DE102018108743A1 - pressure sensor - Google Patents

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DE102018108743A1
DE102018108743A1 DE102018108743.8A DE102018108743A DE102018108743A1 DE 102018108743 A1 DE102018108743 A1 DE 102018108743A1 DE 102018108743 A DE102018108743 A DE 102018108743A DE 102018108743 A1 DE102018108743 A1 DE 102018108743A1
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Andreas Rossberg
Nils Ponath
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Abstract

Es ist ein eine möglichst hohe Messgenauigkeit und/oder einen möglichst geringen temperaturabhängigen Messfehler aufweisender Drucksensor, mit einem keramischen Grundkörper (1), einer unter Einschluss einer Druckkammer (3) mit dem Grundkörper (1) verbundenen, mit einem vom Drucksensor messtechnisch zu erfassenden Druck (p) beaufschlagbaren Messmembran (5), einem elektromechanischen Wandler, der derart ausgebildet ist, dass er eine vom auf die Messmembran (5) einwirkenden Druck abhängige Durchbiegung der Messmembran (5) in eine elektrische Größe umwandelt, und mindestens einem jeweils an eine Komponente des Drucksensors angeschlossenen, durch den Grundkörper (1) hindurch verlaufenden, elektrisch leitfähigen Kontaktstift (9), über den die daran angeschlossene Komponente elektrisch anschließbar ist, beschrieben, der sich dadurch auszeichnet, dass der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils aus einem Material besteht, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Grundkörpers (1) um weniger als 1* 10/K unterscheidet, und das einen Elastizitätsmodul von kleiner gleich 150 kN/mmaufweist.It is a pressure sensor which has the highest possible measuring accuracy and / or the lowest possible temperature-dependent measuring error, with a ceramic base body (1), one including a pressure chamber (3) connected to the base body (1), with a pressure to be measured by the pressure sensor (P) acted upon measuring membrane (5), an electromechanical transducer which is designed such that it converts a dependent of the measuring diaphragm (5) pressure deflection of the measuring diaphragm (5) into an electrical variable, and at least one in each case to a component the electrically conductive contact pin (9), through which the component connected thereto is electrically connectable, described, which is characterized in that the contact pin (9), at least one of the contact pins (9 ) or each contact pin (9) each consists of a material, the one Thermal expansion coefficient, which differs from a thermal expansion coefficient of the ceramic base body (1) by less than 1 * 10 / K, and which has a modulus of elasticity equal to or less than 150 kN / mm.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor, mit

  • einem keramischen Grundkörper,
  • einer unter Einschluss einer Druckkammer mit dem Grundkörper verbundenen, mit einem vom Drucksensor messtechnisch zu erfassenden Druck beaufschlagbaren Messmembran,
  • einem elektromechanischen Wandler, der derart ausgebildet ist, dass er eine vom auf die Messmembran einwirkenden Druck abhängige Durchbiegung der Messmembran in eine elektrische Größe umwandelt, und
  • mindestens einem jeweils an eine Komponente des Drucksensors angeschlossenen, durch den Grundkörper hindurch verlaufenden, elektrisch leitfähigen Kontaktstift, über den die daran angeschlossene Komponente elektrisch anschließbar ist.
The invention relates to a pressure sensor, with
  • a ceramic base body,
  • a measurement membrane connected to the base body, including a pressure chamber, which can be acted upon by a pressure to be detected by the pressure sensor by measurement,
  • an electromechanical transducer, which is designed such that it converts a pressure acting on the measuring membrane pressure acting deflection of the measuring diaphragm into an electrical variable, and
  • at least one each connected to a component of the pressure sensor, passing through the body through, electrically conductive contact pin, via which the connected thereto component is electrically connected.

Drucksensoren werden in der industriellen Messtechnik zur Messung von Drücken eingesetzt.Pressure sensors are used in industrial measurement technology to measure pressures.

Ein die eingangs genannten Merkmale aufweisende Drucksensor ist z.B. in der DE 10 2008 043 567 A1 beschrieben. Dieser umfasst einen kapazitiven elektromechanischen Wandler, der einen Messkondensator mit einer von einer vom zu messenden Druck abhängigen Durchbiegung der Messmembran abhängigen Messkapazität umfasst. Der Messkondensator umfasst eine auf einer der Messmembran zugewandten Stirnseite des Grundkörpers angeordnete Messelektrode und eine auf der Innenseite der Messmembran angeordnete Gegenelektrode. Die Messelektrode ist über einen durch den Grundkörper hindurch verlaufenden metallischen Kontaktstift elektrisch anschließbar, der in elektrisch leitendem Kontakt zur Messelektrode steht. Gemäß der DE 10 2008 043 567 A1 besteht der Kontaktstift vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff, aus dem auch die Messelektrode besteht, vorzugsweise aus Tantal.One of the features mentioned above having pressure sensor is eg in the DE 10 2008 043 567 A1 described. This comprises a capacitive electromechanical converter, which comprises a measuring capacitor with a measuring capacity dependent on a deflection of the measuring diaphragm dependent on the pressure to be measured. The measuring capacitor comprises a measuring electrode arranged on an end side of the main body facing the measuring diaphragm and a counterelectrode arranged on the inside of the measuring diaphragm. The measuring electrode can be electrically connected via a metallic contact pin extending through the main body, which is in electrically conductive contact with the measuring electrode. According to the DE 10 2008 043 567 A1 the contact pin preferably consists of the same material from which the measuring electrode is made, preferably of tantalum.

In dem Bestreben die mit Drucksensoren der eingangs genannten Art erzielbare Messgenauigkeit immer weiter zu verbessern, hat die Anmelderin umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass Tantalstifte einen zwar nur sehr geringen, aber dennoch messbar nachteiligen Einfluss auf erzielbare Messgenauigkeit ausüben, der sich insb. in Form eines temperaturabhängigen Messfehlers niederschlägt. Dieses Ergebnis ist insofern überraschend, als der Kontaktstift keinen unmittelbaren mechanischen Kontakt zu der gegenüber thermomechanischen Spannungen empfindlichen Messmembran aufweist und der den Kontaktstift außenseitlich umgebende Grundkörper einen im Vergleich zur Messmembran massiven, starren Körper bildet. Beide Faktoren lassen die Annahme gerechtfertigt erscheinen, dass der Tantalstift keinen maßgeblichen negativen Einfluss auf den temperaturabhängigen Messfehler des Drucksensors haben sollte.In an effort to continuously improve the achievable with pressure sensors of the type mentioned measurement accuracy, the Applicant has carried out extensive research. It was found that tantalum pens exert a very small, but measurable disadvantageous influence on achievable measurement accuracy, which manifests itself in particular in the form of a temperature-dependent measurement error. This result is surprising inasmuch as the contact pin has no direct mechanical contact with the measuring membrane which is sensitive to thermomechanical stresses and the base body surrounding the contact pin on the outside forms a solid body which is solid compared to the measuring diaphragm. Both factors justify the assumption that the tantalum pin should not have a significant negative impact on the temperature-dependent measurement error of the pressure sensor.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen Drucksensor der eingangs genannten Art anzugeben, der eine möglichst hohe Messgenauigkeit und/oder einen möglichst geringen temperaturabhängigen Messfehler aufweist.It is an object of the invention to provide a pressure sensor of the type mentioned, which has the highest possible measurement accuracy and / or the lowest possible temperature-dependent measurement error.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst die Erfindung einen Drucksensor, mit

  • einem keramischen Grundkörper,
  • einer unter Einschluss einer Druckkammer mit dem Grundkörper verbundenen, mit einem vom Drucksensor messtechnisch zu erfassenden Druck beaufschlagbaren Messmembran,
  • einem elektromechanischen Wandler, der derart ausgebildet ist, dass er eine vom auf die Messmembran einwirkenden Druck abhängige Durchbiegung der Messmembran in eine elektrische Größe umwandelt, und
  • mindestens einem jeweils an eine Komponente des Drucksensors angeschlossenen, durch den Grundkörper hindurch verlaufenden, elektrisch leitfähigen Kontaktstift, über den die daran angeschlossene Komponente elektrisch anschließbar ist,
  • der sich dadurch auszeichnet, dass
der Kontaktstift, mindestens einer der Kontaktstifte oder jeder Kontaktstift jeweils aus einem Material besteht, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Grundkörpers um weniger als 1* 10-6/K unterscheidet, und das einen Elastizitätsmodul von kleiner gleich 150 kN/mm2 aufweist.To solve this problem, the invention comprises a pressure sensor, with
  • a ceramic base body,
  • a measurement membrane connected to the base body, including a pressure chamber, which can be acted upon by a pressure to be detected by the pressure sensor by measurement,
  • an electromechanical transducer, which is designed such that it converts a pressure acting on the measuring membrane pressure acting deflection of the measuring diaphragm into an electrical variable, and
  • at least one electrically conductive contact pin connected in each case to a component of the pressure sensor and extending through the base body, via which the component connected thereto can be electrically connected,
  • characterized by the fact that
the contact pin, at least one of the contact pins or each contact pin is in each case made of a material which has a coefficient of thermal expansion which differs from a thermal expansion coefficient of the ceramic base body by less than 1 * 10 -6 / K, and which has a modulus of elasticity of less than or equal to 150 kN / mm 2 .

