壓力和溫度確定裝置、包括該裝置的壓力和溫度傳感器，以及用于制造該裝置的方法

壓力和溫度確定裝置、包括該裝置的壓力和溫度傳感器，以及用于制造該裝置的方法
【專利摘要】本發明公開了一種壓力和溫度確定裝置，包括：具有與流體(F)接觸的接觸面(4)的薄膜(2)、壓力確定元件(6)、溫度確定元件(10)和支撐所述溫度確定元件(10)的支撐件。所述支撐件具有與接觸面(4)相對的植入面。溫度測定元件(10)被設置在植入面(12)上。
【專利說明】
壓力和溫度確定裝置、包括該裝置的壓力和溫度傳感器，以及用于制造該裝置的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于確定例如機動車輛中的流體流動的壓力和溫度的壓力和溫度確定裝置。此外，本發明還涉及包括此類壓力和溫度確定裝置的壓力和溫度傳感器。另夕卜，本發明涉及一種用于制造此類壓力和溫度確定裝置的方法。
【背景技術】
[0002]具體地，本發明適用于機動車輛領域，尤其適用于多用途運載車、客運車輛和重型貨車，以便確定和測量所述車中不同流體流動的壓力和溫度，所述流體例如進氣回路中的燃料、石油、水溶液(SCR)或氣流。
[0003]EP0893676A2示出了一種包括壓力和溫度確定裝置的壓力和溫度傳感器，其包括與流體接觸的薄膜、溫度確定元件和電容型壓力確定元件。由于溫度確定元件是浸入流體中的，溫度確定元件具有非常短的響應時間。
[0004]然而，此類裝配減少了壓力和溫度確定裝置的服務壽命，因為溫度確定元件暴露于如燃料的腐蝕性流體。可以采用封裝溫度確定元件來將它免于暴露于液體，但是這大大地增加了制造成本和響應時間。
[0005]此外，此類裝配需要在薄膜中熔化穿孔數個通道，以便使得溫度確定元件的電連接腿穿過，這會減弱薄膜并且污染壓力和溫度確定裝置。

【發明內容】

[0006]本發明的目的具體在于解決上述的所有或部分問題。
[0007]為此，本發明的目標是用于確定例如機動車輛中的流體流動的壓力和溫度的壓力和溫度確定裝置，壓力和溫度確定裝置至少包括:
[0008]-薄膜，其具有用于與流體接觸的接觸面，
[0009]-壓力確定元件，其固定至薄膜并且包括至少一個對壓力敏感的壓敏電阻軌道軌道，
[0010]-對溫度敏感的溫度確定元件，以及
[0011]-固定至薄膜并且配置為支撐溫度確定元件的支撐件；
[0012]支撐件具有與接觸面相對的植入面，溫度確定元件配置在該植入面上。
[0013]因此，溫度確定元件的此類裝配避免了對薄膜中熔化穿孔通道的需要，從而保持薄膜的機械強度并且避免了壓力和溫度確定裝置的污染。
[0014]此外，溫度確定元件的此類裝配增加了壓力和溫度確定裝置的服務壽命，因為溫度確定元件是與如燃料的腐蝕性流體隔開的。
[0015]在本發明中，術語《確定》和其衍生物意為生成代表物理量的信號。因此，壓力確定元件生成代表壓力的信號，并且溫度確定元件生成代表溫度的信號。
[0016]壓敏電阻軌道可以形成壓力確定元件，因為在由流體施加到接觸面的壓力的作用下，壓敏電阻軌道經受與該壓力成比例的失衡，從而生成代表該壓力的電壓。實際上，壓敏電阻元件具有根據它承受的機械應力(壓力)而變化的電阻。
[0017]然后，電子單元可以處理由溫度確定元件和壓力確定元件生成的信號。根據提供給壓力和溫度確定裝置的應用，電子單元可以發出模擬響應或數字響應。
[0018]根據變化例，溫度確定元件可以間接地配置在支撐件的植入面上。例如，能夠在植入面和溫度確定元件之間插入，例如由導熱材料構成的層。
[0019]根據有利的變化例，裝配面和溫度確定元件之間的距離小于0.2mm。
[0020]根據變化例，指向薄膜的面通常平行于接觸面。
[0021 ]根據變化例，指向薄膜的面完全地或部分地覆蓋接觸面。
