DE4215258C2

DE4215258C2 - sensor

Info

Publication number: DE4215258C2
Application number: DE19924215258
Authority: DE
Inventors: Daniel Prof Dipl Phys Bender
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-09
Filing date: 1992-05-09
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2012-05-10
Also published as: DE4215258A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a sensor according to the preamble of Claim 1.

Sensoren dieser Gattung weisen eine Meß-Biegefeder als Meßgrö ßenumformer auf. Eine mittels des Sensors zu bestimmende oder zu überwachende Eingangsmeßgröße übt auf die Meß-Biegefeder eine auslenkende Kraft aus. Entsprechend der Auslenkung ändert sich der Abstand der Meß-Biegefeder von einem feststehenden Referenz element. Der Abstand wird in eine Ausgangsgröße umgeformt, in der Regel in ein elektrisches Signal. Ein Anwendungsbeispiel ist ein Strömungssensor, bei welchem das Strömungsmedium, z. B. ein gasförmiges Medium, auf die Meß-Biegefeder auftrifft und diese entsprechend dem Strömungsimpuls auslenkt.Sensors of this type have a measuring spiral spring as a measuring variable external converter. One to be determined or to be determined by means of the sensor monitoring input measured quantity exerts a force on the measuring spiral spring deflecting force. According to the deflection changes the distance of the measuring spiral spring from a fixed reference element. The distance is converted into an output variable, in usually in an electrical signal. An application example is a flow sensor in which the flow medium, e.g. B. a gaseous medium, on the measuring spiral spring and this deflects according to the flow impulse.

In der US 2 968 947 ist ein Sensor der eingangs genannten Gat tung zur Druckmessung beschrieben, bei welchem das Referenzel ement eine feststehende Kondensatorplatte ist. Die Meß-Biegefe der nähert sich entsprechend ihrer Auslenkung mehr oder weniger dieser feststehenden Kondensatorplatte, so daß sich die Kapazi tät des aus der Meß-Biegefeder und der feststehenden Kondensa torplatte gebildeten Kondensators entsprechend ändert. Um eine höhere Empfindlichkeit des Sensors zu erhalten, muß eine weiche Meß-Biegefeder mit geringer Rückstellkraft verwendet werden. Eine solche Meß-Biegefeder kann jedoch bereits durch Störkräfte, z. B. durch die Schwerkraft ausgelenkt werden. Es ist daher notwendig, den Sensor entweder exakt in einer vorgegebenen Lage einzubauen oder die von der Einbaulage abhängige störende Aus lenkung durch die Schwerkraft mittels einer Nullpunkt-Justage auszugleichen.In US 2 968 947 is a sensor of the Gat mentioned described for pressure measurement, in which the reference ement is a fixed capacitor plate. The measuring bend it approaches more or less according to its deflection this fixed capacitor plate, so that the capaci act of the measuring spiral spring and the fixed condensate capacitor formed capacitor changes accordingly. To one To get higher sensitivity of the sensor must be a soft one Measuring spiral spring with low restoring force can be used. Such a spiral spring can, however, already be caused by interference forces, e.g. B. deflected by gravity. It is therefore necessary, the sensor either exactly in a given position to install or the annoying Aus depending on the installation position steering by gravity using a zero point adjustment balance.

Aus der DE 34 10 955 A1 ist ein Meßwandler bekannt, der einen Satz von starren Kondensatorplatten aufweist, zwischen die ein weiterer Satz ebenfalls starrer Meßplatten parallel zur Platten ebene in Abhängigkeit von der Meßgröße eingeschoben wird. Es ändert sich nicht der Kondensatorabstand zwischen den Kondensa torplatten und den Meßplatten, sondern die Kondensatorfläche in welcher sich die Kondensatorplatten und die Meßplatten gegen überstehen.From DE 34 10 955 A1 a transducer is known, the one Set of rigid capacitor plates between which one another set of rigid measuring plates parallel to the plates plane is inserted depending on the measured variable. It the distance between the condensers does not change Torplatten and the measuring plates, but the capacitor area in which the capacitor plates and the measuring plates against each other survive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der ein gangs genannten Gattung so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau der lageabhängige Einfluß der Schwerkraft möglichst eliminiert wird.The invention has for its object a sensor gangs mentioned form so that with a simple structure the position-dependent influence of gravity is eliminated as far as possible becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved with a sensor the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims Chen specified.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor wird die Auslenkung der Meß- Biegefeder nicht gegenüber einem feststehenden Referenzelement gemessen, sondern gegenüber einer Referenz-Biegefeder, die eine im wesentlichen gleiche Biegecharakteristik wie die Meß-Biegefe der aufweist und so eingespannt ist, daß sie durch die Schwer kraft im wesentlichen in gleicher Weise ausgelenkt wird wie die Meß-Biegefeder. Die je nach Lage des Sensors unterschiedliche Auslenkung der Meß-Biegefeder durch die Schwerkraft führt daher nicht zu einer Nullpunkt-Ver schiebung, da die Referenz-Biegefeder stets in gleicher Weise und um den gleichen Betrag von der Schwerkraft ausge lenkt wird. Die Auslenkung der Meß-Biegefeder und der Refe renz-Biegefeder durch die Schwerkraft ist zwar lageabhängig, aber in jeder Lage für die Meß-Biegefeder und die Referenz- Biegefeder gleich, so daß deren Abstand stets gleich ist, solange keine Eingangsmeßgröße an der Meß-Biegefeder an greift. Der Nullpunkt der Sensoranzeige ist somit lageunab hängig und stabil. Eine Nullpunktsjustage ist nicht erfor derlich. Der Sensor kann daher in jeder beliebigen räumli chen Lage eingebaut werden. Dadurch ist der Sensor flexibel im Einsatz und der Einbau kann optimal den Bedingungen des Gerätes oder der Anlage angepaßt werden, bei welchen der Sensor eingesetzt wird. Es ist auch möglich, den Sensor in beweglichen Geräten und Einrichtungen zu verwenden, in welchen er seine räumliche Lage während des Betriebs ändert.In the sensor according to the invention, the deflection of the measuring Bending spring not against a fixed reference element measured, but compared to a reference spiral spring, the one essentially the same bending characteristic as the measuring bending plane which has and is clamped so that it through the heavy force is deflected in essentially the same way as that Measuring spiral spring. Depending on the location of the Different deflection of the measuring spiral through gravity therefore does not lead to a zero point ver shift because the reference spiral spring is always in the same Way and by the same amount from gravity is steered. The deflection of the measuring spiral spring and the ref renz spiral spring due to gravity is dependent on the position, but in every position for the measuring spiral spring and the reference Spiral spring the same, so that their distance is always the same, as long as there is no input variable on the measuring spiral spring takes hold. The zero point of the sensor display is therefore position independent pending and stable. A zero point adjustment is not required such. The sensor can therefore in any spatial Chen position to be installed. This makes the sensor flexible in use and installation can optimally meet the conditions of Device or the system to be adapted, in which the Sensor is used. It is also possible to put the sensor in movable equipment and devices to use in which it changes its spatial position during operation.

