DE3631659A1

DE3631659A1 - Vorrichtung zum druckmessen

Info

Publication number: DE3631659A1
Application number: DE19863631659
Authority: DE
Inventors: Acqua Roberto Dell; Orto Giuseppe Dell; Giuseppina Rossi; Gilberto Dendi
Original assignee: Marelli Autronica SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1987-03-26
Also published as: GB2180656B; JPS6269137U; GB8622353D0; NL8602361A; FR2587485B1; PT83394A; PT83394B; JPH0539472Y2; BE905450A; US4732044A; IT206726Z2; IT8553805V0; FR2587485A1; CH668645A5; GB2180656A; ES2002780A6

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich tung zum Druckmessen und insbesondere auf eine Vorrich tung die folgende Teile umfaßt:

Ein Trägergehäuse, das eine Öffnung aufweist, eine Grundplatte, die in dem Gehäuse montiert ist und durch die Wirkung eines in das Gehäuse durch die Öffnung einwirkenden Drucks deformiert wird, zumindest einen elektrischen Verformungssensor, vorzugsweise einen Dick schichtwiderstand, der auf die Grundplatte aufgebracht ist, und

Schaltkreisvorrichtungen, die in dem Gehäuse angebracht sind und an die zumindest ein elektrischer Verformungs sensor angeschlossen ist, um elektrische Signale auszuge ben, die einer vorherbestimmten Antwortkurve proportional zu den Deformationen der Grundplatte selbst folgen und somit proportional zu dem auf dieser wirkenden Druck sind.

Druckmesser dieser Gattung werden beispielsweise in Motorfahrzeugen, insbesondere elektronischen Ein spritzsystemen, elektronischen Zündsystemen, Benzinver brauchsmessern und dergleichen angewandt.

In solchen Anwendungsfällen wird die Druckmeßvorrichtung grundsätzlich mit einer elektronischen Steuer- und Betätigungsvorrichtung (Zentralsteuerung) verbunden. Die Druckmeßvorrichtung, die gemäß dieser Anmeldung normaler weise zur Druck- oder Vakuum-Messung in der Einströmsam melleitung dient, ist in einer einfach zugänglichen Lage der Maschine angeordnet, während die elektronische Steuer- und Bedienungseinheit andererseits häufig in einer Lage montiert ist, die nur mit Schwierigkeiten zugänglich ist.

Was im einzelnen im Hinblick auf eine gute Funktions tüchtigkeit des zuvor genannten Systems oder der Vorrich tung wichtig ist, ist ihre Angleichung während des anfänglichen oder nachfolgenden Einstellens.

Die bisher zur Verfügung stehenden Druckmeßvorrichtungen erlauben es nicht, ihre Eigenschaften zu ändern und die Anpassung wird deswegen mittels des elektronischen Steuersystems bewirkt, welches, wie zuvor aufgeführt, an einer Position vorgesehen ist, die nur schwierig zugäng lich ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckmeßvorrichtung oben genannter Gattung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, die Anpassung des Systems oder der Vorrichtung von der sie einen Teil bildet, zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Druckmeß vorrichtung der Gattung, wie sie anfänglich beschrieben wurde und deren Hauptmerkmale in der Tatsache liegen, daß sie weiterhin von Hand bedienbare Einstellvorrichtungen enthält, die vom Äußeren des Gehäuses zugänglich sind und mit dem elektrischen Kreis verbunden sind, um die vorher bestimmten Charakteristika der Antwortkurve zu ändern.

Entsprechend einer weiteren Eigenschaft kann die Nach stellvorrichtung Vorrichtungen enthalten zum Erzeugen eines Anstiegs oder eines Abfalls konstanter Größe in der Intensität der Signalausgabe des elektrischen Kreises.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform, kann die Nachstellvorrichtung zweite Vorrichtungen zum Vervielfa chen der Intensität des Ausgangssignals des elektrischen Kreises um einen konstanten Faktor enthalten.

Der erfindungsgemäße Sensor zur Aufnahme des Drucks in der Einströmsammelleitung eines Motors ermöglicht bei spielsweise eine leichte Einstellung der Maschine, speziell in Hinsicht auf die Vergasereinstellung, die Nachstellung der Leerlaufdrehzahl und der Abgase.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von zeichnerisch darge stellten Ausführungsbeispielen, die lediglich als erläu ternde und nichteinschränkende Beispiele gedacht sind.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht einer erfindungs gemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht der Vorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 3 ein elektrisches Schaltdiagramm des Sensors, der in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist,

Fig. 4 ein Diagramm, das die Änderungen im Spannungsaus gang der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhän gigkeit vom gemessenen Druck zeigt,

Fig. 5 die perspektivische Darstellung einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6 ein elektrisches Schaltbild des Sensors, der in Fig. 5 dargestellt ist,

Fig. 7 ein weiteres mögliches elektrisches Schaltbild der in Fig. 6 dargestellten Anordnung und

Fig. 8 eine Schnittdarstellung, die ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 enthält eine Druckmeßvorrichtung 1 gemäß der Erfindung ein Trägerge häuse, das aus einer unteren Basisplatte 2, auf der ein Hohlkörper 3 durch Schrauben und/oder eine Klebeverbin dung ortsfest aufgebracht ist. Körper 3 und Basisplatte 2 sind beispielsweise beide aus Plastik hergestellt.

Zwischen dem Körper 3 und der Basisplatte 2 wird eine Kammer eingeschlossen, die mit der Umgebung durch eine Öffnung, die mit 4 in Fig. 2 angegeben ist, und ein externes Verbindungsglied, das mit 5 angegeben ist, kommuniziert.

Eine im wesentlichen kreisförmige Grundplatte 6, bei spielsweise aus Keramikmaterial, wird gegenüberliegend zur Öffnung 4 in der Kammer angeordnet. Dickschichtwider stände wurden auf der Grundplatte 6 in bekannter Weise aufgebracht; zwei erste Widerstände wurden gegenüberlie gend den Einspannrädern der Grundplatte 6 und weitere zwei Widerstände nahe an deren Zentrum angeordnet. Diese Widerstände sind durch Leiterbahnen mit einem Verarbei tungsschaltkreis verbunden, der in einer gedruckten Schaltung 7, welche in der Nähe der Grundplatte 6 angeordnet ist, enthalten ist. Im Körper 3 ist ein elektrisches Verbindungsglied mit drei Kontaktblättern 8 a, 8 b und 8 c vom Äußeren her zugänglich und mit dem Schaltkreis, der in der Schaltung 7 enthalten ist, verbunden. Im einzelnen sind die Anschlüsse 8 a und 8 c dazu vorgesehen, mit einer Wechselstromquelle bzw. Erde verbunden zu werden, während der Anschluß 8 b für das Ausgangssignal, welches während des Meßvorganges der Vorrichtung erzeugt wird, vorgesehen ist.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß die Dickschichtwiderstän de 9 und 12, welche auf der Grundplatte 6 aufgebracht sind, über eine Brücke miteinander verbunden sind und die Scheitelpunkte an der ersten Diagonalen der Brücke mit den Ausgängen 8 a und 8 c verbunden sind, während die Scheitelpunkte der anderen Diagonalen mit einem Diffe renzialverstärker 13 verbunden sind, der mit einem Rückkopplungswiderstand 14 versehen ist.

Im Betrieb wird der zu messende Druck durch das Verbin dungsglied 5 und die Öffnung 4 in die Kammer geleitet, in der die biegsame Grundplatte 6 markiert ist. Die Deformation der Grundplatte 6 bewirkt eine entsprechende Deformation der Widerstände 9 bis 12, wobei dadurch eine Unausgeglichenheit der Brückenspannung erzeugt wird. Der Signalausgang V _o des Verstärkers 13 ist somit eine eindeutige Funktion der Deformation der Dickfilmwider stände 9 bis 12, welche wie Piezowiderstandswandler arbeiten, und somit des gemessenen Druckes. Die Antwort kurve der Vorrichtung ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Die Ausgangsspannung V _o ist teilweise eine lineare Funktion des Druckes P, wie sich in der durchgezogenen Geraden A in Fig. 4 zeigt.

In der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 wird ein Potentiometer mit einer Einstellschraube (Trimmer) eben falls in eine zylindrische Öffnung 20 in den Körper 3 eingebaut. Dieser Potentiometer ist in Fig. 3 mit 19 bezeichnet. Sein widerstandsbehafteter Teil ist verbin dend zwischen den Ausgängen 8 a und 8 c eingebracht, während sein Schleifer mit einem Eingang des Verstärkers 13 verbunden ist. Die in den Verstärker gespeiste Verschiebespannung wird mit Hilfe dieses Trimmers vari iert und die Antwortkurve der gesamten Vorrichtung wird somit in der V _o, p-Ebene im Diagramm der Fig. 4 verschoben, wie es beispielsweise durch die strichlierte Gerade A′ in diesem Diagramm angezeigt ist. Der Potentio meter 19 ermöglicht somit eine Nachstellung des Null punkts der Meßvorrichtung, d. h. die Karibrierung der Vorrichtung, so daß das Signal V _o den Wert Null bei einem vorherbestimmten Wert des gemessenen Drucks annimmt.

Die zylindrische Öffnung 20, in der der Trimmer 19 angeordnet ist, hat einen oberen entfernbaren Deckel, der beispielsweise durch einen Deckel 20 a aus Plastik gefertigt wird, in dem bevorzugte Ausbrechlinien durch geeignete Verminderungen in seiner Schichtdicke vorgesehen sind. Der Potentiometer 19 kann durch den Mechaniker eingestellt werden und schließlich wieder abgeschlossen werden. Nach jeder folgenden Nachstellung des Potentiometers, kann der Zugang zum Potentiometer 19 nach Ausbrechen des entfernbaren Deckels 20 a gewährlei stet werden. Die Öffnung 20 kann mittels eines Abschluß gliedes, das jeweils nach folgenden Nachstellarbeiten wieder aufgesetzt werden kann, verschlossen werden.

Um eine maximale Flexibilität der Nachstellung der Antwortkurve der Meßvorrichtung zu ermöglichen, ist es dennoch nicht nur wünschenswert, eine Verschiebung der Antwortkurve zu ermöglichen, sondern ebenfalls die Sensitivität der Vorrichtung zu verändern, d. h. zu ermöglichen, die Ausgangsgröße des Signals der Vorrich tung mit einem konstanten Faktor (größer oder kleiner als 1) zu multiplizieren. Das bedeutet, daß im Diagramm der Fig. 4 die Steigung der Antwortkurve verändert wird, wie es beispielsweise in der Änderung der Steigung von der geraden Linie A zu der strichpunktierten Linie A′′. Um eine Änderung der Sensitivität der Vorrichtung zu bewirken wird ein weiterer Einstellpotentiometer gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. In Fig. 6 ermöglicht ein Potentiometer 119′ die Änderung des Verstärkungsfak tors des Verstärkers 13, während in Fig. 7 ein Potentiometer 119′′ zwischen den Eingängen des Verstär kers 13 einen ähnlichen Effekt mit sich bringt.

In der Bauform, die die größte Flexibilität bezüglich der Nachstellung hat, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, trägt die erfindungsgemäße Druckmeßvorrichtung zwei Öffnungen 20′, 20′′, in der zwei Nachstelltrimmer 19 und 119′ oder 119′′ jeweils enthalten sind.

Obwohl es nicht im einzelnen dargestellt ist, daß eine Druckmeßvorrichtung mit einem einzigen Trimmer zum alleinigen Nachstellen der Sensitivität versehen werden kann, fällt auch diese Lösung in den Bereich der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäße Druckmeßvorrichtung kann in Folge der Nachstellvorrichtung oder der Nachstellvorrichtungen, die in dieser integriert sind, sehr schnell und genau eingestellt werden. Darüber hinaus ermöglicht sie, falls sie in Regelsystemen für den Betrieb eines Motors mit Innenverbrennung angewandt werden, eine schnelle Einstel lung des Motors, ohne eine Nachstellung oder Kompensation dieses Systems durch eine elektronische Regeleinrichtung.

Selbstverständlich erstreckt sich die Erfindung auf alle Ausgestaltungen, die denselben Nutzen mit sich bringen und sich auf den gleichen Erfindungsgedanken stützen.

Claims

1. Druckmeßvorrichtung, welche folgende Teile umfaßt:
ein Trägergehäuse mit einer Öffnung,
eine Grundplatte, welche in dem Gehäuse montiert ist und durch die Einwirkung eines zu messenden Druckes, der in das Gehäuse durch die Öffnung eingeleitet wird, deformiert wird,
zumindest einen elektrischen Verformungssensor, der vorzugsweise ein Dickschichtwiderstand ist und auf der Grundplatte aufgebracht ist und
Schaltkreisvorrichtungen, die in dem Gehäuse ange bracht sind und mit zumindest einem elektrischen Verformungssensor verbunden sind, um elektrische Signale, die entsprechend einer vorherbestimmten Antwortkurve der Verformung der Grundplatte und somit des auf sie wirkenden Druckes proportional sind, dadurch gekennzeichnet,
daß sie weiterhin folgende Teile umfaßt:
von Hand bedienbare elektrische Nachstellvorrichtungen (19, 119′, 119′′), die in dem Gehäuse montiert sind und mit Schaltkreisvorrichtungen zum Ändern der festgeleg ten Charakteristika der Antwortkurve verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung erste Vorrichtungen (19) enthält, die eine konstante Vergrößerung oder Abnahme in der Intensität des Ausgangssignals (V _o) des Schaltkreises (13) bewirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtungen zweite Vorrichtungen (119′, 119′′) enthält, um die Intensität des Ausgangs signals (V _o) des Schaltkreises (13) mit einem konstan ten Faktor zu multiplizieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
in welchem der Schaltkreis einen Verstärker (13) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtungen einen Potentiometer (119′) umfassen, um den Verstärkungsfaktor des Ver stärkers (13) zu ändern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
in welchem zumindest ein Verformungssensor ein Dick schichtwiderstand ist, der in einen Brückenkreis eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung einen Potentiometer (119′′) beinhaltet, der mit der Brückenschaltung (9 bis 12) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2,
in welchem der Schaltkreis einen Differenzialverstär ker (13) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung einen einstellbaren Generatorkreis (19) enthält, um an den Eingang des Differentialverstärkers (13) eine Verschiebespan nung anzulegen.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung in einem Gehäuse (20) welches in dem Gehäuse (2, 3) vorgesehen ist, montiert ist und daß dieses mit einem aufsetzba ren Verschlußglied (20 a) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Vorrichtung (19; 119′ oder 119′′) in entsprechenden Gehäusen (20, 20′) die mit entsprechenden aufsetzbaren Verschlußgliedern versehen sind, montiert sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied für jedes Gehäuse (20; 20′, 20′′) herausbrechbar ist, um einen Zutritt zu den Nachstellvorrichtungen zu erlauben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Gehäuse (20, 20′, 20′′) nach dem Ausbrechen des ausbrechbaren Verschlußgliedes ein entfernbares Abschlußglied aufnehmen und tragen kann.