[0022]根據變化例，薄膜是由例如包括至少95%的氧化鋁的陶瓷材料組成的，薄膜可能具有0.1mm和0.5mm之間的厚度，也就是說在10ym和500μπι之間。因此，此類陶瓷材料允許薄膜在由流體施加的壓力作用下快速地變形，從而所述或者每個壓敏電阻軌道可以確定流體的壓力。此外，此類陶瓷材料允許壓敏電阻軌道和熱敏電阻軌道快速地和準確地沉積。
[0023]根據變化例，薄膜通常是平的。因此，此類薄膜具有平面，從而簡化了所述或每個壓敏電阻追蹤器的沉積。
[0024]根據變化例，薄膜可以具有通常的如圓形的橢圓形狀，或者通常的如方形的長方形形狀。
[0025]根據變化例，支撐件還支撐至少一個電子元件，例如集成電路。
[0026]根據變化例，壓力和溫度確定裝置包括形成支撐件的基底，所述基底具有指向薄膜的第一基底面和與薄膜相對的第二基底面，所述第二基底面形成植入面。
[0027]因此，流體和溫度確定元件之間距離受限于基底和薄膜的厚度，從而保證相對短的響應時間。
[0028]根據變化例，基底和薄膜可以根據稱作《沖膜(flushmembrane)》技術的技術以精確的方式制造，其中薄膜可以通過封接玻璃或玻璃封接附著到基底上。
[0029]根據變化例，壓力和溫度確定裝置進一步包括固定到基底和薄膜上的玻璃封接件。因此，此類玻璃封接件允許制造密封的圍繞壓力確定元件的腔室。為了制造這種玻璃封接件，玻璃糊劑(硅土)必須配置在薄膜和基底之間，然后加熱至玻璃的熔解溫度。
[0030]根據變化例，基底包括至少95%的氧化鋁，基底配置為限定圍繞壓力確定元件的腔室。因此，確定腔室的此類基底允許實施相對的或絕對的壓力測量。
[0031 ]根據變化例，基底具有至少一個通氣孔開口，一方面，在薄膜上，另一方面，在壓力和溫度確定裝置的外面。因此，此類通風孔允許測量相對壓力。
[0032]可選地，配置基底以使得腔室密封。換句話說，基底缺乏任意的通風孔。因此，此類基底允許測量絕對壓力。
[0033]根據一個實施例，壓力和溫度確定裝置包括形成支撐件的印刷電路基板，所述印刷電路基板具有指向薄膜的第一基板面和與薄膜相對的第二基板面，所述第二基板面形成植入面。
[0034]因此，薄膜可以根據單片技術制造。因此，薄膜與基底集成為一體，從而薄膜和基底形成例如缺少任意玻璃封接件的單片集。然后，印刷電路基板被裝配至單片薄膜。
[0035]實際上，印刷電路基板有時被稱為集成電路或電子板或仍被稱作《印刷電路板》和縮寫的《PCB》。
[0036]根據變化例，印刷電路基板是柔性的。可選地，印刷電路基板是剛性的。
[0037]根據實施例，薄膜形成支撐件，并且薄膜進一步具有與接觸面相對的干面，所述干面形成植入面。
[0038]在該實施例中，支撐件是由薄膜本身形成的。接觸面形成支撐件的另一面。因此，支撐件-薄膜具有接觸面和與接觸面相對的植入面。
[0039]因此，溫度確定元件的響應時間是非常短的，然而溫度確定元件的準確度是非常高的。實際上，薄膜具有非常小的厚度，典型地具有ΙΟΟμπι和500μπι之間的厚度，從而允許通過薄膜進行快速的熱傳遞。在薄膜和溫度確定元件之間沒有空氣或空間，所述熱傳遞是更加快速的。
[0040]可選地，溫度確定元件可以間接地固定在薄膜的植入面上。例如，層可以插入在植入面和溫度確定元件之間。
[0041]根據實施例，溫度確定元件是位于，透射到與接觸面相對的薄膜的表面上，大體上在限定壓力確定元件的外圍輪廓的水平上。
[0042]換句話說，外圍輪廓限定了壓力測量活動區域，其對應于薄膜的區域，所述薄膜在接觸面上的流體壓力的作用下顯著變形。
[0043]因此，這樣植入的溫度確定元件允許最大化溫度測量的精確度，同時最大限度地減少溫度確定元件的響應時間。
[0044]在實踐中，當壓力和溫度確定裝置被結合到包括例如環形密封圈的密封件的壓力和溫度傳感器中，所述外圍輪廓被包含在由密封件的內緣限定的周邊。密封件的內緣限定在其中流體與薄膜接觸的壓力測量腔的輪廓。
[0045]根據一變型例，壓力確定元件具有包含在3mm和1mm之間的尺寸。在壓力確定元件具有大致圓形周界的變型例中，周界的直徑包含在3mm和1mm之間。可替代地，所述確定元件可具有大致矩形形狀的周界，長邊包含在3mm和I Omm之間。
