[发明专利]具有至少一个温度换能器的陶瓷压力测量单元和具有此类压力测量单元的压力传感器

说明书

一种压力测量单元包括：陶瓷对置主体(3)；陶瓷测量膜片(2)，所述陶瓷测量膜片(2)借助于圆周接合部(4)以压力密封的方式与所述对置主体(3)接合，在所述对置主体(3)与所述测量膜片(2)之间形成测量腔室，其中所述测量膜片可以通过将被测量的压力而变形；电转换器，所述电转换器用于将所述测量膜片的依赖于压力的变形转换成电信号；以及温度换能器，所述温度换能器用于提供取决于所述压力测量单元的温度或温度梯度的至少一个电信号，其特征在于，所述温度换能器包括至少一个第一热电偶，所述至少一个第一热电偶具有在具有导电材料(14)的第一导体与具有至少一个第二导电材料的第二导体之间的电流接触。

技术领域

本发明涉及具有至少一个温度换能器的陶瓷压力测量单元和具有此类压力测量单元的压力传感器。

背景技术

温度换能器或温度传感器通常集成到压力测量单元中，以便补偿压力测量期间的静态温度误差。在通用压力测量单元中，该温度传感器通常布置在陶瓷的后表面上；然而，它也可以包含在所连接的评估电子元件的内侧。如果压力测量单元与其周围环境热平衡，那么压力测量的温度依赖性可以通过此种温度传感器和测量信号的适当处理而被很好地补偿。然而，温度跃迁可能会引起严重测量误差，这几乎不能使用已知方法来补偿。尤其是在具有附接至对置主体(counter body)并且具有例如小于100μm的厚度的薄膜片的陶瓷压力测量单元中，当存在具有约1cm²至10cm²的介质接触表面时，测量膜片的温度以所需的任意速度跟随测量膜片上的介质的温度，而在对置主体的前侧和后侧之间的热传递仅非常缓慢地进行。这导致温度梯度，并且因此导致不利地影响压力测量的相关联机械应力。

专利申请DE 100 44 078 A1公开了具有两个电阻式温度传感器的压力测量单元，这两个电阻式温度传感器将在预期的温度梯度的方向上隔开布置。为此原因，第一温度传感器布置在形成压力测量单元的正面的测量隔膜处，在此它可以快速地跟随介质的温度改变，而第二温度传感器布置在压力测量单元的对置主体的背面并且背向测量膜片。

专利申请DE 10 2013 114 734 A1公开了压力测量单元，其中测量膜片的温度从测量膜片电极的阻抗导出。这显然支持对温度变化的最快速地检测。然而，这与更大的评估工作相关联。

发明内容

本发明的目标是提供具有对温度梯度的简单和可靠检测的压力测量单元和压力传感器。

该目标根据本发明由根据本申请的压力测量单元和根据本申请的压力传感器来实现。

根据本发明的压力测量单元包括陶瓷对置主体；陶瓷测量膜片，所述陶瓷测量膜片经由圆周接合部以压力密封的方式连接至对置主体，在对置主体与测量膜片之间形成测量腔室，其中测量膜片可以通过将被测量的介质而变形；电转换器，所述电转换器用于将测量膜片的依赖于压力的变形转换成电信号；以及温度换能器，所述温度换能器用于提供取决于压力测量单元的温度或温度梯度提供至少一个电信号，其特征在于所述温度换能器具有至少第一热电偶，所述至少一个第一热电偶具有包括第一导电材料的第一导体(14)与包括至少第二导电材料的、与所述第一导体接触的第二导体(18)之间的电流接触。

在本发明的另一改进中，对置主体具有第一材料厚度(hg)，其中所述第一热电偶的电流接触与膜片的表面中的面向对置主体的一个表面分开不超过材料厚度的25％——特别地，不超过材料厚度的10％，且优选地，不超过材料厚度的5％。在本发明的另一改进中，所述接合部具有材料厚度(hf)，其中第一热电偶的电流接触与膜片的表面中的面向对置主体的一个表面分开不超过接合部的第二材料厚度的十倍——例如，不超过材料厚度的四倍，特别地，不超过第二材料厚度的两倍，且优选地，不超过第二材料厚度。

第一热电偶靠近测量膜片的布置确保快速记录可能发生的温度跃迁，特别是在改变过程设备中介质温度的情况下。