[發(fā)明專利]壓力測量單元和用于施加測量結(jié)構(gòu)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710676952.9
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN107727301A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·賽班德;M·施利茲庫斯;R·瓦爾;S·萊赫伯格;V·諾特曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號(hào): G01L9/00
• 分類號(hào): G01L9/00;G01L19/00;G01L19/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 蘇娟,王楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述類型的一種壓力測量單元或者一種用于施加測量結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明的對(duì)象還為一種測量機(jī)構(gòu)和一種具有這種壓力測量單元的壓力傳感器機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

由現(xiàn)有技術(shù)已知由多個(gè)部件制成的壓力傳感器機(jī)構(gòu)以用于壓力測量。將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過所謂的壓力測量單元實(shí)現(xiàn)。借助于不同的薄膜工藝在該壓力測量單元上施加測量電橋，測量電橋優(yōu)選是惠斯通電橋。這些薄膜工藝非常復(fù)雜且昂貴并且必須在超凈間中進(jìn)行，以便可以以無夾雜物、無污染或無缺陷的方式制造薄膜。對(duì)于薄膜工藝，必須至少研磨壓力測量單元的表面。

由DE 10 2014 221 365A1已知一種用于傳感器機(jī)構(gòu)的預(yù)裝配組件和對(duì)應(yīng)的傳感器機(jī)構(gòu)，其具有實(shí)施為壓力測量單元的測量元件、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的傳感器載體和電路載體。測量元件與傳感器載體連接并且電路載體具有內(nèi)部接口，該接口采集測量元件的至少一個(gè)電輸出信號(hào)。電路載體的基體實(shí)施為具有內(nèi)部接合幾何結(jié)構(gòu)的空心圓柱體，該內(nèi)部接合幾何結(jié)構(gòu)與測量元件的外部輪廓相匹配并且包圍該測量元件。此外電路載體的基體通過卡夾連接與傳感器載體機(jī)械連接。

發(fā)明內(nèi)容

具有獨(dú)立權(quán)利要求1所述特征的壓力測量單元和具有獨(dú)立權(quán)利要求6所述特征的用于施加測量結(jié)構(gòu)的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)，即可制造更簡單且更低成本的壓力傳感器，該壓力傳感器使用更簡單且更低成本制造的壓力測量單元來代替復(fù)雜制備的壓力測量單元。代替昂貴且復(fù)雜的薄膜工藝，通過在幾乎每個(gè)表面上簡單地印制電阻跡線可在壓力測量單元的待涂覆的幾何結(jié)構(gòu)方面實(shí)現(xiàn)較大的變化。此外測量結(jié)構(gòu)也可有利地被印制在載體的不平的表面區(qū)域上。由此例如可將液壓和/或電氣連接幾何結(jié)構(gòu)集成到壓力測量單元的幾何結(jié)構(gòu)中，從而可省去壓力測量單元和電路載體的分離。此外多個(gè)部件可組成一個(gè)構(gòu)件或預(yù)裝配組件。有利地也可將測量結(jié)構(gòu)直接施加在應(yīng)在其中測量壓力的流體塊上。因?yàn)閷?duì)于印制工藝不需要超凈間的條件，可進(jìn)一步降低壓力測量單元和具有該壓力測量單元的對(duì)應(yīng)測量機(jī)構(gòu)或壓力傳感器機(jī)構(gòu)的制造成本。

本發(fā)明的實(shí)施方式提供了具有構(gòu)成測量膜的載體的壓力測量單元。測量膜在待檢測壓力的作用下變形。此外在載體上施加測量結(jié)構(gòu)，該測量結(jié)構(gòu)檢測測量膜的變形并且產(chǎn)生至少一個(gè)代表被檢測壓力的電輸出信號(hào)。在此測量結(jié)構(gòu)被印制在載體上。

此外提出了一種用于將測量結(jié)構(gòu)施加到壓力測量單元的載體上的方法。在此清潔載體的表面并且將測量結(jié)構(gòu)印制在載體的表面上。

優(yōu)選使用無接觸式印制系統(tǒng)或印制工藝，例如噴墨系統(tǒng)或噴墨工藝，其將墨滴噴射到載體表面上，以將測量結(jié)構(gòu)印制到載體上。代替普通的印制墨水使用包含具有預(yù)設(shè)的特定歐姆電阻或電導(dǎo)的導(dǎo)電材料(例如金屬顆粒和/或碳顆粒)的墨水(丙酮/乙醇)。通過該印制工藝可印制具有相應(yīng)幾何結(jié)構(gòu)的測量結(jié)構(gòu)，該測量結(jié)構(gòu)通過所包含的導(dǎo)電材料而具有所期望的歐姆薄膜電阻。

因此例如可使用連續(xù)噴墨工藝，其使用具有多個(gè)噴嘴的噴嘴板并且以較高的頻率朝待印制的表面連續(xù)地噴射墨滴。墨滴在從噴嘴板逸出時(shí)被加載靜電并且通過施加不同的電流而偏轉(zhuǎn)。通過該偏轉(zhuǎn)在待印制的表面上產(chǎn)生所期望的測量結(jié)構(gòu)。未使用或未偏轉(zhuǎn)的墨滴又被收集并且回送到墨水回路。此外可使用連續(xù)的氣溶膠噴射工藝，在其中使具有導(dǎo)電材料的墨滴通過超聲或空氣湍流霧化并且噴射。作為替代可使用按需滴定工藝，其產(chǎn)生具有預(yù)定大小的墨滴并且分別朝待印制的表面噴射。在按需滴定工藝中，具有導(dǎo)電材料的墨水位于印制頭中的墨罐中。在墨罐中建立負(fù)壓，以使墨水不會(huì)自動(dòng)從印制頭下方的噴嘴逸出。該壓力設(shè)置為使得始終有一滴墨位于噴嘴中。通過合適的裝置使噴嘴腔縮小并且使具有導(dǎo)電材料的墨滴從噴嘴噴射到待印制的表面上，從而產(chǎn)生所期望的測量結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，可控制墨滴大小。此外可使用比在連續(xù)噴墨工藝中具有更高粘度的溶劑基墨水。

此外提出了一種具有這種壓力測量單元、傳感器載體和電路載體的測量機(jī)構(gòu)，它們構(gòu)造為用于壓力傳感器機(jī)構(gòu)的預(yù)裝配組件。壓力測量單元產(chǎn)生至少一個(gè)代表所檢測的壓力的電輸出信號(hào)并且具有至少一個(gè)第一觸點(diǎn)，通過該第一觸點(diǎn)可采集至少一個(gè)電輸出信號(hào)。壓力測量單元與傳感器載體機(jī)械連接，該傳感器載體在待測量的介質(zhì)和壓力測量單元之間建立流體連接。電路載體與傳感器載體機(jī)械連接并且壓力測量單元的至少一個(gè)第一觸點(diǎn)與電路載體的至少一個(gè)第二觸點(diǎn)電連接，該第二觸點(diǎn)可與布置在電路板上的電子電路的第三觸點(diǎn)連接。