DE3310538A1 - Pressure transducer with a pressure-sensitive diaphragm - Google Patents

Abstract

The invention relates to a pressure transducer with a pressure-sensitive diaphragm (5) which is firmly clamped in place at its margin and on which at least one wire strain gauge (11) is held. In order to give the pressure transducer especially high sensitivity, a narrow bending beam (8) extends across the diaphragm (5). The bending beam (8) is firmly connected to the diaphragm (5) and is firmly clamped in place at least at one end. To further increase the sensitivity of the pressure transducer, in each case at least one comparatively short rod can be arranged on the diaphragm on either side of the bending beam and transversely to its longitudinal axis. It is especially advantageous from the production point of view if the diaphragm is etched out of a disc, the bending beam, the short rods and a clamping margin of the diaphragm being left behind. <IMAGE>

Description

Druckaufnehmer mit einer druckempfindlichen MembranPressure transducer with a pressure sensitive membrane

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckaufnehmer mit einer druckempfindlichen Membran, die an ihrem Rand fest eingespannt ist und an der mindestens ein Dehnungsmeßstreifen gehalten ist.The invention relates to a pressure sensor with a pressure sensitive Membrane that is firmly clamped at its edge and on which at least one strain gauge is held.

Bei einem bekannten Druckaufnehmer dieser Art ('VDI-Nachrichten" Nr. 6 vom 11.02.1983, Seite 9) besteht die Membran aus einer biegesteifen Kreisscheibe, deren Rand mit dem Innenrand einer ringförmigen dünnen Metallfolie verbunden ist. An ihrem Außenrand ist die dünne Metallfolie mit dem Innenrand eines Befestigungsringes verbunden. Im Bereich der dünnen Metallfolie sind einander diametral gegenüberliegend Dehnungsmeßstreifen angeordnet. Wird die Membran einseitig mit einem Druck beaufschlagt, so hat dies eine Verschiebung der Kreisscheibe gegenüber dem Befestigungsrand zur Folge, wodurch die Dehnungsmeßstreifen auf Dehnung beansprucht werden. Als Dehnungsmeßstreifen finden Dünnfilme aus Germanium oder Silizium Anwendung. Derartige Dehnungsmeßstreifen weisen eine hohe Empfindlichkeit auf. Diese ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil Druckaufnehmer vorzugsweise bei kleinen Auslenkungen der Membran betrieben werden. Bei solchen Auslenkungen läßt sich im linearen Arbeitsbereich eine Linearität zwischen der Druckänderung und der Anderung der spezifischen Eigenschaft der Dehnungsmeßstreifen erreichen.With a known pressure transducer of this type ('VDI-Nachrichten "No. 6 of 02/11/1983, page 9) the membrane consists of a rigid circular disc, the edge of which is connected to the inner edge of an annular thin metal foil. At its outer edge is the thin metal foil with the inner edge of a fastening ring tied together. In the area of the thin metal foil are diametrically opposite one another Strain gauges arranged. If the membrane is pressurized on one side, so this has a displacement of the circular disk relative to the fastening edge for Consequence, whereby the strain gauges are stressed to stretch. As a strain gauge thin films made of germanium or silicon are used. Such strain gauges have a high sensitivity. This is particularly advantageous because because pressure transducers are preferably operated with small deflections of the membrane will. With such deflections, a linearity can be achieved in the linear working range between the change in pressure and the change in the specific property of the strain gauges reach.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckaufnehmer mit einer druckempfindlichen Membran anzugeben, der sich durch eine besonders hohe Empfindlichkeit auszeichnet.The invention is based on the object of having a pressure transducer indicate a pressure-sensitive membrane, which is characterized by a particularly high sensitivity excels.

