测量流体压力且用于验证已测量的流体压力的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测量流体压力并验证已测量的流体压力的装置，该装置包括：传感器元件，其具有流体室和连结该流体室且在流体压力下可变形的元件；电阻电桥(202)，其设置在可变形的元件的背离该流体室的一侧，用于生成依赖于流体压力的横向电桥电压。该装置还包括电压划分器(204)，其并联连接到该电阻电桥(202)并且生成差分电压。

A device and method for measuring fluid pressure and used to verify the measured fluid pressure

The invention relates to a device for measuring the fluid pressure and the fluid pressure measurement has been verified, the apparatus includes a sensor element, has a fluid chamber and the fluid chamber connected and deformable under fluid pressure components; resistance bridge (202), set in one side of the deformable element from the fluid chamber the bridge for the transverse voltage generation depends on the fluid pressure. The device also includes a voltage divider (204), which is connected in parallel to the resistor bridge (202) and generates a differential voltage.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量流体压力且用于验证已测量的流体压力的装置和方法
本公开涉及用于测量流体压力且用于验证已测量的流体压力的装置及方法。
技术介绍
用于测量流体压力的装置用于许多领域中。例如，在液压车辆制动器的情况下，电子控制单元(ECU)依赖由流体通道中的装置测量的压力来驱动种类极其繁多的部件(诸如阀)。用于测量流体压力的压力传感器经常具有压阻元件，在变形的情况下所述压阻元件的电阻变化，并且所述压阻元件是电阻测量电桥的一部分。流体压力的测量然后是电阻测量电桥的电压划分器之间的电压差。测量到的电压差然后通常被传递以进一步处理，并且已进一步处理的信号被供给给电子控制单元。在已知解决方案中，使用另外的部件来验证电阻测量电桥的无故障工作和随后的信号处理，其产生额外成本。另外，因为使用较复杂的结构来用于电阻测量电桥和随后的信号处理，所以用来验证压力测量的另外部件降低了用于实际压力测量的部件的可靠性。
技术实现思路
因此，对象是提出用于测量流体压力且用于验证所述流体压力的装置，该装置避免了现有技术的一个或更多个缺点。根据一个方面，一种用于测量流体压力且用于验证已测量的流体压力的装置包括传感器元件，该传感器元件具有流体室和连结流体室且在流体压力下可以变形的元件。电阻测量电桥设置在可变形元件的远离流体室的一侧，用于生成依赖流体压力的横向电桥电压的目的。装置还具有电压划分器，该电压划分器并联连接到电阻测量电桥，用于生成差分电压的目的。设置了具有多个电阻元件的电阻测量电桥，以实际测量流体室中的流体压力。电阻元件通常为压阻元件的形式，例如为应变计的形式。压阻元件至少设置在膜片上的区域中，例如，在膜片的远离流体室的一侧。流体室中的流体压力的变化造成膜片的变形，因此还造成设置在所述膜片上的压阻元件的变形，这造成压阻元件电阻的变化。所测量的且指示电阻测量电桥的电压划分器之间的电压差的横向电桥电压的变化然后是流体室中流体压力的变化的测度。除了这一点，还设置了并联连接到电阻测量电桥并且借助其生成差分电压的电压划分器。差分电压是电压划分器与电阻测量电桥之间的电压差。例如可以校准包括电阻测量电桥和电压划分器的结构，使得差分电压和横向电桥电压在结构的无问题操作期间具有独立于流体压力的固定的相关性。在一个实施方式中，上级系统然后可以在装置的操作期间执行检查，以确定是否维持横向电桥电压与差分电压之间的相关性。如果不再是这种情况，则这暗示压力测量装置的运行故障。在所描述的排布结构的情况下，用于实际压力测量的电阻测量电桥通常与仅用于压力测量而不用于验证所确定的压力的装置的情况下没有不同地来构造。即，用于压力测量的实际结构在一些实现中没有另外的部件，而是仅具有并联连接到电阻测量电桥且用来验证电阻测量电桥的电压划分器。因此，另外的验证功能对电阻测量电桥没有不利影响。另外，所描述的解决方案构成在用于测量流体压力的装置的操作期间验证所述装置的成本高效方式。在一个实施方式中，电压划分器具有串联连接的两个电阻元件。在另外的实施方式中，电阻测量电桥具有两个电压划分器，这两个电压划分器并联连接，并且各具有串联连接的两个电阻元件。电阻元件中的一个然后可以为压阻元件，诸如应变计，并且压阻元件的电阻的变化然后造成横向电桥电压的变化。横向电桥电压指示电阻测量电桥的两个电压划分器之间的电压差。差分电压然后可以指示并联连接到电阻测量电桥的电压划分器与电阻测量电桥的电压划分器中的一个之间的电压差。在另一个细化中，测量装置具有电子信号处理部件，该电子信号处理部件具有用于施加电桥电压的第一输入和用于施加差分电压的第二输入；和复用器，该复用器交替地选择横向电桥电压与差分电压以由电子信号处理部件进一步处理。连结复用器的、用于实际信号处理的部件用来处理横向电桥电压，例如，用来补偿温度影响。差分电压和横向电桥电压由复用器交替处理，并且在装置已合适校准的情况下，已处理的两个信号具有独立于流体压力的固定相关性。如果该相关性不再存在，则这不仅可以暗示实际压力测量结构中的故障，而且暗示随后信号处理的故障。因此，所描述的系统不仅可以用于识别电阻测量电桥的故障行为，而且可以识别随后信号处理中的故障。在一些实现方案中，实际信号处理不具有冗余设计，使得实际信号处理的可靠性没有由于验证而下降。在本公开的一个细化中，电子信号处理部件具有用于由复用器选择的信号的放大器。