本发明专利技术描述了一种压力测量装置，该压力测量装置具有：载体(1)；基座(3)，该基座(3)连接到载体(1)；压力传感器(5)，该压力传感器(5)安装在基座(3)上，并且该压力传感器(5)的底面积大于基座(5)的底面积，该压力传感器(5)通过基座(3)的端部被保护免于受到热机械应力，所述端部与压力传感器(5)避开，通过粘合结合(19、23、25)粘结结合到支撑件(1)中的凹槽(17)中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力测量装置
本专利技术涉及一种压力测量装置，其具有载体、与载体连接的基座、以及安装在基座上的压力传感器，该压力传感器的底表面大于基座的底表面。
技术介绍
压力测量装置用于测量压力，尤其是绝对压力、相对压力和压差，并且用于工业测量技术。在压力测量技术中，常用的是所谓的半导体压力传感器。例如使用绝缘体上硅(SOI)技术，如今经常制造基于硅的半导体传感器。例如，它们被形成为通常具有膜载体和布置在膜载体上的测量膜的压力传感器芯片。这些压力传感器是非常灵敏的，并且因此放置在通常是金属的壳体中，并且承受压力，所述压力将经由连接在上游并且填充有传递压力的液体的隔膜密封件来测量。因此，壳体和压力传感器由具有迥然不同的热膨胀系数的不同材料制成。因此，由于壳体与传感器组件所需的压力传感器之间的机械连接，可能会产生影响测量膜的传递特性的机械应力，从而损害可实现的测量精度及其再现性。这特别是针对测量结果的温度依赖滞后。为了降低作用在压力传感器上的温度依赖应力，DE102007052364A1描述了压力传感器芯片在陶瓷中间载体上的布置，该芯片的热膨胀系数与半导体材料的热膨胀系数相匹配。中间载体经由用弹性粘合剂实现的粘合结合直接胶合到壳体的金属载体上。柯伐合金被指定为载体的材料。柯伐合金的热膨胀系数为6ppm/K，并且因此与诸如热膨胀系数为16ppm/K的不锈钢的，其成本也显著更低的更标准壳体材料相比，显著更接近用于压力传感器的2.6ppm/K的硅的热膨胀系数。在所描述的压力测量装置中，陶瓷中间载体的底表面大于布置于其上的压力传感器的底表面。这种情况的结果是，尽管中间层的相当好地匹配的热膨胀系数，但是剩余的热机械应力可以在整个基座底表面上对压力传感器产生影响。作为上述的替代方案，从现有技术已知互补的解决方案，其中通过将压力传感器布置在其底表面明显小于安装于其上的压力传感器的底表面的基座上，来实现作用在压力传感器上的温度依赖应力的降低的压力传感器。为此目的，例如在DE3436440A1中描述了已知两种不同的具体实施例。在一个具体实施例中，基座是壳体的金属载体的整体部件，并且由壳体的材料制成。在第二具体实施例中，基座被形成为通过玻璃化(glazing)被放置在载体中的孔中的单独部件。玻璃化具有以下优点：其导致压力传感器抵靠壳体的电气绝缘。然而，期间可以产生气密密封玻璃化的基座材料和载体材料的材料组合受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是指出上述类型的压力测量装置，其中压力传感器被保护免受热机械应力。为此，本专利技术包括具有如下部分的压力测量装置，-载体，-连接到载体的基座，以及-安装在基座上的压力传感器，该压力传感器底表面大于基座的底表面，其特征在于，基座的远离压力传感器定向的端部通过粘合结合而被胶合到载体中的凹槽中。发展的不同之处在于，压力传感器通过接合被安装在基座的从凹槽突出的端部上，所述接合尤其是粘合结合；尤其是用环氧树脂基粘合剂、热塑性粘合剂或硅粘合剂实现的粘合结合；硅粘合剂尤其是硅橡胶；从凹槽突出的端部尤其是具有零点几毫米数量级的长度的突出端。第一变形的特征在于，载体与基座之间的粘合结合在基座的在凹槽中伸展的端部的外部夹套表面上延伸。第一变形的发展的特征在于，-基座的总长度大于或等于3mm，尤其是总长度为从3mm到7.5mm，以及-基座的在凹槽中延伸的端部具有大于或等于2.5mm的长度，-基座的从凹槽突出并承载压力传感器的端部具有尤其是零点几毫米的长度，尤其是0.5mm数量级的长度。第二变形的特征在于，载体与基座之间的粘合结合在基座的朝向凹槽的底板表面定向的端表面上延伸。第三变形的特征在于，载体与基座之间的粘合结合在凹槽中伸展的基座的端部的外部夹套表面上延伸，并且在基座的朝向凹槽的底板表面定向的端面上延伸。第二或第三变形的发展的特征在于，基座3具有小于或等于3mm的总长度，尤其是约0.5mm至3mm的总长度。发展的特征在于，在凹槽中，设置有用于使基座对中的定心装置，尤其是由凹槽的基座底表面形成的定心装置，该定心装置朝向基座的基座底表面渐缩，即，沿凹槽的放置有基座的底板表面的方向上渐缩。进一步发展的特征在于，该基座由金属制成，所述金属尤其是不锈钢、殷钢或可伐合金；由碳化硅制成；或由绝缘体制成，所述绝缘体尤其是陶瓷，所述陶瓷尤其是氧化铝、氮化硅或氮化铝；或由玻璃制成，所述玻璃尤其是硼硅酸盐玻璃。进一步发展的特征在于，基座与载体之间的粘合结合是用基于环氧树脂的粘合剂、热塑性粘合剂或硅粘合剂——尤其是硅橡胶——实现的粘合结合。进一步发展的特征在于，基座与载体之间的粘合结合是根据可用于结合基座与载体的粘合表面而选择的粘合剂，所使用的粘合剂弹性越大，可用粘合表面越大。进一步发展的特征在于：-压力测量装置是用于测量较高压力，尤其是大于或等于4MPa(40巴)的压力的差压测量装置或绝对或相对压力测量装置，以及-基座由弹性模量大于或等于200000MPa的的材料制成，尤其是由不锈钢、殷钢、柯伐合金或陶瓷制成，所述陶瓷尤其是氧化铝、氮化硅、碳化硅或氮化铝。进一步发展的特征在于，基座由具有与压力传感器的热膨胀系数相匹配的热膨胀系数的材料制成。