专利名称：用于变化温度情况下的压力测量的方法及用于变化温度情况下的压力测量的压力测量传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在变化温度情况下的压力测量的方法以及用于这种目的的压力测量传感器。已知的是压力测量传感器具有对温度的交叉敏感性(cross sensitivity), 使得通常校正温度对压力测量的影响。然而，在已建立校正方法的情况下，假设了均衡 (equilibrium)状态，该均衡状态不适合以恰当的方式考虑时间变化的温度梯度的影响。
背景技术：
Petit等人在US 2005/0000290A1中公开了一种方法，其中使用了温度关于时间的一阶导数以及温度关于时间的二阶导数，以补偿温度梯度的影响。Darmhauer等人在DE 102006050451A1中公开了一种压力测量设备，该压力测量设备基于对温度跳变的特征阶跃响应来使用相应的压力测量单元的取决于时间的积分温度，以便补偿温度对压力测量值的影响。对于温度改变的速率是对温度梯度的度量而导致其对压力测量值的影响不能再用均衡模型来补偿而言，针对补偿考虑到温度改变的速率或者温度的时间导数的方法在理论上是正确的。然而，Petit等人的工作在一定程度上是有缺陷的，其在某种程度上将压力测量传感器描述为完全通过当前参数确定的马尔科夫(Markov)系统。这种假设对于特定系统来说可能是恰当的，但是对于现实生活中的压力测量设备来说它肯定没有普遍适用性，其中不同的材料在接口处机械地对接，系统的行为可以通过其先前的历史来共同确定的，尤其是在材料(至少部分地)不仅是弹性的而且替代地还具有塑性的情况下。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于补偿温度梯度对压力测量传感器的影响的改进的方法。本发明的目的还在于提供一种实现这样的方法的压力测量传感器。根据本发明这些目的通过权利要求1中限定的方法以及权利要求9中限定的压力传感器来实现。本发明的用于补偿温度梯度对压力测量传感器的影响的方法包括下述步骤记录温度信号T (t)，确定温度信号的时间导数dT/dt，利用取决于时间导数的校正函数来校正压力测量值，其特征在于，作为时间导数符号的函数，选择另一个校正函数，或者选择同类型函数中的其他系数。 在本发明的进一步改进中，在dT/dt的一个符号的情况下应用的校正函数Ρ。。
(Τ, TQ，dT/dt)对压力测量值具有比在dT/dt的另一符号的情况下应用的校正函数更大的影响， 特别是其保持 I Pcorr (T，T。，dT/dt) / (dT/dt) I 对于 dT/dt < 0
小于Pcorr (Τ, T0, dT/dt) / (dT/dt) I 对于 dT/dt > 0。在本发明的进一步改进中，校正函数与温度的时间导数dT/dt成比例，其中例如， 仅当dT/dt的幅度超过参考值Rfait时应用校正函数。在该限值之下，可以省略用于动态温度效应的校正。在本发明的另一个改进中，校正函数与和数成比例，该和数包含常数以及系数与当前温度和起始温度Ttl之间差的乘积。起始温度Ttl特别是下述温度当在校正循环中温度关于时间的导数的幅度第一次超过参考值Rfait时测量的温度。本发明的压力测量装置包括壳体；压力测量单元，该压力测量单元被布置在该壳体中；以及温度传感器，该温度传感器被布置在该壳体中，其中压力测量单元通过壳体开口可与介质压力接触，其中压力测量单元具有转换器，该转换器输出取决于压力的主信号，其中温度传感器记录与压力测量单元的行为相关的温度、并且输出与这样的温度相对应的温度信号，其中压力测量传感器进一步包含处理电路，以便于提供压力测量值，该压力测量值依赖于主信号、温度信号和温度信号的时间导数，其中时间导数对于压力测量值的影响程度取决于时间导数的符号。在本发明的进一步的改进中，压力测量传感器包括压力测量单元，该压力测量单元通过壳体开口直接与介质接触，其中密封环被轴向地夹持在围绕壳体开口的壳体壁和压力测量单元的端面之间。在本发明的进一步的改进中，密封环包括弹性体。在本发明的该进一步的改进的实施例中，密封环由壳体壁的一部分径向地支撑。在本发明的进一步的改进中，压力测量单元包括陶瓷压力测量单元，尤其是带有刚玉的测量膜和刚玉的平台的测量单元。在本发明的该进一步的改进的实施例中，以活性钎焊(active braze)来接合该测量膜和该平台。在本发明的当前优选实施例中，本发明的压力测量传感器的壳体包括金属材料， 尤其是钢。在进一步的改进中，为补偿动态温度影响提供参考的温度传感器与压力测量单元热接触。尤其是，温度传感器可以布置在压力测量单元的平台的后表面上。在本发明的进一步的改进中，由压力测量传感器输出的压力测量值以两阶段方法来确定，其中，首先，在考虑到主信号和温度信号的情况下获得压力测量值，并且其中，当温度的时间导数dT/dt的幅度超过参考值Rfait时发生用于动态温度波动的接下来的补偿。


现在将基于附图中图示的实施例的示例来解释本发明，附图示出如下图1是周期性出现温度跳变的测量数据；图2是用于在不同起始温度的情况下的正的温度跳变以及用于负的温度跳变的压力校正函数的实施例示例的时间曲线；以及图3是本发明的压力测量传感器的实施例的示例。
具体实施例方式图1中图示的测量数据示出了压力测量传感器的零点波动，该压力测量传感器由于介质改变而交替地经历在4摄氏度到150摄氏度之间的温度跳变。在这样的情况下，以 T标记的曲线示出了温度信号，该温度信号由本发明的压力测量传感器的温度传感器来记录，并且该温度信号仅根据特征时间常数来遵循温度跳变。以Ps标记的曲线示出了压力测量值，基于本发明的压力测量传感器的压力测量单元的转换器的主信号并且基于与压力测量传感器相关联的温度传感器的温度信号来确定该压力测量值。清楚的是，在正的温度跳变的情况下压力信号的零点明显朝着负值移动，并且在负的温度跳变的情况下零点移动到正的区域中。在该图中，很明显，负的温度跳变情况下压力零点松弛(relax)从而接近真实值明显比在正的温度跳变的情况下更快。这种不同行为的原因将在下面进一步探寻。以ρ标记的曲线示出了对曲线Ps中所示的数据应用本发明的方法之后零点信号的曲线。在这样的情况下，清楚的是，在短的过冲(overshooting)之后已经校正的压力信号非常快速地返回到零点附近的容差带，并且实际上，与是正的温度跳变还是负的温度跳变无关。对于图1中的数据，根据下述等式来确定要输出的压力测量值，T)
权利要求
1.一种用于补偿温度梯度对压力测量转换器的影响的方法，包括下述步骤 记录压力信号&(t)，记录温度信号T (t)， 探知压力测量值ps(Sp(t),T(t)) 确定所述温度信号的时间导数dT/dt， 以取决于所述时间导数的校正函数校正所述压力测量值， 其特征在于，作为所述时间导数的符号的函数，选择另一个校正函数，或者选择同类型的函数中的其他系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在dT/dt的一个符号的情况下应用的校正函数， Pcorr (T，T0, dT/dt)，对所述压力测量值具有比在dT/dt的另一符号的情况下应用的校正函数更大的影响。
3.根据权利要求2所述的方法，其中Pcorr (T, T0, dT/dt) / (dT/dt) I 对于 dT/dt < 0 小于Pcorr (Τ, T0, dT/dt) / (dT/dt) I 对于 dT/dt > 0。
4.根据前面权利要求之一所述的方法，其中，所述校正函数与所述温度的时间导数 dT/dt成比例。
5.根据前面权利要求之一所述的方法，其中，仅当dT/dt的幅度超过参考值Rtoit时应用所述校正函数。
6.根据前面权利要求之一所述的方法，其中，所述校正函数与和数成比例，所述和数包含常数以及系数与当前温度和温度跳变开始处的起始温度Ttl之间的差的乘积。
7.根据权利要求5和6所述的方法，其中，所述起始温度Ttl是在校正循环中第一次 dT/dt > Rtoit时测量的温度。
8.根据前面权利要求之一所述的方法，其中，由所述压力测量转换器输出的所述压力测量值以两阶段方法来探知，其中，首先，考虑到主信号和所述温度信号来获得压力测量值，并且其中，当所述温度的时间导数dT/dt的幅度超过参考值Rtoit时发生对于动态温度波动的接下来的补偿。
9.一种压力测量传感器(1)，包括壳体(5)，所述壳体(5)具有壳体开口(14)； 在所述壳体中布置的压力测量单元(Ia)； 在所述壳体中布置的温度传感器(11)，其中，通过所述壳体开口(14)，所述压力测量单元(Ia)可与介质压力相接触， 其中，所述压力测量单元(Ia)具有转换器，所述转换器输出取决于压力的主信号， 其中，提供所述温度传感器(11)以记录与所述压力测量单元的行为相关的温度，并且输出与这样的温度相对应的温度信号，其中，所述压力测量传感器进一步包括处理电路(12)，以便提供压力测量值，所述压力测量值取决于所述主信号、所述温度信号和所述温度信号的时间导数，其中，所述时间导数对所述压力测量值的影响程度取决于所述时间导数的符号。
10.根据权利要求9所述的压力测量传感器，其中，所述压力测量单元通过所述壳体开口(14)可直接与所述介质接触，其中密封环(6)被轴向地夹持在围绕所述壳体开口的径向向内作用的肩部(13)和所述压力测量单元(Ia)的端面之间。
11.根据权利要求10所述的压力测量传感器，其中，所述密封环由所述壳体壁的一部分径向地支撑。
12.根据权利要求9至11之一所述的压力测量传感器，其中，所述压力测量单元包括具有刚玉的测量膜和刚玉的平台的陶瓷压力测量单元。
13.根据权利要求9至12之一所述的压力测量传感器，其中，所述壳体包括金属，尤其是钢。
14.根据权利要求9至13之一所述的压力测量传感器，其中，为补偿动态温度影响参考的所述温度传感器与所述压力测量单元热接触。
15.根据权利要求9至14之一所述的压力测量传感器，其中，将所述温度传感器布置在所述压力测量单元的平台的后表面上，或者靠近所述后表面。
全文摘要
一种用于补偿温度梯度对压力测量转换器的影响的方法，包括如下步骤记录压力信号Sp(t)，记录温度信号T(t)，探知压力测量值ps(Sp(t)，T(t))，确定温度信号的时间导数dT/dt，以取决于时间导数的校正函数校正该压力测量值，其特征在于，作为该时间导数的符号的函数，选择另一个校正函数，或者选择同类型的函数中的其他系数。
文档编号G01L19/04GK102472679SQ201080033393
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年7月21日
发明者伊戈尔·格特曼, 托马斯·尤林, 曼纽尔·利特克, 艾尔玛·沃斯尼察 申请人:恩德莱斯和豪瑟尔两合公司