压力和温度确定装置、包括该装置的压力和温度传感器，以及用于制造该装置的方法
【专利摘要】本发明公开了一种压力和温度确定装置，包括：具有与流体(F)接触的接触面(4)的薄膜(2)、压力确定元件(6)、温度确定元件(10)和支撑所述温度确定元件(10)的支撑件。所述支撑件具有与接触面(4)相对的植入面。温度测定元件(10)被设置在植入面(12)上。
【专利说明】
压力和温度确定装置、包括该装置的压力和温度传感器，以及用于制造该装置的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于确定例如机动车辆中的流体流动的压力和温度的压力和温度确定装置。此外，本发明还涉及包括此类压力和温度确定装置的压力和温度传感器。另夕卜，本发明涉及一种用于制造此类压力和温度确定装置的方法。
【背景技术】
[0002]具体地，本发明适用于机动车辆领域，尤其适用于多用途运载车、客运车辆和重型货车，以便确定和测量所述车中不同流体流动的压力和温度，所述流体例如进气回路中的燃料、石油、水溶液(SCR)或气流。
[0003]EP0893676A2示出了一种包括压力和温度确定装置的压力和温度传感器，其包括与流体接触的薄膜、温度确定元件和电容型压力确定元件。由于温度确定元件是浸入流体中的，温度确定元件具有非常短的响应时间。
[0004]然而，此类装配减少了压力和温度确定装置的服务寿命，因为温度确定元件暴露于如燃料的腐蚀性流体。可以采用封装温度确定元件来将它免于暴露于液体，但是这大大地增加了制造成本和响应时间。
[0005]此外，此类装配需要在薄膜中熔化穿孔数个通道，以便使得温度确定元件的电连接腿穿过，这会减弱薄膜并且污染压力和温度确定装置。
【发明内容】
[0006]本发明的目的具体在于解决上述的所有或部分问题。
[0007]为此，本发明的目标是用于确定例如机动车辆中的流体流动的压力和温度的压力和温度确定装置，压力和温度确定装置至少包括:
[0008]-薄膜，其具有用于与流体接触的接触面，
[0009]-压力确定元件，其固定至薄膜并且包括至少一个对压力敏感的压敏电阻轨道轨道，
[0010]-对温度敏感的温度确定元件，以及
[0011]-固定至薄膜并且配置为支撑温度确定元件的支撑件；
[0012]支撑件具有与接触面相对的植入面，温度确定元件配置在该植入面上。
[0013]因此，温度确定元件的此类装配避免了对薄膜中熔化穿孔通道的需要，从而保持薄膜的机械强度并且避免了压力和温度确定装置的污染。
[0014]此外，温度确定元件的此类装配增加了压力和温度确定装置的服务寿命，因为温度确定元件是与如燃料的腐蚀性流体隔开的。
[0015]在本发明中，术语《确定》和其衍生物意为生成代表物理量的信号。因此，压力确定元件生成代表压力的信号，并且温度确定元件生成代表温度的信号。
[0016]压敏电阻轨道可以形成压力确定元件，因为在由流体施加到接触面的压力的作用下，压敏电阻轨道经受与该压力成比例的失衡，从而生成代表该压力的电压。实际上，压敏电阻元件具有根据它承受的机械应力(压力)而变化的电阻。
[0017]然后，电子单元可以处理由温度确定元件和压力确定元件生成的信号。根据提供给压力和温度确定装置的应用，电子单元可以发出模拟响应或数字响应。
[0018]根据变化例，温度确定元件可以间接地配置在支撑件的植入面上。例如，能够在植入面和温度确定元件之间插入，例如由导热材料构成的层。
[0019]根据有利的变化例，装配面和温度确定元件之间的距离小于0.2mm。
[0020]根据变化例，指向薄膜的面通常平行于接触面。
[0021 ]根据变化例，指向薄膜的面完全地或部分地覆盖接触面。
[0022]根据变化例，薄膜是由例如包括至少95%的氧化铝的陶瓷材料组成的，薄膜可能具有0.1mm和0.5mm之间的厚度，也就是说在10ym和500μπι之间。因此，此类陶瓷材料允许薄膜在由流体施加的压力作用下快速地变形，从而所述或者每个压敏电阻轨道可以确定流体的压力。此外，此类陶瓷材料允许压敏电阻轨道和热敏电阻轨道快速地和准确地沉积。
[0023]根据变化例，薄膜通常是平的。因此，此类薄膜具有平面，从而简化了所述或每个压敏电阻追踪器的沉积。
[0024]根据变化例，薄膜可以具有通常的如圆形的椭圆形状，或者通常的如方形的长方形形状。
[0025]根据变化例，支撑件还支撑至少一个电子元件，例如集成电路。
[0026]根据变化例，压力和温度确定装置包括形成支撑件的基底，所述基底具有指向薄膜的第一基底面和与薄膜相对的第二基底面，所述第二基底面形成植入面。
[0027]因此，流体和温度确定元件之间距离受限于基底和薄膜的厚度，从而保证相对短的响应时间。
[0028]根据变化例，基底和薄膜可以根据称作《冲膜(flushmembrane)》技术的技术以精确的方式制造，其中薄膜可以通过封接玻璃或玻璃封接附着到基底上。
[0029]根据变化例，压力和温度确定装置进一步包括固定到基底和薄膜上的玻璃封接件。因此，此类玻璃封接件允许制造密封的围绕压力确定元件的腔室。为了制造这种玻璃封接件，玻璃糊剂(硅土)必须配置在薄膜和基底之间，然后加热至玻璃的熔解温度。
[0030]根据变化例，基底包括至少95%的氧化铝，基底配置为限定围绕压力确定元件的腔室。因此，确定腔室的此类基底允许实施相对的或绝对的压力测量。
[0031 ]根据变化例，基底具有至少一个通气孔开口，一方面，在薄膜上，另一方面，在压力和温度确定装置的外面。因此，此类通风孔允许测量相对压力。
[0032]可选地，配置基底以使得腔室密封。换句话说，基底缺乏任意的通风孔。因此，此类基底允许测量绝对压力。
[0033]根据一个实施例，压力和温度确定装置包括形成支撑件的印刷电路基板，所述印刷电路基板具有指向薄膜的第一基板面和与薄膜相对的第二基板面，所述第二基板面形成植入面。
[0034]因此，薄膜可以根据单片技术制造。因此，薄膜与基底集成为一体，从而薄膜和基底形成例如缺少任意玻璃封接件的单片集。然后，印刷电路基板被装配至单片薄膜。
[0035]实际上，印刷电路基板有时被称为集成电路或电子板或仍被称作《印刷电路板》和缩写的《PCB》。
[0036]根据变化例，印刷电路基板是柔性的。可选地，印刷电路基板是刚性的。
[0037]根据实施例，薄膜形成支撑件，并且薄膜进一步具有与接触面相对的干面，所述干面形成植入面。
[0038]在该实施例中，支撑件是由薄膜本身形成的。接触面形成支撑件的另一面。因此，支撑件-薄膜具有接触面和与接触面相对的植入面。
[0039]因此，温度确定元件的响应时间是非常短的，然而温度确定元件的准确度是非常高的。实际上，薄膜具有非常小的厚度，典型地具有ΙΟΟμπι和500μπι之间的厚度，从而允许通过薄膜进行快速的热传递。在薄膜和温度确定元件之间没有空气或空间，所述热传递是更加快速的。
[0040]可选地，温度确定元件可以间接地固定在薄膜的植入面上。例如，层可以插入在植入面和温度确定元件之间。
[0041]根据实施例，温度确定元件是位于，透射到与接触面相对的薄膜的表面上，大体上在限定压力确定元件的外围轮廓的水平上。
[0042]换句话说，外围轮廓限定了压力测量活动区域，其对应于薄膜的区域，所述薄膜在接触面上的流体压力的作用下显著变形。
[0043]因此，这样植入的温度确定元件允许最大化温度测量的精确度，同时最大限度地减少温度确定元件的响应时间。
[0044]在实践中，当压力和温度确定装置被结合到包括例如环形密封圈的密封件的压力和温度传感器中，所述外围轮廓被包含在由密封件的内缘限定的周边。密封件的内缘限定在其中流体与薄膜接触的压力测量腔的轮廓。
[0045]根据一变型例，压力确定元件具有包含在3mm和1mm之间的尺寸。在压力确定元件具有大致圆形周界的变型例中，周界的直径包含在3mm和1mm之间。可替代地，所述确定元件可具有大致矩形形状的周界，长边包含在3mm和I Omm之间。
[0046]根据一变型例，压力确定元件在包含在7平方毫米和100平方毫米之间的表面积上延伸，例如等于约38平方毫米。
[0047]有利的是，在植入面上的正交投影中测量的温度测定元件和外围轮廓之间的距离小于2mm ο
[0048]根据一变型例，温度确定元件设置在外围轮廓外部。可选地，例如根据安装的制约，温度确定元件设置在外围轮廓的内部。
[0049]根据一个实施例，外围轮廓和温度确定元件的几何中心在与接触面相对的薄膜的表面上的投影之间的距离，包含在压力确定元件的最大尺寸的-25%和+25%之间。
[0050]上述距离是沿着或平行于携带所述最大尺寸的方向上测量。
[0051]因此，温度确定元件基本上位于外围轮廓水平或朝向外围轮廓，从而增强由温度确定元件执行的测量精确度。的确，由外围轮廓界定的区域是加热最迅速的薄膜部分的一部分，因为它直接与流体相接触。此外，由外围轮廓限定的该区域允许热快速传导至温度确定元件，特别是通过避免或绕过由空气或真空形成的中心区域，例如在称为《冲膜》技术的技术中。
[0052]根据一个实施例，温度确定元件包括电子元件，例如电子偶极。
[0053]在本发明中，术语“电子元件”指的是与其他元件一起组配以形成电子电路的元件。
[0054]因此，这样的电子元件是廉价的，因为它是在市场上广泛使用的。此外，这样的电子元件能够产生可以很容易地由机动车的核心单元利用的信号。在其他条件下，这样的电子元件所产生的信号与目前机动车的核心单元兼容。
[0055]此外，这样的电子元件简化了压力和温度确定装置的实施，因为电子元件一般不需要任何校准和调整。
[0056]根据一个实施例，该温度确定元件包括热敏电阻，例如选自包含负温度系数热敏电阻、正温度系数热敏电阻和铂电阻温度计的组。
[0057]因此，这样的热敏电阻产生的测量信号，可以由存在于目前机动车中的核心单元操作，而不需要对这些测量信号进行任何特定的处理。
[0058]根据一个可变的实施例，铂电阻温度计可能有100欧姆的电阻(PtlOO)或1000欧姆电阻(PtlOOO)。
[0059]根据一个可变的实施例，所述压力和温度确定装置还包括设置为完全或部分地覆盖所述温度确定元件的热绝缘材料。所热绝缘材料可以包括热绝缘树脂，例如环氧树脂、单或双组分树脂。因此，这样的热绝缘材料，可以最大限度地减少位于上述温度确定元件之上的空气的热损失，从而减小温度测量的周期，因为温度确定元件的温度迅速稳定。因此，温度确定元件可以提供更精确的测量，因为热绝缘材料降低了环境温度的影响。
[0060]根据一个可变的实施例，所述压力和温度确定装置还包括设置在温度确定元件和植入面之间的热传导材料。因此，这样的热传导材料允许由薄膜到温度确定元件的热传送的量的最大化，从而降低了温度测量周期，提高了温度确定元件的精度。
[0061]根据一个实施例，压力和温度确定装置还包括保护产品，以便在植入面上紧固温度确定元件，所述保护产品选自包含焊剂、焊料金属和焊接金属的组。
[0062]因此，这种保护产品允许通过粘接或用表面安装技术(有时称为“表面贴装技术”缩写为“SMT”)将温度确定元件固定在植入面上。
[0063]根据一个可变的实施例，所述至少一个压阻轨道被印刷在薄膜上，例如通过丝网印刷。因此，压力和温度确定装置具有相对较低的成本，因为通过印刷获得的压阻轨道，从而允许以简单的方式制造非常精确的印刷轨道。
[0064]根据一个可变的实施例，所述至少一个压阻轨道是由至少一种选自包括矿物基质和有机高分子基体的组的材料组成。因此，这样的材料赋予了压阻轨道很好的压力确定特性，特别在测量系数、响应曲线的线性度和滞后、分辨率、精度和响应时间方面。例如，所述或每个压阻轨道可以由钌酸盐(氧化钌)组成。
[0065]根据一个可变的实施例，所述至少一个压阻轨道有Ιμπι至ΙΟΟμπι之间的厚度。
[0066]根据一个可变的实施例，所述至少一个压阻轨道形成几个彼此隔开的压力表，压力和温度确定装置还包括连结压力表的导电轨道，以形成压力测量电路，例如惠斯登电桥。这种压力表，再加上这样的压力测量电路，允许在高的精度和在简短的响应时间内确定压力。这些导电轨道可能是由银钯(钯银)合金组成。
[0067]在本发明中，术语“传导”，“连结”，“连接”及其派生物指的是电传导。
[0068]此外，本发明的一个目的是压力和温度的传感器，其用于测量例如在机动车中的流体流动的压力和温度，该压力和温度的传感器包至少括:
[0069 ]-根据本发明的压力和温度确定装置。
[0070]-连接件，其被配置成将所述接触面流畅地连接至流体的管道，和
[0071]-电子单元，其被配置来处理信号并被连接到压力确定元件。
[0072]因此，压力和温度传感器具有延长的使用寿命，并产生测量信号，该信号可以由在当前机动车中存在的核心单元操作，而无需对这些测量信号进行任何特定的处理。此外，这样的组合压力和温度传感器相比于现有技术中的压力和温度传感器的组合是可靠的、精确的和紧凑的。
[0073]本发明中，术语“传感器”指的是代表物理量测量的一组数字或模拟响应，在这种情况下，是压力和温度。
[0074]根据一个可变的实施例，所述电子单元还与温度确定元件相连接。
[0075]根据一个实施例，压力和温度传感器还包括密封件，例如环形密封圈，该密封件压缩在接触面和连接件之间，连接件具有流体通道，所述通道具有类似于密封件压缩后形状的截面。
[0076]根据一个实施例，该密封件限定了围绕周边轮廓的周长。
[0077]因此，这样的一个密封件可以确定围绕周边轮廓的周长，从而确定压力确定元件，并且其中温度确定元件可以被处理。根据一个可变的实施例，密封件包括环形密封圈和通常具有圆形横截面的流体通道，该圆形横截面的直径与环形密封圈压缩后的内径大致相等。
[0078]根据一个可变的实施例，连接件具有流体通道，其尺寸包括在2mm至8mm之间。因此，这样的尺寸允许最大限度地减少温度响应时间，同时保持静态压力测量。
[0079]根据一个可变的实施例，流体通道被设置为垂直于管道内流体的流动方向，传感器安装在管道上。因此，它是可以测量的静态压力。
[0080]可替换的，流体通道可以被设置为倾斜于管道内流体的流动方向，例如45度角，传感器安装在管道上。
[0081]根据一个可变的实施例，压力和温度传感器的外表面包括导电材料涂层。因此，这样的导电涂层可以形成电磁屏蔽，以符合电磁兼容(电磁兼容)要求。
[0082]此外，本发明的一个目的是制造方法，用于制造根据本发明的压力和温度确定装置，所述制造方法包括步骤:
[0083]-在薄膜上沉积传导轨道，例如通过第一丝网，
[0084]-沉积所述至少一个压阻轨道，例如通过第二丝网，以将所述至少一个压阻轨道固定在薄膜上，
[0085]-提供固定至薄膜的支撑件，所述支撑件具有与接触面相对的植入面，以及
[0086]-设置所述温度确定元件在所述植入面上。
[0087]在本发明的范围内，所述制造方法的步骤可以在不偏离本发明的范围内进行修改。
[0088]根据一个变型，在所述沉积步骤中的至少一个之后，该制造方法还包括执行适合蒸发溶剂的汽蒸和热处理步骤。
[0089]根据一个可变的实施例，所述制造方法进一步包括通过激光微调调整所述至少一个压阻轨道的步骤。因此，这样的激光调整能够定义高精度的压力确定元件，从而提高了压力和温度确定装置的性能。
[0090]此外，本发明的一个目的是提供一种包括至少一个这样的压力和温度传感器的机动车。
[0091]上述的实施例和可变的实施例可单独或根据任何技术允许的组合来考虑。
【附图说明】
[0092]本发明可很好地被理解，根据如下仅只作为非限制性例子的描述并参照附图，它的优点也明显，相同的附图标记对应着具有类似的结构和/或功能的元件。
[0093]附图1所示为根据本发明第一实施例的压力和温度确定装置的截面图；
[0094]附图2所示为附图1中的压力和温度确定装置沿附图1中箭头II的俯视图；
