能够将故障与超压或欠压区分开的用于压力测量的系统技术方案

本发明专利技术涉及用于测量压力的系统，其包括压力传感器和放大电子电路，该压力传感器包括：可变形膜，在该可变形膜上设置有电阻电桥，该电阻电桥能够输送代表由施加到所述可变形膜上的压力所引起的可变形膜的形变的电桥电压；用于在所述可变形膜处于超压或欠压的情况下，对能够限制电桥电压的可变形膜的形变进行限制的系统；放大电子电路连接到电阻电桥，该放大电子电路能够根据电桥电压输送输出电压；限制系统和电子电路被共同配置成使得输出电压能够将压力传感器中和/或电子电路中故障的情况与可变形膜上超压或欠压的情况区分开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压力测量系统的领域，特别是那些包括具有可变形膜的压力传感器的压力测量系统的领域。
技术介绍
压力测量系统通常包括：用于输送代表检测到的压力的电信号的压力传感器和用于对来自传感器的电信号进行放大以便获得输出信号的放大电子电路。电子电路使得可以放大来自传感器的信号。输出信号的高电压范围和低电压范围使得可以用信号表示故障。例如，电子电路可以将来自传感器的电信号放大，同时将一些范围保持为故障检测区域。然而，在离开传感器时，电信号根据压力线性增加，使得在超压的情况下，输出信号Vs(来自传感器的信号Ve的放大版本)可以达到针对于故障的高电压区域，即使压力测量系统此时没有故障。因此，存在能够将超压的情况和传感器中故障的情况区分开的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在将超压的情况和传感器中故障的情况区分开。为此，本专利技术提出一种压力测量系统，包括：压力传感器，该压力传感器包括：可变形膜，在所述可变形膜上设置有电阻电桥，该电阻电桥能够输送代表由施加到所述可变形膜上的压力所引起的所述可变形膜的形变的电桥电压；系统，该系统用于在所述可变形膜处于超压或真空压力的情况下，对能够限制所述电桥电压的所述可变形膜的形变进行限制；连接到所述电阻电桥的放大电子电路，该放大电子电路能够根据所述电桥电压输送输出电压；所述限制系统和所述电子电路被共同配置成使得所述输出电压使能够将所述压力传感器中和/或所述电子电路中故障的情况与所述可变形膜处超压或真空压力的情况区分开。有利地，通过以下特征来完善本专利技术，可以单独地或者以它们技术上可能的组合中的任何组合来采用这些特征：-所述限制系统和所述电子电路被共同配置成使得：在标称操作中，针对所述可变形膜处的Pmin与Pmax之间的压力，所述输出电压在两个值Vs_min与Vs_max之间呈线性变化；在所述可变形膜处于超压的情况下，针对所述可变形膜处大于Pmax的压力，所述输出电压增加至饱和电压Vs_sat_max；-此外，所述限制系统和所述电子电路被共同配置成使得在真空压力的情况下，针对(所述膜处)小于Pmin的压力差，所述输出电压减小至饱和电压Vsatmin；-此外，所述限制系统和所述电子电路被共同配置成使得在所述压力传感器中和/或所述电子电路中故障的情况下，所述输出电压Vs达到高故障电压V故障_高与所述电子电路的电源电压V2之间的电压，或者达到0与低故障电压V故障_低之间的电压；-所述高故障电压V故障_高严格大于所述饱和电压值Vs_sat_max；-所述饱和电压Vs_sat_max严格大于标称电压值Vsmax；-所述低故障电压V故障_低严格小于所述饱和电压Vs_sat_min；-所述饱和电压Vsat_min严格小于标称电压值Vsmin；-所述可变形膜包括第一部分和围绕所述第一部分的第二部分，所述第二部分的厚度大于所述第一部分的厚度，使得以此方式限定出空闲空间，所述膜悬浮在所述空闲空间之上；-所述限制系统包括能够对所述可变形膜的形变进行限制的下端止挡部，所述下端止挡部被设置在所述可变形膜的下方；-所述限制系统还包括能够对所述可变形膜的形变进行限制的上端止挡部，所述上端止挡部被设置在所述可变形膜的上方；-所述下端止挡部包括岛状物，所述岛状物在所述空闲空间中从所述下端止挡部的平坦表面朝着所述膜延伸，所述岛状物形成凸起结构，使得在所述岛状物与所述膜的所述第一部分接触的情况下，所述岛状物与所述膜的所述第一部分之间的接触区域相对于所述膜的所述第一部分的尺寸而言是较小的；-所述限制系统包括中通凹槽，所述测量系统能够以差分的形式(differentially)测量压力。-所述限制系统由选自以下材料的材料制成：玻璃、石英、氧化铝、陶瓷、合金、硅、碳化硅、蓝宝石。在超压的情况下，本专利技术使得限制系统能够“止挡(stop)”膜的移动，其结果是限制了压力传感器的电桥电压，并且由此限制了压力测量系统的输出电压Vs。因此，本专利技术依赖于对放大电子电路与压力传感器的尺寸，尤其是形变系统的尺寸的联合调整(标称操作中)，以便在分配给超压的区域中限制输出电压Vs，并且由此来区分超压与揭示传感器中和/或电子电路中故障的电子电路的饱和电压。附图说明从下面的描述中，本专利技术的其他特征、目的和优点将变得显而易见，该描述仅是说明性和非限制性的，并且必须参照附图来进行阅读，其中：图1示出了根据本专利技术的第一实施例的压力测量系统；图2示出了根据本专利技术的第二实施例的压力测量系统；图3示出了根据本专利技术的压力测量系统的接线图；图4示出了根据本专利技术的第一实施例的压力测量系统的操作；图5示出了根据本专利技术的第二实施例的压力测量系统的操作；图6示出了用于根据本专利技术对压力测量系统的可变形膜的形变进行限制的系统的实施例。在所有的图中，相似的元件具有相同的附图标记。具体实施方式参照图1和图2，根据第一实施例和第二实施例的压力测量系统包括：能够输送代表检测到的压力的电压Ve的压力传感器1、1’，以及连接到压力传感器1、1’的放大电子电路2。电子电路2能够输送根据来自压力传感器1、1’的电压Ve的输出电压Vs。压力传感器1、1’具体包括可变形膜11，在可变形膜11上设置有电阻电桥10，使得压力传感器1、1’能够输送电压Ve(称为电桥电压)。因此，该电桥电压Ve代表(在膜上方或下方)施加到可变形膜11的压力P、P’。图3示出了根据图1和图2中分别示出的第一实施例和第二实施例的测量系统的接线图。电阻电桥10具体由四个电阻元件R1、R2、R3、R4组成，该四个电阻元件由将可变形膜11的形变转化成电阻的变化的四个应变计形成。返回到图1和图2，压力测量系统1、1’还包括：系统12、12’，其用于在压力传感器1、1’的可变形膜处于超压或真空压力的情况下，对能够限制电桥电压Ve的膜11的形变进行限制。具体地，限制系统12、12’和电子电路2被共同配置成使得输出电压Vs使其能够将压力传感器1的故障和/或电子电路2的故障的情况与压力传感器1处超压或真空压力的情况区分开。压力传感器1(并且因此电阻电桥)由电桥电源电压V1来供电，并且放大电子电路由电子电路的电源电压V2来供电。在标称模式下，电子电路2对电桥电压Ve进行放大，使得针对可变形膜处包括在范围[Pmin-Pmax]内的压力值，输出电压Vs在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力测量系统，包括：‑压力传感器(1)，该压力传感器(1)包括：·可变形膜(11)，在所述可变形膜(11)上设置有电阻电桥(10)，所述电阻电桥(10)能够输送代表由施加到所述可变形膜上的压力(P，P’)所引起的所述可变形膜(11)的形变的电桥电压(Ve)；·系统(12，12’)，该系统(12，12’)用于在所述可变形膜处于超压或真空压力的情况下，对能够限制所述电桥电压(Ve)的所述可变形膜(11)的形变进行限制；‑放大电子电路(2)，该放大电子电路(2)连接到所述电阻电桥，能够根据所述电桥电压(Ve)输送输出电压(Vs)；其中，所述限制系统(12，12’)和所述电子电路(2)被共同配置成使得所述输出电压(Vs)能够将所述压力传感器(1)中和/或所述电子电路(2)中故障的情况与所述可变形膜处的超压或真空压力的情况区分开，所述限制系统和所述电子电路被共同配置成使得：‑在标称操作中，针对所述可变形膜处的在Pmin与Pmax之间的压力，所述输出电压(Vs)在两个值Vsmin与Vsmax之间呈线性变化；‑在所述可变形膜处于超压的情况下，针对所述可变形膜(11)处的大于Pmax的压力，所述输出电压(Vs)增加至饱和电压Vs_sat_max；‑在所述可变形膜处于真空压力的情况下，针对所述膜处的小于Pmin的压力差，所述输出电压(Vs)减小至饱和电压Vsat_min；‑在所述压力传感器(1)中和/或所述电子电路(2)中故障的情况下，所述输出电压(Vs)达到高故障电压V故障_高与所述电子电路的电源电压V2之间的电压，或者达到0与低故障电压V故障_低之间的电压。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.17 FR 13556681.一种压力测量系统，包括：
-压力传感器(1)，该压力传感器(1)包括：
·可变形膜(11)，在所述可变形膜(11)上设置有电阻电桥(10)，所述
电阻电桥(10)能够输送代表由施加到所述可变形膜上的压力(P，P’)
所引起的所述可变形膜(11)的形变的电桥电压(Ve)；
·系统(12，12’)，该系统(12，12’)用于在所述可变形膜处于超压或
真空压力的情况下，对能够限制所述电桥电压(Ve)的所述可变形膜(11)
的形变进行限制；
-放大电子电路(2)，该放大电子电路(2)连接到所述电阻电桥，能够根
据所述电桥电压(Ve)输送输出电压(Vs)；
其中，所述限制系统(12，12’)和所述电子电路(2)被共同配置成使得
所述输出电压(Vs)能够将所述压力传感器(1)中和/或所述电子电路(2)中
故障的情况与所述可变形膜处的超压或真空压力的情况区分开，所述限制系统
和所述电子电路被共同配置成使得：
-在标称操作中，针对所述可变形膜处的在Pmin与Pmax之间的压力，所
述输出电压(Vs)在两个值Vsmin与Vsmax之间呈线性变化；
-在所述可变形膜处于超压的情况下，针对所述可变形膜(11)处的大于
Pmax的压力，所述输出电压(Vs)增加至饱和电压Vs_sat_max；
-在所述可变形膜处于真空压力的情况下，针对所述膜处的小于Pmin的压
力差，所述输出电压(Vs)减小至饱和电压Vsat_min；
-在所述压力传感器(1)中和/或所述电子电路(2)中故障的情况下，所
述输出电压(Vs)达到高故障电压V故障_高与所述电子电路的电源电压
V2之间的电压，或者达到0与低故障电压V故障_低之间的电压。
2.根据权利要求1所述的压力测量系统，其中，所述高故障电压V故障_
高严格大于饱和电压Vs_sat_max，该饱和电压Vs_sat_max严格大于标称电压值

【专利技术属性】
技术研发人员：纪莱姆·朗古，
申请(专利权)人：奥克西特罗股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR