voltage signals of the arrangement 200 shown in FIG.
  • the electronic signal processing component 300 corresponds to the electronic signal processing component 110 shown in FIG.
  • the electronic signal processing component 300 has a first input 302 for the transverse bridge voltage Ui-U 2 and a second input 304 for the differential voltage Ui-U 3 . It also has an input 306 for the supply voltage and a further input 308 for connection to the ground.
  • the electronic signal processing component 300 comprises a multiplexer 310, an amplifier 312 connected to the multiplexer 310, and an output divider 314 connected to the amplifier 312, which switches between a first output 316 for the processed bridge cross voltage and a second output 318 for the processed differential voltage ,
  • the output signals of the electronic signal processing component 300 may serve to be supplied to an electronic control unit (ECU), not shown, which in turn may drive various components of the hydraulic control unit 112 (HCU).
  • ECU electronice control unit
  • the electronic signal processing component 300 may include more functions than the functions shown in FIG. For example, it can fulfill calibration functions and compensate for undesired effects such as temperature effects.
  • the resistor divider 202 connected in parallel voltage divider 204 which is usually a fixed voltage divider, is arranged either on the membrane 106 or on a separate, not shown here printed circuit board. When placed on the diaphragm 106, it is not piezo-resistively formed. Further alternatively, it is disposed in the electronic signal processing component 300 of FIG. 3.
  • the electrical resistance of the strain gauges 214, 216, 218, 220 changes, which leads to a change in the transverse bridge voltage Ui-U 2 . That is, the change of the transverse bridge voltage Ui-U 2 is a measure of the pressure change of the fluid provided in the fluid chamber 104.
  • the transverse bridge voltage Ui-U 2 is supplied to the electronic signal processing component 300 via the first input 302.
  • the differential voltage Ui-U 3 is supplied to the electronic signal processing component 300 via the second input 304.
  • the multiplexer 310 alternately switches between the differential voltage Ui-U 3 and the bridge cross voltage Ui-U 2 .
  • the respectively selected signal is amplified in the amplifier 312.
  • the output divider 314 switches between the first output 316 for the processed bridge cross voltage and the second output 318 for the amplified differential voltage.
  • the output signals of the electronic signal processing component 300 for example, an electronic control unit (ECU) supplied, in which also the Correlation between the bridge cross voltage and the differential voltage can be monitored.
  • the ECU usually also has an analog-to-digital converter.
  • FIG. 4 shows the course of the transverse bridge voltage Ui-U 2 as a function of the fluid pressure p and the course of the differential voltage Ui-U 3 as a function of the fluid pressure p.
  • the transverse bridge voltage Ui-U 2 essentially shows a linear course with increasing fluid pressure.
  • the differential voltage Ui-U 3 also shows a substantially linear course with increasing fluid pressure, with a gradient different from the course of the transverse bridge voltage Ui-U 2 .
  • the differential voltage Ui-U 3 has an offset voltage U 0 ff in comparison to the bridge transverse voltage Ui-U 2 , which results from the resistance values of the resistance elements of the voltage divider 204.
  • the offset in the arrangement of FIG. 2 is R 2 o 8 / (R 2 Oe + R 2 O 8), where R 2 oe and R 2 os are each the resistance value of the resistive element 206 or 208 of the voltage divider 204.
  • the bridge transverse voltage Ur U 2 and the differential voltage Ui-U 3 and thus also the output signals at the first output 316 and at the second output 318 of the electronic signal processing component 300, a fixed, independent of the fluid pressure correlation.
  • the resistance measuring bridge 202 is designed in such a way that the respective half bridges 216, 220 and 214, 218 of the resistance measuring bridge 202 have a fixed, known relationship to one another, a certain (for example fixed or linear) relationship arises between them the two signals (eg their slopes).
  • the second output signal ie the processed differential voltage Ui-U 3
  • the first output signal ie in comparison to the processed bridge crossover voltage Ui-U 2
  • the voltage U 3 of the voltage divider 204 is selected so that the differential voltage Ui-U 3 is within the signal range of the differential bridge.
  • the design of the voltage divider 204 ie the ratio of the resistance elements 206, 208 of the voltage divider, is reflected in the offset voltage Uoff, which has the differential voltage Ui-U 3 in comparison to the bridge transverse voltage U1-U2.
  • the offset voltage is usually a fixed, independent of the fluid pressure size.
  • the transverse bridge voltage Ui -U 2 which is dependent on the fluid pressure, is determined by means of the resistance measuring bridge 202.
  • the differential voltage Ui-U 3 between the voltage divider 204 connected in parallel with the resistance measuring bridge 202 and the resistance measuring bridge 202 is determined.
  • a correlation between the bridge cross voltage and the differential voltage for the verification of the transverse bridge voltage is determined. With proper calibration and design of the device 100, this correlation is a fixed, known quantity that is independent of the measured fluid pressure.
  • the bridge cross voltage and the differential voltage are alternately selected for further processing by means of the multiplexer 310.
  • the output divider 314 switches between the first output 316 and the second output 318.
