OEM-Drucktransmitter Miniaturisierung in der Druckmesstechnik

Autor / Redakteur: Daniel Hofer und Bernhard Vetterli / Silvano Böni

>> Bei den OEM-Transmittern von Keller handelt es sich doppelt – und im besten Sinne – um Embedded-Systeme. Zum einen sind Sensor und Folgeelektronik in das gleiche Gehäuse eingebettet, zum anderen eignet sich die Transmitter-Kapsel hervorragend zur Einbettung in applikationsspezifische Systeme. Das Ausgangssignal ist je nach Bedarf normiert und über Temperatur kompensiert, ratiometrisch oder digital.

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Die OEM-Transmitter der C-Serie von KELLER sind in unterschiedlichsten Ausführungen verfügbar, wobei hohe Flexibilität in der Fertigung durch identisches Innenleben gegeben ist. Abgebildet ist die Hochdruckversion.
Die OEM-Transmitter der C-Serie von KELLER sind in unterschiedlichsten Ausführungen verfügbar, wobei hohe Flexibilität in der Fertigung durch identisches Innenleben gegeben ist. Abgebildet ist die Hochdruckversion.
(Bild: Keller)

Die bei Keller entwickelte Chip-in-Oil-Technologie (CiO) setzt den Trend zur Miniaturisierung in der Sensorik in die Wirklichkeit um. Vorteile sind die damit erreichbare hoch kompakte Bauform, die hohe Widerstandsfähigkeit gegen elektrische Störfelder und die hohe Vibrationsbeständigkeit durch kleine Massen und kurze Leitungswege.

Im Klartext bedeutet CiO-Technologie, dass im gleichen Gehäuse unmittelbar neben dem Drucksensor ein ASIC montiert wird, der dem Anwender eine Reihe von vorteilhaften Funktionalitäten bietet. Deshalb wird die Druckmesskapsel aber nicht grösser, die Aussenmasse bleiben dieselben. Dieses Transmitter-Konzept ist in den Gehäusen 4L bis 9L, ab einem Durchmesser von 11 mm lieferbar.

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Robust gegen elektrische Felder

Eingesinterte Glasdurchführungen liefern die Transmitter-Signale nach aussen. Im Innern erfolgt die Verdrahtung durch kurze, leichte Bonddrähte – alles unter Ausschluss von Luft unter Öl. Als Erstes kann also beim weiteren Einbau des Druckaufnehmers auf den Anschluss filigraner Signalaufbereitungsplatinen samt vieladriger Verkabelung verzichtet werden. Als Zweites muss diese Folgeelektronik auch nicht vor Feuchte und Betauung geschützt werden. Zusammen mit dem Edelstahlgehäuse wirken die Glasdurchführungen wie Durchführungskondensatoren und bilden einen Faraday’schen Käfig. Damit ist die CiO-Technologie extrem robust gegen elektrische Felder. Selbst Feldstärken von 250 V/m bei Frequenzen bis 4 GHz können das Messsignal nicht beeinflussen. Die digitale Schnittstelle muss vom Gerätebauer selbst geschützt werden.

Der ASIC ist als Mikrocontroller mit entsprechender Peripherie ausgelegt, so dass die Sensorsignale mit grosser Auflösung und Dynamik erfasst werden können. Zusätzlich zum eigentlichen Prozessdruck wird die Temperatur des Drucksensors gemessen und bei der Signalaufbereitung zur mathematischen Temperatur-Kompensation verwendet. Die OEM-Transmitter bieten zwei Ausgangssignale: einen ratiometrischen analogen Spannungsausgang und eine digitale Inter-Integrated-Circuit-Schnittstelle (I2C).

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