[发明专利]传感器元件

权利要求书

1.一种传感器元件，包括：

布置在传感器主体中的元件主体，被配置为测量温度和压力并且具有基于所述温度或所述压力而变形的膜片；以及

压力测量电阻器，包括相对于所述膜片的上表面的中心沿着径向并且在所述膜片的上表面上的延伸部中布置的第二电阻器部分和第四电阻器部分，并且包括在所述膜片的上表面上的压缩部中布置在所述第二电阻器部分或所述第四电阻器部分外侧的第一电阻器部分和第三电阻器部分，以消除由特定压力的温度变化所引起的电阻变化，

其中，所述压力测量电阻器的第一电阻器部分和第三电阻器部分包括各自沿着所述膜片的周向布置的多个弧线和沿着所述膜片的径向布置的多个直线，

其中所述多个弧线的长度之和等于电阻变化偏移倍数与所述多个直线的长度之和的乘积，所述电阻变化偏移倍数是被计算来将所述径向中的压缩应变量与所述周向中的拉伸应变量之和相互抵消并且和为零的值，并且其中布置在所述膜片的上表面上的压缩部中的第一电阻器部分和第三电阻器部分具有弧形和直线形，

其中所述元件主体包括形成在所述膜片的上表面上的压缩部中的温度测量电阻器，

所述温度测量电阻器具有与电阻变化长度比率相对应的电阻器图案，以使得所述温度测量电阻器能够通过由压力变化引起的电阻变化的偏移对温度发生反应，

其中所述温度测量电阻器的电阻器图案包括：

第一延伸，沿着所述径向从所述膜片的上表面上的压缩部中的图案起点向最大压缩边界延伸第一延伸长度；

第二延伸，在所述第一延伸的端部处沿着所述周向弯曲，并且沿着最大压缩边界延伸第二延伸长度；以及

第三延伸，沿着所述径向从所述第二延伸的端部向图案终点延伸第三延伸长度，

其中所述温度测量电阻器的电阻变化长度比率是使得所述第二延伸长度等于所述电阻变化偏移倍数与所述第一延伸长度和所述第三延伸长度之和的乘积的比率，并且从分析实验被导出，所述分析实验确定在所述膜片中的压力变化与径向和周向中的应变速率变化之间的相互关系，并且

其中所述径向中的压缩应变的量与所述周向中的拉伸应变的量彼此抵消并且和为零，

其中，电阻变化偏移倍数是从5.1至5.3的范围中选择的任意一个值，

其中所述元件主体包括延伸部，该延伸部相对于中心形成在所述膜片的上表面上并且沿着所述膜片的周向在所述中心与压缩起始边界之间延伸，在所述压缩起始部分处，所述膜片在所述径向中的应变被配置为从延伸状态切换到压缩状态，

其中，所述压缩部为在所述膜片的上表面上位于所述延伸部外侧的圆形带状区域，并且沿着所述周向在所述压缩起始边界与压缩结束边界之间延伸，在所述压缩结束边界处，所述膜片在所述径向中的应变被配置为从压缩状态切换到无应变状态，并且

其中，在所述压缩部与所述膜片的外部之间布置圆周部，并且沿着所述周向在所述压缩结束边界与所述压缩起始边界之间形成最大压缩边界。

2.根据权利要求1所述的传感器元件，其中所述元件主体包括：

中空部分，在所述元件主体的下表面的中心部分处开口并且在其上被施加压力；以及

台阶，形成在对所述中空部分进行限定的圆柱形壁的圆周表面上，并且所述膜片与所述圆柱形壁一体地形成以封闭所述圆柱形壁的上端。

3.根据权利要求1所述的传感器元件，其中，所述压力测量电阻器的应变基于所述膜片的温度增大而增大，以减小所述压力测量电阻器的电阻值，并且

其中所述温度测量电阻器执行温度补偿以保持所述电阻值与压力无关。

4.根据权利要求1所述的传感器元件，其中所述温度测量电阻器的电阻器图案具有弧形或直线形。

5.根据权利要求1所述的传感器元件，其中所述元件主体具有选自包括如下材料的组的任一种材料：金属材料、合金材料、在作为应力的压力或温度的负载通过压阻效应被施加时电阻改变的半导体材料、或者通过将所述半导体材料与所述金属材料或所述合金材料进行组合而得到的复合材料。

6.根据权利要求1所述的传感器元件，其中所述压力测量电阻器包括多个连接引线端子，所述多个连接引线端子布置在所述膜片的上表面上以形成所述第一电阻器部分至第四电阻器部分的电连接。