BOURDON TUBE PRESSURE SENSOR

Abstract: In a pressure sensor (11) the measured values generated by a Bourdon tube (13) are converted into electrical signals by a resistance potentiometer (19). These signals are amplified by an amplifier (20) on the potentiometer (19) conductor board (18). As a result, a small Bourdon tube (13) measurement path DELTA X is adequate. Furthermore, the linear region of the converted measured values of the potentiometer (19) can be extracted and used for evaluation. The pressure sensor (11) is consequently particularly space-saving and compact. <IMAGE>

Description: Drucksensor Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Drucksensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, zur Messung des Drucks die von dem Bourdonrohr erzeugten mechanischen Messwerte, die ein Mass für den gemessenen Druck sind, mit Hilfe eines Potentiometers in elektrische Signale umzuwandeln. Dabei war es bisher notwendig, um Messwerte in verwertbarer Grösse zu erreichen, ein möglichst grosses Bourdonrohr zu verwenden um einen möglichst langen Messweg zu erhalten. Dadurch bedingt ist auch eine entsprechende Baugrösse des gesamten Drucksensors. Um die Baugrösse des Drucksensors zu verkleinern, wurde bisher ein Drucksensor mit einem Hallelement zur Umwandlung des mechanischen Messwertes in ein elektrisches Signal verwendet. Ein Hallelement bedingt aber eine relativ aufwendige Auswerteschaltung und weist daneben eine nicht lineare Kennlinie der Hallspannung über den Druck auf. Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemässe Drucksensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass er sehr kompakt und preisgünstig baut. Es sind nur kleine Auslenkungen des Bourdonrohrs notwendig, weshalb auch ein kleines Bourdonrohr verwendet werden kann. Der Drucksensor ist besonders bei kleinen Einbaumassen verwendbar, wie sie im Kraftfahrzeugbereich und insbesondere bei Antiblockier-Bremssystemen notwendig sind. Daneben kann der kleine Messweg im Mittenbereich eines Potentiometers, das länger als der Messweg ist, abgegriffen werden, wodurch sich eine sehr lineare Kennlinie ergibt. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch einen Drucksensor und Figur 2 einen Schnitt in Richtung II-II nach Figur 1. Beschreibung des Ausführungsbeispiels In den Figuren 1 und 2 ist ein Drucksensor 11 dargestellt, der zur Messung von hohen hydraulischen Drücken verwendet werden kann, wie sie beispielsweise bei Antiblockier-Bremssystemen für Kraftfahrzeuge erforderlich sind. Auf einem Bodenteil 12 des Drucksensors 11 ist ein Ende eines herkömmlich bekannten Bourdonrohrs 13 angeflanscht. Das Bodenteil 12 besteht aus Edelstahl oder einem anderen nicht rostenden Metall. Es weist eine Verlängerung 14 auf, die mit Hilfe eines Aussengewindes 15 in eine nicht dargestellte Leitung für ein zu messendes Druckmittel einschraubbar ist. In der Verlängerung 14 und im Bodenteil 12 selbst ist eine Bohrung 16 ausgebildet, die das Innere des Bourdonrohrs 13 mit der Leitung verbindet und über die somit Druckmittel ins Innere des Bourdonrohrs 13 strömen kann. Somit wirkt dort der gleiche Druck wie in der Leitung. Das andere Ende des Bourdonrohrs 13 ist geschlossen. An ihm befindet sich ein Schleifkontakt 17, der mit einer Widerstandsbahn 18a, die sich auf einer Leiterplatte 18 befindet, in Wirkverbindung steht. Der Schleifkontakt 17 und die Widerstandsbahn 18a bilden zusammen ein Potentiometer 19. Die Widerstandsbahn 18a kann vorteilhafterweise als sogenannte Leitplastik ausgeführt sein. Die Leiterplatte 18 ist auf der dem Bourdonrohr 13 zugewandten Seite des Bodenteils 12 angeordnet. Ferner befindet sich auf der Leiterplatte 18 ein Verstärker 20, z.B. ein Operationsverstärker. Der Drucksensor 11 ist von einer Schutzkappe 21 umgeben, die den Drucksensor 11 vor Verschmutzung und Beschädigung schützt. Die Schutzkappe 21 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Vom Verstärker 20 führen elektrische Leitungen 22 zu Anschlüssen 23, die in einer Bohrung 24 in der Schutzkappe 21 angeordnet sind. Der in der Leitung wirkende Druck pflanzt sich über die Bohrung 16 in das Innere des Bourdonrohrs 13 fort. Dadurch wird dieses gedehnt, und der Schleifkontakt 17 wird auf der Leiterplatte 18 um die Länge z X, die einem mechanischen Messsignal entspricht, ausgelenkt. Dieses mechanische Messsignal wird vom Potentiometer 19 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Mit Hilfe des Verstärkers 20 wird nun dieses Signal verstärkt und einer Regeleinrichtung des Antiblockier-Bremssystems zugeführt. Durch entsprechend grosse Verstärkung der vom Potentiometer 19 erzeugten elektrischen Signale kann die vom Schleifkontakt überstrichene Länge a X sehr kurz sein, d.h. das Bourdonrohr 13 kann klein ausgeführt sein. Ferner ist durch Einbau des Verstärkers 20 in den Drucksensor 11 eine kleine und kompakte Bauweise des Drucksensors 11 möglich, wie sie insbesondere bei Antiblockier-Bremssystemen für Personenkraftwagen notwendig ist. Gewöhnlich werden Drucksensoren in einem grossen Temperaturbereich eingesetzt, wobei bei zunehmender Temperatur die Empfindlichkeit abnimmt. Der Verstärker 20 kann aus diesem Grunde durch ein elektrisches System ergänzt werden, das bei den Messwerten des Potentiometers auf elektronischem Wege die Temperaturempfindlichkeit kompensiert. Dieser Messfehler kann somit leicht eliminiert werden, wobei keine grosse bauliche Veränderung des Drucksensors notwendig ist. Ferner ist es vorteilhaft, den Messweg im Mittenbereich des Potentiometers 19 herauszugreifen, so dass man einen Drucksensor 11 mit guter Linearität und somit exakte Messwerte erhält. Die Verstarkungs-Schaltung kann ferner so gestaltet werden, dass mit ihr der Nullpunkt und die Steigung der Druckfühler-Kennlinie auf die exakten Soll-Werte abgeglichen werden können, d.h. ein mechanischer Ausgleich kann entfallen. Ferner ist es auch möglich, die Verlängerung 14 ohne Gewinde auszubilden. Es ist aber dann zur Abdichtung ein 0 Ring an der Aussenwand der Verlängerung 14 anzuordnen und das Bodenteil 12 mit Hilfe von Schrauben auf der Leitung zu befestigen.

Claims: Pressure sensor (11), for particularly high hydraulic pressures, having a housing (21) in which there is arranged as pressure-sensitive element a Bourdon tube (13) which for the purpose of converting its mechanical measured values is operatively connected to a resistance potentiometer (19) which has a sliding contact (17) and a printed circuit board (18), and there being located in the housing (21) an amplifier (20) for the measured values of the potentiometer, characterised in that the amplifier (20) is arranged in the printed circuit board (18) of the potentiometer (19). Pressure sensor according to Claim 1, characterised in that the amplifier (20) is an operational amplifier. Pressure sensor according to Claim 1 and/or 2, characterised in that the amplifier (20) has temperature-compensated components. Pressure sensor according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the amplifier (20) has components with which the pressure sensor characteristic can be compensated for. Pressure sensor according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the housing (21) is constructed in a rotationally symmetrical fashion. Pressure sensor according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the printed circuit board (18) is arranged on a bottom plate (12) which has a peg-shaped extension (14) with an O-ring seal and a plurality of lugs for fastening the bottom plate (12) on a component. Pressure sensor according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the pressure sensor (11) is part of an anti-lock braking system.

Inventors: HUBER, WERNER, DR. DIPL.-PHYS.
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1986
Main classification: G01L9
IPC codes: G01L9