  • the output signals are then forwarded to an electronic signal processing (ECU) component, not shown, which monitors the correlation between the first and second output signals with respect to the fixed, prior art correlation.
  • ECU electronic signal processing
  • the device 100 If during operation of the device 100 it is determined that the previously known, certain correlation between the output signal Ui-U 3 and the second output signal Ui-U 2 is no longer maintained, this indicates a malfunction in the signal chain of the device. In this way, during operation of the device 100 for measuring fluid pressure, errors in the device may be detected.
  • the error can be, for example, in one of the half bridges of the resistance measuring bridge 202, and / or also in the signal processing of the electronic signal processing component 300.
  • the device presented here it is possible to check the device 100 for a possible malfunction during the operation of the device 100, ie during the measurement of the fluid pressure of the fluid in the fluid chamber.
  • This is done with the resistance measuring bridge 202 and the voltage divider 204 connected in parallel therewith, wherein the resistance measuring bridge 202, which serves for the actual pressure measurement, has no additional, complex structures, so that the reliability of the resistance measuring bridge 202 is not lowered.
  • the actual signal processing in the electronic signal processing component 300 is not redundant, so that the Reliability of the signal processing component 300 for processing a signal that reflects the fluid pressure in the fluid chamber 104 is not degraded.
  • the use of the multiplexer suffices for an amplifier, whereby costs can be saved.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks umfasst ein Sensorelement, das eine Fluidkammer und ein an die Fluidkammer angrenzendes, unter Fluiddruck verformbares Element aufweist, wobei auf der der Fluidkammer abgewandten Seite des verformbaren Elements eine Widerstands-Messbrücke (202) zur Erzeugung einer vom Fluiddruck abhängigen Brückenquerspannung angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst ferner einen zur Widerstands-Messbrücke (202) parallel geschalteten Spannungsteiler (204) zur Erzeugung einer Differenzspannung.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks.
Hintergrund
Vorrichtungen zur Messung eines Fluiddrucks finden in vielen Bereichen Anwendung. So steuert beispielsweise bei einer hydraulischen Fahrzeugbremse eine elektronische Steuereinheit (ECU) verschiedenste Bauteile wie Ventile abhängig von dem durch die Vorrichtung gemessenen Druck in den Fluidkanälen an. Drucksensoren zur Messung des Fluiddrucks weisen häufig ein piezo-resistives Element auf, dessen Widerstand sich bei Verformung ändert und das Teil einer Widerstands-Messbrücke ist. Ein Maß für den Fluiddruck ist dann eine Spannungsdifferenz zwischen Spannungsteilern der Widerstands-Messbrücke. Die gemessene Spannungsdifferenz wird dann üblicherweise zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet, und das weiterverarbeitete Signal der elektronischen Steuereinheit zugeführt.
Zur Verifizierung der fehlerfreien Funktionsweise der Widerstands-Messbrücke und der anschließenden Signalverarbeitung werden bei bekannten Lösungen zusätzliche Komponenten eingesetzt, die zusätzliche Kosten verursachen. Hinzu kommt, dass durch die zusätzlichen Komponenten, die zur Verifizierung der Druckmessung dienen, die Zuverlässigkeit der Komponenten, die der eigentlichen Druckmessung dienen, herabgesetzt wird, da komplexere Strukturen für die Widerstands-Messbrücke und die daran anschließende Signalverarbeitung verwendet werden.
Kurzer Abriss
Es ist daher eine Vorrichtung zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung desselben anzugeben, die eine oder mehrere der Nachteile des Stands der Technik vermeidet. Gemäß einem Aspekt umfasst eine Vorrichtung zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks ein Sensorelement, das eine Fluid- kammer und ein an die Fluidkammer angrenzendes, unter Fluiddruck verformbares Element aufweist. Auf der der Fluidkammer abgewandten Seite des verformbaren Elements ist eine Widerstands-Messbrücke zur Erzeugung einer vom Fluiddruck abhängigen Brückenquerspannung angeordnet. Die Vorrichtung weist ferner einen zur Widerstands-Messbrücke parallel geschalteten Spannungsteiler zur Erzeugung einer Differenzspannung auf.
Zur eigentlichen Messung des Fluiddrucks in der Fluidkammer ist die Widerstands- Messbrücke vorgesehen, die mehrere Widerstandselemente aufweist. Typischerweise ist ein Widerstandselement als piezo-resistives Element ausgebildet, beispielsweise als Dehnungsmessstreifen. Das piezo-resistive Element ist zumindest bereichsweise auf der Membran angeordnet, beispielsweise auf der Seite der Membran, die der Fluidkammer abgewandt ist. Eine Änderung des Drucks des Fluids in der Fluidkammer führt zu einer Verformung der Membran und damit auch zu einer Verformung des darauf angeordneten piezo-resistiven Elements, was sich in einer Veränderung des Widerstands des piezo-resistiven Elements auswirkt. Die gemessene Änderung der Brückenquerspannung, die eine Spannungsdifferenz zwischen den Spannungsteilern der Widerstands-Messbrücke angibt, ist dann ein Maß für die Veränderung des Fluiddrucks in der Fluidkammer.
