压力感测器的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107449537A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710255577.0G01L19/00(2006.01)(22)申请日2017.04.19(30)优先权数据16166285.32016.04.20EP(71)申请人森萨塔科技有限公司地址美国马萨诸塞州阿特尔伯勒市(72)发明人艾伯特·费迪南·韦杰维纳·约翰·皮特·克莱森弗兰克·亨德利·雅各布斯迪蒂·黑泽·威尔斯玛(74)专利代理机构北京锺维联合知识产权代理有限公司11579代理人罗银燕(51)Int.Cl.G01L9/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图11页(54)发明名称压力感测器的制造方法(57)摘要公开了用于测量装置中的流体压力的压力感测器的制造方法。压力感测器包括端口元件，端口元件具有密封结构和膜。四个应变计将被附接至膜。应变计以惠斯通电桥使用以感测流体压力。第一有限元动作确定围绕膜的中心轴线具有相等的压缩应变的第一轮廓(C1)以及围绕膜的中心轴线具有相等的拉伸应变的第二轮廓(C2)，其中，当流体压力被施加到膜时，第一轮廓上的应变与第二轮廓上的应变相反。第二有限元动作确定应变计在第一轮廓和第二轮廓上的四个位置，以使得惠斯通电桥的输出处的最高误差信号与最小误差信号之间的差值在作用于压力感测器上的寄生力的影响下是最小的。CN107449537ACN107449537A权利要求书1/3页1.用于测量装置中的流体压力的压力感测器的制造方法，所述方法包括：-提供端口元件(10)，所述端口元件包括密封结构(14)和膜(12)，所述膜具有待暴露于流体压力的流体侧和应变感测侧，所述密封结构在所述端口元件附接在所述装置的开口中时提供密封，所述膜具有膜中心轴线(30)，并且所述端口元件具有端口中心轴线(20)；-将四个应变计(G1...G4)通过在流体压力被施加到所述膜时使两个应变计(G1、G4)处于压缩应变而两个应变计(G2、G3)处于拉伸应变的方式定位到所述应变感测侧；以及-连接所述四个应变计以形成惠斯通电桥电路，其特征在于，所述方法还包括位置确定动作，所述位置确定动作包括：-生成所述端口元件的数学模型；-第一有限元动作，使用所述数学模型用有限元算法在所述膜的所述感测侧上确定围绕所述膜的中心轴线具有对于压力的第一应变敏感度的第一轮廓(C1)以及围绕所述膜的中心轴线具有对于压力的第二应变敏感度的第二轮廓(C2)，其中，当流体压力时被施加到所述膜时，所述第一轮廓上的所述表面的压缩程度等于所述第二轮廓上的所述表面的拉伸程度；以及-第二有限元动作，使用所述数学模型用有限元算法在所述第一轮廓上确定所述四个应变计中的第一应变计(G1)的第一位置和第四应变计(G4)的第四位置以及在所述第二轮廓上确定所述四个应变计中的第二应变计(G2)的第二位置和第三应变计(G3)的第三位置，其中，当特征寄生力被施加到所述密封结构上的任意位置或所述端口元件的任意其它位置时，由包括附接到相对应的确定的四个位置的所述四个应变计的模拟的惠斯通电桥测量的最高误差信号与最低误差信号之间的差值最小；并且该方法还包括：-将所述四个应变计中的两个定位在所述第一轮廓(C1)上的两个位置上，并且所述四个应变计中的两个定位在所述第二轮廓(C2)上的两个位置上。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一有限元动作使用所述感测侧上的径向压缩应变的程度来确定所述第一轮廓并且使用所述感测侧上的径向拉伸应变的程度来确定所述第二轮廓。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一有限元动作使用所述感测侧上的径向压缩应变的程度来确定所述第一轮廓并且使用所述感测侧上的切向拉伸应变的程度来确定所述第二轮廓。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述膜是圆膜。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一位置和所述第二位置位于第一径向线上，并且所述第三位置和所述第四位置位于第二径向线上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述端口元件是非轴向对称的。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述密封结构具有不与所述圆膜的膜中心轴线重合的密封中心轴线。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第二有限元动作还用所述有限元算法通过模拟作用在所述密封结构上的均匀的力来确定所述四个应变计的第一位置至第四位置，并且由模拟的所述惠斯通电桥测量的所述最高误差信号是最小的。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述密封结构是同心的。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述端口元件具有至少一个对称平2CN107449537A权利要求书2/3页面。11.根据权利要求1至10中任一项所