Zur Lösung dieser Aufgabe erstreckt sich bei dem Druckaufnehmer der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß quer über die Membran ein schmaler Biegebalken und ist mit dieser fest verbunden; der Biegebalken ist an mindestens einem Ende im Bereich des Membranrandes fest eingespannt und in seinem Bereich ist mindestens ein Dehnungsmeßstreifen angebracht. Dieser kann dabei auf dem Biegebalken selbst oder auf der Membran auf ihrer dem Biegebalken abgewandten Seite liegen.To solve this problem, the pressure transducer extends from initially specified type according to the invention across the membrane a narrow bending beam and is firmly connected to this; the bending beam is at at least one end firmly clamped in the area of the membrane edge and in its area is at least a strain gauge attached. This can be done on the bending beam itself or lie on the membrane on its side facing away from the bending beam.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers besteht darin, daß die Befestigung des schma-len Biegebalkens quer über die Membran wie eine örtliche Verstärkung der Membran wirkt, so daß dort bei gleich großer Auslenkung der Membran größere Dehnungen als bei einer Membran ohne Biegebalken auftreten; durch den im Bereich des Biegebalkens aufgebrachten Dehnungsmeßstreifen erhält man dementsprechend größere Meßsignale. Dabei ist im Vergleich zu der Vergrößerung des Dehnungszustandes die Verringerung der Druckempfindlichkeit der Membran infolge des darauf angeordneten schmalen Biegebalkens nur geringfügig, so daß die resultierende mechanische Empfindlichkeit des Druckaufnehmers mit Biegebalken größer als bei einer herkömmlichen Anordnung ohne Biegebalken ist.An advantage of the pressure transducer according to the invention is that the fastening of the narrow bending beam across the membrane like a local one Reinforcement of the diaphragm acts so that there is an equally large deflection of the diaphragm greater expansions occur than with a membrane without a bending beam; through the im The strain gauges applied to the area of the bending beam are obtained accordingly larger measurement signals. This is in comparison to the enlargement of the state of elongation the reduction in pressure sensitivity of the membrane as a result of the pressure placed on it narrow bending beam only slightly, so that the resulting mechanical sensitivity of the pressure transducer with bending beam is larger than with a conventional arrangement is without a bending beam.

Die Höhe des Biegebalkens ist vorzugsweise so gewählt, daß sie etwa der 5-fachen Dicke der Membran entspricht, wobei die Breite des Biegebalkens mehr als dem 2-3-fachen der Membrandicke entspricht. Bei solcher Bemessung läßt sich die Empfindlichkeit gegenüber herkömmlichen Druckaufnehmern um das 5- bis 10-fache steigern.The height of the bending beam is preferably chosen so that it is about corresponds to 5 times the thickness of the membrane, whereby the width of the bending beam is more than corresponds to 2-3 times the membrane thickness. With such a dimensioning can the sensitivity compared to conventional pressure transducers by 5 to 10 times increase.

Der erfindungsgemäße Druckaufnehmer kann mit Dehnungsmeßstreifen unterschiedlicher Art versehen sein. Insbesondere ist er für die Verwendung von Metall-Dehnungsmeßstreifen geeignet, die sich im Unterschied zu Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen durch ihre weitgehend temperaturunabhängigen Meßeigenschaften auszeichnen. Der Nachteil der vergleichsweise geringen Empfindlichkeit der Metall-Dehnungsmeßstreifen wird nämlich durch die hohe mechanische Empfindlichkeit des erfindungsgemäusen Druckaufnehmers ausgeglichen, so daß ausreichend hohe Meßsignale zur Verfügung stehen.The pressure transducer according to the invention can be different with strain gauges Kind of provided. In particular, it is for the use of metal strain gauges suitable which, in contrast to semiconductor strain gauges, are largely due to their distinguish temperature-independent measurement properties. The disadvantage of comparatively low sensitivity of the metal strain gauges is namely by compensates for the high mechanical sensitivity of the pressure transducer according to the invention, so that sufficiently high measuring signals are available.

Bei einseitiger Einspannung des Biegebalkens ergeben sich besonders hohe Dehnungen und damit ein entsprechend hohes Meßsignal durch den mindestens einen Dehnungsmeßstreifen-. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch nur der Bereich der halben Balkenlänge auf der Seite der festen Einspannung für die Anbringung der Dehnungsmeßstreifen geeignet.If the bending beam is clamped on one side, the result is particularly high high elongations and thus a correspondingly high measurement signal through the at least one Strain gauge. In this embodiment, however, only the area is half a bar length on the side of the fixed restraint for attaching the strain gauges suitable.

Es ist zwar aus der DE-AS 2 219 054 ein Druckaufnehmer bekannt, bei dem eine elastische Platte, die einen DehnungsmeB-streifen trägt, von einer Membran druckabhängig belastet ist, jedoch ist die elastische Platte einseitig eingespannt und an ihrem freien Ende von der Membran über eine Klinge belastet.A pressure transducer is known from DE-AS 2 219 054, at an elastic plate, which carries a strain gauge, from a membrane is loaded depending on the pressure, but the elastic plate is clamped on one side and loaded at its free end by the membrane via a blade.

Bei zweiseitiger fester Einspannung des Biegebalkens ergibt sich der Vorteil, daß über die gesamte Länge des Biegebalkens Dehnungsmeßstreifen an Stellen großer Dehnung unterschiedlichen Vorzeichens angeordnet werden können. Die maximale Dehnung ist jedoch bei zweiseitiger fester Einspannung des Biegebalkens um ein Drittel geringer als bei einseitiger Einspannung.If the bending beam is firmly clamped on both sides, the result is Advantage that strain gauges in places over the entire length of the bending beam large expansion of different signs can be arranged. The maximal However, if the bending beam is firmly clamped on both sides, elongation is by a third less than with one-sided clamping.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers ist es aus fertigungstechnischen Gründen günstig, daß Membran und Biegebalken aus zwei Teilen bestehen, die miteinander verschweißt, verlötet oder verklebt sind.In an advantageous embodiment of the pressure transducer according to the invention it is favorable for manufacturing reasons that the membrane and the bending beam are made consist of two parts that are welded, soldered or glued together.

Besonders vorteilhaft ist eine einteilige Ausführung von Membran und Biegebalken, wenn an den Druckaufnehmer hinsichtlich seiner Empfindlichkeit und Genauigkeit hohe Anforderungen gestellt werden. Fertigungstechnisch erweist es sich dabei als besonders günstig, die Membran aus einer dicken Scheibe so zu ätzen, daß nur noch der schmale Biegebalken in Form eines Steges und ein Einspannrand auf der Membran stehenbleiben, wobei der Einspannrand der Membran zweckmäßigerweise mindestens ebenso hoch wie der Biegebalken ist. Das Ätzverfahren gewährleistet sehr geringe Abweichungen von den errechneten Werten für die Membrandicke und die Breite und Höhe des Biegebalkens, so daß eine hohe Meßgenauigkeit des Druckaufnehmers erreichbar ist.A one-piece design of the membrane and is particularly advantageous Bending beam when attached to the pressure transducer in terms of its sensitivity and Accuracy high demands are made. In terms of production, it turns out to be included as particularly favorable to etch the membrane from a thick disk so that only nor the narrow bending beam in the form of a web and a clamping edge on the membrane stand still, the clamping edge of the membrane expediently at least as well high as the bending beam is. The etching process ensures very small deviations of the calculated values for the membrane thickness and the width and height of the bending beam, so that a high measuring accuracy of the pressure transducer can be achieved.

Für die Gestaltung der Membran bietet sich neben der üblichen Kreisform die Form eines symmetrischen Vierecks an, wobei der Biegebalken entlang einer Symmetrieachse angeordnet ist. Aus fertigungstechnischen Gründen ist eine quadratische Membranform besonders vorteilhaft. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit ist dabei der Biegebalken vorzugsweise entlang einer Diagonalen angeordnet, weil dadurch das die Empfindlichkeit beeinflussende Verhältnis der Länge des Biegebalkens zu der Fläche der Membran besonders groß ist.In addition to the usual circular shape, the membrane can be designed the shape of a symmetrical square with the bending beam along an axis of symmetry is arranged. For manufacturing reasons, it is a square diaphragm shape particularly advantageous. The bending beam is used to increase the sensitivity preferably arranged along a diagonal, because this increases the sensitivity influencing ratio of the length of the bending beam to the area of the membrane in particular is great.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers ist auf der Membran beiderseits des Biegebalkens und quer zu dessen Längsachse jeweils mindestens ein vergleichsweise kurzer Stab liegend angeordnet, wodurch eine weitere Erhöhung der Empfindlichkeit des Druckaufnehmers erreicht wird. Ohne diese Stäbe ist nämlich infolge der durch den Biegebalken zusätzlich hervorgerufenen Membranversteifung die Auslenkung der Membran beiderseits des Biegebalkens bereichsweise größer als die Auslenkung des Balkens selbst. Aus fertigungstechnischen Gründen können die Stäbe und der Biegebalken aus einem Teil bestehen, das fest mit der Membran verbunden ist, oder sie können mit der Membran ein Teil bilden, wobei um sie herum die Membran bis auf einen zusätzlich stehengelassenen Einspannrand aus einer dicken Scheibe geätzt ist.In a further advantageous embodiment of the invention The pressure transducer is on the membrane on both sides of the bending beam and across it Longitudinal axis each at least one comparatively short rod arranged horizontally, whereby a further increase in the sensitivity of the pressure transducer is achieved. Without these rods is namely due to the additional caused by the bending beam Membrane stiffening the deflection of the membrane on both sides of the bending beam in areas greater than the deflection of the beam itself. For manufacturing reasons The rods and the bending beam can consist of one part that is firmly attached to the membrane connected, or they can form part of the membrane, being around it the membrane is made of a thick one, except for an additional clamping edge Disc is etched.

