压力传感器和具有这种压力传感器的压力传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于流体介质的压力感测的压力传感器，包括：具有第一压力接头和第二压力接头的壳体，其中，第一压力接头具有加载第一压力的第一压力通道，其中，第二压力接头具有加载第二压力的第二压力通道；布置在壳体中的第一压力感测装置，设置成用于加载第一压力并且用于输出代表第一压力相对于参考压力的压力差的第一电信号；第二压力感测装置，设置成用于加载第二压力并且用于输出代表第二压力相对于参考压力的压力差的第二电信号。提出，压力传感器具有布置在壳体中的第三压力感测装置，设置成用于加载以第一压力和第二压力并且用于输出代表第一压力相对于第二压力的压力差的第一压差信号。

【技术实现步骤摘要】
压力传感器和具有这种压力传感器的压力传感器装置
本专利技术涉及一种用于流体介质的压力感测的压力传感器和具有这种压力传感器的压力传感器装置。
技术介绍
由现有技术已知压力传感器，所述压力传感器用于流体介质、即液态或气态介质的压力感测。在现有技术中使用绝对压力传感器或者压差传感器，该绝对压力传感器感测作用在压力接头上的压力，该压差传感器感测两个压力的压力差。在此，作为传感器元件通常使用半导体芯片，所述半导体芯片具有薄的膜片，所述膜片在它的一侧上设有惠斯通桥接电路。在给膜片加载压力时，该膜片偏移并且惠斯通桥接电路产生代表压力的信号。如果膜片在一侧被加载以压力，那么信号代表作用在膜片上的压力的绝对压力。在该情况下膜片的另一侧可以通过罩密封地遮盖。如果膜片在一侧上被加载以第一压力并且在对置侧上被加载以参考压力，那么桥接电路产生代表第一压力相对于参考压力的压力差的电信号。由DE4227893A1已知压力传感器，所述压力传感器具有带着第一压力接头和第二压力接头的壳体。第一压力接头具有第一压力通道，该第一压力通道可以被加载以第一压力。与第一压力接头分开的第二压力接头具有第二压力通道，该第二压力通道可以被加载以第二压力。压力传感器具有第一压力感测装置和第二压力感测装置，该第一压力感测装置设置成用于被加载以作用在第一压力接头上的第一压力并且用于输出代表第一压力相对于参考压力的压力差的第一电信号，该第二压力感测装置设置成用于被加载以作用在第二压力接头上的第二压力并且用于输出代表第二压力相对于参考压力的压力差的第二电信号。<br>
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于流体介质的压力感测的压力传感器，该压力传感器包括：具有第一压力接头和与第一压力接头分开的第二压力接头的壳体，其中，第一压力接头具有第一压力通道，该第一压力通道可以被加载以第一压力，其中，第二压力接头具有第二压力通道，该第二压力通道可以被加载以第二压力；和布置在壳体中的第一压力感测装置，该第一压力感测装置设置成用于被加载以作用在第一压力接头上的第一压力并且用于输出代表第一压力相对于参考压力的压力差的第一电信号；和第二压力感测装置，该第二压力感测装置设置成用于被加载以作用在第二压力接头上的第二压力并且用于输出代表第二压力相对于参考压力的压力差的第二电信号。根据本专利技术提出，在壳体中布置有第三压力感测装置，该第三压力感测装置设置成用于被加载以作用在第一压力接头上的第一压力和作用在第二压力接头上的第二压力并且用于输出代表第一压力相对于第二压力的压力差的第一压差信号。在汽车工业的一些应用中，在由流体流经的构件之前和之后的压力差的感测非常重要。这在不限制例如尤其用于感测在内燃机、如奥托发动机的排气系中的颗粒过滤器之前和之后的压力的普遍性的情况下适用。在这种压力传感器中，对于颗粒过滤器的运行重要的是，可靠地感测在颗粒过滤器之前和之后的压力。在此，在过滤器之前的压力和在过滤器之后的压力可以由两个传感器元件分开地感测并且随后在控制器中由这两个压力计算出压力差，所述压力差表征在颗粒过滤器上的压力降。如果在此所使用的传感器元件中的一个传感器元件被污染或有缺陷，那么不再能够实现正确的压力差感测。因为有错误的测量值形成不一定导致系统的全部停机，也可能是，在控制器中继续处理错误的测量值，由此控制程序在它的功能性方面受到危险。出于该理由，希望的是压力传感器的监控。借助于根据本专利技术的压力传感器能够实现代表第一压力相对于参考压力的压力差的第一电信号和代表第二压力相对于参考压力的压力差的第二电信号或由第一电信号和第二电信号计算出的压差信号的有效监控。根据本专利技术，这通过以下方式实现，在压力传感器的壳体中附加地布置有第三压力感测装置，该第三压力感测装置设置成用于被加载以作用在第一压力接头上的第一压力和作用在第二压力接头上的第二压力并且用于输出代表第一压力相对于第二压力的压力差的第一压差信号。