Die erfindungsgemäß in Kombination miteinander vorzusehenden Materialeigenschaften des Materials des Kontaktstifts bieten den Vorteil, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Grundkörper und Kontaktstift mindestens so gut aneinander angepasst sind, dass auf deren Differenz zurückzuführende thermomechanische Spannungen in einem vergleichsweise großen Temperaturbereich, z.B. einem Temperaturbereich von - 40° C bis 150 °C, so gering sind, dass sie zumindest teilweise durch die aufgrund des geringen Elastizitätsmodul sichergestellte Verformbarkeit des Kontaktstifts ausgeglichen und/oder vom Kontaktstift aufgenommen werden können.The material properties of the material of the contact pin to be provided in combination with one another according to the invention have the advantage that the thermal expansion coefficients of the base body and contact pin are matched to one another so well that thermomechanical stresses attributable to their difference are present in a comparatively large temperature range, e.g. a temperature range of - 40 ° C to 150 ° C, are so small that they can be at least partially offset by the ensured due to the low modulus of elasticity deformability of the contact pin and / or absorbed by the contact pin.

Das führt zu einer Reduktion von thermomechanischen Spannungen, die andernfalls zu Verformungen des Grundkörpers führen könnten und/oder über den Grundkörper auf die damit verbundene Messmembran übertragen werden könnten. Die Erfindung trägt somit dazu bei, den temperaturabhängigen Messfehler des Drucksensors zur reduzieren, wodurch insgesamt eine höhere Messgenauigkeit erzielt wird.This leads to a reduction of thermo-mechanical stresses that would otherwise increase Deformations of the body could lead and / or could be transmitted via the body to the associated measuring membrane. The invention thus contributes to reduce the temperature-dependent measurement error of the pressure sensor, whereby a higher overall measurement accuracy is achieved.

Eine erste Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • der Grundkörper aus einem keramischen Werkstoff mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 8* 10-6/K bis 9* 10-6/K oder aus Aluminiumoxid (Al2O3) besteht, und
  • der Kontaktstift, mindestens einer der Kontaktstifte oder jeder Kontaktstift jeweils aus Titan oder aus einem Titan umfassenden Werkstoff besteht.
A first development is characterized by the fact that
  • the base body consists of a ceramic material with a thermal expansion coefficient of 8 * 10 -6 / K to 9 * 10 -6 / K or of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and
  • the contact pin, at least one of the contact pins or each contact pin in each case consists of titanium or a material comprising titanium.

Eine zweite Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktstift, mindestens einer der Kontaktstifte oder jeder Kontaktstift jeweils als ein spannungsarmgeglühter Kontaktstift ausgebildet ist.A second development is characterized in that the contact pin, at least one of the contact pins or each contact pin is in each case designed as a stress-relief annealed contact pin.

Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • der Grundkörper einen Durchmesser in der Größenordnung von größer gleich 1,5 cm oder von 1,5 cm bis 3,5 cm aufweist,
  • der Grundkörper eine Dicke in der Größenordnung von größer gleich mehreren Millimetern, insb. in von 0,4 cm bis 0,5 cm, aufweist, und/oder
  • der Kontaktstift, mindestens einer der Kontaktstifte oder jeder Kontaktstift jeweils einen Durchmesser 0,5 mm bis 0,8 mm aufweist.
A preferred embodiment is characterized in that
  • the base body has a diameter of the order of magnitude greater than or equal to 1.5 cm or from 1.5 cm to 3.5 cm,
  • the base body has a thickness in the order of magnitude greater than or equal to several millimeters, in particular in from 0.4 cm to 0.5 cm, and / or
  • the contact pin, at least one of the contact pins or each contact pin each has a diameter of 0.5 mm to 0.8 mm.

Eine zweite bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktstift, mindestens einer der Kontaktstifte oder jeder Kontaktstift jeweils als ein in eine durch den Grundkörper hindurch verlaufende Bohrung eingesetzter, in der Bohrung verpresster Kontaktstift ausgebildet ist.A second preferred refinement is characterized in that the contact pin, at least one of the contact pins or each contact pin is designed in each case as a contact pin which is pressed into a hole running through the base body and compressed in the bore.

Eine dritte bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktstift, mindestens einer der Kontaktstifte oder jeder Kontaktstift jeweils als ein in eine Bohrung im Grundkörper eingesetzter, mittels einer Kaltschweißung mit einem auf einer Mantelfläche des Grundkörpers angeordneten Anschlussbereich der an den jeweiligen Kontaktstift angeschlossenen Komponente verbunden ist, wobei der Anschlussbereich als Teilbereich der Komponente oder als an die Komponente angeschlossener Kontakt ausgebildet ist.A third preferred embodiment is characterized in that the contact pin, at least one of the contact pins or each contact pin in each case connected as a inserted into a bore in the body, by means of cold welding with a arranged on a lateral surface of the body connecting portion of the connected to the respective contact pin component is, wherein the connection area is formed as a portion of the component or connected to the component contact.

Eine vierte bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • der elektromechanische Wandler einen Messkondensator mit einer von der druckabhängigen Durchbiegung der Messmembran abhängigen Messkapazität umfasst,
  • der Messkondensator eine auf einer membran-zugewandten Stirnseite des Grundkörpers aufgebrachte Messelektrode und eine auf einer dem Grundkörper zugewandten Innenseite der Messmembran angeordnete Gegenelektrode umfasst, und
  • die Messelektrode als Komponente des Drucksensors ausgebildet ist, die über den damit elektrisch leitend verbundenen, durch den Grundkörper hindurch verlaufenden Kontaktstift elektrisch anschließbar ist.
A fourth preferred embodiment is characterized in that
  • the electromechanical converter comprises a measuring capacitor with a measuring capacity dependent on the pressure-dependent deflection of the measuring diaphragm,
  • the measuring capacitor comprises a measuring electrode applied on a membrane-facing end face of the base body and a counter electrode arranged on an inner side of the measuring membrane facing the base body, and
  • the measuring electrode is formed as a component of the pressure sensor, which is electrically connected via the electrically conductive connected thereto, extending through the body through the contact pin.

Eine fünfte bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • der elektromechanische Wandler einen Referenzkondensator umfasst,
  • der Referenzkondensator eine auf der membran-zugewandten Stirnseite des Grundkörpers angeordnete Referenzelektrode umfasst, und
  • die Referenzelektrode als Komponente des Drucksensors ausgebildet ist, die über den damit elektrisch leitend verbundenen, durch den Grundkörper hindurch verlaufenden Kontaktstift elektrisch anschließbar ist.
A fifth preferred embodiment is characterized in that
  • the electromechanical converter comprises a reference capacitor,
  • the reference capacitor comprises a reference electrode arranged on the membrane-facing end side of the main body, and
  • the reference electrode is formed as a component of the pressure sensor, which is electrically connected via the electrically conductive connected thereto, extending through the body through the contact pin.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der vierten oder fünften Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messelektrode, die Gegenelektrode und/oder die Referenzelektrode jeweils aus einem Tantal, Tantaloxid, Titan und/oder Titanoxid umfassenden Material bestehen.A preferred embodiment of the fourth or fifth embodiment is characterized in that the measuring electrode, the counter electrode and / or the reference electrode each consist of a tantalum, tantalum, titanium and / or titanium oxide comprehensive material.

Eine sechste Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass

  • der Drucksensor als Absolutdrucksensor, als Relativdrucksensor oder als Differenzdrucksensor ausgebildet ist,
  • die Messmembran aus Keramik oder aus Aluminiumoxid (Al2O3) besteht,
  • Grundkörper und Messmembran mittels einer die Druckkammer außenseitlich allseitig umgebenden Fügung miteinander verbunden sind, und/oder
  • ein zwischen dem Kontaktstift, einem der Kontaktstifte oder jedem der Kontaktaktstifte und einer den jeweiligen Kontaktstift umgebenden Bohrung bestehender Ringspalt jeweils im Bereich des von der Messmembran abgewandten Endes der jeweiligen Bohrung mittels einer Fügung, einer Aktivhartlötung oder einer weichlötfähigen Aktivhartlötung abgedichtet ist.
A sixth embodiment is characterized in that
  • the pressure sensor is designed as an absolute pressure sensor, as a relative pressure sensor or as a differential pressure sensor,
  • the measuring diaphragm is made of ceramic or aluminum oxide (Al 2 O 3 )
  • Base body and measuring diaphragm are connected to each other by means of a pressure chamber outside on all sides surrounding joint, and / or
  • a ring gap existing between the contact pin, one of the contact pins or each of the contact pins and a hole surrounding the respective contact pin is sealed in each case in the region of the end of the respective bore facing away from the measuring diaphragm by means of joining, active brazing or soft brazing active brazing.

Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Drucksensors, das sich dadurch auszeichnet, dass der vorgefertigte Kontaktstift oder die vorgefertigten Kontaktstifte des Drucksensors jeweils in eine zur Aufnahme des jeweiligen Kontaktstifts im Grundkörper vorgesehene Bohrung eingesetzt und/oder in der jeweiligen Bohrung verpresst werden und an die zugehörige Komponente des Wandlers angeschlossen werden. Furthermore, the invention comprises a method for producing a pressure sensor according to the invention, which is characterized in that the prefabricated contact pin or the prefabricated contact pins of the pressure sensor are respectively inserted into a provided for receiving the respective contact pin in the main body bore and / or pressed in the respective bore and connected to the associated component of the converter.

Eine erste Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktstift, mindestens einer der Kontaktstifte oder jeder Kontaktstift jeweils im Rahmen eines zu dessen Herstellung verwendeten Herstellungsverfahrens, vor dessen Einsetzen in den Grundkörper, vor dessen Verpressen in dem Grundkörper, nach dessen Einsetzen in den Grundkörper und/oder nach dessen Verpressen in dem Grundkörper einmalig oder mehrmalig einer spannungsreduzierenden Wärmebehandlung unterzogen wird oder spannungsarmgeglüht wird.A first development of the method is characterized in that the contact pin, at least one of the contact pins or each contact pin in each case in the context of a manufacturing process used for its preparation, prior to its insertion into the body before its compression in the body after its insertion into the Base body and / or after its compression in the body once or more times subjected to a stress-reducing heat treatment or stress relief annealed.

Eine zweite Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktstift, mindestens einer der Kontaktstifte oder jeder Kontaktstift jeweils hergestellt wird, indem

  • aus einem Rohling durch einen Ziehvorgang ein im Wesentlichen vollzylindrischer Stab mit einem dem Durchmesser des herzustellenden Kontaktstifts entsprechenden Durchmesser erzeugt wird, und
  • aus dem Stab der jeweilige Kontaktstift der gewünschten Länge geschnitten wird,
  • wobei der Ziehvorgang zwei oder mehr Teilvorgänge umfasst und der Stab vor und/oder nach mindestens einen der Teilvorgänge jeweils spannungsarmgeglüht wird.
A second development of the method is characterized in that the contact pin, at least one of the contact pins or each contact pin is produced in each case by
  • from a blank by a pulling operation, a substantially full cylindrical rod is produced with a diameter corresponding to the diameter of the contact pin to be produced, and
  • from the rod the respective contact pin of the desired length is cut,
  • wherein the drawing operation comprises two or more sub-operations and the rod is each low-stress annealed before and / or after at least one of the sub-operations.

Eine dritte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der jeweilige Titan umfassende Kontaktstift und/oder der Titan umfassende Stab beim Spannungsarmglühen über einen ersten Zeitraum hinweg auf eine Verfahrenstemperatur von größer gleich 500 °C oder eine Verfahrenstemperatur im Bereich von 500°C bis 600°C erwärmt, über einen zweiten Zeitraum hinweg auf dieser Verfahrenstemperatur gehalten und anschließend über einen dritten Zeitraum hinweg wieder abgekühlt wird.A third development of the method is characterized in that the respective titanium-comprehensive contact pin and / or titanium rod during stress relief annealing over a first period of time to a process temperature of greater than or equal to 500 ° C or a process temperature in the range of 500 ° C to 600 ° C, held for a second period of time at this process temperature and then cooled again over a third period of time.

Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Um Elemente sehr unterschiedlicher Abmessungen darstellten zu können, wurde eine nicht-maßstabsgetreue Darstellung gewählt.

  • 1 zeigt: einen Drucksensor, und
  • 2 zeigt: einen in 1 eingekreisten, membran-zugewandten Bereich des in den Grundkörper eingesetzten Kontaktstifts.
The invention and its advantages will now be explained in more detail with reference to the figures of the drawing, in which an embodiment is shown. Identical elements are provided in the figures with the same reference numerals. In order to represent elements of very different dimensions, a non-scale representation was chosen.
  • 1 shows: a pressure sensor, and
  • 2 shows: a in 1 circled, membrane-facing portion of the inserted into the body pin.

1 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Drucksensors. Dieser umfasst einen keramischen Grundkörper 1 und eine unter Einschluss einer Druckkammer 3 mit dem Grundkörper 1 verbundene, mit einem vom Drucksensor messtechnisch zu erfassenden Druck p beaufschlagbare Messmembran 5. 1 shows an example of a pressure sensor according to the invention. This comprises a ceramic body 1 and one including a pressure chamber 3 with the main body 1 connected, with a metrologically by the pressure sensor to be detected pressure p loadable diaphragm 5 ,

Zusätzlich umfasst der Drucksensor einen elektromechanischen Wandler, der derart ausgebildet ist, dass er eine vom auf die Messmembran 5 einwirkenden Druck abhängige Durchbiegung der Messmembran 5 in eine elektrische Größe umwandelt. Diese elektrische Größe kann beispielsweise mittels einer an den Wandler anzuschließenden oder daran angeschlossenen Messelektronik 7 erfasst und in ein den zu messenden Druck wiedergebendes Signal umgewandelt werden, dass dann zur Anzeige gebracht, als Messsignal ausgegeben und/oder zur weiteren Verarbeitung und/oder Auswertung zur Verfügung gestellt werden kann.In addition, the pressure sensor comprises an electromechanical transducer, which is designed such that it from the on the measuring diaphragm 5 acting pressure dependent deflection of the measuring diaphragm 5 converted into an electrical size. This electrical variable can be achieved, for example, by means of a measuring electronics to be connected to the transducer or connected thereto 7 and converted into a signal representing the pressure to be measured, which can then be displayed, output as a measurement signal and / or made available for further processing and / or evaluation.

Der Drucksensor umfasst mindestens einen jeweils an eine Komponente des Drucksensors, insb. des Wandlers, angeschlossenen, durch den Grundkörper 1 hindurch verlaufenden, elektrisch leitfähigen Kontaktstift 9, über den die daran angeschlossene Komponente elektrisch anschließbar ist.The pressure sensor comprises at least one respectively connected to a component of the pressure sensor, esp. Of the transducer, through the main body 1 passing through, electrically conductive contact pin 9 , via which the connected component is electrically connectable.

Umfasst der Drucksensor zwei oder mehr jeweils über einen der Kontaktstifte 9 kontaktierbare Komponenten, so gelten die nachfolgenden Ausführungen hierzu für mindestens einen oder jeden der Kontaktstifte 9.The pressure sensor includes two or more each via one of the contact pins 9 contactable components, the following statements apply to at least one or each of the contact pins 9 ,

Erfindungsgemäß besteht der Kontaktstift 9 aus einem Material, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Grundkörpers 1 um weniger als 1* 10-6/K unterscheidet, und das einen Elastizitätsmodul von kleiner gleich 150 kN/mm2 aufweist.According to the invention, the contact pin 9 of a material having a thermal expansion coefficient, which is different from a thermal expansion coefficient of the ceramic base body 1 differs by less than 1 * 10 -6 / K, and which has a Young's modulus of less than or equal to 150 kN / mm 2 .

Hierdurch werden die zuvor bereits genannten Vorteile erzielt.As a result, the advantages already mentioned are achieved.

Dabei ist es zur Erzielung dieser Vorteile bereits ausreichend, wenn das Material des Kontaktstifts 9 in einem Einsatztemperaturbereich einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von dem des keramischen Grundkörpers 1 um weniger als 1* 10-6/K unterscheidet, und im Einsatztemperaturbereich einen Elastizitätsmodul von kleiner gleich 150 kN/mm2 aufweist. Der Einsatztemperaturbereich bezeichnet den Temperaturbereich, in dem der Drucksensor eingesetzt wird, und kann beispielsweise Temperaturen von - 40°C bis + 150°C umfassen.It is sufficient to achieve these benefits, if the material of the contact pin 9 has a thermal expansion coefficient in an operating temperature range, which is different from that of the ceramic base body 1 differs by less than 1 * 10 -6 / K, and in the service temperature range has a modulus of elasticity of less than or equal to 150 kN / mm 2 . The use temperature range indicates the temperature range in which the pressure sensor is used, and can For example, temperatures of - 40 ° C to + 150 ° C include.

