[发明专利]具有传感器元件以及测量和操作电路的测量装置

说明书

根据本发明的测量装置(1)包括：传感器元件(100)，该传感器元件具有电气换能器(130)和传感器主体，该电气换能器用于提供取决于测量变量的初级信号，并且该传感器主体具有平坦表面部分；以及测量和操作电路(200)，用于驱动换能器并且用于处理初级信号，该测量和操作电路(200)包括至少一个载体和多个电路部件，该多个电路部件包括至少一个集成电路和无源部件，该载体包括电绝缘载体主体(221、241、261)和导电通路，这些导电通路在载体主体中或在其表面上延伸，该集成电路(224、244、246)和无源部件(226、266)被布置在载体主体表面上并且由导电通路接触；其中，该至少一个载体主体(221)被固定到表面部分，以及该换能器经由导电通路电气地连接到该测量和操作电路的电路部件(224、226)，这些部件(224、246、244、246、264、266)利用模塑料(222、242、262)而被封装。

技术领域

本发明涉及一种测量装置，该测量装置包括传感器元件以及测量和操作电路。通用测量装置包括：传感器元件，该传感器元件用于检测测量变量，其中，该传感器元件包括电气换能器，该电气换能器用于提供取决于该测量变量的初级电信号；和传感器主体，该传感器主体包括至少一个平坦表面部分；测量和操作电路，该测量和操作电路用于驱动电气换能器并且用于处理由该电气换能器提供的信号，其中，该测量和操作电路包括至少一个载体和多个电路部件，该多个电路部件包含至少一个集成电路和至少一个离散的无源电气部件，其中，该载体包括电绝缘载体主体和导电轨道，这些导电轨道在载体主体和/或至少一个载体主体表面上行进，其中，该集成电路和无源电气部件被布置在载体主体表面上并且由导电轨道接触。这些初级信号应以尽可能不失真的形式提供给测量和操作电路，以实现转换为对干扰变量和环境影响——诸如温度和湿度——不太敏感的更鲁棒的信号。为此目的，该测量和操作电路靠近于换能器被布置在传感器主体上。

背景技术

公开的专利申请DE 101 35 568A1公开了一种压力测量装置，该压力测量装置包括传感器元件，该测量和操作电路被布置在该传感器元件的后侧上并且由金属帽罩盖。该帽沿着传感器主体的边缘区域中的周向接头、通过活性钎焊焊料以气密密封的方式结合到传感器元件的传感器主体。这是一个非常复杂的制造过程，该制造过程在生产过程中将电路暴露在高热负荷下，并且由于设计而导致相当大的热机械应力和滞后。

公开的专利申请DE 102 00 780A1公开了一种压力测量装置，该压力测量装置包括陶瓷传感器主体和陶瓷罐，该陶瓷罐被布置在传感器主体的后侧上并且由传感器主体封闭。该测量和操作电路被封闭在罐中。同时，该罐用于在后侧上支承传感器主体，即该罐是压力测量装置的机械确定部件。一方面实现气密连接，另一方面实现罐和传感器主体之间的无滞后连接是特别复杂的。

公开的专利申请DE 103 26 975A1公开了一种压力测量装置，该压力测量装置包括压力传感器元件并且还包括测量和操作电路，该压力传感器元件包括电容式换能器，并且该测量和操作电路以气密密封胶囊形式被布置在压力测量单元的传感器主体的后表面上。该气密密封胶囊包括陶瓷或金属材料，并且通过中央支承件或连接线与传感器主体的后表面保持距离。这些连接线形成取决于湿气的寄生电容，其中，这些连接线的疏水性旨在降低湿气依赖性。

公开的专利申请DE 10 2008 054 97A1公开了一种压力测量装置，该压力测量装置包括压力传感器元件，用于封装测量和操作电路的壳体被焊接到该压力传感器元件的后侧上。在该壳体用需焊接到壳体的罩盖闭合之前，在壳体中，该测量和操作电路经由结合线连接到该压力传感器元件的电容式换能器。该设计非常复杂并且需要相对较大的壳体基面，因为结合线仍然必须在壳体内从后传感器表面的自由区域引导到该测量和操作电路。这是昂贵的并且减少了传感器主体后侧上可以支承传感器元件的剩余表面。此外，由于壳体、传感器主体以及壳体与传感器主体之间的焊接材料的热膨胀系数不同，因此，大的壳体基面可能在传感器主体中引起更广泛的热机械应力，从而导致温度滞后。

发明内容