用于測量周圍介質壓力的電容式壓力測量元件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及根據權利要求1的前序部分所述的用于測量周圍介質壓力的電容式壓力測量元件。
【背景技術】
[0002]這種壓力測量元件是已知的，并且在過程工程(process enginerring)的許多領域中用于過程監視。為了測量該測量元件周圍介質的壓力，測量元件具有彈性測量膜片，該膜片在介質內存在的壓力作用下偏轉。在這種情況下，偏轉或者更具體地說是膜片的可逆變形，通過機電手段轉換成對應的電測量信號。作為電容式機電變換器，其布置在測量膜片背對介質那一側的測量電極，與布置在基體反面的相對電極一起，形成測量電容器，該電容器具有隨著測量膜片在壓力作用下偏轉而變化的電容值。測量膜片與基體一起，形成相對于介質耐壓的測量室。
[0003]這些電容式壓力測量元件具有這樣的問題，當所使用的介質溫度迅速變化，在壓力測量中將產生測量誤差，原因是測量膜片與介質直接接觸，因此受到所述介質溫度波動的影響。
[0004]眾所周知，基體的溫度，或者更具體地說是基體溫度的緩慢變化，是通過對所述基體周圍溫度的測量來確定的，并且使用這些溫度測量值來相應修正壓力測量值。如果壓力測量元件的測量膜片和基體之間存在大的溫差，尤其如果介質的溫度迅速地或者相當突然地變化，這種修正方法仍然會導致所計算壓力值的錯誤跳躍，只有讓整個壓力測量元件的溫度全面地上升，所計算的壓力值才會慢慢回歸到正確的測量值。
[0005]此外，眾所周知，對于壓力測量元件基體以及壓力測量元件測量膜片兩者溫度的測量，目的還在于確定溫度補償的壓力測量值，以及通過這兩個溫度測量值來補償壓力測量值。
[0006]為此，以DE4011901A1舉例來說，就有了一種電容式壓力測量元件，其中測量膜片設置了由具有溫敏電阻的材料制成的電阻軌道。在所述例子中，該電阻軌道布置為環狀，其圍繞圓形測量電極，所述圓形測量電極作為測量電容的電容極板，這樣電阻軌道僅僅在測量膜片的邊緣區域延展。然而，已經證明，電阻軌道在邊緣區域的這種布置不能正確測量測量膜片的溫度，因為外殼緊鄰部分內的熱消散會導致測量膜片邊緣區域溫度的迅速下降，所以這是一個會導致測量誤差的特征。
【發明內容】
[0007]基于現有技術，本發明的目的是提供一種上述類型的壓力測量元件，其測量膜片溫度測量的測量精度可以比現有技術更高。
[0008]該技術目的可以通過權利要求1公開的壓力測量元件的特征來實現。
[0009]這種用于測量周圍介質壓力的電容式壓力測量元件，包括彈性測量膜片，其第一側與介質至少部分接觸，而其背對介質的第二側，包括測量電極和用來測量溫度的由具有溫敏電阻的材料制成的電阻元件；以及包括基體，其與所述測量膜片的第二側相對，具有對電極，所述對電極與所述測量電極形成測量電容，根據本發明，其特征在于電阻元件形成為所述測量膜片第二側和所述測量電極之間的電阻層。
[0010]本發明的這種壓力測量元件的優勢在于，幾乎測量膜片的整個可用表面都用作電阻層，結果就是溫度測量中考慮到了整個測量膜片上的溫度情況，這樣就只會發生很小的溫度誤差。
[0011]此外，在本發明壓力測量元件的使用中已經發現，能夠即時且直接地探測到介質溫度快速或者更具體地說是突然的變化。
[0012]電阻層可以使用測量電極的生產工藝進行生產，在這種情況下，通過絕緣層將所述兩層分開。測量電極和電阻層的制造，可以使用相同的材料，例如金；也可以使用不同的材料，舉例來說，測量電極用金，而電阻層用白金/白金化合物。
[0013]根據本發明的一個實施例，把電阻層和測量電極設計成或多或少是全等的，這種設計具有特別的優勢。這樣一來，采用同一片掩模既可以生產測量電極又可以生產電阻層。
[0014]此外，根據本發明的一個實施例，電阻層可以結構化，優選具有蜿蜒結構。接著絕緣層可以同步用作為結構化電阻層的平坦層，這樣測量電極能夠應用到平坦的絕緣層。
[0015]最后，如果測量電極和/或基體是由陶瓷材料制成的，這將是具有優勢的。
[0016]使用本發明的壓力測量元件制造壓力變送器是具有優勢的。
[0017]下面將通過結合附圖的典型實施例解釋本發明。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明典型實施例壓力測量元件的剖視示意圖
[0019]圖2為圖1細節的放大圖
[0020]圖3為結構化電阻層的第一典型實施例
[0021]圖4為結構化電阻層的第二典型實施例
【具體實施方式】
[0022]本電容式測量元件包括測量室6，該測量室6由陶瓷基體3和同樣由陶瓷制成的測量膜片2形成。為了制造耐壓測量室6，測量膜片2和基體3在邊緣處通過諸如玻璃、玻璃焊錫或者玻璃合金材料制得的間隔件3a分開，并且相互連接。
[0023]利用稱為第一側的外側2a，測量膜片與介質接觸，該介質的壓力要通過測量元件I測量。測量膜片2的稱為第二側的內側2b覆有電阻層4，所述電阻層4由體現溫敏電阻性質的材料制成。電阻層4或者覆蓋整個表面以圓形的形狀成型，或者結構化，例如設計為具有蜿蜒的結構。連接引線4a、4b在邊緣處經過間隔件3a和基體3延展到電子單元(未示出)。電阻層4的升溫是根據測量膜片進行的，因此電阻值隨著測量膜片2的溫度而變化，因此電阻值可以評價為確定測量膜片溫度的測量值。
[0024]測量電極7居中布置在電阻層4上，且兩者之間插入絕緣層。根據圖1，該測量電極7的直徑被設計成小于電阻層4的直徑，在這個例子中，測量電極7和電阻層4兩者都突出進入到間隔件3a的區域，并且它們各自的引線4a、4b和7a分別在玻璃焊錫層中延展。在本典型實施例中，電阻層4具有比測量電極7大的表面面積。也就是說，電阻層4的徑向延伸要超過測量電極。該特征的優勢在于，不需要再另外延展引線就與各層直接接觸。
[0025]然而，也可以將測量電極層4和電阻層4做成兩者全等。
[0026]如果電阻層4結構化為蜿蜒的形狀，那么絕緣層也要同步用作為電阻層4的平坦化層，這樣測量電極7能夠應用在該平坦化電阻層4上。接著電阻層4的連接引線4a、4b能夠布置在例如徑向相對側，并且能夠穿過玻璃的