Ein besonders empfindlicher Sensor ergibt sich bei Verwen dung eines Federblattes als Biegefeder. Bei Federblättern kann die Rückstellkraft durch die Materialstärke und die Breite des Federblattes in weiten Grenzen den Erfordernissen des Anwendungsfalles angepaßt werden. Um ein sprunghaftes Knicken des Federblattes unter der Krafteinwirkung sicher zu vermeiden, kann das Federblatt einen z. B. durch eine gewölb te Sicke gebildeten Biegebereich aufweisen. Dadurch ist eine stetige Auslenkung des Federblattes in Abhängigkeit von der eingeleiteten Kraft gewährleistet. Die Ausbildung der Biege federn als Federblätter ermöglicht außerdem eine vorteilhaf te Umformung des Abstandes zwischen Meß-Federblatt und Referenz-Federblatt in eine elektrische Ausgangsgröße, indem die Kapazität des Meß-Federblattes gegen das Referenz-Feder blatt bestimmt wird. A particularly sensitive sensor results from Verwen a spring leaf as a spiral spring. With spring leaves the restoring force can be determined by the material thickness and the Width of the spring leaf within wide limits to the requirements be adapted to the application. To a volatile The spring leaf buckles securely under the action of force avoid the spring leaf a z. B. by a vault te bead formed bending area. This is one constant deflection of the spring leaf depending on the introduced force guaranteed. The formation of the bend springs as spring leaves also allows advantageous te transformation of the distance between the measuring spring and Reference spring leaf in an electrical output quantity by the capacity of the measuring spring leaf against the reference spring leaf is determined.

Der Sensor mit als Federblatt ausgebildeter Meß-Biegefeder und Referenz-Biegefeder läßt sich vorteilhaft als Strömungs sensor einsetzen, indem das Meß-Federblatt von dem Strö mungsmedium angeströmt und durch dieses ausgelenkt wird. Das Referenz-Federblatt darf nicht von der Eingangsmeßgröße, in diesem Falle von dem Strömungsmedium, beaufschlagt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Gehäuse vorgesehen sein, welches das Referenz-Federblatt gegen das Strömungsmedium abschirmt und nur einen Bereich des Meß-Federblattes für die Krafteinleitung durch das anströmende Strömungsmedium frei läßt. Es können auch Meß-Federblatt und Referenz-Federblatt deckungsgleich ausgebildet sein, wobei das Meß-Federblatt das Referenz-Federblatt gegen das Strömungsmedium abschirmt.The sensor with a measuring spiral spring designed as a spring leaf and reference spiral spring can advantageously be used as a flow Insert the sensor by removing the measuring spring leaf from the current flow medium and is deflected by this. The Reference spring leaf must not depend on the input measurement, in in this case be acted upon by the flow medium. For this purpose, a housing can be provided, for example, which the reference spring leaf against the flow medium shields and only one area of the measuring spring leaf for the Force transmission through the incoming flow medium freely leaves. You can also use measuring spring leaf and reference spring leaf be congruent, the measuring spring leaf shields the reference spring leaf against the flow medium.