Sofern zur Herstellung des Drucksensors Verfahrensschritte eingesetzt werden, bei denen der Grundkörper 1 und der darin eingesetzte Kontaktstift 9 bzw. die darin eingesetzten Kontaktstifte 9 auf innerhalb eines Verfahrenstemperaturbereichs liegende Temperaturen erwärmt wird, werden vorzugsweise Kontaktstifte 9 eingesetzt, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient sich innerhalb des gesamten Verfahrenstemperaturbereichs oder zumindest innerhalb eines möglichst großen Teilbereichs des Verfahrenstemperaturbereichs um weniger als 1* 10-6/K von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Grundkörpers 1 unterscheidet. Alternativ oder zusätzlich hierzu werden in dem Fall vorzugsweise Kontaktstifte 9 eingesetzt, die innerhalb des gesamten Verfahrenstemperaturbereichs oder zumindest innerhalb eines möglichst großen Teilbereichs des Verfahrenstemperaturbereichs einen Elastizitätsmodul von kleiner gleich 150 kN/mm2 aufweisen. Durch beide Maßnahmen werden herstellungsbedingte Spannungen reduziert, was wiederum zu einer weiteren Verbesserung der erzielbaren Messgenauigkeit führt.If for the production of the pressure sensor process steps are used, in which the main body 1 and the contact pin inserted therein 9 or the pins inserted therein 9 heated to within a process temperature range temperatures are preferably contact pins 9 used whose thermal expansion coefficient is within the entire process temperature range or at least within as large a portion of the process temperature range to less than 1 * 10 -6 / K of the thermal expansion coefficient of the ceramic body 1 different. Alternatively or additionally, in this case, preferably contact pins 9 used, which have a modulus of elasticity of less than or equal to 150 kN / mm 2 within the entire process temperature range or at least within the largest possible portion of the process temperature range. Both measures reduce manufacturing-related stresses, which in turn leads to a further improvement in the achievable measurement accuracy.

Besteht der Grundkörper 1 aus einem keramischen Werkstoff, wie z.B. Aluminiumoxid (Al2O3) mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 8 *10-6/K bis 9 *10-6/K, so kann der Kontaktstift 9 z.B. aus einem Titan umfassenden Werkstoff bestehen.Is the base body 1 made of a ceramic material such as alumina (Al 2 O 3 ) with a thermal expansion coefficient of 8 * 10 -6 / K to 9 * 10 -6 / K, so the contact pin 9 eg consist of a titanium-containing material.

Insoweit kann der Kontaktstift 9 z.B. als Titanstift ausgebildet sein. In dem Fall besteht der Titanstift vorzugsweise aus Titan Grade 1, Titan Grade 2, Titan Grade 4 oder Titan Grade 5. Diese Werkstoffe weisen nicht nur im Einsatztemperaturbereich, sondern darüber hinaus auch in einem sehr großen Verfahrenstemperaturbereich einen Elastizitätsmodul im Bereich von 105 kN/mm2 bis 115 kN/mm2 und einen sehr gut an die Keramik angepassten thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 8* 10-6/K bis 9* 10-6/K auf. Im Vergleich dazu weisen in dem eingangs genannten Stand der Technik verwendete Tantalstifte einen deutlich höheren Elastizitätsmodul von mehr als 180 kN/mm2 und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 6* 10-6/K bis 7* 10-6/K auf.In that regard, the contact pin 9 For example, be designed as a titanium pin. In that case, the titanium pin is preferably made of titanium grade 1 , Titanium Grade 2 , Titanium Grade 4 or titanium grade 5 , These materials have a modulus of elasticity in the range of 105 kN / mm 2 to 115 kN / mm 2 not only in the operating temperature range but also in a very large process temperature range and a coefficient of thermal expansion very well adapted to the ceramic in the range of 8 * 10 . 6 / K to 9 * 10 -6 / K on. In comparison, tantalum pens used in the prior art mentioned above have a significantly higher modulus of elasticity of more than 180 kN / mm 2 and a thermal expansion coefficient in the range of 6 * 10 -6 / K to 7 * 10 -6 / K.

Eine weitere Reduktion des temperaturabhängigen Messfehlers kann optional dadurch erzielt werden, dass der Kontaktstift 9 als ein spannungsarmgeglühter Kontaktstift 9 ausgebildet ist. Das Spannungsarmglühen bezeichnet eine Wärmebehandlung, durch die im Kontaktstift 9 enthaltene Spannungen, wie sie z.B. bei dessen Herstellung und/oder dessen Einbau in den Grundkörper 1 entstehen können, reduziert werden. Ein spannungsarmgeglühter Kontaktstift 9 bezeichnet somit einen Kontaktstift 9, der mindestens einmal einer solchen Wärmebehandlung unterzogen wurde. Dabei kann das Spannungsarmglühen einmalig oder mehrmalig im Rahmen der Herstellung des Kontaktstifts 9, vor dessen Einbau in den Grundkörper 1 und/oder nach dessen Einbau in den Grundkörper 1 erfolgen. Spannungsarmgeglühte und somit spannungsärmere Kontaktstifte 9 bieten gegenüber spannungsreicheren Kontaktstiften 9 den Vorteil, dass durch sie weniger Spannungen auf den Grundkörper 1 und/oder die mit dem Grundkörper 1 verbundene Messmembran 5 übertragen werden können, und dass sie besser in der Lage sind, thermomechanische Spannungen aufzunehmen. Beides trägt zu einer weiteren Reduktion des temperaturabhängigen Messfehlers bei.A further reduction of the temperature-dependent measurement error can optionally be achieved by the fact that the contact pin 9 as a stress-relieved contact pin 9 is trained. Stress relieving refers to a heat treatment through which in the contact pin 9 contained voltages, such as those in its manufacture and / or its incorporation into the body 1 can be reduced. A stress-relieved contact pin 9 thus designates a contact pin 9 which has undergone at least one such heat treatment. The stress relief annealing can be done once or several times during the production of the contact pin 9 , before its incorporation into the body 1 and / or after its incorporation into the body 1 respectively. Stress-relieved and thus less stressful contact pins 9 offer over more powerful contact pins 9 the advantage that through them less stress on the body 1 and / or with the main body 1 connected measuring membrane 5 and that they are better able to absorb thermo-mechanical stresses. Both contribute to a further reduction of the temperature-dependent measurement error.

Einzelne Bestandteile erfindungsgemäßer Drucksensoren können unterschiedliche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbare Ausgestaltungen aufweisen. Beispiele hierzu sind nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.Individual constituents of pressure sensors according to the invention can have different embodiments which can be used individually or in combination with one another. Examples of this are described below with reference to FIGS.

Der hier als Beispiel dargestellte Drucksensor kann z.B. als Absolutdrucksensor ausgebildet sein, der einen auf eine Außenseite der Messmembran 5 einwirkenden Druck p messtechnisch erfasst. In dem Fall ist die unter der Messmembran 5 eingeschlossene Druckkammer 3 evakuiert. Alternativ kann der Drucksensor als Relativdrucksensor ausgebildet sein, der einen auf die Außenseite der Messmembran 5 einwirkenden Druck p bezogen auf einen der Druckkammer 3 über eine durch den Grundkörper 1 hindurch verlaufende, in 1 als Alternative gestrichelt gezeichnete Druckzuleitung 11 zugeführten Referenzdruck pref erfasst. Die Erfindung ist jedoch analog auch in Verbindung mit keramischen Differenzdrucksensoren einsetzbar.The pressure sensor shown here as an example may be formed, for example, as an absolute pressure sensor, the one on an outer side of the measuring diaphragm 5 measured pressure p metrologically detected. In that case it is under the measuring membrane 5 enclosed pressure chamber 3 evacuated. Alternatively, the pressure sensor may be formed as a relative pressure sensor, one on the outside of the measuring diaphragm 5 acting pressure p with respect to a pressure chamber 3 about one through the main body 1 passing through, in 1 as an alternative dashed line pressure supply 11 supplied reference pressure p ref detected. However, the invention can also be used analogously in conjunction with ceramic differential pressure sensors.

Unabhängig davon, ob der Drucksensor als Absolut-, Relativ- oder Differenzdrucksensor ausgebildet ist, weisen dessen Grundkörper 1 und dessen Messmembran 5 jeweils in Abhängigkeit von einem Druckmessbereich des Drucksensors vorgegebene Abmessungen auf. Insoweit kann der Grundkörper 1 je nach Druckmessbereich z.B. einen Durchmesser in der Größenordnung von größer gleich 1,5 cm, insb. von 1,5 cm bis 3,5 cm, und eine Dicke in der Größenordnung von größer gleich mehreren Millimetern, insb. von 0,4 cm bis 0,5 cm, aufweisen. Dabei weist die Messmembran 5 je nach Druckmessbereich z.B. eine Membranstärke von größer gleich einem oder mehreren Zehntelmillimetern auf. Zur Messung sehr hoher Drücke können bei entsprechender Vergrößerung der Dicke des Grundkörpers 1 auch Membranstärken von bis zu mehreren Millimetern eingesetzt werden. Im Vergleich dazu können der darin eingesetzte Kontaktstift 9 oder die darin eingesetzten Kontaktstifte 9 jeweils beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,5 mm bis 0,8 mm aufweisen.Regardless of whether the pressure sensor is designed as absolute, relative or differential pressure sensor, have its body 1 and its measuring membrane 5 in each case depending on a pressure measuring range of the pressure sensor predetermined dimensions. In that regard, the body can 1 Depending on the pressure measuring range, for example, a diameter of the order of magnitude greater than or equal to 1.5 cm, in particular of 1.5 cm to 3.5 cm, and a thickness in the order of greater than or equal to several millimeters, esp. From 0.4 cm to 0.5 cm. In this case, the measuring membrane 5 Depending on the pressure measuring range, for example, a membrane thickness of greater than or equal to one tenth of a millimeter. To measure very high pressures can with appropriate increase in the thickness of the body 1 Membrane thicknesses of up to several millimeters can be used. In comparison, the contact pin inserted therein 9 or the pins inserted therein 9 each, for example, have a diameter in the range of 0.5 mm to 0.8 mm.

Unabhängig von der diesbezüglichen Ausgestaltung des Drucksensors können Grundkörper 1 und Messmembran 5 beispielsweise mittels einer einen äußeren Rand der Messmembran 5 mit einem äußeren Rand des Grundkörpers 1 verbindenden, die Druckkammer 3 außenseitlich allseitig umgebenden Fügung 13 miteinander verbunden sein. Als Fügung 13 eignet sich z.B. eine Aktivhartlötung, wie z.B. eine mittels eines Zirkonium, Nickel und Titan umfassenden Aktivhartlots erzeugte Aktivhartlötung. Regardless of the relevant embodiment of the pressure sensor basic body 1 and measuring membrane 5 for example by means of an outer edge of the measuring membrane 5 with an outer edge of the main body 1 connecting, the pressure chamber 3 outside on all sides surrounding joining 13 be connected to each other. As a coincidence 13 For example, active brazing, such as active brazing produced by an active brazing agent comprising zirconium, nickel and titanium, is suitable.

Optional kann nicht nur der Grundkörper 1, sondern zusätzlich auch die Messmembran 5 aus Keramik, z.B. aus Aluminiumoxid (Al2O3) bestehen.Optionally, not only the basic body 1 , but also the measuring membrane 5 made of ceramic, eg of aluminum oxide (Al 2 O 3 ).

Der elektromechanische Wandler kann beispielsweise als kapazitiver Wandler ausgebildet sein, der einen Messkondensator mit einer von der druckabhängigen Durchbiegung der Messmembran 5 abhängigen Messkapazität Cp umfasst. Der hier als Beispiel dargestellte Messkondensator umfasst eine auf einer membran-zugewandten Stirnseite des Grundkörpers 1 aufgebrachte Messelektrode 15 und eine auf einer dem Grundkörper 1 zugewandten Innenseite der Messmembran 5 angeordnete Gegenelektrode 17. Bei dem hier dargestellten Beispiel bildet die Messelektrode 15 eine der Komponenten des Wandlers, die über den daran angeschlossenen Kontaktstift 9 elektrisch anschließbar.The electromechanical converter can be designed, for example, as a capacitive converter, which has a measuring capacitor with one of the pressure-dependent deflections of the measuring diaphragm 5 dependent measurement capacity C p includes. The measuring capacitor shown here as an example comprises one on a membrane-facing end face of the main body 1 applied measuring electrode 15 and one on one of the main body 1 facing inside of the measuring diaphragm 5 arranged counter electrode 17 , In the example shown here forms the measuring electrode 15 one of the components of the converter, via the contact pin connected to it 9 electrically connectable.

Optional kann der Wandler mindestens einen weiteren Kondensator umfassen. Ein Beispiel hierfür ist ein in 1 als Option ebenfalls dargestellter Referenzkondensator. Dieser umfasst in dem dargestellten Beispiel eine auf der membran-zugewandten Stirnseite des Grundkörpers 5 aufgebrachte, in 1 als Option gestrichelt dargestellte Referenzelektrode 19, die zusammen mit der Gegenelektrode 17 den Referenzkondensator bildet. Bei dem hier dargestellten Beispiel bildet auch die Referenzelektrode 19 eine der Komponenten des Wandlers, die über den daran angeschlossenen Kontaktstift 9 elektrisch anschließbar ist oder an die Messelektronik 7 angeschlossen ist.Optionally, the converter may comprise at least one further capacitor. An example of this is an in 1 as an option also shown reference capacitor. In the example shown, this comprises one on the membrane-facing end face of the main body 5 applied, in 1 as an option dashed illustrated reference electrode 19 , which together with the counter electrode 17 forms the reference capacitor. In the example shown here also forms the reference electrode 19 one of the components of the converter, via the contact pin connected to it 9 is electrically connected or to the measuring electronics 7 connected.

Der elektrische Anschluss der Gegenelektrode 17 erfolgt vorzugsweise über die daran angrenzende, in dem Fall elektrisch leitfähige Fügung 13, die unmittelbar von außen kontaktiert werden kann. Alternativ kann der elektrische Anschluss der Gegenelektrode 17 aber auch über einen hier nicht dargestellten, durch den Grundkörper 1 hindurch bis zur Fügung 13 oder bis zu einem an die Fügung 13 angeschlossenen Anschlussbereich verlaufenden weiteren Kontaktstift kontaktiert werden.The electrical connection of the counter electrode 17 Preferably takes place via the adjacent thereto, in the case of electrically conductive joining 13 which can be contacted directly from the outside. Alternatively, the electrical connection of the counter electrode 17 but also not shown here, by the main body 1 through to the point of 13 or up to one to the coincidence 13 connected terminal area extending further contact pin to be contacted.

Der Referenzkondensator ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dessen Referenzkapazität CR keine oder nur eine geringe Abhängigkeit von der druckabhängigen Durchbiegung der Messmembran 5 aufweist. Das wird in dem dargestellten Beispiel dadurch erzielt, dass die Referenzelektrode 19 als ringscheibenförmige oder ringsegmentscheibenförmige Elektrode ausgebildet ist, die die hier kreisscheibenförmige Messelektrode 15 außenseitlich umgibt.The reference capacitor is preferably designed such that its reference capacitance C R no or only a small dependence on the pressure-dependent deflection of the measuring diaphragm 5 having. This is achieved in the illustrated example in that the reference electrode 19 is designed as an annular disk-shaped or ring segment disc-shaped electrode, which is the circular disk-shaped measuring electrode 15 surrounds the outside.

Die Messelektrode 15 und die Gegenelektrode 17, sowie auch die ggfs. vorgesehene Referenzelektrode 19, bestehen jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Elektrodenmaterial. Hierzu eignen beispielsweise Tantal, Tantaloxid, Titan und/oder Titanoxid umfassenden MaterialienThe measuring electrode 15 and the counter electrode 17 , as well as the optionally provided reference electrode 19 each consist of an electrically conductive electrode material. For this purpose, for example, tantalum, tantalum oxide, titanium and / or titanium oxide comprehensive materials

In Verbindung mit einen kapazitiven Wandler umfassenden Drucksensoren wird der zu messende Druck mittels der an den Wandler anzuschließenden bzw. angeschlossenen Messelektronik 7 vorzugsweise anhand einer von der Messkapazität CP abhängige Hilfsgröße Cv ermittelt. Das kann z.B. eine ausschließlich von der Messkapazität CP oder alternativ eine von der Messkapazität CP und der Referenzkapazität CR abhängige Hilfsgröße CV sein. Als Hilfsgröße Cv eignet sich z.B. eine von einer auf die Messkapazität Cp bezogenen Differenz von Messkapazität CP und Referenzkapazität CR abhängige Hilfsgröße Cv, wie z.B. CV = (CP - CR) / CP.In conjunction with a pressure sensor comprising capacitive transducer, the pressure to be measured is determined by means of the measuring electronics to be connected or connected to the transducer 7 preferably determined on the basis of a dependent of the measuring capacity C P auxiliary size Cv. This can be, for example, an auxiliary quantity C V dependent exclusively on the measuring capacitance C P or alternatively on the measuring capacitance C P and the reference capacitance C R. As an auxiliary variable Cv is, for example, one of a measured capacitance C p difference of measuring capacitance C P and reference capacitance C R dependent auxiliary size Cv, such as C V = (C P - C R ) / C P.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf Drucksensoren mit kapazitiven Wandlern beschränkt, sondern kann analog auch in Verbindung mit Drucksensoren eingesetzt werden, die mit einem auf einem anderen Wandlerprinzip basierenden elektromechanischen Wandler ausgestattet sind, und mindestens eine Komponente umfassen, die über einen daran angeschlossenen, durch den Grundkörper hindurch verlaufenden Kontaktstift kontaktierbar ist.However, the invention is not limited to pressure sensors with capacitive transducers, but can be used analogously in conjunction with pressure sensors that are equipped with a based on another transducer principle electromechanical transducer, and at least one component connected via a connected thereto, through the Base body extending contact pin is contactable.

Erfindungsgemäße Drucksensoren werden hergestellt, indem deren Messmembran 5, deren Grundkörper 1 und der bzw. die jeweils in eine hierfür im Grundkörper 1 vorgesehene Bohrung einzusetzenden Kontaktstifte 9 vorgefertigt werden. Anschließend wird jeder Kontaktstifte 9 jeweils in die dafür vorgesehene Bohrung eingesetzt und an die zugehörige Komponente des Wandlers angeschlossen.Pressure sensors according to the invention are produced by the measuring diaphragm 5 , whose basic body 1 and the or in each case one in the main body 1 intended hole to be used pins 9 prefabricated. Subsequently, each contact pins 9 each inserted into the designated hole and connected to the associated component of the converter.

Hierzu können aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren, wie z.B. die in der DE 10 2008 043 567 A1 beschriebenen Verfahren, eingesetzt werden, bei denen der jeweilige Kontaktstift 9 in der zugehörigen Bohrung verpresst wird.For this purpose, known from the prior art methods, such as those in the DE 10 2008 043 567 A1 described methods are used, in which the respective contact pin 9 is pressed in the associated hole.

Beim Verpressen wird der jeweilige Kontaktstift 9 in die zugehörige Bohrung eingesetzt und gegen ein beispielsweise auf der membran-abgewandten Seite des Grundkörpers 1 angeordnetes Widerlager gepresst. Dabei wird vorzugsweise zugleich auch der elektrische Anschluss des jeweiligen Kontaktstifts 9 an die zugehörige Komponente bewirkt. Hierzu weist das der Messmembran 5 zugewandten Ende der jeweiligen Bohrung jeweils eine Mantelfläche auf, über die sich ein Anschlussbereich 21 der jeweiligen Komponente erstreckt. Diese Mantelflächen sind jeweils derart ausgerichtet, dass das dem Widerlager gegenüberliegende Ende des Kontaktstifts 9 beim Verpressen gegen den auf der Mantelfläche angeordneten Anschlussbereich 21 der jeweiligen Komponente gepresst wird. Hierdurch wird jeweils eine Kaltverschweißung erzeugt, die einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen dem jeweiligen Kontaktstift 9 und dem Anschlussbereich 21 bewirkt. Dabei ist durch die Kaltverschweißung auch dann noch ein zuverlässiger elektrische Kontakt erzielbar, wenn der Kontaktstift 9 und der Anschlussbereich 21 aus voneinander verschiedenen, elektrisch leitfähigen Werkstoffen bestehen. Dabei kann der jeweilige Anschlussbereich 21 z.B. als Teilbereich der jeweiligen Komponente oder als an die jeweilige Komponente angeschlossener Kontakt ausgebildet sein.When pressing the respective contact pin 9 inserted into the associated bore and against a example on the side facing away from the membrane of the body 1 arranged abutment pressed. In this case, preferably also the electrical connection of the respective contact pin 9 to the associated component causes. For this purpose, that of the measuring diaphragm 5 facing End of each hole on each of a lateral surface over which a connection area 21 extends the respective component. These lateral surfaces are each aligned such that the opposite end of the abutment of the contact pin 9 during pressing against the arranged on the lateral surface connection area 21 the respective component is pressed. As a result, a cold welding is generated in each case, which provides a reliable electrical contact between the respective contact pin 9 and the connection area 21 causes. In this case, the cold welding even then a reliable electrical contact can be achieved when the contact pin 9 and the connection area 21 consist of mutually different, electrically conductive materials. In this case, the respective connection area 21 For example, be designed as a subregion of the respective component or as connected to the respective component contact.

2 zeigt hierzu eine vergrößerte Darstellung einer Ausgestaltung des in 1 eingekreisten, in 1 nur schematisch dargestellten membran-zugewandten Bereichs des Grundkörpers 1 mit dem darin eingepressten Kontaktstift 9. Dort ist der Anschlussbereich 21, über den die Messelektrode 15 an den Kontaktstift 9 angeschlossen ist, durch einen auf der z.B. trichterförmigen Mantelfläche des der Messmembran 5 zugewandten Endes der zugehörigen Bohrung angeordneten Teilbereich der Messelektrode 15 gebildet. Analog kann natürlich auch die ggfs. vorgesehene Referenzelektrode 19 einen an den zugehörigen Kontaktstift 9 angeschlossen Anschlussbereich 21 umfassen, der durch einen auf der Mantelfläche des der Messmembran 5 zugewandten Endes der zugehörigen Bohrung angeordneten Teilbereich der Referenzelektrode 19 gebildet ist. 2 shows an enlarged view of an embodiment of the in 1 circled, in 1 only schematically illustrated membrane-facing portion of the body 1 with the pressed-in contact pin 9 , There is the connection area 21 over which the measuring electrode 15 to the contact pin 9 is connected, by a funnel-shaped lateral surface of the measuring membrane on the example 5 facing the end of the associated bore arranged portion of the measuring electrode 15 educated. Analogously, of course, if necessary. Provided reference electrode 19 one to the associated contact pin 9 connected connection area 21 comprise, by a on the lateral surface of the measuring diaphragm 5 facing the end of the associated bore arranged portion of the reference electrode 19 is formed.

Alternativ oder zusätzlich zum Verpressen des Kontaktstifts 9 bzw. der Kontaktstifte 9 im Grundkörper 1 kann ein zwischen dem jeweiligen Kontaktstift 9 und der Bohrung ggfs. bestehender Ringspalt optional mittels einer, in 1 als Option dargestellten Fügung 23, z.B. einer Aktivhartlötung, abgedichtet werden. Hierzu kann z.B. im Bereich des von der Messmembran 5 abgewandten Endes der jeweiligen Bohrung z.B. eine Aktivhartlötung, wie z.B. eine mittels eines Kupfer, Silber und Titan umfassenden Aktivhartlots erzeugte Aktivhartlötung, eingesetzt werden, die mittels einer auf der Aktivhartlötung aufbringbaren bzw. aufgebrachten Weichlötung 25 kontaktierbar ist. Alternativ kann mittels einer den Ringspalt abdichtenden Aktivhartlötung ein weichlötfähiger, metallischer Körper angelötet werden, über den die Komponente mittels einer auf den Körper aufzubringenden oder aufgebrachten Weichlötung kontaktiert werden kann.Alternatively or in addition to pressing the contact pin 9 or the contact pins 9 in the main body 1 can a between the respective contact pin 9 and the bore, if necessary, existing annular gap optionally by means of a, in 1 option shown as an option 23 , For example, a Aktivhartlötung be sealed. For this purpose, for example, in the area of the of the measuring membrane 5 For example, an active brazing, such as an active brazing produced by means of a copper, silver and titanium active brazing solder, used by means of a solderable on the active brazing or applied 25 is contactable. Alternatively, a weichlötfähiger, metallic body can be soldered by means of the annular gap sealing Aktivhartlötung, via which the component can be contacted by means applied to the body or applied soft soldering.

Abschließend werden die Drucksensoren fertiggestellt, indem Messmembran 5 und Grundkörper 1 durch ein Fügeverfahren, wie z.B. ein Aktivhartlötverfahren miteinander verbunden. Das Aktivhartlöten kann je nach Wahl des Aktivhartlots beispielsweise bei einer zum Aktivhartlöten geeigneten Verfahrenstemperatur von bis zu 800°C oder sogar bis zu 900 °C ausgeführt werden.Finally, the pressure sensors are completed by measuring diaphragm 5 and basic body 1 connected by a joining method such as an active brazing method. Depending on the choice of active brazing alloy, active brazing can be carried out, for example, at a process temperature suitable for active brazing of up to 800 ° C. or even up to 900 ° C.

Optional kann das Herstellungsverfahren mindestens einen weiteren Verfahrensschritt umfassen, bei dem der Kontaktstift 9, mindestens einer der Kontaktstifte 9 oder jeder Kontaktstift 9 des Drucksensors jeweils einmalig oder mehrmalig einer spannungsreduzierenden Wärmebehandlung unterzogen wird.Optionally, the manufacturing process may comprise at least one further process step, in which the contact pin 9 , at least one of the contact pins 9 or any contact pin 9 the pressure sensor is subjected once or several times a voltage-reducing heat treatment.

