JP2005532540A - 加熱装置を備えたセンサ及び方法 - Google Patents

Abstract

センサ（１）及び方法が提案される。このセンサは加熱装置（３０）に相対的な流体の運動を測定するために使用される。温度測定手段（３０、３１）が流体の運動に依存して測定場所における流体の温度を測定するように設けられている。加熱装置の場所またはこの加熱装置の近傍に測定場所が設けられている。

Description

従来技術
本発明は、独立請求項の上位概念による、加熱装置を備えたセンサ及び方法に関する。例えば物体が自動車に衝突した際の振動を検出するために、今日では殊に車両に取り付けられた加速度センサが使用される。この加速度センサは大抵は地震学上の質量の運動を評価する。しかしながら熱的な機能原理を基礎とするセンサも公知である。例えばそのような公知のセンサは溝を有し、この溝の上方には横断方向に端部で支持されたブリッジが張設されている。これらのブリッジのうちの１つは加熱素子として使用され、このブリッジに隣接する２つのブリッジは温度センサとして機能する。加熱素子に基づく加熱によって温度センサの方向における温度勾配が生じる。センサの突然の加速は温度勾配の変化を惹起する。そのような公知の熱的な加速度センサは、加速度センサが地震学上の質量を用いるセンサに比べ可動部を有さないために比較的ロバストである。しかしながら端部で支持された精巧なブリッジはこのロバスト性を大幅に制限する。このブリッジは殊に端部で支持されたブリッジの周辺、すなわち例えば空気中に存在する粒子に対して抵抗力がない。さらにはこのようなブリッジは、例えば慣例の鋸引プロセスがこれらのセンサでは実施不能または非常に困難なために製造コストが高い。

発明の利点
これに対して独立請求項の特徴を有する本発明によるセンサ及び本発明による方法は、より簡単でよりロバストなセンサ及び評価方法ないし測定方法が提案されるという利点を有する。さらには加熱装置及び温度測定手段が１つ且つ同一の場所ないし近傍に相前後して設けられていることは有利である。このことはセンサ装置の安定性ないしロバスト性を高める。

従属請求項に記載されている措置によって、独立請求項に記載されているセンサ及び方法の有利な実施形態及び改善形態が可能である。

熱的な振動センサ及び加速度センサの本発明による実施形態では、公知のセンサに比べ出力信号とセンサの傾斜との依存性は生じない。さらには出力信号は加速が生じる方向に依存しない。

さらには、温度測定手段として加熱装置の電気抵抗及び加熱装置の配線が設けられていることは有利である。したがって本発明によれば、加熱の機能も温度測定の機能も加熱装置によって実施することが可能である。これによって本発明によるセンサ装置はより簡単且つ安価に製造することができ、したがって同一の値段でもよりロバストにすることができる。

さらには、加熱装置が一定の電流または一定の電圧または一定の電力で動作することは有利であり、この際電流または電圧または電力は殊に周囲温度センサの信号に依存しており、この結果本発明によるセンサ装置を、広範な周囲温度領域にわたる測定感度を補償するために使用できるよう設計することができる。

さらには熱電対が加熱装置の場所またはこの加熱装置の近傍に設けられていることは有利である。これによって加熱装置の電気抵抗に依存しない流体の温度測定が可能となる。

さらには複数の加熱装置及び複数の温度測定手段が設けられていることは有利である。これによって、温度測定手段を用いて測定される温度の時間的な経過の比較に基づき振動方向を推量することができる。複数の加熱装置が配置され、この加熱装置の配線がホイートストンブリッジの形態である場合には、本発明によるセンサ装置の変形において高められた出力信号を得ることもできる。さらには加熱装置が複数存在する場合には、信号の時間的な位置及び振幅に基づき振動方向及び振動強度を測定することができる。

図面
本発明の実施例を図面に示し、以下の記述において詳細に説明する。ここで、
図１は従来技術による公知のセンサ装置である。
図２は鳥瞰図及び断面図で表した本発明によるセンサ装置の第１の実施形態である。
図３は加熱装置の第１の変形を備えた本発明によるセンサ装置である。
図４は加熱装置の第２の変形を備えた本発明によるセンサ装置である。
図５は俯瞰図で表した本発明によるセンサ装置の第２の実施形態である。
図６は俯瞰図で表した本発明によるセンサ装置の第３の実施形態である。
図７は本発明によるセンサ装置の第１の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図である。
図８は評価回路の一部の考えられる実現形態である。
図９は本発明によるセンサ装置の第２の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図である。
図１０は本発明によるセンサ装置の第３の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図である。
図１１は軽度の振動の際の本発明によるセンサ装置の有効信号と時間との関係を示したグラフである。
図１２は重度の振動の際の本発明によるセンサ装置の有効信号と時間との関係を示したグラフである。
図１３は本発明によるセンサ装置の別の変形形態である。
図１４は本発明によるセンサ装置の第４の実施形態である。
図１５は本発明によるセンサ装置の第５の実施形態である。
図１６は本発明によるセンサ装置の第４の実施形態による有効信号と時間との関係を示した４つのグラフである。

実施例の説明
図１には従来技術による、例えば物体が自動車に衝突した際の振動を検出するための公知のセンサが例示的に示されている。従来技術によるセンサには参照記号１００が付されている。センサ１００は溝１２０を有し、この溝１２０の上方には横断方向において端部で支持された非常に精巧なブリッジが張設されている。これらのブリッジには図１において参照記号１３０及び１４０が付されている。これらのブリッジのうちの１つは加熱素子１３０として使用され、このブリッジ１３０に隣接するブリッジ１４０は温度センサとして機能する。加熱素子１３０に基づく加熱によって、温度センサの方向において温度勾配が生じる。例えば振動によるセンサの急激な加速は温度勾配の変化を惹起する。温度センサ１４０を介してこの変化が検出され、この変化は評価電子機構を用いて加速に比例する出力信号に変換される。この装置における欠点は端部で支持された精巧なブリッジ１３０、１４０はそれほどロバストではないということである。これらのブリッジは空気中ないしブリッジを包囲する媒体中に存在する粒子に対して抵抗力がない。さらにはこの装置は、例えば慣例の鋸引きプロセスはこれらのセンサにおいて実施することができないため製造コストが高い。

図２には本発明によるセンサ１ないしセンサ装置１が、上部では鳥瞰図で下部では断面図で示されている。センサ１は殊に半導体基板１０として設けられている基板１０で実現されている。例示的に基板１０は以下ではシリコン基板１０とも称する。しかしながら他の半導体材料も基板として使用することができる、ないし半導体でない材料も基板として使用できる。センサ１の基板１０には空洞２０が設けられており、この空洞２０は図２では下部の断面図にのみ示されている。空洞２０は例えば基板１０の裏面にバルクマイクロマシニング技術で製造することができる。基板１０に空洞２０を製造した後には基板１０の前面にはダイヤフラム２５が残る。空洞２０の形成は本発明によれば殊に空洞２０のシリコン基板１０へのエッチングによって行われる。空洞２０は基板１０の前面とはダイヤフラム２５によって仕切られ、このダイヤフラム２５は誘電性の特性を有し、熱的に遮断するよう作用する。

ダイヤフラム２５には、例えばプラチナから成る少なくとも１つの温度に依存する抵抗３０が設けられている。本発明によるセンサ装置１の別の実施形態においては、温度に依存する抵抗３０に付加的に別の抵抗ないし熱電対がダイヤフラム２５上に設けられている。ここで本発明の全ての実施形態において重要なことは、ダイヤフラム２５がこのダイヤフラム２５上に存在する構造体と共に僅かな熱質量を有し、したがって僅かな熱的な時定数を有することである。つまり５ミリ秒から１５ミリ秒の範囲の時定数を有するセンサ装置１を設けることができる。動作時には抵抗３０は、ないし複数の抵抗が存在する場合にはこれらの抵抗のうちの１つの抵抗は電気的に加熱される。センサ１が静止状態にあれば、すなわちセンサに加速力が作用しない場合には、電気的に加熱される抵抗３０の上方及び下方には局限された容量体の加熱された気体、例えば空気、または気体の通常の流れが生じる。

抵抗３０の温度、したがって抵抗３０の抵抗値は一定の値に調整される。センサが加速され、この際に十分大きな距離の振幅、例えば衝撃的ないし突発的で側方的な運動を受けると、加熱された容量体がセンサ、すなわちこの場合では温度測定の場所から離れるように運動するという、加熱された空気容量体ないし一般的な流体容量体の周辺の冷たい空気の慣性が生じる。

ダイヤフラム２５の時定数が小さいので抵抗３０は相応に冷却する。このことは抵抗３０の抵抗値を変化させ、この変化を評価装置ないし評価電子機構によって検出することができる。評価電子機構は抵抗３０を加熱するための手段と、抵抗３０の抵抗値を測定するための手段と、この測定値を電気的な有効信号に変換するための手段とを包含する。センサ１及び評価電子機構は突然生じた振動を検出するために使用することができる。有効信号の信号振幅は振動の強度に依存する。したがってセンサ１は加速度を測定するためにも使用することができる。

本発明によれば、振動の変位振幅が十分に大きく、例えば数ミリメートルであり、したがって抵抗３０は加熱された気体容量体の下方において離れるように運動し、これによって別の温度を「見る」ことができるということは有効である。しかしながら変位距離に関する振動の最小振幅が小さくなればなるほど、抵抗３０ないし空洞２０及びセンサ装置１全体の寸法はますます小さくなることも明らかである。

本発明によるセンサ装置１はロバストな構造を有し、標準的な方法で製造することができる。ストッパに激しく衝突した際に発生させることができる地震学的な質量は必要ないので、そのような本発明によるセンサを用いて、センサ１における敏感な可動部の潜在的な損傷を伴わずに広範な振動強度範囲を測定することができる。

センサ１は抵抗３０が加熱装置３０として設けられているという原理に基づく。加熱装置３０は流体、殊に気体と熱的に接触し、この加熱装置３０は空洞２０内ないしダイヤフラム２５の表側に設けられている。センサ１に作用する加速力の影響を受けずに、加熱装置３０の加熱作用によって熱平衡が加熱装置から流体への一定の熱流の形態で生じる。センサ装置１が加熱装置３０と共に加速力にさらされていると、流体の慣性によって加熱装置３０に相対的な流体の運動が生じ、これによって熱平衡が変化される。このことは加熱装置の場所ないし加熱装置の近傍における温度変化につながる。本発明によれば加熱装置３０の場所ないし加熱装置３０の近傍には温度測定手段が設けられており、この温度測定手段は熱平衡の変化を温度変化でもって検出することができる。これによって加熱装置３０に相対的な流体の運動を測定することができる。本発明によればセンサ１の第１及び第２の実施形態において、温度測定手段としての加熱装置３０の電気的な抵抗値が使用される。センサ１の第３の実施形態では、加熱装置３０とは別個の温度測定手段が設けられている。

本発明の種々の実施形態によれば、空洞２０の上方には殊にシリコン酸化物及びシリコン窒化物からなる熱的に遮断されたダイヤフラム２５が設けられている。本発明によれば、シリコン酸化物及びシリコン窒化物でダイヤフラム２５を形成することは、殊に基板１０としてシリコン基板を使用する場合に有効である。ダイヤフラム２５上には１つの加熱装置３０ないし複数の加熱装置３０が設けられており、これらの加熱装置を異なる形状で形成することができる。図３にはメアンダ状である加熱装置３０の形状の第１の変形が示されており、図４には渦巻状である加熱装置３０の形状の第２の変形が示されている。図２においても、また図３及び図４においても抵抗装置３０ないし加熱装置３０を接続面及び結合パッド（参照記号３６）及び導線３５と電気的に接続することができる。結合パッド３６及び導線３５は基板１０上に設けられている。抵抗装置３０は殊にプラチナからなる。

図５には本発明によるセンサ１の第２の実施形態が示されている。第２の実施形態においては加熱装置３０の他に、ダイヤフラム２５の領域に周囲温度センサ５０が基板１０上に設けられており、この周囲温度センサ５０を同様に結合パッド及び導線（しかしながらここでは参照符号を付していない）を用いて接続することができる。周囲温度センサ５０は本発明によれば同様にプラチナからなる。周囲温度センサ５０は周囲温度を検出するために設けられている。周囲温度センサの抵抗値を、広範な周囲温度領域にわたる本発明による温度測定手段の測定感度を補償するために使用することができる。

図６には本発明によるセンサ装置１の第３の実施形態が示されている。第１の実施形態と比べると、ここでは加熱装置３０とは別個の熱電対３１が設けられており、この熱電対３１は加熱装置の場所ないし加熱装置の近傍における流体の温度を測定する。熱電対３１は温度センサとして構成されており、また特別な導線３１１を用いて基板１０において詳細には参照番号を付していない結合パッドと接続されている。本発明によれば第３の実施形態において、熱電対３１が直接加熱装置３０の場所ないし加熱装置３０の近傍に設けられている。加熱装置３０の場所は、ダイヤフラム２５における加熱装置３０の形状がメアンダ状である場合にはダイヤフラム面全体と解され、このダイヤフラム面は加熱装置３０のメアンダ構造によって多かれ少なかれ覆われる。熱電対３１が加熱装置３０の抵抗線路の傍に、しかしながら加熱装置３０のメアンダ状構造の曲線の内部に設けられていても、温度測定手段として加熱装置３０を使用する際にも温度検出に関してより良い位置的な解決手段は不可能であろうから、それにもかかわらず熱電対３１は加熱装置３０の場所に配置されている。

熱電対３１はその先端において温かい接続部（heisse Verbindung）（図６における文字Ａ）及び導線３１１との接続部において冷たい接続部（kalte Verbindung）（図６における文字Ｂ）を有する。本発明によるセンサ装置１の第３の実施形態において、複数の熱電対３１を加熱装置３０の場所または加熱装置の近傍に設けることも勿論可能である。

図７には本発明によるセンサ１の第１の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図が示されている。本発明によれば、ダイヤフラム２５上における加熱装置３０として設けられている加熱抵抗は一定の電流または一定の電圧または一定の電力で動作する。ここで図７は一定の電流の場合を示している。加熱電流は図７において参照記号３００で表されている。加熱装置３０の抵抗値は図７においては参照記号３１０で表されている。一定の加熱電流３００を形成するために本発明によれば定電流源３０１が設けられている。加熱抵抗３１０は、加熱抵抗３１０を介する電圧降下でもって測定されて、増幅回路６０に供給される。増幅回路６０における増幅後に、オフセット修正回路６５においてオフセット修正電圧６５０を用いてオフセットが修正され、引き続き信号がフィルタ装置７０においてフィルタリングされる。フィルタ装置７０はアース６９８に対する有効信号７００を取り出すことができる。

図８には図７の評価回路の考えられる実現形態が示されているが、ここではフィルタ装置７０は省略されている。供給電圧源６９９及びアース電位６９８と接続されている第１の演算増幅器３３０は、この第１の演算増幅器３３０の出力側とその反転入力側との間に接続されている加熱抵抗３１０を流れる加熱電流３００を調節するために使用される。第１の演算増幅器の非反転入力側は第１の制御可能な抵抗３２０のタップと接続されており、この第１の制御可能な抵抗３２０は加熱電流３００を調節するために使用される。さらに、アース６９８と第１の演算増幅器３３０の反転入力側との間には第１の抵抗３０５が配置されている。第１の演算増幅器３３０の出力信号３１５は第２の演算増幅器６５１を用いて増幅され、オフセットが補償される。このために、第１の演算増幅器３３０の出力側は第２の抵抗３０６を介して第２の演算増幅器６５１の反転入力側と接続されている。第２の演算増幅器６５１の出力側はさらに第３の抵抗６５８を介して第２の演算増幅器６５１の反転入力側と接続されている。したがって第２の演算増幅器６５１は増幅装置６０として使用される。さらに第２の制御可能な抵抗６５５が供給電圧源６９９とアース電位６９８との間にあり、ここで第２の制御可能な抵抗６５５のタップは第４の抵抗６５６を介して第２の演算増幅器６５１の非反転入力側と接続されている。さらには第２の演算増幅器６５１の非反転入力側は第５の抵抗６５７を介してアース電位６９８と接続されている。第２の演算増幅器６５１の非反転入力側の記述の配置によってオフセットが補償される。したがって第２の演算増幅器６５１は部分的に図７のオフセット補正装置６５にも対応する。第２の演算増幅器６５１の出力側において（フィルタリングされていない）有効信号７００を取り出すことができる。

図１１及び図１２は図８による評価回路の出力側における有効信号７００の時間的な経過であり、ここでは図示された時間的な経過の中央において振動がセンサ装置１に作用している。図１１に示された信号は軽度の振動に関する信号であり、図１２に示された信号は重度の振動に関する信号である。