In einer weiteren Ausführung können zwei Referenz-Biegefe dern der Meß-Biegefeder zugeordnet sein. Zur Ermittlung der Eingangsmeßgröße können dadurch die Abstände der Meß-Biege feder und der beiden Referenz-Biegefedern verwendet werden. Dadurch kann eine einfache Nullpunktsjustage durchgeführt werden, falls eine hohe Präzision gefordert wird und auf grund geringfügiger Unterschiede in der Biegecharakteristik der Meß-Biegefeder und der Referenz-Biegefeder eine minimale Lageabhängigkeit des Nullpunkts auftritt. Vor allem aber hat die Verwendung von zwei Referenz-Biegefedern den Vorteil, daß die Abstandsverhältnisse eine Möglichkeit bieten, eine Ausgangsgröße zu erhalten, die von Schwankungen der Be triebs- und Umgebungsbedingungen, z. B. von Spannungs-, Temperatur-, Feuchtigkeitsschwankungen und dergleichen, unabhängig ist.In a further embodiment, two reference bending plates can be used which are assigned to the measuring spiral spring. To determine the As a result, the distance between the measuring bends can be the input measurement variable spring and the two reference spiral springs are used. This allows a simple zero point adjustment to be carried out if high precision is required and on due to slight differences in the bending characteristics the measuring spiral spring and the reference spiral spring a minimal The positional dependence of the zero point occurs. But above all the use of two reference spiral springs has the advantage that the distance ratios offer a possibility, a Obtain output variable from fluctuations in loading drive and environmental conditions, e.g. B. of voltage, Temperature, humidity fluctuations and the like, is independent.

Sind die Meß-Biegefeder und die Referenz-Biegefeder als Federblatt ausgebildet und wird die Kapazität zwischen diesen Federblättern ausgewertet, so ergibt die Verwendung von zwei Referenz-Federblättern insbesondere den Vorteil, daß nur das Kapazitätsverhältnis und nicht ein absoluter Kapazitätswert bestimmt werden muß. Die Messung eines Kapa zitätsverhältnisses ist jedoch wesentlich einfacher und störungsunabhängiger.Are the measuring spiral spring and the reference spiral spring as Spring leaf is formed and the capacity between evaluated these spring leaves, so the use results the advantage of two reference spring leaves, that only the capacity ratio and not an absolute Capacity value must be determined. The measurement of a Kapa ratio is however much easier and more trouble-free.

Die Biegefedern bzw. Federblätter können erfindungsgemäß in vielfältiger Weise ausgebildet und angeordnet sein. Die spezielle Gestaltung und Konfiguration kann dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt werden. Insbesondere können die Meß-Biegefeder und die Referenz-Biegefedern auch unter schiedliche Form aufweisen. Wesentlich ist nur, daß Mate rial, Form und Einspannung der Biegefedern so gewählt ist, daß die Meß-Biegefeder und die Referenz-Biegefeder bzw. Referenz-Biegefedern unter der Wirkung der Schwerkraft die gleiche Biegecharakteristik aufweisen, d. h. in dem Bereich, in welchem ihr gegenseitiger Abstand ausgewertet wird, unter der Wirkung der Schwerkraft die gleiche Auslenkung erfahren.The spiral springs or spring leaves can according to the invention in be trained and arranged in many ways. The special design and configuration can be the respective Application to be adjusted. In particular, the Measuring spiral spring and the reference spiral springs also under have different shape. It is only essential that mate rial, shape and clamping of the spiral springs is selected that the measuring spiral spring and the reference spiral spring or Reference bending springs under the action of gravity have the same bending characteristics, d. H. in that area, at which their mutual distance is evaluated, under experience the same deflection due to the action of gravity.

In einer einfachen Ausführung können das Meß-Federblatt und das Referenz-Federblatt bzw. die zwei Referenz-Federblätter in deckungsgleicher Lage übereinander gestapelt und an ihrem einen Ende eingespannt sein. Damit die Kraft der Eingangs meßgröße nur in das Meß-Federblatt und nicht in das Refe renz-Federblatt bzw. die Referenz-Federblätter eingeleitet wird, kann das freie Ende des Meß-Federblattes als Kraftein leitungsbereich über das freie Ende des Referenz-Federblat tes/der Referenz-Federblätter hinausragen. Sind das Meß-Fe derblatt und das Referenz-Federblatt/die Referenz-Federblät ter flächengleich, so kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß das Meß-Federblatt das anströmseitig oberste Federblatt des Stapels ist und damit das Referenz-Feder blatt/die Referenz-Federblätter gegen die Eingangsmeßgröße abschirmt. In a simple version, the measuring spring leaf and the reference spring leaf or the two reference spring leaves stacked in a congruent position on top of each other and on her to have one end clamped. So that the power of input Measured size only in the measuring spring sheet and not in the ref renz spring leaf or the reference spring leaves the free end of the measuring spring leaf can be used as a force line area over the free end of the reference spring leaf protrude from the reference spring leaves. Are the measuring Fe derblatt and the reference spring leaf / the reference spring leaf ter the same area, so the arrangement can be made be that the measuring spring leaf is the uppermost on the upstream side The spring leaf of the stack is and therefore the reference spring sheet / the reference spring sheets against the input measurement shields.

Es sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich. Zum Beispiel können die Meß-Biegefeder und die Referenz-Biegefe der sich kreuzen, wobei der Abstand in dem sich überkreuzen den Bereich bestimmt wird. Weiter können die Meß-Biegefeder und die Referenz-Biegefeder bzw. Referenz-Biegefedern halb kreisförmig ausgebildet sein und sich zu einem vollen Kreis ergänzen, wobei die Biegefedern an ihrem einen zusammen stoßenden oder einstückig miteinander verbundenen Ende eingespannt sind und an ihrem diametral angeordneten freien Ende sich teilweise überlappen, um den Abstand zu bestimmen.However, other configurations are also possible. To the For example, the measuring spiral spring and the reference bending spring who cross each other, the distance at which cross each other the area is determined. The measuring spiral spring can also be used and the reference spiral spring or reference spiral springs half be circular and form a full circle complement, with the spiral springs together at their one abutting or integrally connected end are clamped and on their diametrically arranged free Partially overlap the end to determine the distance.

In einer weiteren Ausführungsform können das Meß-Federblatt und das Referenz-Federblatt/die Referenz-Federblätter zwi schen zwei starren äußeren elektrisch leitenden Kondensator platten angeordnet sein. Durch das Verhältnis der Kapazitä ten zwischen diesen Kondensatorplatten und dem jeweils benachbarten Federblatt läßt sich die durch die Schwerkraft bedingte Auslenkung dieser Federblätter gegenüber den star ren Kondensatorplatten und damit der Neigungswinkel des Sensors gegenüber dem Schwerefeld bestimmen. Durch diese Messung der räumlichen Anordnung des Sensors ist eine vek torielle Strömungsmessung möglich. Hierzu können je nach den Geometriebedingungen bis zu drei Sensoren verwendet werden, um die Strömungsgeschwindigkeit in drei räumlichen Komponen ten zu messen.In a further embodiment, the measuring spring leaf and the reference spring leaf (s) between two rigid outer electrically conductive capacitor plates be arranged. By the ratio of capacity th between these capacitor plates and each The adjacent spring leaf can be moved by gravity conditional deflection of these spring leaves against the star Ren capacitor plates and thus the angle of inclination of the Determine the sensor in relation to the gravitational field. Through this Measuring the spatial arrangement of the sensor is a vek Torial flow measurement possible. Depending on the Geometry conditions up to three sensors can be used about the flow velocity in three spatial components to measure.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention with reference to one in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail. It demonstrate

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Sensor gemäß der Erfindung, der als Strömungssensor ausgebildet ist, Fig. 1 is a perspective view of a sensor according to the invention, which is designed as a flow sensor,

Fig. 2a und b eine schematische Draufsicht auf den Sensor der Fig. 1 in horizontaler Gebrauchslage mit vertikaler Ebene der Federblätter ohne und mit einwirkender Eingangsmeßgröße, FIGS. 2a and b show a schematic top view of the sensor of FIG. 1 in horizontal use position with a vertical plane of the spring leaves with and without acting Eingangsmeßgröße,

Fig. 3a und b eine schematische Seitenansicht des Sensors der Fig. 1 in vertikaler Gebrauchslage ohne und mit einwirkender Eingangsmeßgröße, FIGS. 3a and b shows a schematic side view of the sensor of FIG. 1 in a vertical position for use with and without acting Eingangsmeßgröße,

Fig. 4a und b eine schematische Seitenansicht des Sensors der Fig. 1 in horizontaler Gebrauchsanlage mit horizontaler Ebene der Federblätter ohne und mit einwirkender Eingangsmeßgröße, FIG. 4a and b is a schematic side view of the sensor of FIG. 1 in horizontal use system with a horizontal plane of the spring leaves with and without acting Eingangsmeßgröße,

Fig. 5 ein Schaltungsbeispiel für den Sensor der Fig. 1, Fig. 5 is a circuit example of the sensor of Fig. 1,

Fig. 6 in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform des Sensors und Fig. 6 is a perspective view of a further embodiment of the sensor and

Fig. 7 in perspektivischer Darstellung eine Ausfüh rungsform des Meß-Federblattes. Fig. 7 is a perspective view of a Ausfüh approximate shape of the measuring spring leaf.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Sensor gezeigt, der als Strömungssensor ausgebildet ist und sich beispielsweise zur Messung des Strömungsimpulses eines Luft- oder Gasstromes eignet.In the illustrated embodiment, there is a sensor shown, which is designed as a flow sensor and itself for example to measure the flow pulse of an air or gas flow.

Der Sensor weist eine Meß-Biegefeder auf, die als Meß-Feder blatt 10 ausgebildet ist. Das Meß-Federblatt 10 ist ein Streifen aus einem elektrisch leitenden Material geeigneter Elastizität, z. B. aus Federstahl oder einer sonstigen Feder metallegierung. Die Dimensionierung des Meß-Federblattes 10, d. h. insbesondere die Materialstärke, die Breite und die Länge sowie die Form sind so gewählt, daß sich eine dem Anwendungsfall angepaßte Rückstellkraft bzw. Federkonstante ergibt.The sensor has a measuring spiral spring, which is designed as a measuring spring sheet 10 . The measuring spring leaf 10 is a strip of an electrically conductive material of suitable elasticity, e.g. B. from spring steel or another spring metal alloy. The dimensioning of the measuring spring leaf 10 , that is to say in particular the material thickness, the width and the length and the shape, are chosen such that a resetting force or spring constant is obtained which is adapted to the application.

Das Meß-Federblatt 10 ist an seinem einen Ende zwischen zwei elektrisch isolierenden Blöcken 12 fest eingespannt.The measuring spring leaf 10 is firmly clamped at one end between two electrically insulating blocks 12 .

Flächenparallel zu dem Meß-Federblatt 10 sind in gleichem Abstand von dem Meß-Federblatt 10 auf dessen beiden Seiten jeweils eine Referenz-Biegefeder angeordnet. Die Referenz- Biegefedern sind als Referenz-Federblätter 14 ausgebildet. Die Referenz-Federblätter 14 haben ebenfalls die Form von Streifen und sind in ihren Flächenabmessungen im wesentli chen mit dem Meß-Federblatt 10 deckungsgleich, weisen jedoch eine geringere Länge als das Meß-Federblatt 10 auf. An ihrem einen Ende sind die Referenz-Federblätter 14 deckungsgleich mit dem Meß-Federblatt 10 jeweils zwischen einem der Blöcke 12 und einem weiteren Block 16 fest eingespannt. Die beiden Referenz-Federblätter 14 haben von dem Meß-Federblatt 10 jeweils den gleichen Abstand, der durch die Dicke der Blöcke 12 vorgegeben ist. Wegen der geringeren Länge der Referenz- Federblätter 14 ragt das Meß-Federblatt 10 mit seinem freien Ende über die freien Enden der Referenz-Federblätter 14 hinaus. Die Referenz-Federblätter 14 stimmen in Breite, Materialstärke und Materialzusammensetzung im wesentlichen mit dem Meß-Federblatt 10 überein, so daß sie dieselbe Biegecharakteristik wie das Meß-Federblatt 10 aufweisen. Geringe Unterschiede in der Materialstärke und/oder der Breite und/oder der Materialzusammensetzung können erforder lichenfalls gewählt werden, damit daß die Referenz-Feder blätter 14 und das Meß-Federblatt 10 die gleiche Biegecha rakteristik aufweisen. Dies bedeutet, daß bei gleicher senkrecht zur Fläche des Meß-Federblattes 10 bzw. der Refe renz-Federblätter 14 einwirkender Kraft das Meß-Federblatt 10 und die Referenz-Federblätter 14 in den jeweils einander gegenüberstehenden Bereichen um den gleichen Hubweg ausge lenkt werden.A reference spiral spring is arranged parallel to the surface of the measuring spring leaf 10 at the same distance from the measuring spring leaf 10 on both sides thereof. The reference spiral springs are designed as reference spring leaves 14 . The reference spring leaves 14 also have the shape of strips and are congruent in their surface dimensions in wesentli Chen with the measuring spring leaf 10 , but have a shorter length than the measuring spring leaf 10 . At one end, the reference spring leaves 14 are congruently clamped with the measuring spring leaf 10 between one of the blocks 12 and a further block 16 . The two reference spring leaves 14 each have the same distance from the measuring spring leaf 10 , which is predetermined by the thickness of the blocks 12 . Because of the shorter length of the reference spring leaves 14 , the measuring spring leaf 10 projects with its free end beyond the free ends of the reference spring leaves 14 . The reference spring leaves 14 correspond essentially in width, material thickness and material composition to the measuring spring leaf 10 , so that they have the same bending characteristic as the measuring spring leaf 10 . Small differences in the material thickness and / or the width and / or the material composition can be selected where necessary so that the reference spring leaves 14 and the measuring spring leaf 10 have the same bending characteristic. This means that at the same perpendicular to the surface of the measuring spring leaf 10 or the reference spring leaves 14 acting force, the measuring spring leaf 10 and the reference spring leaves 14 are deflected in the opposite areas by the same stroke.

Außen auf den die Referenz-Federblätter 14 einspannenden Blöcken 16 ist jeweils eine starre Abdeckplatte 18 z. B. aus Kunststoff befestigt. Die Abdeckplatten 18 sind ebenfalls als Streifen ausgebildet, die in der Breite den Referenz-Fe derblättern 14 und dem Meß-Federblatt 10 entsprechen und mit diesen an dem befestigten Ende deckungsgleich angeordnet sind. Die Länge der Abdeckplatten 18 ist so gewählt, daß diese mit ihrem freien Ende über die freien Enden der Refe renz-Federblätter 14 hinausragen, daß jedoch das freie Ende des Meß-Federblattes 10 mit einem Krafteinleitungsbereich 20 über die Abdeckplatten 18 hinausragt.Outside on the blocks 16 spanning the reference spring leaves 14 is a rigid cover plate 18 z. B. attached from plastic. The cover plates 18 are also formed as strips which correspond to the width of the reference Fe derblätterhe 14 and the measuring spring sheet 10 and are arranged congruently with these at the fixed end. The length of the cover plates 18 is chosen so that they protrude with their free end over the free ends of the reference spring leaves 14 , but that the free end of the measuring spring leaf 10 protrudes with a force introduction region 20 over the cover plates 18 .

An ihrem zwischen den Blöcken 12 und 16 eingespannten Ende weisen das Meß-Federblatt 10 und die Referenz-Federblätter 14 jeweils einen Lötanschluß 22 auf.At their end clamped between the blocks 12 and 16 , the measuring spring leaf 10 and the reference spring leaves 14 each have a solder connection 22 .

Zur Strömungsmessung wird der Sensor in den zu vermessenden, zu überprüfenden oder zu überwachenden Luftstrom gebracht, wobei der Sensor bezüglich des Stromes so angeordnet wird, daß dieser senkrecht zur Ebene des Meß-Federblattes 10 zumindest auf dessen Krafteinleitungsbereich 20 auftrifft. Die Abdeckplatten 18 schirmen dabei die Referenz-Federblät ter 14 gegen die Wirkung des Luftstromes ab.For flow measurement, the sensor is brought into the air flow to be measured, checked or monitored, the sensor being arranged with respect to the flow in such a way that it strikes perpendicular to the plane of the measuring spring leaf 10 at least on its force introduction region 20 . The cover plates 18 shield the reference Federblät ter 14 against the action of the air flow.