[0046]根據一變型例，壓力確定元件在包含在7平方毫米和100平方毫米之間的表面積上延伸，例如等于約38平方毫米。
[0047]有利的是，在植入面上的正交投影中測量的溫度測定元件和外圍輪廓之間的距離小于2mm ο
[0048]根據一變型例，溫度確定元件設置在外圍輪廓外部。可選地，例如根據安裝的制約，溫度確定元件設置在外圍輪廓的內部。
[0049]根據一個實施例，外圍輪廓和溫度確定元件的幾何中心在與接觸面相對的薄膜的表面上的投影之間的距離，包含在壓力確定元件的最大尺寸的-25%和+25%之間。
[0050]上述距離是沿著或平行于攜帶所述最大尺寸的方向上測量。
[0051]因此，溫度確定元件基本上位于外圍輪廓水平或朝向外圍輪廓，從而增強由溫度確定元件執行的測量精確度。的確，由外圍輪廓界定的區域是加熱最迅速的薄膜部分的一部分，因為它直接與流體相接觸。此外，由外圍輪廓限定的該區域允許熱快速傳導至溫度確定元件，特別是通過避免或繞過由空氣或真空形成的中心區域，例如在稱為《沖膜》技術的技術中。
[0052]根據一個實施例，溫度確定元件包括電子元件，例如電子偶極。
[0053]在本發明中，術語“電子元件”指的是與其他元件一起組配以形成電子電路的元件。
[0054]因此，這樣的電子元件是廉價的，因為它是在市場上廣泛使用的。此外，這樣的電子元件能夠產生可以很容易地由機動車的核心單元利用的信號。在其他條件下，這樣的電子元件所產生的信號與目前機動車的核心單元兼容。
[0055]此外，這樣的電子元件簡化了壓力和溫度確定裝置的實施，因為電子元件一般不需要任何校準和調整。
[0056]根據一個實施例，該溫度確定元件包括熱敏電阻，例如選自包含負溫度系數熱敏電阻、正溫度系數熱敏電阻和鉑電阻溫度計的組。
[0057]因此，這樣的熱敏電阻產生的測量信號，可以由存在于目前機動車中的核心單元操作，而不需要對這些測量信號進行任何特定的處理。
[0058]根據一個可變的實施例，鉑電阻溫度計可能有100歐姆的電阻(PtlOO)或1000歐姆電阻(PtlOOO)。
[0059]根據一個可變的實施例，所述壓力和溫度確定裝置還包括設置為完全或部分地覆蓋所述溫度確定元件的熱絕緣材料。所熱絕緣材料可以包括熱絕緣樹脂，例如環氧樹脂、單或雙組分樹脂。因此，這樣的熱絕緣材料，可以最大限度地減少位于上述溫度確定元件之上的空氣的熱損失，從而減小溫度測量的周期，因為溫度確定元件的溫度迅速穩定。因此，溫度確定元件可以提供更精確的測量，因為熱絕緣材料降低了環境溫度的影響。
[0060]根據一個可變的實施例，所述壓力和溫度確定裝置還包括設置在溫度確定元件和植入面之間的熱傳導材料。因此，這樣的熱傳導材料允許由薄膜到溫度確定元件的熱傳送的量的最大化，從而降低了溫度測量周期，提高了溫度確定元件的精度。
[0061]根據一個實施例，壓力和溫度確定裝置還包括保護產品，以便在植入面上緊固溫度確定元件，所述保護產品選自包含焊劑、焊料金屬和焊接金屬的組。
[0062]因此，這種保護產品允許通過粘接或用表面安裝技術(有時稱為“表面貼裝技術”縮寫為“SMT”)將溫度確定元件固定在植入面上。
[0063]根據一個可變的實施例，所述至少一個壓阻軌道被印刷在薄膜上，例如通過絲網印刷。因此，壓力和溫度確定裝置具有相對較低的成本，因為通過印刷獲得的壓阻軌道，從而允許以簡單的方式制造非常精確的印刷軌道。
[0064]根據一個可變的實施例，所述至少一個壓阻軌道是由至少一種選自包括礦物基質和有機高分子基體的組的材料組成。因此，這樣的材料賦予了壓阻軌道很好的壓力確定特性，特別在測量系數、響應曲線的線性度和滯后、分辨率、精度和響應時間方面。例如，所述或每個壓阻軌道可以由釕酸鹽(氧化釕)組成。
[0065]根據一個可變的實施例，所述至少一個壓阻軌道有Ιμπι至ΙΟΟμπι之間的厚度。