[0095]附图3所示为根据本发明第二实施例的压力和温度确定装置的截面图；
[0096]附图4所示为根据本发明第三实施例的压力和温度确定装置的截面图；
[0097]附图5所示为压力和温度传感器的截面图，其包括附图1中的压力和温度确定装置；以及
[0098]附图6所示为根据本发明的制造方法的流程图。
【具体实施方式】
[0099]附图1和2图示了根据本发明第一实施例的压力和温度确定装置I。所述压力和温度确定装置I属于压力和温度传感器，其用于装配未图示的机动车辆。
[0100]所述压力和温度确定装置I用于确定由附图1中箭头P所表示的压力，并且用于确定机动车辆内例如由箭头F表示的流动的流体温度。
[0101]压力和温度确定装置I包括薄膜2，一方面所述薄膜2具有用于与流体F接触的接触面4，另一方面具有与接触面4相对的干燥面5。在附图1的实例中，所述薄膜2由包括96%氧化铝的陶瓷组成。所述薄膜2通常具有平整的形状。所述薄膜2的厚度大约0.25_。
[0102]压力和温度确定装置I进一步包括对压力P敏感并固定至薄膜2上的压力确定元件6，。所述压力确定元件6包括压阻轨道8。所述压力确定元件6紧固在薄膜2上，因此与薄膜2接触。
[0103]在此情况下，压阻轨道8通过丝网印刷印制在干燥面5上。每个压阻轨道8的厚度大约为10微米。所述薄膜2具有一定挠性，从而将压力P传递至压阻轨道8。
[0104]彼此间隔的压阻轨道8形成压力计。所述压力和温度确定装置I进一步包括未图示并连结压力计的传导轨道，从而形成压力测量电路，其以惠斯通电桥的形式。该惠斯通电桥以公知的常规方式运行。
[0105]压力和温度确定装置I进一步包括温度确定元件10。所述温度确定元件10包括负温度系数(NTC)热敏电阻。
[0106]此外，压力和温度确定装置I包括固定在薄膜2并被配置来支撑温度确定元件10的支撑件。所述支撑件具有与接触面4相对的植入面，并且植入面上设置有温度确定元件10。植入面12和温度确定元件之间的距离大约等于0.05mm。可选的，所述温度确定元件可以与植入面直接接触。
[0107]在附图1的实例中，压力和温度确定装置I包括基底14，所述基底14形成用于支撑温度确定元件10的支撑件。形成基底14的支撑件固定至薄膜2上。所述基底14可以进一步支撑电子元器件，例如集成电路16(有时被称为术语ASIC《专用集成电路》)。所述基底14可以由例如包括96%的氧化铝的陶瓷组成。
[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，另一方面具有与薄膜2相对的第二基底面14.2。所述第二基底面14.2形成植入面12，在其上设置有温度确定元件
10。所述第一基底面14.1通常平行于接触面4。所述第一基底面14.1此处部分覆盖接触面4。
[0109]此外，所述压力和温度确定装置I包括在薄膜2和基底14之间的玻璃封接。为了制造玻璃封接，例如可能在薄膜2和基底14之间设置玻璃糊剂，并随后加热至玻璃的熔化温度。
[0110]在运行过程中，当流体F接触接触面4时，所述薄膜2被带至流体的温度并随后将流体F的热量传递至基底14，从而使得温度确定元件1表示流体F的温度。所述温度确定元件10产生表示流体F温度的模拟或数字信号。该模拟或数字信号可以直接由温度确定元件10直接产生或者例如由集成电路16间接产生。
[0111]压力和温度确定装置I进一步包括固定产品，该固定产品被设置从而将温度确定元件10紧固在植入面12上。在此情况下，所述固定产品包括焊剂。该固定产品通过表面安装工艺(有时称为《表面安装技术》缩写为《SMT》)将温度确定元件10紧固在植入面12上。
[0112]如附图2所示，所述基底14包括一个或多个位于第二基底面14.2上的电子元器件，例如ASIC集成电路16。所述基底14固定至薄膜2上。此外，基底14电连接至薄膜2。