Durch den Strömungsimpuls des auf den Krafteinleitungsbe reich 20 des Meß-Federblattes 10 auftreffenden Luftstromes wird das Meß-Federblatt 10 ausgelenkt und ändert seinen Abstand von den Referenz-Federblättern 14, indem es sich von dem einen Referenz-Federblatt 14 entfernt und dem anderen nähert. Die Referenz-Federblätter 14 ändern ihre Stellung nicht, da sie durch die Abdeckplatten 18 abgeschirmt sind und von dem Luftstrom nicht beaufschlagt werden.Due to the flow pulse of the air flow impinging on the force input region 20 of the measuring spring leaf 10 , the measuring spring leaf 10 is deflected and changes its distance from the reference spring leaves 14 by moving away from the one reference spring leaf 14 and approaching the other. The reference spring leaves 14 do not change their position, since they are shielded by the cover plates 18 and are not acted upon by the air flow.

Die Abstandsänderung des Meß-Federblattes 10 gegenüber den Referenz-Federblättern 14 ist von der Einbau- bzw. Ge brauchslage des Sensors unabhängig und wird insbesondere nicht durch die Schwerkraft beeinflußt, wie aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht.The change in distance of the measuring spring leaf 10 with respect to the reference spring leaves 14 is independent of the installation or Ge use position of the sensor and is in particular not influenced by gravity, as can be seen from FIGS. 2 to 4.

In der Draufsicht der Fig. 2 ist der Sensor in horizontaler Lage angeordnet, wobei die Ebene des Meß-Federblattes 10 und der Referenz-Federblätter 14 vertikal angeordnet ist. Die Schwerkraft G ist somit in die Zeichenebene hineingerichtet und wirkt in der Ebene der Federblätter 10 und 14, so daß diese nicht ausgelenkt werden, solange keine Luftströmung als Eingangsmeßgröße wirkt, wie Fig. 2a zeigt. Wirkt als Eingangsmeßgröße eine Luftströmung, wie in Fig. 2b durch den Pfeil F dargestellt ist, so wird das Meß-Federblatt 10 entsprechend dem Strömungsimpuls dieser Luftströmung ausge lenkt.In the plan view of FIG. 2, the sensor is arranged in a horizontal position, the plane of the measuring spring leaf 10 and the reference spring leaf 14 being arranged vertically. Gravity G is thus directed into the plane of the drawing and acts in the plane of the spring leaves 10 and 14 , so that they are not deflected as long as no air flow acts as an input measurement, as shown in FIG. 2a. Acts as an input measurement, an air flow, as shown in Fig. 2b by the arrow F, the measuring spring leaf 10 is deflected out according to the flow pulse of this air flow.

In Fig. 3 ist der Sensor in vertikaler Lage angeordnet, wobei die Federblätter 10 und 14 vertikal nach oben gerich tet sind. Die Schwerkraft G wirkt auch hier in der Ebene der Federblätter 10 und 14, so daß diese nicht ausgelenkt wer den, solange keine Luftströmung F auftritt, wie in Fig. 3a gezeigt ist. Trifft die Luftströmung F auf das Meß-Feder blatt 10, so wird dies ausgelenkt, wie Fig. 3b zeigt. Der im Ruhezustand gleiche Abstand zwischen dem Meß-Federblatt 10 und den beiden Referenz-Federblättern 14 ändert sich. In Fig. 3 the sensor is arranged in a vertical position, the spring leaves 10 and 14 are vertically upward tet. Gravity G also acts here in the plane of the spring leaves 10 and 14 , so that they are not deflected as long as no air flow F occurs, as shown in Fig. 3a. Strikes the air flow F on the measuring spring sheet 10 , this is deflected, as Fig. 3b shows. The same distance in the idle state between the measuring spring leaf 10 and the two reference spring leaves 14 changes.

In Fig. 4 ist der Sensor in horizontaler Lage angeordnet, wobei die Ebene der Federblätter 10 und 14 ebenfalls hori zontal angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wirkt die Schwerkraft G senkrecht zur Ebene der Federblätter 10 und 14. Wie Fig. 4a zeigt, werden sowohl das Meß-Federblatt 10 als auch die beiden Referenz-Federblätter 14 durch die Schwerkraft G ausgelenkt. Da die Referenz-Federblätter 14 dieselbe Biegecharakteristik aufweisen wie das Meß-Feder blatt 10, werden die Federblätter 10 und 14 durch die Schwerkraft G in gleicher Weise ausgelenkt, so daß das Meß-Federblatt 10 trotz der Auslenkung durch die Schwerkraft G von beiden Referenz-Federblättern 14 den gleichen Abstand beibehält, solange an dem Meß-Federblatt 10 keine Luftströ mung angreift. Greift in dieser Anordnung des Sensors die Luftströmung F an dem Meß-Federblatt 10 an, wie dies in Fig. 4b gezeigt ist, so wird auch hier das Meß-Federblatt 10 so ausgelenkt, daß sich unterschiedliche Abstände zu den zwei Referenz-Federblättern 14 einstellen.In FIG. 4, the sensor is arranged in horizontal position, the plane of the spring leaves 10 and 14 are also arranged hori zontal. In this arrangement, the gravity G acts perpendicular to the plane of the spring leaves 10 and 14 . As FIG. 4a shows, both the measuring spring leaf 10 and the two reference spring leaves 14 are deflected by gravity G. Since the reference-spring blades 14 have the same bending characteristics as the measurement spring leaf 10, the leaf springs are deflected 10 and 14 by the force of gravity G in the same manner, so that the measuring spring sheet 10 in spite of the deflection by the force of gravity G of the two reference Spring leaves 14 maintains the same distance as long as no air flow attack acts on the measuring spring leaf 10 . If in this arrangement of the sensor the air flow F acts on the measuring spring leaf 10 , as shown in FIG. 4b, the measuring spring leaf 10 is also deflected here in such a way that different distances from the two reference spring leaves 14 are set .