[0066]根據一個可變的實施例，所述至少一個壓阻軌道形成幾個彼此隔開的壓力表，壓力和溫度確定裝置還包括連結壓力表的導電軌道，以形成壓力測量電路，例如惠斯登電橋。這種壓力表，再加上這樣的壓力測量電路，允許在高的精度和在簡短的響應時間內確定壓力。這些導電軌道可能是由銀鈀(鈀銀)合金組成。
[0067]在本發明中，術語“傳導”，“連結”，“連接”及其派生物指的是電傳導。
[0068]此外，本發明的一個目的是壓力和溫度的傳感器，其用于測量例如在機動車中的流體流動的壓力和溫度，該壓力和溫度的傳感器包至少括:
[0069 ]-根據本發明的壓力和溫度確定裝置。
[0070]-連接件，其被配置成將所述接觸面流暢地連接至流體的管道，和
[0071]-電子單元，其被配置來處理信號并被連接到壓力確定元件。
[0072]因此，壓力和溫度傳感器具有延長的使用壽命，并產生測量信號，該信號可以由在當前機動車中存在的核心單元操作，而無需對這些測量信號進行任何特定的處理。此外，這樣的組合壓力和溫度傳感器相比于現有技術中的壓力和溫度傳感器的組合是可靠的、精確的和緊湊的。
[0073]本發明中，術語“傳感器”指的是代表物理量測量的一組數字或模擬響應，在這種情況下，是壓力和溫度。
[0074]根據一個可變的實施例，所述電子單元還與溫度確定元件相連接。
[0075]根據一個實施例，壓力和溫度傳感器還包括密封件，例如環形密封圈，該密封件壓縮在接觸面和連接件之間，連接件具有流體通道，所述通道具有類似于密封件壓縮后形狀的截面。
[0076]根據一個實施例，該密封件限定了圍繞周邊輪廓的周長。
[0077]因此，這樣的一個密封件可以確定圍繞周邊輪廓的周長，從而確定壓力確定元件，并且其中溫度確定元件可以被處理。根據一個可變的實施例，密封件包括環形密封圈和通常具有圓形橫截面的流體通道，該圓形橫截面的直徑與環形密封圈壓縮后的內徑大致相等。
[0078]根據一個可變的實施例，連接件具有流體通道，其尺寸包括在2mm至8mm之間。因此，這樣的尺寸允許最大限度地減少溫度響應時間，同時保持靜態壓力測量。
[0079]根據一個可變的實施例，流體通道被設置為垂直于管道內流體的流動方向，傳感器安裝在管道上。因此，它是可以測量的靜態壓力。
[0080]可替換的，流體通道可以被設置為傾斜于管道內流體的流動方向，例如45度角，傳感器安裝在管道上。
[0081]根據一個可變的實施例，壓力和溫度傳感器的外表面包括導電材料涂層。因此，這樣的導電涂層可以形成電磁屏蔽，以符合電磁兼容(電磁兼容)要求。
[0082]此外，本發明的一個目的是制造方法，用于制造根據本發明的壓力和溫度確定裝置，所述制造方法包括步驟:
[0083]-在薄膜上沉積傳導軌道，例如通過第一絲網，
[0084]-沉積所述至少一個壓阻軌道，例如通過第二絲網，以將所述至少一個壓阻軌道固定在薄膜上，
[0085]-提供固定至薄膜的支撐件，所述支撐件具有與接觸面相對的植入面，以及
[0086]-設置所述溫度確定元件在所述植入面上。
[0087]在本發明的范圍內，所述制造方法的步驟可以在不偏離本發明的范圍內進行修改。
[0088]根據一個變型，在所述沉積步驟中的至少一個之后，該制造方法還包括執行適合蒸發溶劑的汽蒸和熱處理步驟。
[0089]根據一個可變的實施例，所述制造方法進一步包括通過激光微調調整所述至少一個壓阻軌道的步驟。因此，這樣的激光調整能夠定義高精度的壓力確定元件，從而提高了壓力和溫度確定裝置的性能。
[0090]此外，本發明的一個目的是提供一種包括至少一個這樣的壓力和溫度傳感器的機動車。
[0091]上述的實施例和可變的實施例可單獨或根據任何技術允許的組合來考慮。
【附圖說明】
[0092]本發明可很好地被理解，根據如下僅只作為非限制性例子的描述并參照附圖，它的優點也明顯，相同的附圖標記對應著具有類似的結構和/或功能的元件。
[0093]附圖1所示為根據本發明第一實施例的壓力和溫度確定裝置的截面圖；
[0094]附圖2所示為附圖1中的壓力和溫度確定裝置沿附圖1中箭頭II的俯視圖；
[0095]附圖3所示為根據本發明第二實施例的壓力和溫度確定裝置的截面圖；
[0096]附圖4所示為根據本發明第三實施例的壓力和溫度確定裝置的截面圖；
[0097]附圖5所示為壓力和溫度傳感器的截面圖，其包括附圖1中的壓力和溫度確定裝置；以及
[0098]附圖6所示為根據本發明的制造方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0099]附圖1和2圖示了根據本發明第一實施例的壓力和溫度確定裝置I。所述壓力和溫度確定裝置I屬于壓力和溫度傳感器，其用于裝配未圖示的機動車輛。
[0100]所述壓力和溫度確定裝置I用于確定由附圖1中箭頭P所表示的壓力，并且用于確定機動車輛內例如由箭頭F表示的流動的流體溫度。
[0101]壓力和溫度確定裝置I包括薄膜2，一方面所述薄膜2具有用于與流體F接觸的接觸面4，另一方面具有與接觸面4相對的干燥面5。在附圖1的實例中，所述薄膜2由包括96%氧化鋁的陶瓷組成。所述薄膜2通常具有平整的形狀。所述薄膜2的厚度大約0.25_。
[0102]壓力和溫度確定裝置I進一步包括對壓力P敏感并固定至薄膜2上的壓力確定元件6，。所述壓力確定元件6包括壓阻軌道8。所述壓力確定元件6緊固在薄膜2上，因此與薄膜2接觸。
[0103]在此情況下，壓阻軌道8通過絲網印刷印制在干燥面5上。每個壓阻軌道8的厚度大約為10微米。所述薄膜2具有一定撓性，從而將壓力P傳遞至壓阻軌道8。
[0104]彼此間隔的壓阻軌道8形成壓力計。所述壓力和溫度確定裝置I進一步包括未圖示并連結壓力計的傳導軌道，從而形成壓力測量電路，其以惠斯通電橋的形式。該惠斯通電橋以公知的常規方式運行。
[0105]壓力和溫度確定裝置I進一步包括溫度確定元件10。所述溫度確定元件10包括負溫度系數(NTC)熱敏電阻。
[0106]此外，壓力和溫度確定裝置I包括固定在薄膜2并被配置來支撐溫度確定元件10的支撐件。所述支撐件具有與接觸面4相對的植入面，并且植入面上設置有溫度確定元件10。植入面12和溫度確定元件之間的距離大約等于0.05mm。可選的，所述溫度確定元件可以與植入面直接接觸。
[0107]在附圖1的實例中，壓力和溫度確定裝置I包括基底14，所述基底14形成用于支撐溫度確定元件10的支撐件。形成基底14的支撐件固定至薄膜2上。所述基底14可以進一步支撐電子元器件，例如集成電路16(有時被稱為術語ASIC《專用集成電路》)。所述基底14可以由例如包括96%的氧化鋁的陶瓷組成。
[0108]所述基底14一方面具有直接朝向薄膜2的第一基底面14.1，另一方面具有與薄膜2相對的第二基底面14.2。所述第二基底面14.2形成植入面12，在其上設置有溫度確定元件
10。所述第一基底面14.1通常平行于接觸面4。所述第一基底面14.1此處部分覆蓋接觸面4。
[0109]此外，所述壓力和溫度確定裝置I包括在薄膜2和基底14之間的玻璃封接。為了制造玻璃封接，例如可能在薄膜2和基底14之間設置玻璃糊劑，并隨后加熱至玻璃的熔化溫度。
[0110]在運行過程中，當流體F接觸接觸面4時，所述薄膜2被帶至流體的溫度并隨后將流體F的熱量傳遞至基底14，從而使得溫度確定元件1表示流體F的溫度。所述溫度確定元件10產生表示流體F溫度的模擬或數字信號。該模擬或數字信號可以直接由溫度確定元件10直接產生或者例如由集成電路16間接產生。
[0111]壓力和溫度確定裝置I進一步包括固定產品，該固定產品被設置從而將溫度確定元件10緊固在植入面12上。在此情況下，所述固定產品包括焊劑。該固定產品通過表面安裝工藝(有時稱為《表面安裝技術》縮寫為《SMT》)將溫度確定元件10緊固在植入面12上。
[0112]如附圖2所示，所述基底14包括一個或多個位于第二基底面14.2上的電子元器件，例如ASIC集成電路16。所述基底14固定至薄膜2上。此外，基底14電連接至薄膜2。
[0113]此外，溫度確定元件10投影在干燥面5上，大體面向或位于限定壓力確定元件6的外圍輪廓上。在附圖1和2的實例中，所述壓力確定元件6大體上占據一個圓形空間，從而外圍輪廓20大體上形成一個圓。該圓的直徑大約等于5mm。
[0114]外圍輪廓20和溫度確定元件10的幾何中心在與接觸面4相對的薄膜面上的投影之間的距離D20，小于壓力確定元件6的最大尺寸的25%。
[0115]如附圖5所示，當壓力和溫度確定裝置I組裝在壓力和溫度傳感器51內并且包括壓靠接觸面4的密封件22時，所述密封件22限定了薄膜與流體F接觸的部分。密封件22的內邊緣22.1限定了圍繞外圍輪廓20的圓周。在附圖1的實例中，在組裝壓力和溫度確定裝置I之后，溫度確定元件10的幾何中心在與接觸面4相對的薄膜面上的投影，位于外圍輪廓20和處于壓縮狀態的密封件22的內邊緣22.1限定的圓周之間。
[0116]附圖3所示為根據本發明第二實施例的壓力和溫度確定裝置I。在一定程度上，附圖3中的壓力和溫度確定裝置I與附圖1和2中的壓力和溫度確定裝置I相似，上文中關于附圖1和2中傳感器I的描述可以轉換至附圖3中的壓力和溫度確定裝置I，除了以下顯著的不同。
[0117]附圖3中的壓力和溫度確定裝置I與附圖1和2中的壓力和溫度確定裝置I不同，因為附圖3中的壓力和溫度確定裝置I包括形成支撐件的印刷電路基板114，以及因為附圖3中的壓力和溫度確定裝置I不包括基底。
[0118]—方面印刷電路基板114具有直接朝向薄膜2的第一基板面114.1，以及另一方面具有與薄膜2相對的第二基板面114.2。所述第二基板面114.2形成植入面12，在植入面上設置有溫度確定元件10。
[0119]此外，附圖3中的壓力和溫度確定裝置I與附圖1和2中的壓力和溫度確定裝置I不同，因為溫度確定元件10的幾何中心在與接觸面4相對的薄膜面上的投影位于密封件22上。
[0120]此外，附圖3中的壓力和溫度確定裝置I與附圖1和2中的壓力和溫度確定裝置I不同，因為所述薄膜2具有外圍壁2.1，其圍繞平面形狀的中心部分2.2延伸，然而附圖1和2中的薄膜2通常是平整的并且沒有任何外圍壁。特別地，所述外圍壁2.1用于定位以及楔住密封件22。
[0121]如附圖1和2所示的第一實施例，壓力確定元件6如附圖3所示大體上占據了一個圓形空間，從而使得外圍輪廓20大體上形成一個圓。與附圖1和2相似，壓力確定元件6緊固在薄膜2上，因此與薄膜2接觸。
[0122]如附圖1和2所示的第一實施例，外圍輪廓20和溫度確定元件10的幾何中心在與接觸面相對的薄膜面上的投影之間的距離D20，小于壓力確定元件6的最大尺寸的25%。溫度確定元件1的幾何中心的投影位于外圍輪廓20的外側。
[0123]附圖4所示為根據本發明第三實施例的壓力和溫度確定裝置I。在一定程度上，附圖4中的壓力和溫度確定裝置I與附圖1和2中的壓力和溫度確定裝置I相似，上文中關于附圖1和2中傳感器I的描述可以轉換至附圖4中的壓力和溫度確定裝置I，除了以下顯著的不同。
[0124]附圖4中的壓力和溫度確定裝置I與附圖1和2中的壓力和溫度確定裝置I不同，本質上是因為薄膜2形成支撐件，然而在附圖1和2中的實施例，支撐件是由基底14形成的。
[0125]此外，所述薄膜2具有與接觸面4相對并形成植入面的干燥面5，在植入面上設置或安裝有溫度確定元件10。如附圖1的實例，為了形成壓力確定元件6，壓阻軌道8通過絲網印刷印制在干燥面5上。
[0126]附圖5所示為用于測量例如機動車輛內流動的流體F的壓力P和溫度的壓力和溫度傳感器51。
[0127]所述壓力和溫度傳感器51包括附圖4中的壓力和溫度確定裝置I，以及連接件52，所述連接件52被配置為將接觸面4流暢地連接至流體F的管道58。所述管道58的功能是在機動車輛的兩個組件之間傳遞流體F。
[0128]此外，所述壓力和溫度傳感器51包括電子單元54，所述電子單元54被配置為由壓力確定元件6以及必要時由溫度確定元件10產生的狀態信號。所述電子單元54—方面連接至壓力確定元件6，另一方面連接至溫度確定元件10。
[0129]在附圖5的實例中，電子單元54形成在印制電路上，并通過混合技術固定至基底4。所述電子單元54可以包括未圖示的信號放大器。所述電子單元54可以在連接器56的輸出端傳遞模擬或數字響應。
[0130]所述壓力和溫度傳感器51進一步包括密封件22，例如環形密封圈，所述密封件壓縮在接觸面4和連接件52之間，所述連接件具有用于流體F的通道57，在密封件22壓縮之后，所述通道具有類似于密封件22的形狀的截面。密封件22的內邊緣22.1限定了壓力測量腔的輪廓，在所述測量腔中流體F與薄膜2接觸。
[0131]連接件52的通道57通常具有圓形截面，其直徑大體上等于密封件22壓縮之后的內部直徑，從而避免或限制流體停滯區域的出現。通道57的直徑大約等于5.5mm。在運行過程中，流體F通過通道57從管道58流動至接觸面4。
[0132]此外，如附圖5所示，管道58是《適配(firfitting)》型管道，因為其具有用于附接未圖示且流體流動通過的撓性軟管的環形肋。
[0133]所述連接件52被配置為使其橫向連接，垂直于屬于機動車輛的管道58內的流體F的流動方向。因此，壓力和溫度傳感器盡可能少地干擾流體F的流動。
[0134]所述連接件52和連接器56由聚酰胺(PA)組成。連接件52此處填充有導電材料，例如碳納米管填料，碳黑或其他導電填料，從而避免靜電填料的積累。壓力和溫度傳感器51的外表面可以包括導電材料涂層，從而形成電磁屏蔽。
[0135]附圖6所示為用于制造壓力和溫度確定裝置I的制造方法500。該制造方法500包括步驟:
[0136]-502)在薄膜上沉積傳導軌道，例如通過第一絲印，
[0137]-504)沉積所述至少一個壓阻軌道，例如通過第二絲印，從而將所述至少一個壓阻軌道8固定在薄膜2上，
[0138]-505)提供固定在薄膜2上的支撐件，所述支撐件具有與接觸面4相對的植入面12，以及
[0139 ] -506)在所述植入面12上設置溫度確定元件1。
[0140]所述制造方法500進一步包括組裝步驟，所述組裝步驟包括將薄膜2和玻璃封接15固定在基底14上。
[0141]所述制造方法500進一步包括步驟508)，該步驟包括通過激光微調來調整壓阻軌道8。在每個沉積步驟502)，504)和506)之后，所述制造方法進一步包括分別包括在沉積步驟502)，504)和506)期間執行適于蒸發溶劑的汽蒸和熱處理步驟。
[0142]在制造好壓力和溫度確定裝置之后，可以將其組裝在壓力和溫度傳感器51內，例如通過激光焊接。
[0143]如附圖5所示，在運行過程中，流體F在管道58內流通。在運行過程中，所述流體F通過通道57從管道58流動至接觸面4。
[0144]在流體F與接觸面4接觸之后，所述薄膜2將流體F的壓力傳遞至壓阻軌道8，并且溫度確定元件10被帶至表示流體F溫度的薄膜2的溫度。因此，壓力和溫度確定裝置I確定流體F的壓力P和溫度。
[0145]隨后，電子單元54采集和處理由壓力和溫度確定裝置I發出的信號。該處理可以包括通過專用集成電路(ASIC)來放大這些信號。
[0146]在該處理之后，電子單元54產生壓力和溫度傳感器51的響應。該模擬或數字響應可以由機動車輛的中央處理單元讀取，從而評估流體F的壓力P和溫度。
[0147]當然，本發明并不限于本申請中所描述的特別實例。本領域技術人員力所能及的其他實施例也可以認為未超出由權利要求限定的本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種壓力和溫度確定裝置(I)，其用于確定例如在機動車輛中的流體(F)流動的壓力(P)和溫度，壓力和溫度確定裝置(I)至少包括: -薄膜(2)，其具有用于與流體(F)接觸的接觸面(4)， -壓力確定元件(6)，其固定到所述薄膜(2)并包括至少一個對壓力(P)敏感的壓阻軌道⑶， -對溫度敏感的溫度確定元件(10 )，并且 -支撐件，其固定至薄膜(2)并配置來支撐溫度確定元件(1); 其中所述支撐件具有與接觸面(4)相對的植入面(12)，溫度確定元件(10)設置在所述植入面(12)上。2.根據權利要求1所述的壓力和溫度確定裝置(I)，還包括形成所述支撐件的基底(14)，基底(14)具有朝向薄膜(2)定向的第一基底面(14.1)和與所述薄膜(2)相對的第二基底面(14.2)，所述第二基底面(14.2)形成所述植入面(12)。3.根據權利要求1所述的壓力和溫度確定裝置(I)，還包括形成所述支撐件的印刷電路基板(114)，該印刷電路基板(114)具有朝向薄膜(2)定向的第一基板面(114.1)和與所述薄膜(2)相對的第二基板面(114.2)，第二基板面(114.2)形成所述植入面(12)。4.根據權利要求1所述的壓力和溫度確定裝置(I)，其中所述薄膜形成支撐件，并且其中所述薄膜還具有與所述接觸面相對的干燥面，所述干燥面形成所述植入面。5.根據權利要求1所述的壓力和溫度確定裝置(I)，其中溫度確定元件(10)投影在與所述接觸面(4)相對的薄膜(2)的表面上，基本上在限定壓力確定元件(6)的外圍輪廓(20)的水平上。6.根據權利要求5所述的壓力和溫度確定裝置(I)，其中，所述外圍輪廓(20)和所述溫度確定元件(10)的幾何中心在與所述接觸面(4)相對的薄膜(2)的表面上的投影之間的距離(D20)，包含在所述壓力確定元件(6)的最大尺寸的-25%和+25%之間。7.根據權利要求1所述的壓力和溫度確定裝置(I)，其中，溫度確定元件(10)包括電子元件，例如電子偶極。8.根據權利要求7所述的壓力和溫度確定裝置(I)，其中，所述溫度確定元件(10)包括熱敏電阻。9.根據權利要求8所述的壓力和溫度確定裝置(I)，其中所述熱敏電阻從包含負溫度系數熱敏電阻、正溫度系數熱敏電阻和鉑電阻溫度計的組中選擇。10.根據權利要求1所述的壓力和溫度確定裝置(I)，還包括被布置成以將所述溫度確定元件緊固在所述植入面上的固定產品，所述固定產品從包括焊劑、焊料金屬和焊接金屬的組中選擇。11.一種壓力和溫度傳感器(51)，用于測量例如在機動車輛中流動的流體(F)的壓力(P)和溫度，所述壓力和溫度傳感器(51)至少包含 -根據權利要求1所述的壓力和溫度確定裝置(I)， -連接件(52)，其被配置成將所述接觸面(4)流暢地連接至流體(F)的管道，以及 -電子單元(54)，其被配置來處理信號并被連接到壓力確定元件(6)。12.根據權利要求10所述的壓力和溫度傳感器(51)，還包括例如環形密封圈的密封件(22),所述密封件(22)被壓在所述接觸面(4)和所述連接件(52)之間，該連接件(52)具有用于所述流體(F)的通道(57)，在壓縮密封件(22)后所述通道(57)具有類似于密封件(22)的形狀的截面。13.根據權利要求11所述的壓力和溫度傳感器(51)，其中，所述密封件(22)限定了圍繞所述外圍輪廓(20)的周邊。14.一種制造方法(500)，用于制造根據權利要求1所述的壓力和溫度確定裝置(I)，所述制造方法(500)包括以下步驟: -502)在薄膜(2)上沉積導電軌道， -504)沉積所述至少一個壓阻軌道(8)，以便將至少一個壓阻軌道(8)固定在所述薄膜(2)上， -505)提供固定至所述薄膜(2)的支撐件，所述支撐件具有與所述接觸面(4)相對的植入面(12)，以及 -506)將所述溫度確定元件(10)設置在所述植入面(12)上。15.根據權利要求14所述的制造方法(500)，其中，所述導電軌道沉積步驟包括通過第一絲網沉積，而壓阻軌道沉積步驟包括通過第二絲網沉積。
【文檔編號】G01D21/02GK105841737SQ201610073656
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月2日
【發明人】本·哈穆達·舒凱里, 馬克·諾弗拉尼
【申請人】Mgi庫貼公司