[0113]此外，温度确定元件10投影在干燥面5上，大体面向或位于限定压力确定元件6的外围轮廓上。在附图1和2的实例中，所述压力确定元件6大体上占据一个圆形空间，从而外围轮廓20大体上形成一个圆。该圆的直径大约等于5mm。
[0114]外围轮廓20和温度确定元件10的几何中心在与接触面4相对的薄膜面上的投影之间的距离D20，小于压力确定元件6的最大尺寸的25%。
[0115]如附图5所示，当压力和温度确定装置I组装在压力和温度传感器51内并且包括压靠接触面4的密封件22时，所述密封件22限定了薄膜与流体F接触的部分。密封件22的内边缘22.1限定了围绕外围轮廓20的圆周。在附图1的实例中，在组装压力和温度确定装置I之后，温度确定元件10的几何中心在与接触面4相对的薄膜面上的投影，位于外围轮廓20和处于压缩状态的密封件22的内边缘22.1限定的圆周之间。
[0116]附图3所示为根据本发明第二实施例的压力和温度确定装置I。在一定程度上，附图3中的压力和温度确定装置I与附图1和2中的压力和温度确定装置I相似，上文中关于附图1和2中传感器I的描述可以转换至附图3中的压力和温度确定装置I，除了以下显著的不同。
[0117]附图3中的压力和温度确定装置I与附图1和2中的压力和温度确定装置I不同，因为附图3中的压力和温度确定装置I包括形成支撑件的印刷电路基板114，以及因为附图3中的压力和温度确定装置I不包括基底。
[0118]—方面印刷电路基板114具有直接朝向薄膜2的第一基板面114.1，以及另一方面具有与薄膜2相对的第二基板面114.2。所述第二基板面114.2形成植入面12，在植入面上设置有温度确定元件10。
[0119]此外，附图3中的压力和温度确定装置I与附图1和2中的压力和温度确定装置I不同，因为温度确定元件10的几何中心在与接触面4相对的薄膜面上的投影位于密封件22上。
[0120]此外，附图3中的压力和温度确定装置I与附图1和2中的压力和温度确定装置I不同，因为所述薄膜2具有外围壁2.1，其围绕平面形状的中心部分2.2延伸，然而附图1和2中的薄膜2通常是平整的并且没有任何外围壁。特别地，所述外围壁2.1用于定位以及楔住密封件22。
[0121]如附图1和2所示的第一实施例，压力确定元件6如附图3所示大体上占据了一个圆形空间，从而使得外围轮廓20大体上形成一个圆。与附图1和2相似，压力确定元件6紧固在薄膜2上，因此与薄膜2接触。
[0122]如附图1和2所示的第一实施例，外围轮廓20和温度确定元件10的几何中心在与接触面相对的薄膜面上的投影之间的距离D20，小于压力确定元件6的最大尺寸的25%。温度确定元件1的几何中心的投影位于外围轮廓20的外侧。
[0123]附图4所示为根据本发明第三实施例的压力和温度确定装置I。在一定程度上，附图4中的压力和温度确定装置I与附图1和2中的压力和温度确定装置I相似，上文中关于附图1和2中传感器I的描述可以转换至附图4中的压力和温度确定装置I，除了以下显著的不同。
[0124]附图4中的压力和温度确定装置I与附图1和2中的压力和温度确定装置I不同，本质上是因为薄膜2形成支撑件，然而在附图1和2中的实施例，支撑件是由基底14形成的。
[0125]此外，所述薄膜2具有与接触面4相对并形成植入面的干燥面5，在植入面上设置或安装有温度确定元件10。如附图1的实例，为了形成压力确定元件6，压阻轨道8通过丝网印刷印制在干燥面5上。
[0126]附图5所示为用于测量例如机动车辆内流动的流体F的压力P和温度的压力和温度传感器51。
[0127]所述压力和温度传感器51包括附图4中的压力和温度确定装置I，以及连接件52，所述连接件52被配置为将接触面4流畅地连接至流体F的管道58。所述管道58的功能是在机动车辆的两个组件之间传递流体F。
[0128]此外，所述压力和温度传感器51包括电子单元54，所述电子单元54被配置为由压力确定元件6以及必要时由温度确定元件10产生的状态信号。所述电子单元54—方面连接至压力确定元件6，另一方面连接至温度确定元件10。
