具有补偿单元的压力传感器和补偿方法技术

本发明专利技术涉及一种压力传感器(10)，其包括压力测量单元、壳体(14)以及配置在所述壳体(14)内的电子传感器系统和电子评估系统。本发明专利技术的基本目的是提供一种使得压力补偿能够尽可能简单并且更准确的压力传感器(10)。为此，所述压力传感器(10)至少具有用于测量第一温度(T1)的第一温度传感器(18)和用于测量第二温度(T2)的第二温度传感器(20)，其中所述压力传感器(10)具有与所述至少两个温度传感器(18,20)连接的补偿单元(26)，并且其中所述补偿单元(26)考虑到至少第一温度(T1)和第二温度(T2)来确定对压力的补偿(K)。本发明专利技术还涉及一种用于压力的补偿方法。种用于压力的补偿方法。种用于压力的补偿方法。

【技术实现步骤摘要】
具有补偿单元的压力传感器和补偿方法


[0001]本专利技术涉及一种使得压力补偿能够尽可能简单并且更准确的压力传感器和补偿方法。

技术介绍

[0002]从现有技术已知多种构成的压力传感器。为此，压力传感器具有将压力转换成电气信号、然后可以对其进一步处理的压力测量单元。根据基本测量原理、面向过程的材料以及基于测量绝对压力或相对压力的能力来对压力测量单元进行分类。
[0003]在这种情况下，测量原理之一是基于电容变化，其中利用基于隔膜的变形和由此产生的电容变化的电容式压力测量单元来测量压力变化。在电阻式压力测量单元中，例如，借助于应变仪来检测隔膜的变形，并从应变仪的电阻的变化得出关于压力的结论。压电阻式压力测量单元利用压电效应来确定压力。
[0004]关于面向过程的材料(即，与过程环境和过程介质接触的材料)的差别，通常在金属压力测量单元和陶瓷压力测量单元之间进行，其中一个具有金属膜，另一个具有陶瓷膜。
[0005]是否可以测量绝对压力或相对压力通常取决于隔膜的背侧是否受到第二压力(例如，外部压力)或者隔膜的背侧是否被抽空。
[0006]总体而言，具有不同材料(各自具有不同的热膨胀系数)的多个部件被用来形成现有技术已知的压力测量单元。特别地，在压力测量单元的安装位置暴露于大的温度波动(部分地，在短时间内发生)的情况下，这会导致尤其是隔膜的固有应力或内部变形。这种由温度引起的固有应力会随后导致寄生压力信号，从而影响测量结果。
[0007]因此，温度传感器经常直接集成到压力测量单元中，以补偿压力测量期间的静态温度误差。如果压力测量单元与其环境处于热平衡，则压力测量的温度依赖性可以借助于这种温度传感器和测量信号的适宜后处理来补偿。然而，温度的快速变化会导致相当大的测量误差。