进一步发展的特征在于，基座的长度在0.5mm至7.5mm的范围内，外径在0.5mm至7mm的范围内，并且是棒形的或具有在0.25mm至4mm的范围内的内径。根据优选实施例，载体由金属制成，尤其是由不锈钢制成。根据本专利技术的压力测量装置的优点在于，由于基座经由驱散热机械应力的粘合结合而被设置在载体中的凹槽中，所以压力传感器被保护免受作用在其上的温度依赖应力。这里，在外部围绕基座的粘合结合具有这样的优点：这提供了大的粘合表面，使得即使使用非常有弹性并且因此特别适合于驱散热机械应力的粘合剂，也可以实现机械固体和气密密封结合。与具有比压力传感器更小的底表面的基座有关，以这种方式，在测量结果的温度依赖性方面实现了显著的下降。此外，对于用于安装压力传感器的部件的材料的选择，具有显著更大的灵活性，使得即使与由就成本而言更有利的材料(例如，不锈钢)制成的载体相关联，也实现了提高的测量精度。附图说明现在将使用附图中的图形来详细说明本专利技术及其优点，在附图中显示了三个实施例。相同的元件在附图中由相同的附图标记表示。图1示出具有外部胶合基座的压力测量装置；图2示出了压力测量装置，具有胶合在其端面处的基座；图3示出压力测量装置，具有在外部并且在其端面处胶合的基座；以及图4示出具有不锈钢基座的不锈钢载体的压力测量装置。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的压力测量装置。它包括载体1、连接到载体1的基座3和安装在基座3上的压力传感器5。压力传感器5是所谓的半导体压力传感器，例如硅基压力传感器芯片，并且具有例如膜载体7和布置在膜载体7上的测量膜9，压力室11被封闭在测量膜9下。压力测量装置可以被形成为差压测量装置，形成为相对压力测量装置，或形成为绝对压力测量装置。为了检测差压，测量膜9的第一侧经受第一压力p1，并且其第二侧经由压力传输线13经受第二压力p2，如图1中的虚线所示，该虚线延伸通过载体1、基座3和膜载体7，并且在压力室11开口。在该具体实施例中，作用在第一和第二压力p1、p2之间的测量膜9上的压差导致测量膜9的挠曲，测量膜9的挠本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压力测量装置，具有：‑载体(1)，尤其是由金属制成的载体(1)，所述金属尤其是不锈钢，‑基座(3)，所述基座(3)被连接到所述载体(1)，以及‑压力传感器(5)，所述压力传感器(5)被安装在所述基座(3)上，所述压力传感器(5)的底表面大于所述基座(5)的底表面，其特征在于，所述基座(3)的远离所述压力传感器(5)定向的端部通过粘合结合(19、23、25)被胶合到所述载体(1)中的凹槽(17)中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.22 DE 102014119396.21.一种压力测量装置，具有：-载体(1)，尤其是由金属制成的载体(1)，所述金属尤其是不锈钢，-基座(3)，所述基座(3)被连接到所述载体(1)，以及-压力传感器(5)，所述压力传感器(5)被安装在所述基座(3)上，所述压力传感器(5)的底表面大于所述基座(5)的底表面，其特征在于，所述基座(3)的远离所述压力传感器(5)定向的端部通过粘合结合(19、23、25)被胶合到所述载体(1)中的凹槽(17)中。2.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述压力传感器(5)通过接合(27)被安装在所述基座(3)的从所述凹槽(17)突出的端部——尤其是具有零点几毫米数量级的长度的突出端——上，所述接合(27)尤其是粘合结合，尤其是用基于环氧树脂的粘合剂、热塑性粘合剂或硅粘合剂——尤其是硅橡胶——实现的粘合结合。3.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述载体(1)与所述基座(3)之间的粘合结合(19、25)在所述基座(3)的在所述凹槽(17)中伸展的端部的外部夹套表面上延伸。4.根据权利要求3所述的压力测量装置，其特征在于，-所述基座(3)的总长度大于或等于3mm，尤其是总长度为3mm至7.5mm，以及-所述基座(3)的在所述凹槽(17)中伸展的端部具有大于或等于2.5mm的长度(L)，其中-所述基座(3)的从所述凹槽(17)突出并且承载所述压力传感器(5)的端部尤其具有零点几毫米的长度，尤其是0.5mm数量级的长度。5.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述载体(1)与所述基座(3)之间的粘合结合(23、25)在所述基座(3)的朝向所述凹槽(17)的底板表面定向的端表面上延伸。6.根据权利要求1所述的压力测量装置，其特征在于，所述载体(1)与所述基座(3)之间的粘合结合(25)在所述基座(3)的在所述凹槽(17)中伸展的端部的外部夹套表面上延伸以及在所述基座(3)的朝向所述凹槽(17)的底板表面定向的端表面上延伸。7.根据权利要求5或6所述的压力测量装置，其特征在于，所述基座(3)具有小于或等于3mm的总长度，尤其是0.5mm至...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·希克斯藤森，安德烈亚斯·古思，雷内·齐尔曼，丹尼斯·米勒，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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