[0129]在附图5的实例中，电子单元54形成在印制电路上，并通过混合技术固定至基底4。所述电子单元54可以包括未图示的信号放大器。所述电子单元54可以在连接器56的输出端传递模拟或数字响应。
[0130]所述压力和温度传感器51进一步包括密封件22，例如环形密封圈，所述密封件压缩在接触面4和连接件52之间，所述连接件具有用于流体F的通道57，在密封件22压缩之后，所述通道具有类似于密封件22的形状的截面。密封件22的内边缘22.1限定了压力测量腔的轮廓，在所述测量腔中流体F与薄膜2接触。
[0131]连接件52的通道57通常具有圆形截面，其直径大体上等于密封件22压缩之后的内部直径，从而避免或限制流体停滞区域的出现。通道57的直径大约等于5.5mm。在运行过程中，流体F通过通道57从管道58流动至接触面4。
[0132]此外，如附图5所示，管道58是《适配(firfitting)》型管道，因为其具有用于附接未图示且流体流动通过的挠性软管的环形肋。
[0133]所述连接件52被配置为使其横向连接，垂直于属于机动车辆的管道58内的流体F的流动方向。因此，压力和温度传感器尽可能少地干扰流体F的流动。
[0134]所述连接件52和连接器56由聚酰胺(PA)组成。连接件52此处填充有导电材料，例如碳纳米管填料，碳黑或其他导电填料，从而避免静电填料的积累。压力和温度传感器51的外表面可以包括导电材料涂层，从而形成电磁屏蔽。
[0135]附图6所示为用于制造压力和温度确定装置I的制造方法500。该制造方法500包括步骤:
[0136]-502)在薄膜上沉积传导轨道，例如通过第一丝印，
[0137]-504)沉积所述至少一个压阻轨道，例如通过第二丝印，从而将所述至少一个压阻轨道8固定在薄膜2上，
[0138]-505)提供固定在薄膜2上的支撑件，所述支撑件具有与接触面4相对的植入面12，以及
[0139 ] -506)在所述植入面12上设置温度确定元件1。
[0140]所述制造方法500进一步包括组装步骤，所述组装步骤包括将薄膜2和玻璃封接15固定在基底14上。
[0141]所述制造方法500进一步包括步骤508)，该步骤包括通过激光微调来调整压阻轨道8。在每个沉积步骤502)，504)和506)之后，所述制造方法进一步包括分别包括在沉积步骤502)，504)和506)期间执行适于蒸发溶剂的汽蒸和热处理步骤。
[0142]在制造好压力和温度确定装置之后，可以将其组装在压力和温度传感器51内，例如通过激光焊接。
[0143]如附图5所示，在运行过程中，流体F在管道58内流通。在运行过程中，所述流体F通过通道57从管道58流动至接触面4。
[0144]在流体F与接触面4接触之后，所述薄膜2将流体F的压力传递至压阻轨道8，并且温度确定元件10被带至表示流体F温度的薄膜2的温度。因此，压力和温度确定装置I确定流体F的压力P和温度。
[0145]随后，电子单元54采集和处理由压力和温度确定装置I发出的信号。该处理可以包括通过专用集成电路(ASIC)来放大这些信号。
[0146]在该处理之后，电子单元54产生压力和温度传感器51的响应。该模拟或数字响应可以由机动车辆的中央处理单元读取，从而评估流体F的压力P和温度。
[0147]当然，本发明并不限于本申请中所描述的特别实例。本领域技术人员力所能及的其他实施例也可以认为未超出由权利要求限定的本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种压力和温度确定装置(I)，其用于确定例如在机动车辆中的流体(F)流动的压力(P)和温度，压力和温度确定装置(I)至少包括: -薄膜(2)，其具有用于与流体(F)接触的接触面(4)， -压力确定元件(6)，其固定到所述薄膜(2)并包括至少一个对压力(P)敏感的压阻轨道⑶， -对温度敏感的温度确定元件(10 )，并且 -支撑件，其固定至薄膜(2)并配置来支撑温度确定元件(1); 其中所述支撑件具有与接触面(4)相对的植入面(12)，温度确定元件(10)设置在所述植入面(12)上。