技术实现思路

[0008]已经发现，用于压力传感器的(温度)补偿的常用方法经常不够准确，并且测量的压力不足以对于所有应用进行补偿。
[0009]因此，本专利技术的基本目的是提供一种使得压力补偿能够尽可能简单并且更准确的压力传感器和补偿方法。
[0010]根据本专利技术，利用下述的压力传感器和补偿方法实现了该目的。以下内容也说明了其他实施方案和优点。
[0011]根据本专利技术的压力传感器包括用于测量压力的压力测量单元。在这种情况下，所述压力测量单元可以是陶瓷压力测量单元或金属压力测量单元。
[0012]此外，所述压力传感器包括壳体，在所述壳体内配置有电子传感器系统。特别地，所述电子传感器系统用于将压力转换成电气信号并且用于电气信号的第一处理。特别地，
所述电子传感器系统配置为与所述压力测量单元直接相邻。此外，在所述壳体内配置有电子评估系统。所述电子评估系统与所述电子传感器系统连接并且接收所述电子传感器系统产生的电气信号。特别地，所述电子评估系统用于计算补偿的测量值并且用于传递该测量值。特别地，所述电子评估系统配置在所述压力传感器的背离所述压力测量单元的端部处。所述壳体收容所述电子传感器系统、所述电子评估系统和所述压力测量单元，并且用于保护和连接所述压力传感器。特别地，所述壳体具有诸如法兰或螺纹部分等用于将所述压力传感器附接到容器或管道的过程连接件。
[0013]所述压力传感器至少具有用于测量第一温度的第一温度传感器和用于测量第二温度的第二温度传感器。所述温度传感器沿着所述壳体的轴向方向间隔开，配置在不同的位置处，因此在离过程的不同距离处。
[0014]此外，所述压力传感器具有与所述至少两个温度传感器连接的补偿单元。向所述补偿单元供给至少第一温度和第二温度，并且所述补偿单元被设计为考虑到第一温度和第二温度来确定补偿。在补偿中，借助于校正消除不需要的影响。所述补偿对应于其中所确定的压力必须被校正或补偿以去除纯粹基于热效应或寄生效应的压力变化的值。借助于所测量的温度进行温度补偿。在这种情况下，可以通过单独的补偿单元实施补偿。作为替代方案，将所述电子评估系统用作补偿单元，或者将上级单元作为补偿单元。
[0015]总体而言，在这种情况下，在考虑到所有检测到的温度的同时来确定压力。特别地，通过检测若干温度，可以特别准确地检测由于压力传感器中存在的不同热膨胀或温度梯度所引起并且使待测量的压力失真的压力测量单元的变化。由于所有的温度都直接供给到补偿单元，因此后者能够特别简单和快速地确定补偿。特别地，使用借助于校准预先确定的查找表来实施补偿。
[0016]特别地，除了第一温度传感器和第二温度传感器之外，所述压力传感器还包括至少一个另外的温度传感器。特别地，所述压力传感器包括至少三个温度传感器，其中所述补偿单元与所述至少三个温度传感器连接，并且其中所述补偿单元被设计为考虑到至少第一温度、第二温度和第三温度来确定补偿。如下面更详细说明的，通过各个温度传感器的有针对性的布置可以实现特别好的补偿。
[0017]在一个实施方案中，在所述压力测量单元的区域中并且特别地在隔膜的区域中布置有至少一个温度传感器。该温度传感器最能反映由过程或介质传递到所述压力测量单元的温度。
[0018]特别地，在所述电子传感器系统的区域中配置有至少一个温度传感器。特别地，所述电子传感器系统与所述压力测量单元直接相邻地配置在所述壳体内。所述电子传感器系统的温度受到过程温度、周围温度以及电子部件散发的热量的影响。存在于所述电子传感器系统的区域中的温度也影响在所述压力传感器或所述压力传感器的壳体中的温度分布。如果在补偿温度时也考虑该温度，则这会导致特别准确的结果。
[0019]在所述压力传感器的另一个实施方案中，在所述电子评估系统的区域中配置有至少一个温度传感器。特别地，所述温度传感器配置在所述电子评估系统的壳体内或直接配置在所述电子评估系统的电路板上。特别地，所述电子评估系统配置在所述壳体的与所述压力测量单元相对的端部处。在该区域中，温度还受到环境和所述电子评估系统的电子部件散发的热量的影响。因此，所述电子评估系统的温度也影响压力测量。如果将布置在所述
电子评估系统处的温度传感器的测量温度供给到补偿装置并且在补偿中考虑，则温度补偿变得更加准确。
[0020]此外，在所述壳体的外部可以配置有用于检测周围温度的至少一个温度传感器。此外，考虑到周围温度也会导致补偿得到改善。可选择地或附加地，在配置于所述壳体上的显示单元和/或操作单元中可以布置有至少一个温度传感器。
[0021]优选地，所述压力传感器具有布置在所述压力测量单元、所述电子传感器系统和所述电子评估系统上的至少三个温度传感器。作为一个温度传感器的替代方案，或者附加地，其他温度传感器可以布置在所述壳体的外部。因此，实现了特别准确和可靠的补偿及压力确定。
[0022]在根据本专利技术的压力传感器的另一个实施方案中，所述压力传感器具有输入单元，用于输入关于以下的输入信息：
[0023]‑
所述压力传感器的安装位置，
[0024]‑
待进行测量的介质，
[0025]‑
容器的类型，和/或...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器，其包括压力测量单元、壳体(14)以及配置在所述壳体(14)内的电子传感器系统和电子评估系统，其特征在于，所述压力传感器(10)至少具有用于测量第一温度(T1)的第一温度传感器(18)和用于测量第二温度(T2)的第二温度传感器(20)，其中所述温度传感器(18,20)沿着所述壳体(14)的轴向方向配置在不同位置处并且在离过程的不同距离处，其中所述压力传感器(10)具有与所述至少两个温度传感器(18,20)连接的补偿单元(26)，并且其中所述补偿单元(26)被设计为用于考虑到至少第一温度(T1)和第二温度(T2)来确定补偿(K)。2.根据前一项权利要求所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器(10)具有至少三个温度传感器(18,20,22)，其中所述补偿单元(26)与所述至少三个温度传感器(18,20,22)连接，并且其中所述补偿单元(26)被设计为用于考虑到至少第一温度(T1)、第二温度(T2)和第三温度(T3)来确定补偿(K)。3.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在所述电子传感器系统的区域中配置有至少一个温度传感器(20)。4.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在所述电子评估系统的区域中配置有至少一个温度传感器(22)。5.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，在所述壳体(14)的外部配置有用于检测周围温度的至少一个温度传感器。6.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器(10)具有输入单元(24)，用于输入关于以下的输入信息(...

【专利技术属性】
技术研发人员：京特，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：