Unabhängig von der Einbau- oder Gebrauchslage des Sensors, d. h. insbesondere unabhängig von seiner Orientierung in bezug auf die Schwerkraft G befindet sich somit das Meß-Fe derblatt 10 in gleichem Abstand von den beiden Referenz-Fe derblättern 14, wenn in der Nullstellung auf das Meß-Fe derblatt 10 keine Eingangsmeßgröße F einwirkt. Wirkt eine solche Eingangsmeßgröße F ein, so ändern sich die Abstände des Meß-Federblattes 10 von den Referenz-Federblättern 14 in zueinander komplementärer Weise, wobei diese Änderung eben falls wieder von der Einbau- oder Gebrauchslage unabhängig ist.Regardless of the installation or use position of the sensor, ie in particular regardless of its orientation with respect to gravity G, the measuring Fe derblatt 10 is thus at the same distance from the two reference Fe derblblätter 14 when in the zero position on the measurement -Fe derblatt 10 no input measurement F acts. If such an input measurement quantity F acts, the distances of the measuring spring leaf 10 from the reference spring leaves 14 change in a complementary manner, this change also being independent of the installation or use position.

Um die Abstände des Meß-Federblattes 10 von den Referenz-Fe derblättern 14 zu erfassen, werden diese Abstände in eine elektrische Ausgangsgröße umgeformt, die dann in beliebiger herkömmlicher Weise angezeigt, ausgewertet oder registriert werden kann. Vorzugsweise wird als elektrische Ausgangsgröße die Kapazität von Meß-Federblatt 10 und jeweils gegenüber liegendem Referenz-Federblatt 14 verwendet. Eine vorteilhaf te Schaltungsanordnung hierzu zeigt Fig. 5.In order to detect the distances between the measuring spring leaf 10 and the reference leaves 14 , these distances are converted into an electrical output quantity which can then be displayed, evaluated or registered in any conventional manner. The capacitance of measuring spring leaf 10 and in each case opposite reference spring leaf 14 is preferably used as the electrical output variable. A vorteilhaf te circuit arrangement this is shown in Fig. 5.

Die Kapazität des aus dem Meß-Federblatt 10 und dem oberen Referenz-Federblatt 14 gebildeten Kondensators ist mit C1, die Kapazität des aus dem Meß-Federblatt 10 und dem unteren Referenz-Federblatt 14 gebildeten Kondensators mit C2 be zeichnet. Den Referenz-Federblättern 14 wird von einem Gegentaktoszillator erdsymmetrisch jeweils eine Eingangs spannung U_in zugeführt. An dem Meß-Federblatt 10 wird die Ausgangsspannung U_out abgegriffen, die in nicht dargestellter Weise verstärkt und ausgewertet wird. Die Speisung der Referenz-Federblätter 14 mit der Gegentaktspan nung ergibt in vorteilhafter Weise die Ausgangsspannung U_out = 0, wenn sich das Meß-Federblatt 10 in der Nullage befindet, d. h. gleichen Abstand von beiden Referenz-Feder blättern 14 aufweist, und dementsprechend C1 = C2 ist. Der Nullpunkt ist dabei unabhängig von Spannungsschwankungen, Temperatureinflüssen, Feuchtigkeit usw.The capacitance of the capacitor formed from the measuring spring leaf 10 and the upper reference spring leaf 14 is C1, the capacity of the capacitor formed from the measuring spring leaf 10 and the lower reference spring leaf 14 is marked with C2. An input voltage U _{in is} fed to the reference spring leaves 14 by a push-pull oscillator which is earth-symmetrical. The output voltage U _{out is} tapped at the measuring spring sheet 10 and is amplified and evaluated in a manner not shown. The supply of the reference spring leaves 14 with the push-pull voltage advantageously results in the output voltage U _out = 0 when the measuring spring leaf 10 is in the zero position, ie the same distance from the two reference spring leaves 14 , and accordingly C1 = C2 is. The zero point is independent of voltage fluctuations, temperature influences, humidity, etc.

Wird das Meß-Federblatt 10 durch eine einwirkende Eingangs meßgröße aus der Nullage ausgelenkt, so nehmen C1 und C2 unterschiedliche Werte an, und es entsteht ein Ausgangssig nal U_out, das dem Kapazitätsverhältnis C1/C2 entspricht. Das Ausgangssignal U_out zeigt Richtung und Betrag der Auslenkung des Meß-Federblattes 10 und damit Richtung und Betrag des Strömungsimpulses an.If the measuring spring sheet 10 by an applied measured value input from the zero position deflected so take C1 and C2 have different values, and it creates a Ausgangssig nal U _out, which corresponds to the capacitance ratio C1 / C2. The output signal U _out shows the direction and amount of the deflection of the measuring spring leaf 10 and thus the direction and amount of the flow pulse.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des Sensors dargestellt. Soweit die Ausführungsform der Fig. 6 mit der Ausführungsform der Fig. 1 übereinstimmt, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet und auf die vorstehende Beschreibung wird verwiesen.In Fig. 6, another embodiment of the sensor is shown. As far as the embodiment of FIG. 6 corresponds to the embodiment of FIG. 1, the same reference numerals are used and reference is made to the above description.