Hierzu eignet sich insb. das Spannungsarmglühen. Dabei wird der jeweilige Kontaktstift 9 über einen ersten Zeitraum hinweg auf eine Verfahrenstemperatur erwärmt, über einen zweiten Zeitraum hinweg auf dieser Verfahrenstemperatur gehalten und anschließend über einen dritten Zeitraum hinweg wieder abgekühlt. In Verbindung mit Titan umfassenden Kontaktstiften 9 eignet sich zum Spannungsarmglühen z.B. eine Verfahrenstemperatur von größer gleich 500 °C, z.B. eine Verfahrenstemperatur im Bereich von 500 bis 600 °C.Particularly suitable for this purpose is stress relief annealing. In this case, the respective contact pin 9 heated to a process temperature over a first period of time, held at this process temperature for a second period of time and then cooled again over a third period of time. In conjunction with titanium comprehensive contact pins 9 For stress relief annealing, for example, a process temperature of greater than or equal to 500 ° C., for example a process temperature in the range from 500 to 600 ° C., is suitable.

Das Spannungsarmglühen kann z.B. einmalig oder mehrmalig vor dem Einsetzen des jeweiligen Kontaktstifts 9 in den Grundkörper 1 und/oder vor dem Verpressen des jeweiligen Kontaktstifts 9 in dem Grundkörper 1 ausgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Spannungsarmglühen einmalig oder mehrmalig nach dem Einsetzen und/oder nach dem Verpressen des jeweiligen Kontaktstifts 9 ausgeführt werden.The stress relief annealing can, for example, once or several times before the insertion of the respective contact pin 9 into the main body 1 and / or before the pressing of the respective contact pin 9 in the main body 1 be executed. Alternatively or additionally, the stress relief annealing may be performed once or several times after the insertion and / or after the pressing of the respective contact pin 9 be executed.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Spannungsarmglühen einmalig oder mehrmalig im Rahmen eines zur Herstellung des jeweiligen Kontaktstifts 9 verwendeten Herstellungsverfahrens ausgeführt werden.Alternatively or additionally, the stress relief annealing may be performed once or several times within the scope of one for producing the respective contact pin 9 used in the manufacturing process used.

Die Herstellung der Kontaktstifte 9 erfolgt vorzugsweise, indem aus einem Rohling durch einen Ziehvorgang ein im Wesentlichen vollzylindrischer Stab hergestellt wird, der einen dem Durchmesser der herzustellenden Kontaktstifte 9 entsprechenden Durchmesser aufweist. Aus diesem Stab werden dann Kontaktstifte 9 der gewünschten Länge geschnitten.The production of the contact pins 9 is preferably carried out by a substantially fully cylindrical rod is made from a blank by a drawing process, the one of the diameter of the contact pins to be produced 9 corresponding diameter. From this rod then contact pins 9 the desired length cut.

Auf diese Weise hergestellte Kontaktstift 9 können nachfolgend spannungsarmgeglüht werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Ziehvorgang in zwei oder mehr Teilvorgänge unterteilt werden, und der Stab vor und/oder nach mindestens einem der Teilvorgänge jeweils auf die zuvor genannte Weise spannungsarmgeglüht werden.Contact pin made in this way 9 can subsequently be stress relief annealed. Alternatively or additionally, the drawing process may be subdivided into two or more sub-operations, and the rod may be stress-relief annealed prior to and / or after at least one of the sub-operations, respectively, in the aforesaid manner.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Grundkörperbody
33
Druckkammerpressure chamber
55
Messmembranmeasuring membrane
77
Messelektronikmeasuring electronics
99
Kontaktstiftpin
1111
Druckzuleitungpressure supply line
1313
Fügungcoincidence
1515
Messelektrodemeasuring electrode
1717
Gegenelektrodecounter electrode
1919
Referenzelektrodereference electrode
2121
Anschlussbereichterminal area
2323
Fügungcoincidence
2525
Weichlötungsoft soldered

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008043567 A1 [0003, 0047]DE 102008043567 A1 [0003, 0047]

Claims (14)