Für die Anbringung der Dehnungsmeßstreifen im Bereich des Biegebalkens bieten sich mehrere Möglichkeiten an. Es ist von Vorteil, bei einem Druckaufnehmer mit einem einzigen Dehnungsmeßstreifen diesen in der Mitte zwischen den beiden eingespannten Enden des Biegebalkens oder im Bereich seiner Enden auf der der Membran abgewandten Balkenseite oder auf der Membran selbst aufzubringen, weil dort die Dehnungen am größten sind. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von zwei oder vier Dehnungsmeßstreifen, weil diese in einer Meßbrückenschaltung so angeordnet werden können, daß sie sich hinsichtlich ihres Temperaturverhaltens kompensieren und sich ihre Empfindlichkeiten addieren. Bei Verwendung von zwei Dehnungsmeßstreifen ist der eine vorzugsweise in der Mitte des Biegebalkens auf seiner der Membran abgewandten Seite angeordnet, während der andere Dehnungsmeßstreifen auf der gegenüberliegenden Seite auf der Membran selbst liegt. Dadurch werden die beiden Dehnungsmeßstreifen durch den maximalen Dehnungszustand des Biegebalkens mit jeweils verschiedenen Vorzeichen beansprucht. Sollen vier Dehnungsmeßstreifen verwendet werden, so empfiehlt es sich, ein Paar nebeneinander liegender Dehnungsmeßstreifen in der Mitte und die beiden weiteren Dehnungsmeßstreifen jeweils im Bereich der Enden des Biegebalkens auf der Membran anzubringen.For attaching the strain gauges in the area of the bending beam there are several options. It is an advantage with a pressure transducer with a single strain gauge this clamped in the middle between the two Ends of the bending beam or in the region of its ends on the one facing away from the membrane To apply the beam side or on the membrane itself, because there the expansions on greatest are. The use of two or four strain gauges is particularly advantageous, because they can be arranged in a measuring bridge circuit so that they are compensate for their temperature behavior and their sensitivities add. When using two strain gauges, one is preferred arranged in the middle of the bending beam on its side facing away from the membrane, while the other strain gauge is on the opposite side on the Membrane itself lies. As a result, the two strain gauges are through the maximum Strain state of the bending beam claimed with different signs. If four strain gauges are to be used, it is advisable to use a pair strain gauges lying next to each other in the middle and the other two Strain gauges in the area of the ends of the bending beam on the membrane to attach.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Figuren 1 bis 7; dabei zeigen im einzelnen: Figur 1 einen ersten Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers, Figur 2 einen zweiten Längsschnitt senkrecht dazu, Figur 3 einen Schnitt längs der Linie AA', Figur 4 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers, Figur 5 einen weiteren Schnitt durch dieses Ausführungsbeispiel entlang der Linie BB', Figur 6 eine Prinzipdarstellung für die Anordnung der vier Dehnungsmeßstreifen des Druckaufnehmers nach den Figuren 4 und 5 in einer Meßbrücke und Figur 7 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers mit Überlastungsschutz.Figures 1 to 7 serve to explain the invention; show in detail: FIG. 1 shows a first longitudinal section through a first exemplary embodiment of the pressure transducer according to the invention, FIG. 2 a second longitudinal section perpendicular in addition, FIG. 3 shows a section along the line AA ', FIG. 4 shows a longitudinal section a second embodiment of the pressure transducer according to the invention, Figure 5 a further section through this embodiment along the line BB ', figure 6 shows a schematic diagram for the arrangement of the four strain gauges of the pressure transducer according to Figures 4 and 5 in a measuring bridge and Figure 7 an embodiment of the pressure transducer according to the invention with overload protection.

Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Druckaufnehmer weist zwei Gehäuseteile 1 und 2 mit jeweils einem Druckanschlußstutzen 3 und 4 auf. Zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 ist an ihrem Umfang eine druckempfindliche Membran 5 fest eingespannt, die zwei Druckräume 6 und 7 in den jeweiligen Gehäuseteilen 1 und 2 gegeneinander abdichtet. Über die Druckanschlußstutzen 3 und 4 lassen sich die Druckräume 6 und 7 für sich mit dem jeweiligen Druckmedium (Gas oder Flüssigkeit) füllen. Quer zu der Membran 5 und fest mit dieser verbunden ist ein schmaler Biegebalken 8 angeordnet und mit seinen Enden 9 und 10 fest zwischen den Gehäuseteilen 1 und 2 eingespannt. Auf der der Membran 5 abgewandten Seite des Biegebalkens 8 ist in der Mitte zwischen seinen beiden Enden 9 und 10 ein Dehnungsmeßstreifen 11 befestigt. Die Druckdifferenz zwischen den Druckmedien in den Druckräumen 6 und 7 belastet die druckempfindliche Membran 5, die dementsprechend nachgibt und den Biegebalken 8 zwangsauslenkt. Dabei wird die maximale Dehnung auf der Oberfläche des Biegebalkens 8 von dem Dehnungsmeßstreifen 11 erfaßt. Da die Dehnungsempfindlichkeit der Membran 5 im Bereich des Biegebalkens 8 geringfügig herabgesetzt ist, ist die Auslenkung der Membran 5 beiderseits des Biegebalkens 8 bereichsweise größer als die Auslenkung des Biegebalkens selbst. Um dieses zu verdeutlichen, sind die Auslenkungen in den Figuren unverhältnismäßig groß dargestellt.The pressure transducer shown in Figures 1 to 3 has two Housing parts 1 and 2 each with a pressure connection piece 3 and 4. Between the two housing parts 1 and 2 is a pressure-sensitive membrane on their periphery 5 firmly clamped, the two pressure chambers 6 and 7 in the respective housing parts 1 and 2 seal against each other. The pressure connection pieces 3 and 4 can be used the pressure chambers 6 and 7 for themselves with the respective pressure medium (gas or liquid) to fill. A narrow bending beam is transversely to the membrane 5 and firmly connected to it 8 arranged and with its ends 9 and 10 fixed between the housing parts 1 and 2 clamped. On the side of the bending beam 8 facing away from the membrane 5, FIG a strain gauge 11 is attached in the middle between its two ends 9 and 10. The pressure difference between the pressure media in the pressure chambers 6 and 7 is a burden the pressure-sensitive membrane 5, which yields accordingly, and the bending beam 8 forcibly deflects. Thereby the maximum elongation on the surface of the bending beam 8 detected by the strain gauge 11. Because the stretch sensitivity of the membrane 5 is slightly reduced in the area of the bending beam 8, is the deflection of the membrane 5 on both sides of the bending beam 8 in areas greater than the deflection of the bending beam itself. To make this clear, the deflections are in the Figures shown disproportionately large.

Das in den Figuren 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckaufnehmers zeigt eine quadratische druckempfindliche Membran 12. Diese Membran 12 ist zusammen mit einem schmalen Biegebalken 13 und einem Einspannrand 14 aus einer Scheibe geätzt und mit dem Einspannrand 14 zwischen den Gehäuseteilen 15 und 16 eingespannt. Der schmale Biegebalken erstreckt sich über die Membran 12 entlang einer ihrer beiden Diagonalen. Auf der Membran 12 sind beiderseits des Biegebalkens 13 und quer zu dessen Längsachse jeweils mehrere vergleichsweise kurze Stäbe 17 einander paarweise gegenüberliegend angeordnet, die ebenfalls durch Ätzen aus der genannten Scheibe gebildet sind. Mit Hilfe dieser Stäbe 17 wird erreicht, daß im Unterschied zu dem in den Figuren 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel die maximale Auslenkung der Membran 12 nicht beiderseits des Biegebalkens 13, sondern in seiner Mitte erfolgt. An dieser Stelle sind auf der Membran 12 zwei Dehnungsmeßstreifen 18 und 19 nebeneinander angebracht; zwei weitere Dehnungsmeßstreifen 20 und 21 liegen jeweils im Bereich der beiden Enden des Biegebalkens auf der Membran. Bei Auslenkung der Membran 12 wird die maximale Dehnung von den vier Dehnungsmeßstreifen 18 bis 21 mit jeweils unterschiedlichen Vorzeichen erfaßt; bei der gezeigten Auslenkung werden die Dehnungsmeßstreifen 18 und 19 gestreckt und die Dehnungsmeßstreifen 20 und 21 gleichermaßen gestaucht.The embodiment shown in Figures 4 and 5 of the invention The pressure transducer shows a square pressure-sensitive membrane 12. This membrane 12 is together with a narrow bending beam 13 and a clamping edge 14 etched from a disk and with the clamping edge 14 between the housing parts 15 and 16 clamped. The narrow bending beam extends over the membrane 12 along one of its two diagonals. On the membrane 12 are on both sides of the bending beam 13 and a plurality of comparatively short rods 17 at right angles to its longitudinal axis arranged opposite one another in pairs, which are also etched from the called disc are formed. With the help of these rods 17 it is achieved that in In contrast to the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 7, the maximum Deflection of the membrane 12 not on both sides of the bending beam 13, but in its Middle takes place. At this point there are two strain gauges on the membrane 12 18 and 19 mounted side by side; two more strain gauges 20 and 21 are located each in the area of the two ends of the bending beam on the membrane. With deflection the membrane 12 is the maximum elongation of the four strain gauges 18 to 21 recorded with different signs; at the deflection shown the strain gauges 18 and 19 are stretched and the strain gauges 20 and 21 compressed equally.

In Figur 6 ist die prinzipielle Anordnung der Dehnungsmeßstreifen 18 bis 21 des Druckaufnehmers nach den Figuren 4 und 5 in einer Meßbrücke dargestellt, die von einer Spannungsquelle 22 gespeist wird und deren Abgleich durch einen Nullspannungsindikator 23 erfolgt. Der Serienschaltung der Dehnungsmeßstreifen 18 und 20 in einer Brückenhälfte ist eine Serienschaltung der Dehnungsmeßstreifen 21 und 19 in der anderen Brückenhälfte parallel geschaltet. Dadurch ergibt sich die Empfindlichkeit der Meßbrücke aus der Summe der Empfindlichkeiten der vier Dehnungsmeßstreifen, während sich diese in ihrem Temperaturverhalten gegenseitig kompensieren.In Figure 6 is the basic arrangement of the strain gauges 18 to 21 of the pressure transducer according to Figures 4 and 5 shown in a measuring bridge, which is fed by a voltage source 22 and its adjustment by a zero voltage indicator 23 takes place. The series connection of the strain gauges 18 and 20 in one half of the bridge is a series connection of the strain gauges 21 and 19 in the other half of the bridge connected in parallel. This results in the sensitivity of the measuring bridge from the Sum of the sensitivities of the four strain gauges while they are in compensate each other for their temperature behavior.

Bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckauf- nehmers nach Figur 7 ist eine Membran 24 zusammen mit einem schmalen Biegebalken 25 und einem Einspannrand 26 aus einer Scheibe geätzt und mit dem Einspannrand 26 zwischen den Gehäuseteilen 27 und 28 eingespannt. Der schmale Biegebalken 25 erstreckt sich quer über die Membran 24, wobei er an seinem einen Ende 29 mit dem Einspannrand 26 in Verbindung steht, während zwischen seinem anderen Ende 30 und dem Einspannrand 26 ein Zwischenraum besteht. Dadurch verhält sich der Biegebalken 25 wie ein einseitig eingespannter Balken. Auf der Membran 24 sind in ihrem mittleren Bereich und am Ende 29 des Biegebalkens 25 zwei Dehnungsmeßstreifen 31 und 32 aufgebracht.In the embodiment of the pressure build-up according to the invention takers according to Figure 7 is a membrane 24 together with a narrow bending beam 25 and a clamping edge 26 etched from a disk and with the clamping edge 26 between the housing parts 27 and 28 clamped. The narrow bending beam 25 extends across the membrane 24, at one end 29 of which it is connected to the clamping edge 26 is in connection, while between its other end 30 and the clamping edge 26 there is a gap. As a result, the bending beam 25 behaves like a one-sided clamped beam. On the membrane 24 are in its central area and on At the end 29 of the bending beam 25, two strain gauges 31 and 32 are applied.

Die Gehäuseteile 27 und 28 weisen zwei Auflageflächen 33 und 34 auf, die beiderseits der Membran 24 und parallel zu ihr in vorgegebenen Abständen liegen. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes stützt sich die Membran 24 bzw. der Biegebalken 25 gegen die jeweilige Auflagefläche 34 bzw. 33 ab, wodurch eine Überlastung der Membran 24 vermieden wird.The housing parts 27 and 28 have two bearing surfaces 33 and 34, which are on both sides of the membrane 24 and parallel to it at predetermined distances. When a predetermined pressure is exceeded, the membrane 24 or the is supported Bending bar 25 against the respective support surface 34 or 33, whereby an overload the membrane 24 is avoided.

7 Figuren 9 Patentansprüche - Leerseite -7 figures 9 claims - blank page -

Claims (9)

Patentansprüche 1. Claims 1. i.jDruckaufnehmertmit einer druckempfindlichen Membran, die an ihrem Rand fest eingespannt ist und an der mindestens ein Dehnungsmeßstreifen gehalten ist , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein schmaler Biegebalken (8) sich quer über die Membran (5) erstreckt und mit dieser fest verbunden ist, daß der Biegebalken (8) an mindestens einem Ende (9, 10) im Bereich des Membranrandes fest eingespannt ist und daß der mindestens eine Dehnungsmeßstreifen (11) im Bereich des Biegebalkens angebracht ist.i.jPressure transducer with a pressure-sensitive membrane attached to your Edge is firmly clamped and held on the at least one strain gauge is, that a narrow bending beam (8) extends across the membrane (5) and is firmly connected to it, that the bending beam (8) at at least one end (9, 10) in the region of the membrane edge is firmly clamped and that the at least one strain gauge (11) in the area of the bending beam is attached. 2. Druckaufnehmer nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Biegebalken (8)an beiden Enden (9 und 10) fest eingespannt ist. 2. Pressure transducer according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the bending beam (8) is firmly clamped at both ends (9 and 10) is. 3. Druckaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Membran (5) und Biegebalken (8) aus zwei Teilen bestehen, die miteinander verschweißt, verlötet oder verklebt sind. 3. Pressure transducer according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that membrane (5) and bending beam (8) consist of two parts, which are welded, soldered or glued together. 4. Druckaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Membran (12) und Biegebalken (13) aus einem Teil bestehen.4. Pressure transducer according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n It is noted that the membrane (12) and the bending beam (13) consist of one part. 5. Druckaufnehmer nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Membran (12) eine außerhalb des in Form eines Steges stehengelassenen Biegebalkens (13) und eines stehengelassenen Einspannrandes (14) dünngeätzte Scheibe ist.5. Pressure transducer according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the membrane (12) is left standing outside in the form of a web Bending beam (13) and a left clamping edge (14) thinly etched disc is. 6. Druckaufnehmer nach einem der vorangehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Membran (12) die Form eines symmetrischen Vierecks aufweist und daß der Biegebalken (13) entlang einer Diagonale der Membran (12) angeordnet ist.6. Pressure transducer according to one of the preceding claims d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the membrane (12) has the shape of a symmetrical Has quadrilateral and that the bending beam (13) along a diagonal of the membrane (12) is arranged. 7. Druckaufnehmer nach Anspruch 6 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Membran (12) quadratisch ausgebildet ist.7. Pressure transducer according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the membrane (12) is square. 8. Druckaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf der Membran (12) beiderseits des Biegebalkens (13) und quer zu dessen Längsachse jeweils mindestens ein vergleichsweise kurzer Stab (17) liegend angeordnet ist.8. Pressure transducer according to one of claims 1 to 7 d a d u r c h g e k e n n n n e i n e t that on the membrane (12) on both sides of the bending beam (13) and transversely to its longitudinal axis each at least a comparatively short one Rod (17) is arranged horizontally. 9. Druckaufnehmer nach einem der vorangehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindest auf einer Seite der Membran (24) und parallel zu ihr eine Auflagefläche (33, 34) vorhanden ist, an die sich die Membran (24) bzw. der Biegebalken (25) bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes abstützt.9. Pressure transducer according to one of the preceding claims d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that at least on one side of the membrane (24) and parallel to it there is a support surface (33, 34) on which the membrane is attached (24) or the bending beam (25) is supported when a predetermined pressure is exceeded.