図９には本発明によるセンサ装置１の第２の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図が示されている。本発明によるセンサ装置の第２の実施形態についての評価電子機構も増幅装置６０、オフセット補償装置６５を包含するが、ここで図９においてはオフセット補償電圧６５０は明瞭性のため図示しなかった。さらにこの評価電子機構はフィルタ装置７０を包含し、このフィルタ装置７０の出力側にはアース６９８に対する有効信号７００が印加される。しかしながら第１の実施形態との相違は、本発明によるセンサ装置１の第２の実施形態においては加熱装置３０を流れる加熱電流３００が周囲温度に依存して制御されるという点である。このために第２の実施形態においては周囲温度センサ５０が設けられており、図９においてこの周囲温度センサ５０は、周囲温度センサ５０の信号を制御信号３２０に変換する測定（値）変換器５５と接続されており、この制御信号３２０は加熱電流３００をその都度の周囲温度に適応させるために使用される。このために制御信号３２０は加熱電流制御装置３２に供給され、この加熱電流制御装置３２は制御信号３２０に依存して加熱装置３０を流れる加熱電流３００を制御する。ここで制御信号３２０は殊に制御可能な低電流源３０１に作用を及ぼす。制御信号３２０は測定変換器及び周囲温度センサによって形成される信号であり、この信号によって振動感度が広範な周囲温度領域において等しく保たれるようにセンサ素子の加熱は適合される。本発明によるセンサ装置１の第２の実施形態においては、加熱電流３００がセンサ装置１の運動状態の検出に関連するタイムスケールを考慮して、この加熱電流３００が周囲温度に依存して制御される場合であっても変わらずに一定であることに注目すべきである。つまり周囲温度を変化させるための時定数、したがって加熱電流３００を調節するないし変化させるための時定数も、本発明による加熱素子３０に相対的な流体の運動を検出するための時定数より遙かに長いないし大きい。したがって加熱電流３００は本発明の第２の実施形態においても流体の運動の測定に関して一定とみなすことができる。

図１０には本発明によるセンサ装置の第３の実施形態を使用するための評価電子機構が示されている。加熱装置３０にはやはり加熱電流３００が流れ、加熱装置３０の抵抗値３１０は流体の温度に依存する。加熱装置３０と熱電対３１の形態の温度測定手段との間の導電分離によって、温度信号３１５が本発明によるセンサ装置の第３の実施形態による評価電子機構の入力として使用され、この温度信号３１５は増幅装置６０において増幅され、オフセット補償装置６５においてオフセット補償電圧を用いてオフセットが補償され、フィルタ装置７０においてフィルタリングされ、有効信号７００が形成される。本発明によるセンサ装置の第３の実施形態においても評価電子機構は、一定の加熱電流３００ないし択一的には一定の電圧または一定の電力で動作するように構成されている。熱電対３１は温度に依存する電圧３１５を温度信号３１５として常に供給する。出力信号７００ないし有効信号７００を形成するために、温度に依存する電圧３１５は増幅され、オフセットが補償され、フィルタリングされる。

図１３には本発明によるセンサ装置１の別の変形形態が鳥瞰図で示されている。ここでも空洞２０が基板１０内に設けられており、加熱装置３０が殊に空洞２０内に存在する流体と熱的に接触している。加熱装置３０と空洞との間のダイヤフラムは本発明によるセンサ装置１の別の変形形態には設けられていない。センサ１を基板１０ないしシリコン基板１０からも構成することができるので、基板において空洞２０がこの空洞２０の上方において加熱装置３０としての温度に依存する抵抗がメアンダ形状または渦巻形状で端部で支持された状態で保持されるようエッチングされる。これによって抵抗３０の熱的な質量はダイヤフラム２５を有する本発明によるセンサ装置の第１、第２及び第３の実施形態に比べ低減する。ダイヤフラム２５を省略することにより熱的な時定数はより小さくなり、したがってセンサ１の感度はより高くなる。図１３においては、それ以前の図と同様に、加熱装置３０のための結合パッド３６及び導線３５が示されている。

図１４には本発明によるセンサ装置１の第４の実施形態が示されており、ここではやはり基板１０及びダイヤフラム２５が設けられており、この本発明によるセンサ装置１の第４の実施形態ではダイヤフラム２５上に複数の加熱装置３０、２９、２８、２７が設けられている。各加熱装置２７から３０はそれぞれ、電気的な接続のための２つの結合パッド及び相応の導線を有する。これらは第１の加熱装置３０に関して例示的に結合パッド３６及び導線３５でもって示されている。本発明によるセンサ装置の第４の実施形態では、加熱装置２７から３０の抵抗値の時間的な経過を比較することによって、振動方向を推量することができる。このために各加熱装置２７から３０は第１または第２の実施形態による評価電子機構と接続されている必要がある。この場合種々の加熱装置２７から３０の信号の時間的な位置及び信号の振幅に基づき振動方向及び振動強度を測定することができる。

図１６には、加熱装置２７から３０に配属された図示されていない評価電子機構の有効信号の例示的な時間的な経過が４つのグラフで示されている。最初のグラフには加熱装置３０の有効信号７００が示されている。図１６における２番目のグラフには第１の別の加熱装置２９の有効信号７２９が示されている。３番目のグラフには第２の別の加熱装置２８の有効信号７２８が示されている。４番目のグラフには第３の別の加熱装置２７の有効信号７２７が示されている。図１６に示された信号は原則として図１１及び図１２に示した信号に対応するが、ここでは符号が変更されている。信号７００、７２９、７２８、７２７はこの順番で所定の時間的な間隔を有する。さらに信号７００及び７２９は信号７２８及び７２７よりも大きな振幅を有する。信号７００、７２９、７２８、７２７相互の時間的な位置及びパルスの高さないし信号振幅から振動方向及び振動強度を推量することができる。

図１５には本発明によるセンサ装置１の第５の実施形態が示されている。ダイヤフラム２５には加熱装置３０及び第１の別の加熱装置２９が設けられており、これらの加熱装置はそれぞれ導線及び結合パッドを用いて電気的に接続されており、このことは加熱装置３０及びこれに所属する接続線３５ないし所属の結合パッド３６を例として図１５に明示されている。加熱装置３０と第１の別の加熱装置２９は熱的に非常に密接して結合された加熱抵抗を表し、殆ど常に同一の温度である。これらの加熱装置がホイートストンブリッジの対向する辺に配置される場合には、高められた測定信号を形成することができ、この測定信号は増幅器を用いて増幅することができる。

図１７には本発明によるセンサ装置の第５の実施形態についての評価電子機構が示されている。加熱抵抗３０の抵抗値（形成部）は参照記号３１０で表されており、第１の別の加熱装置２９の抵抗値（形成部）は参照記号２９０で表されている。第７の抵抗２９４及び第３の制御可能な抵抗２９５と共に、加熱装置３０、２９の２つの抵抗値３１０、２９０はホイートストンブリッジを形成し、第３の制御可能な抵抗２９５と抵抗値３１０との間にあるタップは第３の演算増幅器６０２の反転入力側に案内され、第１の別の加熱装置２９の抵抗値２９０と第７の抵抗２９４との間にあるホイートストンブリッジのタップは第３の演算増幅器６０２の非反転入力側に案内される。第３の演算増幅器６０２は図１７において、本発明の第１及び第２の実施形態についての図９及び図７に示された評価電子機構の増幅器６０に対応する。本発明の第１及び第２の実施形態についての評価電子機構における図７及び図９に示されたフィルタ７０の代わりに、図１７においては参照記号７１でローパスフィルタが示されており、このローパスフィルタは有効信号７００の帯域を制限するために使用され、この帯域制限はノイズ成分の低減及び信号ノイズ比の向上に役立つ。ローパスフィルタ７１を使用する代わりに、図１７におけるフィルタ７０として、フィルタリング７０のためのバンドパスフィルタ７２も使用することができ、これによってオフセット電圧及び例えば温度変化に起因する信号の緩慢なドリフトを除去することができる。ホイートストンブリッジの対向する辺における加熱装置３０、２９の抵抗値３１０、２９０を使用することによって、高められた測定信号を形成することができ、この測定信号は増幅器６０でもって増幅される。第３の可変抵抗２９５を用いてホイートストンブリッジを補償調整することができる。

ダイヤフラム２５上の複数の加熱装置３０、２９、２８、２７を備えたセンサ装置を使用する場合、本発明によれば以下のことが可能である。すなわち、これらの加熱装置２７から３０のうちの１つを、抵抗にパルス状の電流を流して所期の温度の劇的な変化を生じさせるために使用することができる。つまり温度パルスを形成することができ、この温度パルスをダイヤフラム２５上にある温度測定手段とは異なる加熱装置を用いて測定することができる。つまりセンサ１の自己診断テストを実施することができる。自己診断テストパルスと加速は抵抗変化の方向に基づき区別することができる。加速の場合には抵抗が短期間に冷却し、他方自己診断テストの場合には短時間加熱される。

本発明の全ての実施形態に関して、センサ１の感度を空気とは異なる充填気体の流体を使用することによって、またはセンサを包囲する気体の異なる流体圧を使用することによって制御することができる。使用される気体の密度も気体の熱容量も重要である。センサを種々の測定分野に使用することができる。

従来技術による公知のセンサ装置である。 鳥瞰図及び断面図で表した本発明によるセンサ装置の第１の実施形態である。 加熱装置の第１の変形を備えた本発明によるセンサ装置である。 加熱装置の第２の変形を備えた本発明によるセンサ装置である。 俯瞰図で表した本発明によるセンサ装置の第２の実施形態である。 俯瞰図で表した本発明によるセンサ装置の第３の実施形態である。 本発明によるセンサ装置の第１の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図である。 評価回路の一部の考えられる実現形態である。 本発明によるセンサ装置の第２の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図である。 本発明によるセンサ装置の第３の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図である。 軽度の振動の際の本発明によるセンサ装置の有効信号と時間との関係を示したグラフである。 重度の振動の際の本発明によるセンサ装置の有効信号と時間との関係を示したグラフである。 本発明によるセンサ装置の別の変形形態である。 本発明によるセンサ装置の第４の実施形態である。 本発明によるセンサ装置の第５の実施形態である。 本発明によるセンサ装置の第４の実施形態による有効信号と時間との関係を示した４つのグラフである。 本発明によるセンサ装置の第５の実施形態についての評価電子機構のブロック回路図である。

Claims (7)

1. 加熱装置（３０）を備えたセンサ（１）であって、
   該センサ（１）は前記加熱装置に相対的な流体の運動を測定する、加熱装置（３０）を備えたセンサ（１）において、
   前記流体の運動に依存して測定場所における流体の温度を測定する温度測定手段（３０、３１）が設けられており、前記加熱装置（３０）の場所または該加熱装置の近傍に測定場所が設けられていることを特徴とする、センサ（１）。
2. 温度測定手段として前記加熱装置（３０）の電気抵抗及び該加熱装置の配線が設けられている、請求項１記載のセンサ（１）。
3. 前記加熱装置（３０）の配線は、該加熱装置（３０）が一定の電流（３００）または一定の電圧または一定の電力で動作するよう設けられている、請求項２記載のセンサ（１）。
4. センサが周囲温度センサ（５０）を包含し、前記加熱装置（３０）の配線は、該加熱装置（３０）が前記流体の運動の測定に関して一定の電流（３００）または前記流体の運動の測定に関して一定の電圧または前記流体の運動の測定に関して一定の電力でもって動作するよう設けられており、該電流または電圧または電力はしかしながら前記周囲温度センサ（５０）の信号に依存する、請求項３記載のセンサ。
5. 温度測定手段として熱電対（３１）が設けられており、該熱電対は前記加熱装置（３０）の場所または該加熱装置（３０）の近傍に設けられている、請求項１記載のセンサ（１）。
6. 複数の加熱装置（２７から３０）及び複数の温度測定手段（２７から３０）が設けられており、複数の温度測定手段として複数の加熱装置（２７から３０）のうちのそれぞれ１つの電気抵抗及びそれぞれ１つの配線が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサ（１）。
7. 加熱装置に相対的な流体の運動を測定する方法であって、
   前記流体内に温度勾配を生じさせ、温度測定手段（３０、３１）を測定場所における流体の運動に依存する流体の温度の測定に使用する、流体の運動を測定する方法において、
   温度測定手段（３０、３１）として前記加熱装置（３０）の電気抵抗を使用するか、温度測定手段（３０、３１）として熱電対（３１）を使用し、前記加熱装置（３０）の場所または該加熱装置（３０）の近傍に測定場所を設けることを特徴とする、流体の運動を測定する方法。

Images