Zusätzlich dazu ist der zur Widerstands-Messbrücke parallel geschaltete Spannungsteiler vorgesehen, mittels dem eine Differenzspannung erzeugt wird. Die Differenzspannung ist eine Spannungsdifferenz zwischen dem Spannungsteiler und der Widerstands-Messbrücke. Die Anordnung mit der Widerstands-Messbrücke und dem Spannungsteiler kann beispielsweise so kalibriert werden, dass die Differenzspannung und die Brückenquerspannung im störungsfreien Betrieb der Anordnung eine feste, vom Fluiddruck unabhängige Korrelation aufweisen. Während des Betriebs der Vorrichtung kann dann in einer Ausführung ein übergeordnetes System überprüfen, ob die Korrelation zwischen der Brückenquerspannung und der Differenzspannung eingehalten ist. Ist dies nicht mehr der Fall, deutet dies auf eine fehlerhafte Funktionsweise der Druckmessvorrichtung hin.
Bei der beschriebenen Anordnung ist die Widerstands-Messbrücke, die der eigentlichen Druckmessung dient, üblicherweise nicht anders ausgestaltet als bei einer Vorrichtung, die nur zur Druckmessung und nicht zur Verifizierung des ermittelten Druckes dient. Das heißt, die eigentliche Anordnung zur Druckmessung weist in man- chen Realisierungen keine zusätzlichen Komponenten auf, hinzu kommt lediglich der zur Widerstands-Messbrücke parallel geschaltete Spannungsteiler, der zur Verifizierung der Widerstands-Messbrücke dient. Die zusätzliche Verifizierungsfunktion beeinträchtigt deshalb nicht die Zuverlässigkeit der Widerstands-Messbrücke. Zudem stellt die beschriebene Lösung eine kostengünstige Möglichkeit zur Verifizierung der Vorrichtung zur Messung eines Fluiddrucks während ihres Betriebs dar.
Bei einer Ausführungsform weist der Spannungsteiler zwei seriell geschaltete Widerstandselemente auf.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Widerstands-Messbrücke zwei parallel geschaltete Spannungsteiler mit jeweils zwei seriell geschalteten Widerstandselementen auf. Eines der Widerstandselemente kann dann ein piezo-resistives Element wie ein Dehnungsmesstreifen sein, und eine Veränderung des Widerstands des piezo- resistiven Elements führt dann zu einer Veränderung der Brückenquerspannung. Die Brückenquerspannung gibt die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Spannungsteilern der Widerstands-Messbrücke an. Die Differenzspannung kann dann einen Spannungsunterschied zwischen dem zur Widerstands-Messbrücke parallel geschalteten Spannungsteiler und einem der Spannungsteiler der Widerstands-Messbrücke angeben.
Bei einer anderen Ausgestaltung weist die Messvorrichtung eine elektronische Signalverarbeitungskomponente auf, die einen ersten Eingang zum Anlegen der Brückenspannung und einen zweiten Eingang zum Anlegen der Differenzspannung aufweist, und einen Multiplexer, der abwechselnd die Brückenspannung und die Differenzspannung zur weiteren Verarbeitung durch die elektronische Signalverarbeitungskomponente auswählt. Die Komponenten der eigentlichen Signalverarbeitung, die sich dem Multiplexer anschließen, dienen zur Verarbeitung der Brückenquerspannung, beispielsweise zur Kompensation von Temperatureinflüssen. Durch den Multiplexer wird abwechselnd die Differenzspannung und die Brückenquerspannung verarbeitet, und bei geeigneter Kalibrierung der Vorrichtung weisen die beiden verarbeiteten Signale eine feste, vom Fluidruck unabhängige Korrelation auf. Ist diese Korrelation nicht mehr gegeben, kann dies nicht nur auf einen Fehler in der eigentlichen Druckmessanordnung hindeuten, sondern auch auf einen Fehler in der daran anschließenden Signalverarbeitung. Mit dem beschriebenen System können also nicht nur ein fehlerhaftes Verhalten der Widerstands-Messbrücke, sondern auch Fehler in der daran anschließenden Signalverarbeitung erkannt werden. Die eigentliche Signalverarbeitung ist in manchen Implementierungen dazu nicht redundant ausgeführt, so dass durch die Verifizierung nicht die Zuverlässigkeit der eigentlichen Signalverarbeitung sinkt.
Bei einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist die elektronische Signalverarbeitungskomponente einen Verstärker für das vom Multiplexer ausgewählte Signal auf.
Bei einer weiteren Ausgestaltung sind die Widerstands-Messbrücke und der zur Wi- derstands-Messbrücke parallel geschaltete Spannungsteiler so ausgelegt, dass die Brückenquerspannung und die Differenzspannung eine vom Fluiddruck unabhängige Korrelation aufweisen. Die Widerstands-Messbrücke ist beispielsweise so ausgelegt, dass die jeweiligen Halbbrücken ein festes bekanntes Verhältnis zueinander haben. Dies führt zu einer linearen Beziehung zwischen der Brückenquerspannung und der Differenzspannung. Bei gleicher Auslegung der Halbbrücken zeigt beispielsweise die verarbeitete Differenzspannung gegenüber der verarbeiteten Brückenquerspannung nur die halbe Verstärkung. Die Auslegung des Spannungsteilers spiegelt sich in einer Offset-Spannung zwischen der Differenzspannung und der Brückenquerspannung wider.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist der Spannungsteiler auf dem unter Fluiddruck verformbaren Element angeordnet. Er ist dann so angeordnet, dass er keine Änderung bei einer Änderung des Fluiddrucks erfährt.
Bei einer anderen Ausgestaltung weist die elektronische Signalverarbeitungskomponente den Spannungsteiler auf.
Durch die vorliegende Offenbarung wird ferner eine hydraulische Steuereinheit bereitgestellt, die eine oben beschriebene Vorrichtung zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks aufweist. Durch die Messvorrichtung in der hydraulischen Steuereinheit können beispielsweise Ventile der hydraulischen Steuereinheit abhängig vom gemessenen Fluiddruck angesteuert werden. Das Sensorelement der Druckmessvorrichtung kann eine vom Rest der hydraulischen Steuereinheit getrennte Einheit sein, die an einer Anschlussfläche der hydraulischen Steuereinheit befestigt ist. Sie kann beispielsweise durch Clinchen daran befestigt sein. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auch eine Fahrzeugbremsanlage vorgesehen, die die oben beschriebene hydraulische Steuereinheit umfasst. Die Ausgangssignale der Druckmessvorrichtung werden üblicherweise einer elektronischen
Steuereinheit zugeführt, die dann abhängig davon Ventile der hydraulischen Steuereinheit ansteuert.
Durch die vorliegenden Offenbarung wird ferner ein Verfahren zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks bereitgestellt, durch das auf einfache und kostengünstige Weise der gemessene Fluiddruck verifiziert werden kann, ohne die Zuverlässigkeit der Anordnung, die der eigentlichen Druckmessung dient, herabzusenken.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren zum Messen eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks vorgesehen, mit einem Sensorelement, das eine Fluidkammer und ein an die Fluidkammer angrenzendes, unter Fluiddruck verformbares Element aufweist, und mit einer auf der der Fluidkammer abgewandten Seite des unter Fluiddruck verformbaren Elements angeordneten Widerstands- Messbrücke und mit einem zur Widerstands-Messbrücke parallel geschalteten Spannungsteiler, das die folgenden Schritte umfasst:
- Bestimmen einer vom Fluiddruck abhängigen Brückenquerspannung mittels der Widerstands-Messbrücke,
- Bestimmen einer Differenzspannung zwischen dem zur Widerstands- Messbrücke parallel geschalteten Spannungsteiler und der Widerstands- Messbrücke,
- Bestimmen einer Korrelation zwischen der Brückenquerspannung und der Differenzspannung zur Verifizierung der Brückenspannung.
Anhand der Korrelation zwischen der Brückenquerspannung und der Differenzspannung kann erkannt werden, ob der bestimmte Fluiddruck fehlerbehaftet ist. Die Korrelation zwischen den beiden Signalen ist eine feste, vorbekannte Größe, die unabhängig vom Fluiddruck in der Fluidkammer ist. Weicht die Korrelation von der vorbekannten Korrelation ab, deutet dies auf einen Fehler in der Signalkette hin. Die Widerstands-Messbrücke, mittels der die Brückenquerspannung bestimmt wird, weist in manchen Varianten keine zusätzlichen Elemente auf, so dass die Zuverlässigkeit der eigentlichen Druckmessung nicht durch etwaige komplexe Strukturen zur Verifizierung des gemessenen Drucks herabgesenkt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Widerstands-Messbrücke zwei parallel geschaltete Spannungsteiler auf, wobei beim Bestimmen der Differenzspannung ein Spannungsunterschied zwischen dem zur Widerstands-Messbrücke parallel geschalteten Spannungsteiler und einem der Spannungsteiler der Widerstands-Messbrücke bestimmt wird.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform sind die Widerstands-Messbrücke und der zur Widerstands-Messbrücke parallel geschaltete Spannungsteiler so ausgelegt, dass die Brückenspannung und die Differenzspannung eine vom Fluiddruck unabhängige Korrelation aufweisen.
Bei einer Weiterentwicklung wird in einer elektronischen Signalverarbeitungskomponente abwechselnd die Brückenspannung und die Differenzspannung zur weiteren Verarbeitung durch die elektronische Signalverarbeitung ausgewählt, und die verarbeitete Differenzspannung zur Verifizierung der gemessenen und verarbeiteten Brückenspannung verwendet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Merkmale der Offenbarung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und aus den Zeichnungen, auf die im Folgenden Bezug genommen wird. In diesen zeigen:
Fig. 1 in einer geschnittenen Seitenansicht einen Teil einer hydraulischen
Steuereinheit, mit einer Vorrichtung zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 2 schematisch in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung, die eine Widerstand-Messbrücke und einen dazu parallel geschalteten Spannungsteiler aufweist;
Fig. 3 schematisch eine elektronische Signalverarbeitungskomponente zur
Verarbeitung der von der in Fig. 2 gezeigten Anordnung ausgegebenen Signale; und
Fig. 4 schematisch den Verlauf der Brückenquerspannung und der Differenzspannung in Abhängigkeit von dem Fluiddruck. Detaillierte Beschreibung
Durch die nachfolgend erläuterten, exemplarischen Ausführungsbeispiele wird eine Technik zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluid- drucks bereitgestellt, die einfach und damit kostengünstig ist und nicht die Zuverlässigkeit der Anordnung, die der eigentlichen Druckmessung dient, herabsenkt.
Fig. 1 zeigt schematisch in einer geschnittenen Seitenansicht eine Vorrichtung 100 zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluidrucks. Die Vorrichtung weist ein Sensorelement 101 mit einem Gehäuse 102 auf, in dem eine Fluidkammer 104 gebildet ist. An die Fluidkammer 104 grenzt eine Membran 106 an, die ein unter Fluiddruck verformbares Element bildet. Auf der bezüglich Fig. 1 oberen Seite der Membran 106, d.h. auf der Seite der Membran 106, die der Fluidkammer 104 abgewandt ist, weist das Sensorelement 101 eine Widerstands-Messbrücke 108 auf. Die Widerstands-Messbrücke 108 weist mindestens einen Dehnungsmessstreifen auf, dessen Widerstand sich bei Verformung ändert. Im hier vorliegenden Beispiel sind zwei zueinander senkrecht angeordnete Dehnungsmessstreifen vorgesehen, um die Verformung der Membran in zwei verschiedenen, zueinander senkrechten Richtungen zu erfassen. Auf dem Gehäuse 102 des Sensorelements 101 ist ferner eine elektronische Signalverarbeitungskomponente 110 angeordnet, die mit der Widerstands-Messbrücke 108 elektrisch verbunden ist.
Das Sensorelement 101 ist in dem hier gezeigten Beispiel mit einer hydraulischen Steuereinheit 112 verbunden. Das Sensorelement 101 ist an einer Anschlussfläche 116 der hydraulischen Steuereinheit 112 befestigt, so dass eine fluidische Verbindung zwischen der Fluidkammer 104 des Sensorelements 101 und eines Fluidkanals 118 der hydraulischen Steuereinheit 112 besteht. Das Sensorelement 101 ist im hier gezeigten Beispiel durch Clinchen an der hydraulischen Steuereinheit 112 befestigt. Dazu weist das Sensorelement 101 eine eben ausgebildete Fläche 120 auf, auf die der Druck zum Clinchen ausgeübt werden kann. Das Sensorelement 101 kann jedoch auch auf andere Weise an der hydraulischen Steuereinheit 112 befestigt sein.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung 200, die Teil der Vorrichtung 100 zur Messung des Fluiddrucks und zur Verifizierung desselben ist. Die Anordnung 200 umfasst eine der Figur 1 entsprechende, auf der Membran 106 angeordnete Widerstands-Messbrücke 202, die dazu dient, die Verformung der Membran 106 durch den Fluiddruck in ein elektrisches Signal umzuwandeln, und einen dazu parallel geschalteten Spannungsteiler 204. Der Spannungsteiler 204 weist zwei seriell geschaltete Widerstandsele- mente 206, 208 auf, und die Widerstands-Messbrücke 202 weist zwei parallel geschaltete Spannungsteiler 210, 212 mit jeweils zwei seriell geschalteten Widerstandselementen 214, 216 bzw. 218, 220 auf.
Ein Maß für die Verformung der Membran 106, auf der die Widerstands-Messbrücke 108 bzw. 202 angeordnet ist, ist die sogenannte Brückenquerspannung. Die Brückenquerspannung gibt den Spannungsunterschied zwischen den Spannungsteilern 210, 212 der Widerstands-Messbrücke 202 an. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel liegt die Spannung Ui zwischen den beiden Widerstandselementen 214, 216 des ersten Spannungsteilers 210 der Widerstands-Messbrücke 202 an, und die Spannung U2 zwischen den beiden Widerstandselementen 218, 220 des zweiten Spannungsteilers 212 der Widerstands-Messbrücke 202 an. Die Brückenquerspannung ist der Spannungsunterschied zwischen der Spannung Ui und U2, d.h. Ui-U2.
Zwischen den beiden Widerstandselementen 206, 208 des zur Messbrücke 202 parallel geschalteten Spannungsteilers 204 liegt eine Spannung U3 an. Der parallel geschaltete Spannungsteiler 204 dient dazu, eine Differenzspannung zu ermitteln, die den Spannungsunterschied zwischen dem zur Widerstands-Messbrücke 202 parallel geschalteten Spannungsteiler 204 und einem der Spannungsteiler 210, 212 der Widerstands-Messbrücke 202 angibt. Im hier vorliegenden Beispiel wird die Differenzspannung durch den Spannungsunterschied zwischen der Spannung Ui und der Spannung U3 gebildet, d.h. Ui-U3.
Mindestens eines der Widerstandselemente 214, 216, 218, 220 ist als Dehnungsmes- streifen ausgebildet, dessen Widerstand sich bei Verformung ändert. Im hier gezeigten Beispiel sind alle vier Widerstandselemente 214, 216, 218, 220 als
Dehnungsmessstreifen ausgebildet. Die Widerstands-Messbrücke 202 ist also als Vollbrücke ausgebildet.
In der Figur 3 ist eine elektronische Signalverarbeitungskomponente 300 zur Verarbeitung der Spannungssignale der in der Figur 2 gezeigten Anordnung 200 genauer dargestellt. Die elektronische Signalverarbeitungskomponente 300 entspricht der in Figur 1 gezeigten elektronischen Signalverarbeitungskomponente 110.
Die elektronische Signalverarbeitungskomponente 300 weist einen ersten Eingang 302 für die Brückenquerspannung Ui-U2 und einen zweiten Eingang 304 für die Differenzspannung Ui-U3 auf. Ferner weist sie einen Eingang 306 für die Versorgungsspannung und einen weiteren Eingang 308 zum Anschließen an die Masse auf. Ferner umfasst die elektronische Signalverarbeitungskomponente 300 einen Multiplexer 310, einen sich an den Multiplexer 310 anschließenden Verstärker 312 sowie einen sich an den Verstärker 312 anschließenden Ausgangsteiler 314, der zwischen einem ersten Ausgang 316 für die verarbeitete Brückenquerspannung und einem zweiten Ausgang 318 für die verarbeitete Differenzspannung umschaltet. Die Ausgangssignale der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300 können dazu dienen, einer nicht gezeigten elektronischen Steuereinheit (ECU) zugeführt zu werden, die wiederum verschiedene Bauteile der hydraulischen Steuereinheit 112 (HCU) ansteuern kann.
Die elektronische Signalverarbeitungskomponente 300 kann noch mehr Funktionen als die in Figur 3 gezeigten Funktionen umfassen. Sie kann beispielsweise Kalibrierungsfunktionen erfüllen und unerwünschte Effekte wie beispielweise Temperatureinflüsse kompensieren.
Der zur Widerstands-Messbrücke 202 parallel geschaltete Spannungsteiler 204, der üblicherweise ein Festspannungsteiler ist, ist entweder auf der Membran 106 oder auf einer getrennten, hier nicht gezeigten Leiterplatte angeordnet. Wenn er auf der Membran 106 angeordnet ist, ist er nicht piezo-resistiv ausgebildet. Weiter alternativ hierzu ist er in der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300 der Fig. 3 angeordnet.
Bei einer Verformung der Membran 106 durch ein an die Membran 106 angrenzendes Fluid ändert sich der elektrische Widerstand der Dehnungsmessstreifen 214, 216, 218, 220, was zu einer Veränderung der Brückenquerspannung Ui-U2 führt. Das heißt, die Änderung der Brückenquerspannung Ui-U2 ist ein Maß für die Druckänderung des in der Fluidkammer 104 vorgesehenen Fluids. Die Brückenquerspannung Ui-U2 wird der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300 über den ersten Eingang 302 zugeführt. Zusätzlich wird die Differenzspannung Ui-U3 der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300 über den zweiten Eingang 304 zugeführt. Der Multiplexer 310 schaltet abwechselnd zwischen der Differenzspannung Ui-U3 und der Brückenquerspannung Ui-U2 um. Das jeweils ausgewählte Signal wird im Verstärker 312 verstärkt. Der Ausgangsteiler 314 schaltet zwischen dem ersten Ausgang 316 für die verarbeitete bzw. verstärkte Brückenquerspannung und dem zweiten Ausgang 318 für die verarbeitete bzw. verstärkte Differenzspannung um. Die Ausgangssignale der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300 werden beispielsweise einer elektronischen Steuereinheit (ECU) zugeführt, in der auch die Korrelation zwischen der Brückenquerspannung und der Differenzspannung überwacht werden kann. Die ECU weist üblicherweise auch einen Analog-Digital-Wandler auf.
In der Figur 4 ist der Verlauf der Brückenquerspannung Ui-U2 in Abhängigkeit von dem Fluiddruck p und der Verlauf der Differenzspannung Ui-U3 in Abhängigkeit von dem Fluiddruck p gezeigt. Die Brückenquerspannung Ui-U2 zeigt im Wesentlichen einen linearen Verlauf mit zunehmendem Fluiddruck. Die Differenzspannung Ui-U3 zeigt ebenfalls einen im Wesentlichen linearen Verlauf mit zunehmendem Fluiddruck, mit einer zum Verlauf der Brückenquerspannung Ui-U2 unterschiedlichen Steigung. Ferner weist die Differenzspannung Ui-U3 eine Offset-Spannung U0ff im Vergleich zur Brückenquerspannung Ui-U2 auf, die sich durch die Widerstandswerte der Widerstandselemente des Spannungsteilers 204 ergibt. Der Offset beträgt in der Anordnung der Figur 2 R2o8/(R2oe + R208), wobei R2oe und R 2os jeweils der Widerstandswert des Widerstandselements 206 bzw. 208 des Spannungsteilers 204 ist.