在另外的细化中，电阻测量电桥和并联连接到电阻测量电桥的电压划分器被设计为使得横向电桥电压和差分电压具有独立于流体压力的相关性。电阻测量电桥例如被设计为使得各半桥具有关于彼此的固定已知比。这得到横向电桥电压与差分电压之间的线性关系。在给定半桥的相同设计的情况下，已经被处理的差分电压例如仅展示已经被处理的横向电桥电压的放大率的一半。电压划分器的设计反映在差分电压与横向电桥电压之间的偏移电压中。在另外的细化中，电压划分器设置在可以在流体压力下变形的元件上。所述电压划分器在这种情况下被设置为使得它在存在流体压力的变化时不变化。在另一个细化中，电子信号处理部件具有电压划分器。本公开还提供了一种液压控制单元，该液压控制单元具有以上描述的、用于测量流体压力且用于验证已测量的流体压力的装置。液压控制单元中的测量装置例如可以根据已测量的流体压力驱动液压控制单元的阀。压力测量装置的传感器元件可以为与液压控制单元的剩余部分分离且被紧固到液压控制单元的连接面的单元。所述单元可以紧固到所述连接面，例如通过压铆紧固。本公开还提供了一种车辆制动系统，该车辆制动系统包括以上描述的液压控制单元。来自压力测量装置的输出信号通常被供给到电子控制单元，该电子控制单元然后根据所述输出信号来驱动液压控制单元的阀。本公开还提供了一种用于测量流体压力且用于验证已测量的流体压力的方法，所述方法能够在不降低用于实际压力测量的结构的可靠性的情况下以简单且成本高效的方式来验证所测量流体压力。一个实施方式提供了一种用于测量流体压力且用于验证已测量的流体压力的方法，包括传感器元件，该传感器元件具有流体室和连结流体室且在流体压力下可以变形的元件；包括电阻测量电桥，该电阻测量电桥设置于在流体压力下可以变形的元件的远离流体室的一侧；并且包括并联连接到电阻测量电桥的电压划分器，该方法包括以下步骤：-借助于电阻测量电桥确定取决于流体压力的横向电桥电压；-确定并联连接到电阻测量电桥的电压划分器与电阻测量电桥之间的差分电压；以及-确定横向电桥电压与差分电压之间的相关性，以验证电桥电压。横向电桥电压与差分电压之间的相关性可以用于识别所确定的流体压力是否错误。两个信号之间的相关性是固定变量，该固定变量已知且独立于流体室中的流体压力。如果相关性与已知的相关性不同，则这暗示信号链中的错误。在一些变体变型例中，确定横向电桥电压的电阻测量电桥没有另外的元件，因此，用于验证已测量的压力的任何复杂结构没有降低实际压力测量的可靠性。在另外的实施方式中，电阻测量电桥具有并联连接的两个电压划分器，其中，当确定差分电压时，确定并联连接到电阻测量电桥的电压划分器与电阻测量电桥的电压划分器中的一个之间的电压差。在又一个实施方式中，电阻测量电桥和并联连接到电阻测量电桥的电压划分器被设计为使得电桥电压和差分电压具有独立于流体压力的相关性。在另外的发展中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量流体压力且用于验证已测量的所述流体压力的装置(100)，具有：传感器元件(101)，该传感器元件具有流体室(104)和连结所述流体室(104)且在流体压力下能够变形的元件(106)，其中，在所述能够变形的元件(106)的远离所述流体室(104)的一侧设置有电阻测量电桥(108、202)，该电阻测量电桥用于生成依赖于所述流体压力的横向电桥电压，其中，所述装置还具有电压划分器(204)，该电压划分器并联连接到所述电阻测量电桥(108、202)，该电压划分器用于生成差分电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.16 DE 102015001980.51.一种用于测量流体压力且用于验证已测量的所述流体压力的装置(100)，具有：传感器元件(101)，该传感器元件具有流体室(104)和连结所述流体室(104)且在流体压力下能够变形的元件(106)，其中，在所述能够变形的元件(106)的远离所述流体室(104)的一侧设置有电阻测量电桥(108、202)，该电阻测量电桥用于生成依赖于所述流体压力的横向电桥电压，其中，所述装置还具有电压划分器(204)，该电压划分器并联连接到所述电阻测量电桥(108、202)，该电压划分器用于生成差分电压。2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述电压划分器(204)具有串联连接的两个电阻元件(206、208)。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，所述电阻测量电桥(108、202)具有两个电压划分器(210、212)，所述电压划分器(210、212)并联连接并且各具有串联连接的两个电阻元件(214、216、218、220)。4.根据权利要求3所述的装置(100)，其中，所述差分电压指示并联连接到所述电阻测量电桥(108、202)的所述电压划分器(204)与所述电阻测量电桥(108、202)的所述电压划分器(210、212)中的一个之间的电压差。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，所述装置包括电子信号处理部件(300)，该电子信号处理部件具有用于施加所述横向电桥电压的第一输入(302)和用于施加所述差分电压的第二输入(304)；和复用器(310)，该复用器适于交替地选择所述横向电桥电压与所述差分电压以由所述电子信号处理部件(300)进一步处理。6.根据权利要求5所述的装置(100)，其中，所述电子信号处理部件(300)具有用于由所述复用器(310)选择的所述信号的放大器(312)。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，所述电阻测量电桥(108、202)和并联连接到所述电阻测量电桥(108、202)的所述电压划分器(204)被设计为使得所述横向电桥电压和所述差分电压具有独立于所述流体压力的相关性。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，所述电压划分器(204)设置于在流体压力下能够变形的元件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·斯查斯特，K·尤里梅尔，S·米切尔什，
申请(专利权)人：卢卡斯汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE