具有自動(dòng)位置修正的壓力測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量變換器，以及一種按照權(quán)利要求 7所述的用于以壓力測(cè)量變換器來確定壓力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在以壓力測(cè)量裝置測(cè)量壓力時(shí)，由壓力測(cè)量裝置的安裝位置所決定地總有所謂的 位置誤差，該位置誤差由壓力測(cè)量單元的定向所決定地在測(cè)量壓力時(shí)以誤差的形式表現(xiàn)出 來。該誤差由如下方式產(chǎn)生，即，根據(jù)安裝位置一同測(cè)量了測(cè)量膜片的自重、或者在加油的 系統(tǒng)中額外地一同測(cè)量了在測(cè)量膜片前面的油的靜液壓力。在陶瓷的電容式測(cè)量單元中， 例如具有0.2毫巴的所述誤差是相對(duì)小的，但是在測(cè)量范圍小時(shí)、例如在100毫巴的范圍內(nèi) 可能已經(jīng)明顯超出裝置的測(cè)量精度。
[0003] 所述誤差在壓力介質(zhì)系統(tǒng)中通常比較大，例如加油的系統(tǒng)可以根據(jù)壓力介質(zhì)膜片 與測(cè)量元件的距離而具有高達(dá)幾個(gè)毫巴的位置誤差。對(duì)此起決定作用的是油柱的高度。因 此，例如在加油高度是5cm并且油的密度是0. 8g/cm3時(shí)有最大的位置誤差，該最大的位置 誤差由加油高度的兩倍乘以油的密度和地球引力加速度9. 81m/s2得到7. 8毫巴的值。因 此，系數(shù)2來自于：當(dāng)測(cè)量膜片指向地球引力的方向定向時(shí)，油柱的重力壓到測(cè)量膜片上， 而當(dāng)測(cè)量膜片沿著相反的方向定向時(shí)，油柱的重力使測(cè)量膜片沿著相反的方向偏移。
[0004] 通常，所有的壓力測(cè)量裝置以安裝位置來標(biāo)定，在該安裝位置中膜片向下指向地 球引力的方向。但是，用戶在所有可能的安裝位置中進(jìn)行安裝而且僅非常少地在與標(biāo)定相 同的安裝位置中進(jìn)行安裝。這導(dǎo)致用戶必須手動(dòng)地實(shí)施位置修正。為此，在無壓的裝入的 狀態(tài)下必須在裝置中實(shí)施相應(yīng)的操作功能，在該操作功能時(shí)相應(yīng)地修正零點(diǎn)。在相對(duì)壓力 裝置中，裝置此后顯示0毫巴。在絕對(duì)壓力裝置中修正位置簡直是不可能的，因?yàn)闉榱诵拚?位置，裝置必須得被完全抽真空，或者精確的環(huán)境壓力必須是已知的，其中，該精確的環(huán)境 壓力經(jīng)常僅能以參考裝置來得出。兩者對(duì)于用戶來說都意味著大的附加耗費(fèi)或者在技術(shù)上 在應(yīng)用中是完全不可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，本發(fā)明的目的在于，提供能夠自動(dòng)修正位置誤差的壓力測(cè)量裝置。
[0006] 所述目的通過一種按照權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量變換器以及通過一種按照權(quán) 利要求7所述的用于確定壓力的方法來實(shí)現(xiàn)。有利的實(shí)施方式在各個(gè)從屬權(quán)利要求中公 開。
[0007] 按照本發(fā)明的壓力測(cè)量變換器具有壓力測(cè)量單元、至少一個(gè)位置傳感器以及評(píng)價(jià) 單元，該評(píng)價(jià)單元包括至少一個(gè)信號(hào)處理單元以及用于得出位置誤差的位置修正單元。在 此，所述至少一個(gè)位置傳感器相對(duì)于壓力測(cè)量單元不可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置，并且壓力測(cè)量單元與 信號(hào)處理單元電連接。所述至少一個(gè)位置傳感器與位置修正單元電連接，其中，由信號(hào)處理 單元提供從由壓力測(cè)量單元提供的信號(hào)得出的第一信號(hào)，由位置傳感器提供第二信號(hào)，并 且由位置修正單元提供從所述第一和第二信號(hào)得出的輸出信號(hào)?？梢杂眠@樣的壓力測(cè)量變 換器來修正依賴于安裝位置的位置誤差。
[0008] 有利地，所述至少一個(gè)位置傳感器以固定器件（例如粘接劑、螺紋連接或者熔焊 連接或者釬焊連接）固定在壓力測(cè)量單元上、或者直接集成在該壓力測(cè)量單元中。由此， 位置傳感器相對(duì)于壓力測(cè)量單元的相對(duì)位置已經(jīng)固定在壓力測(cè)量單元上或者壓力測(cè)量單 元中，從而壓力測(cè)量單元可以作為獨(dú)立的進(jìn)一步改進(jìn)的單元連同固定的位置傳感器一起銷 售。
[0009] 優(yōu)選地，所述至少一個(gè)位置傳感器是加速度傳感器。加速度傳感器能實(shí)現(xiàn)測(cè)量作 用到壓力測(cè)量單元上的運(yùn)動(dòng)力并且例如也可以記錄突然的運(yùn)動(dòng)或者撞擊壓力測(cè)量單元的 沖擊，從而當(dāng)記下這樣的突然的運(yùn)動(dòng)力時(shí)，例如可以反作用地確定壓力測(cè)量單元是否已下 落至地板或者是否可能遭受其它的沖擊。如果記錄下這些事件，那么可以在功能性故障時(shí) 推斷出原因并且例如以這樣的記錄來確定是否出現(xiàn)保修情況。
[0010] 有利地，所述壓力測(cè)量單元具有至少兩個(gè)位置傳感器，所述至少兩個(gè)位置傳感器 相對(duì)于彼此設(shè)置成，使得在地球引力的方向和壓力測(cè)量單元的、例如膜片的壓敏面的方向 之間的傾斜角在壓力測(cè)量單元的每個(gè)傾斜方向上都是可確定的。在此，壓力測(cè)量單元有利 地是電容式壓力測(cè)量單元，壓敏面優(yōu)選是膜片。
[0011] 在按照本發(fā)明的實(shí)施方式之一中，輸出信號(hào)可以與無線電單元電連接并且經(jīng)由該 無線電單元通信。第一和/或第二信號(hào)也可以與無線電單元電連接。無線電單元能實(shí)現(xiàn)例 如在評(píng)價(jià)單元和/或優(yōu)選構(gòu)成為傾斜傳感器的位置傳感器和壓力測(cè)量單元之間的、和/或 在壓力測(cè)量變換器和與該壓力變換器間隔開距離的外圍設(shè)備之間的無線通信。當(dāng)由于外部 的環(huán)境條件、例如非常高的壓力、高的溫度、侵蝕性的氛圍或者類似物而須優(yōu)選電氣線路的 無線電單元時(shí)，這可能有意義的。
[0012] 按照本發(fā)明的用于以這樣的壓力測(cè)量變換器來確定壓力的方法具有以下方法步 驟：首先測(cè)量作用到壓力測(cè)量單元上的壓力，并且把由壓力測(cè)量單元產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)傳送 給信號(hào)處理單元。接著在信號(hào)處理單元中從測(cè)量信號(hào)產(chǎn)生第一信號(hào)并且把該第一信號(hào)傳送 給位置修正單元。與此并行地、此前或此后，可以用相對(duì)于壓力測(cè)量單元不可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置的 位置傳感器來測(cè)量和得出壓力測(cè)量單元相對(duì)于壓力測(cè)量單元初始位置的位置。出于這個(gè)目 的，可以由位置傳感器從所得出的位置產(chǎn)生第二信號(hào)并且把該第二信號(hào)傳送給位置修正單 元。當(dāng)不僅把第一信號(hào)、而且把第二信號(hào)提供給位置修正單元時(shí)，在位置修正單元中可以從 這兩個(gè)信號(hào)得出修正的輸出信號(hào)并且提供該輸出信號(hào)以用于進(jìn)一步處理。輸出信號(hào)便把更 正的壓力值進(jìn)一步傳送給例如顯示單元或者其它的單元。
[0013] 可選地，還可以從第二信號(hào)借助儲(chǔ)存在位置修正單元中的特征曲線或者借助儲(chǔ)存 在位置修正單元中的修正算法或者修正值例如以修正表格的形式從壓力測(cè)量傳感器的相 對(duì)位置得出位置誤差。
[0014] 有利地，初始位置在第一方法步驟中通過以下方式來確定，即，把壓力測(cè)量單元的 壓敏面向下、指向地球引力方向地定向，并且在該位置中確定作用在膜片上的壓力。優(yōu)選 在方法開始時(shí)、有利地在最終安裝壓力測(cè)量單元之前在該初始位置中可以標(biāo)定壓力測(cè)量單 元，從而可以用相對(duì)簡單的設(shè)置在位置修正單元中的修正工具來修正在最終安裝后的、在 偏離初始位置的安裝位置中的壓力。
[0015] 優(yōu)選，從壓力測(cè)量單元在更前面描述的初始位置中的、也就是說在壓力測(cè)量單元 的壓敏面向下指向地球引力的方向的位置中的測(cè)量的壓力和壓力測(cè)量單元在壓力測(cè)量單 元的相對(duì)于初始位置轉(zhuǎn)了 180度的位置中的測(cè)量的壓力之間的差來確定最大的位置誤差。 以此在相同的環(huán)境條件下不僅得出作用在壓力測(cè)量單元上的最小壓力、而且得出作用在壓 力測(cè)量單元上的最大壓力，并且由此確定最大的位置誤差。
[0016] 在優(yōu)選的初始位置（也就是說地球引力作用的方向）和實(shí)時(shí)的方向（也就是說壓 力測(cè)量單元的壓敏面指向的方向）之間的角度是所謂的位置角度。例如可以從如下的值得 出位置誤差作為該位置角度的函數(shù)，當(dāng)由最大位置誤差的一半值減去最大位置誤差的一半 值乘以位置角度的余弦時(shí)得到所述值。位置角度和位置誤差之間的所述關(guān)系在很多情況下 能實(shí)現(xiàn)精確確定作用在該單元上的壓力，而與壓力測(cè)量單元的壓敏面、即例如膜片指向的 實(shí)時(shí)方向無關(guān)。經(jīng)由位置傳感器來得出角度并且可以把所述的關(guān)系儲(chǔ)存在位置修正單元中 例如作為特征曲線或者作為修正算法。
[0017] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以存儲(chǔ)輸出信號(hào)和/或第二信號(hào)，優(yōu)選作為時(shí)間的 函數(shù)。通過讀取這樣的存儲(chǔ)器，在該存儲(chǔ)器中優(yōu)選把各個(gè)事件記錄為時(shí)間的函數(shù)，例如可 以一一尤其當(dāng)位置傳感器構(gòu)成為加速度傳感器時(shí)一一檢查在功能性失效時(shí)是否存在引起 保修的事件。亦即如果例如壓力測(cè)量變換器在運(yùn)行期間已經(jīng)跌落或者由于碰撞而已經(jīng)損