本专利技术的有利构型和扩展方案能够通过下面包含的特征实现。有利地，在其上构造有第一压力感测装置和第二压力感测装置的第一压力传感器模块和在其上构造有第三压力感测装置的第二压力传感器模块作为彼此分开的部件安装在压力传感器的壳体中。第一压力传感器模块例如可以具有第一载体衬底，在该第一载体衬底上布置具有至少一个第一压力敏感膜片的第一半导体构件和具有至少一个第二压力敏感膜片的第二半导体构件，在该第一压力敏感膜片上构造有第一压力感测装置，在该第二压力敏感膜片上构造有第二压力感测装置。第一和第二压力感测装置例如可以分别通过在膜片上的各一个惠斯通桥接电路形成。至少一个第一集成电子电路部件可以作为信号处理器件施加在第一载体衬底上，该第一集成电子电路部件设置成用于在第一载体衬底的连接面上提供代表第一压力相对于参考压力的压力差的第一电信号和代表第二压力相对于参考压力的压力差的第二电信号。以相应的方式，第二压力传感器模块可以具有第二载体衬底，在该第二载体衬底上布置具有至少一个第三压力敏感膜片的第三半导体构件，在该第三压力敏感膜片上构造有第三压力感测装置。第三压力感测装置例如可以通过在第三膜片上的惠斯通桥接电路形成。至少一个第二集成电子电路部件可以作为信号处理器件施加在第二载体衬底上，该第二集成电子电路部件设置成用于在第二载体衬底的连接面上提供代表第一压力相对于第二压力的压力差的第一压差信号。这种压力传感器模块能够简单并且价格便宜地制造，并且能够以简单的方式安装在压力传感器的壳体中。尤其地，压力传感器模块可以作为连接盘网格阵列/模具预成型结构(LGA/MPM)或类似物构造。在此，载体衬底在一侧上设有构造为网格阵列的连接网栅并且在另一侧上设有模塑框架和作为真正压力传感器元件的半导体构件。半导体构件例如可以构型为先进的多孔硅MEMS传感器元件(MEMS＝Microelectromechanicalsystems，微机电系统)或例如构型为传统的硅芯片。电子信号处理器件例如可以构造为ASIC(anwendungsspezifischerintegrierteSchaltkreis，专用集成电路)。电子信号处理器件可以通过相应载体衬底的连接面在压力传感器的电接头上提供第一和第二电信号以及第一压差信号。通过使用安装在压力传感器的壳体中的多个压力传感器模块，有利地产生在将压力传感器模块布置在壳体中时的自由度。第一半导体构件在压力传感器的第一侧上被加载以第一压力并且第二半导体构件在压力传感器的第一侧上被加载以第二压力，并且第一半导体构件和第二半导体构件都在压力传感器的背离第一侧的第二侧上被加载以参考压力，由此能够实现特别简单的构造。第三半导体构件可以这样安装在壳体中，使得所述第三半导体构件可选择地在压力传感器的第一侧上被加载以第二压力并且在压力传感器的背离第一侧的第二侧上被加载以第一压力，或者在压力传感器的第一侧上被加载以第一压力并且在压力传感器的背离第一侧的第二侧上被加载以第二压力。特别有利的是压力传感器的以下构造，在该构造中壳体具有壳体基体，在该壳体基体上构造有第一压力接头和第二压力接头。壳体基体可以在压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于流体介质的压力感测的压力传感器(1)，包括：具有第一压力接头(4)和与所述第一压力接头(4)分开的第二压力接头(5)的壳体(10)，其中，所述第一压力接头(4)具有第一压力通道(14)，该第一压力通道能够被加载以第一压力(P1)，其中，所述第二压力接头(5)具有第二压力通道(15)，该第二压力通道能够被加载以第二压力(P2)；和布置在所述壳体(10)中的第一压力感测装置(41)，该第一压力感测装置设置成用于被加载以作用在所述第一压力接头(4)上的所述第一压力(P1)并且用于输出代表所述第一压力(P1)相对于参考压力(P3)的压力差的第一电信号(S1)；和第二压力感测装置(42)，该第二压力感测装置设置成用于被加载以作用在所述第二压力接头(5)上的所述第二压力(P2)并且用于输出代表所述第二压力(P2)相对于参考压力(P3)的压力差的第二电信号(S2)，其特征在于，设有布置在所述壳体(10)中的第三压力感测装置(43)，该第三压力感测装置设置成用于被加载以作用在所述第一压力接头(4)上的所述第一压力(P1)和作用在所述第二压力接头(6)上的所述第二压力(P2)并且用于输出代表所述第一压力(P1)相对于所述第二压力(P2)的压力差的第一压差信号(S3)。/n...

【技术特征摘要】
20190410 DE 102019205154.51.用于流体介质的压力感测的压力传感器(1)，包括：具有第一压力接头(4)和与所述第一压力接头(4)分开的第二压力接头(5)的壳体(10)，其中，所述第一压力接头(4)具有第一压力通道(14)，该第一压力通道能够被加载以第一压力(P1)，其中，所述第二压力接头(5)具有第二压力通道(15)，该第二压力通道能够被加载以第二压力(P2)；和布置在所述壳体(10)中的第一压力感测装置(41)，该第一压力感测装置设置成用于被加载以作用在所述第一压力接头(4)上的所述第一压力(P1)并且用于输出代表所述第一压力(P1)相对于参考压力(P3)的压力差的第一电信号(S1)；和第二压力感测装置(42)，该第二压力感测装置设置成用于被加载以作用在所述第二压力接头(5)上的所述第二压力(P2)并且用于输出代表所述第二压力(P2)相对于参考压力(P3)的压力差的第二电信号(S2)，其特征在于，设有布置在所述壳体(10)中的第三压力感测装置(43)，该第三压力感测装置设置成用于被加载以作用在所述第一压力接头(4)上的所述第一压力(P1)和作用在所述第二压力接头(6)上的所述第二压力(P2)并且用于输出代表所述第一压力(P1)相对于所述第二压力(P2)的压力差的第一压差信号(S3)。


2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，第一压力传感器模块(21)和第二压力传感器模块(22)作为彼此分开的部件安装在所述压力传感器(1)的所述壳体(10)中，在该第一压力传感器模块上构造有所述第一压力感测装置(41)和所述第二压力感测装置(42)，在该第二压力传感器模块上构造有所述第三压力感测装置(43)。


3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述第一压力传感器模块(21)具有第一载体衬底(201a)，在该第一载体衬底上布置具有至少一个第一压力敏感膜片(221)的第一半导体构件(210a)和具有至少一个第二压力敏感膜片(222)的第二半导体构件(210b)，在该第一压力敏感膜片上构造有所述第一压力感测装置(41)，在该第二压力敏感膜片上构造有所述第二压力感测装置(42)，并且，至少一个第一集成电子电路部件(204a)作为信号处理器件施加在所述第一载体衬底(201a)上，该第一集成电子电路部件设置成用于在所述第一载体衬底(201a)的连接面(211a)上提供代表所述第一压力(P1)相对于所述参考压力(P3)的压力差的所述第一电信号(S1)和代表所述第二压力(P2)相对于所述参考压力(P3)的压力差的所述第二电信号(S2)。


4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述第一半导体构件(210a)在所述压力传感器(1)的第一侧(11)上被加载以所述第一压力(P1)，并且所述第二半导体构件(210b)在所述压力传感器(1)的所述第一侧(11)上被加载以所述第二压力(P2)，并且所述第一半导体构件(210a)和所述第二半导体构件(210b)在所述压力传感器(1)的背离所述第一侧(11)的第二侧(12)上都被加载以所述参考压力(P3)。


5.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述第二压力传感器模块(22)具有第二载体衬底(201c)，在该第二载体衬底上布置具有至少一个第三压力敏感膜片(223)的第三半导体构件(210c)，在该第三压力敏感膜片上构造有所述第三压力感测装置(43)，并且，至少一个第二集成电子电路部件(204c)作为信号处理器件施加在所述第二载体衬底(201c)上，该第二集成电子电路部件设置成用于在所述第二载体衬底(201c)的连接面(211c)上提供代表所述第一压...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·哈尔比希，M·哈比比，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE