[发明专利]用于监测电容式压力测量单元的功能的方法

说明书

本发明涉及用于监测电容式压力测量单元(10)的功能的方法，该电容式压力测量单元(10)具有测量电容器(C_M)和参考电容器(C_R)，交流方波信号形式的内部激励电压U_E0施加到该测量电容器(C_M)和参考电容器(C_R)。根据本发明，为了允许检测特别是由于湿气引起的泄漏电流对测量结果的干扰影响，提出了在至少两个限定的时间t₁、t₂在下降和/或上升信号曲线期间从电压信号U_COM中感测对应的电压值U₁、U₂，并且使用两对值t₁；U₁和t₂；U₂来确定线性方程U＝f(t)，其中，使用在下降或上升信号曲线内的线性方程U＝f(t)来计算时间t_x，在该时间t_x，达到在比较器‑振荡器(SG)中作为阈值或切换点设定的电压值U_x，其中，‑或者将时间t_x与比较器‑振荡器(SG)的实际切换时间进行比较并且在显著偏差的情况下生成错误信号，‑或者使用时间t_x定义比较器‑振荡器(SG)的假设切换点，从其计算假设工作频率，并且如果所述假设工作频率与比较器‑振荡器(SG)的实际工作频率存在显著偏差，则生成错误信号。

技术领域

本发明涉及用于监测电容式压力传感器的压力测量单元的功能的方法。

背景技术

电容式压力传感器或压力测量设备在许多工业领域中用于压力测量。电容式压力传感器或压力测量设备通常包括作为用于过程压力的变送器的陶瓷压力测量单元和用于信号处理的评估电子器件。

电容式压力单元由陶瓷基体和膜片构成，其中，在基体与膜片之间布置玻璃焊环。在基体与膜片之间产生的空腔允许膜片由于压力的影响而纵向移动。因此，该空腔也被称为测量室。在膜片的下侧和基体的相对上侧上分别设置电极，这些电极一起形成测量电容器。压力的影响导致膜片变形，这导致测量电容器的电容的变化。

通过使用评估单元，检测电容的变化并将其转换成压力测量值。通常，这些压力传感器用于监测或控制过程。因此，压力传感器经常连接到更高级的控制单元(PLC)。

从DE 198 51 506 C1中已知电容式压力传感器，其中，从测量电容器和参考电容器的两个电容值的商来确定压力测量值。尽管在本专利说明书中没有具体描述压力测量单元，但是所描述的电路和方法适用于电容式压力测量单元。该压力测量设备的特征在于，对于输出处的测量信号的评估，作为所检测的压力测量值的测量，仅方波信号的振幅是相关的，与其频率无关。

从EP 0 569 573 B1中已知用于电容式压力传感器的电路布置，其中，同样使用商法来进行压力评估。

商法通常假定以下压力相关性：

或或其中，C_M是测量电容器的电容，C_R是参考电容器的电容，p表示要确定的过程压力。还可以想到的是互换商中的C_M和C_R。然而，分母中具有C_M的示例代表了有利于固有线性化的最常见形式。因此，在下文中，除非另有说明，否则假定为本实施例。

电容式压力传感器的可靠性变得越来越重要。目的在于关于在测量单元的背对待测量介质的后侧处或在评估电子器件的零件中的可能泄漏电流优化压力传感器的测量原理，以便消除可能由环境引入的并且往往冷凝的潮湿成分。

作为关于监测电容式压力传感器的功能的现有技术，提及了DE 103 33 154 A1和DE 10 2014 201 529 A1。

发明内容

本发明的目的是提供用于监测电容式压力传感器的压力测量单元的功能的方法，借助于该方法，使得能够检测特别是由于湿气引起的泄漏电流而对测量结果造成的干扰影响。