2.根据权利要求1所述的压力和温度确定装置(I)，还包括形成所述支撑件的基底(14)，基底(14)具有朝向薄膜(2)定向的第一基底面(14.1)和与所述薄膜(2)相对的第二基底面(14.2)，所述第二基底面(14.2)形成所述植入面(12)。3.根据权利要求1所述的压力和温度确定装置(I)，还包括形成所述支撑件的印刷电路基板(114)，该印刷电路基板(114)具有朝向薄膜(2)定向的第一基板面(114.1)和与所述薄膜(2)相对的第二基板面(114.2)，第二基板面(114.2)形成所述植入面(12)。4.根据权利要求1所述的压力和温度确定装置(I)，其中所述薄膜形成支撑件，并且其中所述薄膜还具有与所述接触面相对的干燥面，所述干燥面形成所述植入面。5.根据权利要求1所述的压力和温度确定装置(I)，其中温度确定元件(10)投影在与所述接触面(4)相对的薄膜(2)的表面上，基本上在限定压力确定元件(6)的外围轮廓(20)的水平上。6.根据权利要求5所述的压力和温度确定装置(I)，其中，所述外围轮廓(20)和所述温度确定元件(10)的几何中心在与所述接触面(4)相对的薄膜(2)的表面上的投影之间的距离(D20)，包含在所述压力确定元件(6)的最大尺寸的-25%和+25%之间。7.根据权利要求1所述的压力和温度确定装置(I)，其中，温度确定元件(10)包括电子元件，例如电子偶极。8.根据权利要求7所述的压力和温度确定装置(I)，其中，所述温度确定元件(10)包括热敏电阻。9.根据权利要求8所述的压力和温度确定装置(I)，其中所述热敏电阻从包含负温度系数热敏电阻、正温度系数热敏电阻和铂电阻温度计的组中选择。10.根据权利要求1所述的压力和温度确定装置(I)，还包括被布置成以将所述温度确定元件紧固在所述植入面上的固定产品，所述固定产品从包括焊剂、焊料金属和焊接金属的组中选择。11.一种压力和温度传感器(51)，用于测量例如在机动车辆中流动的流体(F)的压力(P)和温度，所述压力和温度传感器(51)至少包含 -根据权利要求1所述的压力和温度确定装置(I)， -连接件(52)，其被配置成将所述接触面(4)流畅地连接至流体(F)的管道，以及 -电子单元(54)，其被配置来处理信号并被连接到压力确定元件(6)。12.根据权利要求10所述的压力和温度传感器(51)，还包括例如环形密封圈的密封件(22),所述密封件(22)被压在所述接触面(4)和所述连接件(52)之间，该连接件(52)具有用于所述流体(F)的通道(57)，在压缩密封件(22)后所述通道(57)具有类似于密封件(22)的形状的截面。13.根据权利要求11所述的压力和温度传感器(51)，其中，所述密封件(22)限定了围绕所述外围轮廓(20)的周边。14.一种制造方法(500)，用于制造根据权利要求1所述的压力和温度确定装置(I)，所述制造方法(500)包括以下步骤: -502)在薄膜(2)上沉积导电轨道， -504)沉积所述至少一个压阻轨道(8)，以便将至少一个压阻轨道(8)固定在所述薄膜(2)上， -505)提供固定至所述薄膜(2)的支撑件，所述支撑件具有与所述接触面(4)相对的植入面(12)，以及 -506)将所述温度确定元件(10)设置在所述植入面(12)上。15.根据权利要求14所述的制造方法(500)，其中，所述导电轨道沉积步骤包括通过第一丝网沉积，而压阻轨道沉积步骤包括通过第二丝网沉积。
【文档编号】G01D21/02GK105841737SQ201610073656
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】本·哈穆达·舒凯里, 马克·诺弗拉尼
【申请人】Mgi库贴公司