Wie in der Figur 4 zu sehen ist, weisen bei entsprechender Auslegung der Wider- stands-Messbrücke 202 und des Spannungsteilers 204 die Brückenquerspannung Ur U2 und die Differenzspannung Ui-U3, und damit auch die Ausgangssignale am ersten Ausgang 316 und am zweiten Ausgang 318 der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300, eine feste, vom Fluiddruck unabhängige Korrelation auf. Ist die Widerstands-Messbrücke 202 beispielsweise so ausgelegt, dass die jeweiligen Halbbrücken 216, 220 bzw. 214, 218 der Widerstands-Messbrücke 202 ein festes, bekanntes Verhältnis zueinander aufweisen, ergibt sich eine bestimmte (z. B. feste oder lineare) Beziehung zwischen den beiden Signalen (z. B. deren Steigungen). Sind die beiden Halbbrücken 216, 220 bzw. 214, 218 beispielsweise gleich ausgelegt, zeigt das zweite Ausgangssignal, d.h. die verarbeitete Differenzspannung Ui-U3, die halbe Verstärkung im Vergleich zum ersten Ausgangssignal, d.h. im Vergleich zu der verarbeiteten Brückenquerspannung Ui-U2.
Die Spannung U3 des Spannungsteilers 204 ist so gewählt, dass die Differenzspannung Ui-U3 innerhalb des Signalbereichs der Differenzbrücke liegt.
Wie oben beschrieben, spiegelt sich die Auslegung des Spannungsteilers 204, d.h. das Verhältnis der Widerstandselemente 206, 208 des Spannungsteilers, in der Offset-Spannung Uoff wider, die die Differenzspannung Ui-U3 im Vergleich zur Brückenquerspannung U1-U2 aufweist. Bei einem störungsfreien Betrieb der Vorrichtung ist die Offset-Spannung in der Regel eine feste, vom Fluiddruck unabhängige Größe. Um die oben beschriebene Vorrichtung 100 auf eine mögliche Fehlfunktion hin zu überprüfen, wird in einem ersten Schritt die vom Fluiddruck abhängige Brückenquer- spannung Ui -U2 mittels der Widerstands-Messbrücke 202 bestimmt. In einem weite ren Schritt wird die Differenzspannung Ui-U3 zwischen dem zur Widerstands- Messbrücke 202 parallel geschalteten Spannungsteiler 204 und der Widerstands- Messbrücke 202 bestimmt. Danach wird eine Korrelation zwischen der Brückenquer- spannung und der Differenzspannung zur Verifizierung der Brückenquerspannung bestimmt. Bei geeigneter Kalibrierung und Auslegung der Vorrichtung 100 ist diese Korrelation eine feste, vorbekannte Größe, die vom gemessenen Fluiddruck unabhängig ist.
In der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300 wird mittels des Multiple- xers 310 abwechselnd die Brückenquerspannung und die Differenzspannung zur weiteren Verarbeitung ausgewählt. Der Ausgangsteiler 314 schaltet zwischen dem ersten Ausgang 316 und dem zweiten Ausgang 318 um. Die ausgegebenen Signale werden dann an eine nicht gezeigte elektronische Signalverarbeitungskomponente (ECU) weitergeleitet, die die Korrelation zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangssignal hinsichtlich der festen, vorbekannten Korrelation überwacht.
Wird während des Betriebs der Vorrichtung 100 festgestellt, dass die vorbekannte, bestimmte Korrelation zwischen dem Ausgangssignal Ui-U3 und dem zweiten Ausgangssignal Ui-U2 nicht mehr eingehalten ist, weist dies auf eine Fehlfunktion in der Signalkette der Vorrichtung hin. Auf diese Weise können während des Betriebs der Vorrichtung 100 zur Messung eines Fluiddrucks Fehler in der Vorrichtung erkannt werden. Der Fehler kann beispielsweise in einer der Halbbrücken der Widerstands- Messbrücke 202 liegen, und/oder auch in der Signalverarbeitung der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300.
Mit der her vorgestellten Vorrichtung ist es demnach möglich, während des Betriebs der Vorrichtung 100, d.h. während des Messens des Fluiddrucks des in der Fluid- kammer befindlichen Fluids, die Vorrichtung 100 auf eine mögliche Fehlfunktion hin zu überprüfen. Dies geschieht mit der Widerstands-Messbrücke 202 und dem dazu parallel geschalteten Spannungsteiler 204, wobei die Widerstands-Messbrücke 202, die zur eigentlichen Druckmessung dient, keine zusätzlichen, komplexen Strukturen aufweist, so dass die Zuverlässigkeit der Widerstands-Messbrücke 202 nicht herabge setzt wird. Auch die eigentliche Signalverarbeitung in der elektronischen Signalverarbeitungskomponente 300 ist nicht redundant aufgebaut, so dass auch die Zuverlässigkeit der Signalverarbeitungskomponente 300 zur Verarbeitung eines Signals, das den Fluiddruck in der Fluidkammer 104 widerspiegelt, nicht herabgesetzt wird. Durch die Verwendung des Multiplexers reicht ferner wie auch bei der Verarbeitung nur eines Eingangssignals ein Verstärker aus, wodurch Kosten eingespart wer- den können.
Da die Verifikation des gemessenen Signals keine zusätzlichen, komplexen Strukturen erfordert, stellt dies zudem eine kostengünstige Lösung dar.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (100) zur Messung eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks, mit
einem Sensorelement (101), das eine Fluidkammer (104) und ein an die Fluid- kammer (104) angrenzendes, unter Fl uidd ruck verformbares Element (106) aufweist, wobei auf der der Fluidkammer (104) abgewandten Seite des verformbaren Elements (106) eine Widerstands-Messbrücke (108, 202) zur Erzeugung einer vom Fluiddruck abhängigen Brückenquerspannung angeordnet ist, wobei
die Vorrichtung ferner einen zur Widerstands-Messbrücke (108, 202) parallel geschalteten Spannungsteiler (204) zur Erzeugung einer Differenzspannung aufweist.
2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Spannungsteiler (204) zwei seriell geschaltete Widerstandselemente (206, 208) aufweist.
3. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Widerstands-Messbrücke (108, 202) zwei parallel geschaltete Spannungsteiler (210, 212) mit jeweils zwei seriell geschalteten Widerstandselementen (214, 216, 218, 220) aufweist.
4. Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei die Differenzspannung einen Spannungsunterschied zwischen dem zur Widerstands-Messbrücke (108, 202) parallel geschalteten Spannungsteiler (204) und einem der Spannungsteiler (210, 212) der Widerstands-Messbrücke (108, 202) angibt.
5. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer elektronische Signalverarbeitungskomponente (300), die einen ersten Eingang (302) zum Anlegen der Brückenquerspannung und einen zweiten Eingang (304) zum Anlegen der Differenzspannung aufweist, und einen Multiplexer (310), der dazu geeignet ist, abwechselnd die Brückenquerspannung und die Differenzspannung zur weiteren Verarbeitung durch die elektronische Signalverarbeitungskomponente (300) auszuwählen.
6. Vorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei die elektronische Signalverarbeitungskomponente (300) einen Verstärker (312) für das vom Multiplexer (310) ausgewählte Signal aufweist.
7. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wi- derstands-Messbrücke (108, 202) und der zur Widerstands-Messbrücke (108, 202) parallel geschaltete Spannungsteiler (204) so ausgelegt sind, dass die Brückenquerspannung und die Differenzspannung eine vom Fluiddruck unabhängige Korrelation aufweisen.
8. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spannungsteiler (204) so auf dem unter Fluiddruck verformbaren Element (106) angeordnet ist, dass die an den Widerstandselementen (206, 208) anliegenden Spannungen unabhängig von dem Fluiddruck sind.
9. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die elektronische Signalverarbeitungskomponente (300) den Spannungsteiler (204) aufweist.
10. Hydraulische Steuereinheit (112), mit der Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
11. Fahrzeugbremsanlage, mit der hydraulischen Steuereinheit (112) nach Anspruch 10.
12. Verfahren zum Messen eines Fluiddrucks und zur Verifizierung des gemessenen Fluiddrucks, mit einem Sensorelement (101), das eine Fluidkammer (104) und ein an die Fluidkammer (104) angrenzendes, unter Fluiddruck verformbares Element (106) aufweist, mit einer auf der der Fluidkammer (104) abgewandten Seite des unter Fluiddruck verformbaren Elements (106)
angeordneten Widerstands-Messbrücke (108, 202) und mit einem zur Widerstands-Messbrücke (108, 202) parallel geschalteten Spannungsteiler (204), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Bestimmen einer vom Fluiddruck abhängigen Brückenspannung mittels der Widerstands-Messbrücke (108, 202),
- Bestimmen einer Differenzspannung zwischen dem zur Widerstands- Messbrücke (108, 202) parallel geschalteten Spannungsteiler (204) und der Widerstands-Messbrücke (202), - Bestimmen einer Korrelation zwischen der Brückenspannung und der Differenzspannung zur Verifizierung der Brückenspannung.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Widerstands-Messbrücke (108, 202) zwei parallel geschaltete Spannungsteiler (210, 212) aufweist, und wobei beim Bestimmen der Differenzspannung ein Spannungsunterschied zwischen dem zur Widerstands-Messbrücke (108, 202) parallel geschalteten Spannungsteiler (204) und einem der Spannungsteiler (210, 212) der Widerstands-Messbrücke (108, 202) bestimmt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Widerstands- Messbrücke (108, 202) und der zur Widerstands-Messbrücke (108, 202) parallel geschaltete Spannungsteiler (204) so ausgelegt sind, dass die Brücken- querspannung und die Differenzspannung eine vom Fluiddruck unabhängige Korrelation aufweisen.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei in einer elektronischen Signalverarbeitungskomponente (300) abwechselnd die Brückenquerspannung und die Differenzspannung zur weiteren Verarbeitung durch die elektronische Signalverarbeitungskomponente (300) ausgewählt wird, und dass die verarbeitete Differenzspannung zur Verifizierung der gemessenen und verarbeiteten Brückenquerspannung verwendet wird.
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