Drucksensor, mit einem keramischen Grundkörper (1), einer unter Einschluss einer Druckkammer (3) mit dem Grundkörper (1) verbundenen, mit einem vom Drucksensor messtechnisch zu erfassenden Druck (p) beaufschlagbaren Messmembran (5), einem elektromechanischen Wandler, der derart ausgebildet ist, dass er eine vom auf die Messmembran (5) einwirkenden Druck abhängige Durchbiegung der Messmembran (5) in eine elektrische Größe umwandelt, und mindestens einem jeweils an eine Komponente des Drucksensors angeschlossenen, durch den Grundkörper (1) hindurch verlaufenden, elektrisch leitfähigen Kontaktstift (9), über den die daran angeschlossene Komponente elektrisch anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils aus einem Material besteht, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der sich von einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Grundkörpers (1) um weniger als 1* 10-6/K unterscheidet, und das einen Elastizitätsmodul von kleiner gleich 150 kN/mm2 aufweist.Pressure sensor, with a ceramic base body (1), a (4) including a pressure chamber (3) connected to the base body (1), with a metrologically by the pressure sensor to be detected pressure (p) acted upon measuring membrane (5), an electromechanical transducer formed in such a way in that it converts a deflection of the measuring diaphragm (5) which depends on the measuring diaphragm (5) into an electrical variable, and at least one electrically conductive contact pin which is connected to a component of the pressure sensor and passes through the basic body (1) (9), via which the component connected to it is electrically connectable, characterized in that the contact pin (9), at least one of the contact pins (9) or each contact pin (9) each consists of a material having a thermal expansion coefficient, the from a coefficient of thermal expansion of the ceramic base body (1) to weni ger than 1 * 10 -6 / K and has a modulus of elasticity equal to or less than 150 kN / mm 2 . Drucksensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) aus einem keramischen Werkstoff mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 8* 10-6/K bis 9* 10-6/K oder aus Aluminiumoxid (Al2O3) besteht, und der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils aus Titan oder aus einem Titan umfassenden Werkstoff besteht.Pressure sensor according to Claim 1 , characterized in that the base body (1) consists of a ceramic material having a coefficient of thermal expansion of 8 * 10 -6 / K to 9 * 10 -6 / K or of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the contact pin (9 ), at least one of the contact pins (9) or each contact pin (9) in each case made of titanium or a material comprising titanium. Drucksensor gemäß Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils als ein spannungsarmgeglühter Kontaktstift (9) ausgebildet ist.Pressure sensor according to Claim 1 to 2 , characterized in that the contact pin (9), at least one of the contact pins (9) or each contact pin (9) is in each case designed as a stress-relief annealed contact pin (9). Drucksensor gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) einen Durchmesser in der Größenordnung von größer gleich 1,5 cm oder von 1,5 cm bis 3,5 cm aufweist, der Grundkörper (1) eine Dicke in der Größenordnung von größer gleich mehreren Millimetern, insb. in von 0,4 cm bis 0,5 cm, aufweist, und/oder der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils einen Durchmesser 0,5 mm bis 0,8 mm aufweist.Pressure sensor according to Claim 1 to 3 , characterized in that the base body (1) has a diameter in the order of greater than or equal to 1.5 cm from 1.5 cm to 3.5 cm, the base body (1) has a thickness in the order of greater than or equal to several millimeters , in particular in from 0.4 cm to 0.5 cm, and / or the contact pin (9), at least one of the contact pins (9) or each contact pin (9) each have a diameter 0.5 mm to 0.8 mm. Drucksensor gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils als ein in eine durch den Grundkörper (1) hindurch verlaufende Bohrung eingesetzter, in der Bohrung verpresster Kontaktstift (9) ausgebildet ist.Pressure sensor according to Claim 1 to 4 , characterized in that the contact pin (9), at least one of the contact pins (9) or each contact pin (9) in each case as a in one through the base body (1) extending through bore, pressed in the bore contact pin (9) is formed , Drucksensor gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils als ein in eine Bohrung im Grundkörper (1) eingesetzter, mittels einer Kaltschweißung mit einem auf einer Mantelfläche des Grundkörpers (1) angeordneten Anschlussbereich (21) der an den jeweiligen Kontaktstift (9) angeschlossenen Komponente verbunden ist, wobei der Anschlussbereich (21) als Teilbereich der Komponente oder als an die Komponente angeschlossener Kontakt ausgebildet ist.Pressure sensor according to Claim 1 to 5 , characterized in that the contact pin (9), at least one of the contact pins (9) or each contact pin (9) in each case as a in a bore in the base body (1) inserted by means of a cold welding with a on a lateral surface of the base body (1) arranged connection region (21) of the connected to the respective contact pin (9) component is connected, wherein the connection region (21) is formed as a portion of the component or as connected to the component contact. Drucksensor gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler einen Messkondensator mit einer von der druckabhängigen Durchbiegung der Messmembran (5) abhängigen Messkapazität umfasst, der Messkondensator eine auf einer membran-zugewandten Stirnseite des Grundkörpers (1) aufgebrachte Messelektrode (15) und eine auf einer dem Grundkörper (1) zugewandten Innenseite der Messmembran (5) angeordnete Gegenelektrode (17) umfasst, und die Messelektrode (15) als Komponente des Drucksensors ausgebildet ist, die über den damit elektrisch leitend verbundenen, durch den Grundkörper (1) hindurch verlaufenden Kontaktstift (9) elektrisch anschließbar ist.Pressure sensor according to Claim 1 to 6 , characterized in that the electromechanical transducer comprises a measuring capacitor with a dependent of the pressure-dependent deflection of the measuring diaphragm (5) measuring capacitance, the measuring capacitor on a membrane-facing end face of the base body (1) applied measuring electrode (15) and one on the base body (1) facing the inside of the measuring diaphragm (5) arranged counter electrode (17), and the measuring electrode (15) is formed as a component of the pressure sensor, the electrically conductive connected thereto, through the base body (1) extending through the contact pin (9) is electrically connected. Drucksensor gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler einen Referenzkondensator umfasst, der Referenzkondensator eine auf der membran-zugewandten Stirnseite des Grundkörpers (1) angeordnete Referenzelektrode (19) umfasst, und die Referenzelektrode (19) als Komponente des Drucksensors ausgebildet ist, die über den damit elektrisch leitend verbundenen, durch den Grundkörper (1) hindurch verlaufenden Kontaktstift (9) elektrisch anschließbar ist.Pressure sensor according to Claim 1 to 7 , characterized in that the electromechanical transducer comprises a reference capacitor, the reference capacitor comprises a reference electrode (19) arranged on the membrane-facing end face of the base body (1), and the reference electrode (19) is formed as a component of the pressure sensor, which is connected to it electrically connected, by the main body (1) extending therethrough contact pin (9) is electrically connected. Drucksensor gemäß Anspruch 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektrode (15), die Gegenelektrode (17) und/oder die Referenzelektrode (19) jeweils aus einem Tantal, Tantaloxid, Titan und/oder Titanoxid umfassenden Material bestehen.Pressure sensor according to Claim 7 to 8th , characterized in that the measuring electrode (15), the counter electrode (17) and / or the reference electrode (19) each consist of a tantalum, tantalum oxide, titanium and / or titanium oxide comprising material. Drucksensor gemäß Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor als Absolutdrucksensor, als Relativdrucksensor oder als Differenzdrucksensor ausgebildet ist, die Messmembran (5) aus Keramik oder aus Aluminiumoxid (Al2O3) besteht, Grundkörper (1) und Messmembran (5) mittels einer die Druckkammer (3) außenseitlich allseitig umgebenden Fügung (13) miteinander verbunden sind, und/oder ein zwischen dem Kontaktstift (9), einem der Kontaktstifte (9) oder jedem der Kontaktaktstifte (9) und einer den jeweiligen Kontaktstift (9) umgebenden Bohrung bestehender Ringspalt jeweils im Bereich des von der Messmembran (5) abgewandten Endes der jeweiligen Bohrung mittels einer Fügung (23), einer Aktivhartlötung oder einer weichlötfähigen Aktivhartlötung abgedichtet ist.Pressure sensor according to Claim 1 to 9 , characterized in that the pressure sensor is designed as an absolute pressure sensor, as a relative pressure sensor or as a differential pressure sensor, the measuring diaphragm (5) consists of ceramic or alumina (Al 2 O 3 ), Base body (1) and measuring diaphragm (5) by means of a pressure chamber (3) on the outside surrounding all sides joint (13) are interconnected, and / or between the contact pin (9), one of the contact pins (9) or each of the contact clock pins (9 ) and one of the respective contact pin (9) surrounding hole existing annular gap in each case in the region of the measuring diaphragm (5) facing away from the end of the respective bore by means of a joint (23), an active brazing or a weichlötfähigen Aktivhartlötung is sealed. Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors gemäß Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgefertigte Kontaktstift (9) oder die vorgefertigten Kontaktstifte (9) des Drucksensors jeweils in eine zur Aufnahme des jeweiligen Kontaktstifts (9) im Grundkörper (1) vorgesehene Bohrung eingesetzt und/oder in der jeweiligen Bohrung verpresst werden und an die zugehörige Komponente des Wandlers angeschlossen werden.Method for producing a pressure sensor according to Claim 1 to 10 , characterized in that the prefabricated contact pin (9) or the prefabricated contact pins (9) of the pressure sensor are each inserted into a bore provided for receiving the respective contact pin (9) in the base body (1) and / or pressed into the respective bore and on the associated component of the converter are connected. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils im Rahmen eines zu dessen Herstellung verwendeten Herstellungsverfahrens, vor dessen Einsetzen in den Grundkörper (1), vor dessen Verpressen in dem Grundkörper (1), nach dessen Einsetzen in den Grundkörper (1) und/oder nach dessen Verpressen in dem Grundkörper (1) einmalig oder mehrmalig einer spannungsreduzierenden Wärmebehandlung unterzogen wird oder spannungsarmgeglüht wird.Method according to Claim 11 , characterized in that the contact pin (9), at least one of the contact pins (9) or each contact pin (9) in each case in the context of a manufacturing process used for its preparation, prior to its insertion into the base body (1), prior to its compression in the body (1), after its insertion into the base body (1) and / or after its compression in the base body (1) is subjected once or several times a stress-reducing heat treatment or stress relieved. Verfahren gemäß Anspruch 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (9), mindestens einer der Kontaktstifte (9) oder jeder Kontaktstift (9) jeweils hergestellt wird, indem aus einem Rohling durch einen Ziehvorgang ein im Wesentlichen vollzylindrischer Stab mit einem dem Durchmesser des herzustellenden Kontaktstifts (9) entsprechenden Durchmesser erzeugt wird, und aus dem Stab der jeweilige Kontaktstift (9) der gewünschten Länge geschnitten wird, wobei der Ziehvorgang zwei oder mehr Teilvorgänge umfasst und der Stab vor und/oder nach mindestens einen der Teilvorgänge jeweils spannungsarmgeglüht wird.Method according to Claim 11 to 12 , characterized in that the contact pin (9), at least one of the contact pins (9) or each contact pin (9) is in each case produced by a blank from a blank by a pulling substantially solid cylindrical rod having a diameter of the produced contact pin (9) corresponding diameter is produced, and from the rod of the respective contact pin (9) of the desired length is cut, wherein the drawing process comprises two or more sub-operations and the rod before each and / or after at least one of the sub-operations each low-stress annealed. Verfahren gemäß Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Titan umfassende Kontaktstift (9) und/oder der Titan umfassende Stab beim Spannungsarmglühen über einen ersten Zeitraum hinweg auf eine Verfahrenstemperatur von größer gleich 500 °C oder eine Verfahrenstemperatur im Bereich von 500°C bis 600°C erwärmt, über einen zweiten Zeitraum hinweg auf dieser Verfahrenstemperatur gehalten und anschließend über einen dritten Zeitraum hinweg wieder abgekühlt wird.Method according to Claim 11 to 13 , characterized in that the respective titanium comprehensive pin (9) and / or the titanium comprehensive rod during stress relief annealing over a first period of time to a process temperature of greater than or equal to 500 ° C, a process temperature in the range of 500 ° C to 600 ° C heated is held at this process temperature for a second period of time and then cooled again over a third period of time.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022133114A1 (en) 2022-12-13 2024-06-13 Endress+Hauser SE+Co. KG Method for manufacturing a pressure sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008043567A1 (en) 2008-11-07 2010-05-12 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Pressure sensor e.g. absolute pressure sensor, for industrial measurement technique, has metal pin inserted into cylindrical opening and comprising pin end, which lies opposite to closing head and is alignably locked with end of opening
DE102010053760A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg Sensor with a preferably multilayer ceramic substrate and method for its production
DE102010063065A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Pressure sensor and method for its manufacture +
DE102014104506A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-01 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg pressure sensor
DE102016102775A1 (en) * 2016-02-17 2017-08-17 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Capacitive pressure sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008043567A1 (en) 2008-11-07 2010-05-12 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Pressure sensor e.g. absolute pressure sensor, for industrial measurement technique, has metal pin inserted into cylindrical opening and comprising pin end, which lies opposite to closing head and is alignably locked with end of opening
DE102010053760A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg Sensor with a preferably multilayer ceramic substrate and method for its production
DE102010063065A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Pressure sensor and method for its manufacture +
DE102014104506A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-01 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg pressure sensor
DE102016102775A1 (en) * 2016-02-17 2017-08-17 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Capacitive pressure sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022133114A1 (en) 2022-12-13 2024-06-13 Endress+Hauser SE+Co. KG Method for manufacturing a pressure sensor
WO2024125893A1 (en) 2022-12-13 2024-06-20 Endress+Hauser SE+Co. KG Method for producing a pressure sensor
DE102022133114A8 (en) 2022-12-13 2024-08-08 Endress+Hauser SE+Co. KG Method for manufacturing a pressure sensor

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