Zunächst unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 darin, daß das Meß-Federblatt 10 und die Referenz-Federblätter 14 identisch in Form, Abmessungen und Material sind und somit dieselben Federeigenschaften aufweisen. Die Referenz-Feder blätter 14 ragen somit in gleicher Weise wie das Meß-Feder blatt 10 über die Abdeckplatten 18 des Gehäuses hinaus. Weiter ist das Meßfederblatt 10 nicht zwischen den Referenz- Federblättern 14 angeordnet, sondern bildet das äußere, in Fig. 6 rechte Federblatt des Stapels. Wird der Sensor von der Seite des Meß-Federblattes 10 angeströmt, wie durch den Pfeil F angedeutet ist, so wirkt die Kraft F als Eingangs meßgröße nur auf das Meß-Federblatt 10 ein. Das Meß-Feder blatt 10 schirmt die Referenz-Federblätter 14 gegen die Strömung ab, so daß auf diese nur die Schwerkraft G wirkt.First of all, the exemplary embodiment of FIG. 6 differs from the exemplary embodiment of FIG. 1 in that the measuring spring leaf 10 and the reference spring leaf 14 are identical in shape, dimensions and material and thus have the same spring properties. The reference spring leaves 14 thus protrude in the same way as the measuring spring leaf 10 beyond the cover plates 18 of the housing. Furthermore, the measuring spring leaf 10 is not arranged between the reference spring leaves 14 , but rather forms the outer spring leaf of the stack, which is the right one in FIG. 6. If the sensor flows against the side of the measuring spring leaf 10 , as indicated by the arrow F, the force F acts as an input measurement variable only on the measuring spring leaf 10 . The measuring spring leaf 10 shields the reference spring leaves 14 against the flow, so that only the force of gravity G acts on them.

In Übereinstimmung mit der Schaltung der Fig. 5 kann aus dem Verhältnis der Kapazitäten C1 und C2 zwischen den beiden Referenz-Federblättern 14 einerseits und dem mittleren Referenz-Federblatt 14 und dem Meß-Federblatt 10 anderer seits die Ausgangsspannung U_out ermittelt werden, die von der Schwerkraft-Wirkung unabhängig ist und der Eingangs meßgröße F entspricht.In accordance with the circuit of FIG. 5, the output voltage U _out can be determined from the ratio of the capacitances C1 and C2 between the two reference spring leaves 14 on the one hand and the middle reference spring leaf 14 and the measuring spring leaf 10 on the other hand the effect of gravity is independent and corresponds to the input variable F.

Bei dem Sensor der Fig. 6 sind an den Innenflächen der beiden starren Abdeckplatten 18 jeweils elektrisch leitende Kondensatorplatten 24 angebracht, die ebenfalls mit Lötan schlüssen 22 verbunden sind. Da sich die starren Abdeckplat ten 18 unter dem Einfluß der Schwerkraft nicht verbiegen, ändern die Kondensatorplatten 24 auch ihre Position in dem Sensorgehäuse nicht in Abhängigkeit von der Lage des Sensors gegenüber dem Schwerefeld. Ist der Sensor so gegenüber dem Schwerefeld geneigt angeordnet, daß er einen Winkel α gegen über den Schwerkraftlinien in der zur Einspannebene der Federblätter senkrechten Ebene einnimmt, so werden die Federblätter 10 und 14 durch die senkrecht zu deren Ebene wirkende Schwerkraftkomponente G . sin α gegen die Konden satorplatten 24 ausgelenkt. Die Auslenkung der Federblätter 10 und 14 (ohne einwirkende Eingangsmeßgröße F) kann durch das Verhältnis der Kapazitäten C3/C4 zwischen der jeweiligen Kondensatorplatte 24 und dem dieser am nächsten liegenden Federblatt 10 bzw. 14 ermittelt werden. Die so ermittelte Auslenkung ist ein Maß für den Neigungswinkel α des Sensors gegenüber dem Schwerefeld.In the sensor of FIG. 6, electrically conductive capacitor plates 24 are attached to the inner surfaces of the two rigid cover plates 18 , which are also connected to solder connections 22 . Since the rigid cover plates 18 do not bend under the influence of gravity, the capacitor plates 24 also do not change their position in the sensor housing depending on the position of the sensor in relation to the gravitational field. If the sensor is arranged so that it is inclined relative to the gravitational field in such a way that it makes an angle α with respect to the lines of gravity in the plane perpendicular to the clamping plane of the spring leaves, then the spring leaves 10 and 14 are caused by the force of gravity component G acting perpendicular to their plane. sin α deflected against the capacitor plates 24 . The deflection of the spring leaves 10 and 14 (without the input measurement F acting) can be determined by the ratio of the capacitances C3 / C4 between the respective capacitor plate 24 and the spring leaf 10 or 14 closest to it. The deflection determined in this way is a measure of the angle of inclination α of the sensor with respect to the gravitational field.

Entsprechend der Schaltung der Fig. 5 kann zur Bestimmung des Winkels α die Spannung V_out an den Lötanschlüssen 22d der Kondensatorplatten 24 abgegriffen werden. Zweck mäßigerweise können die Spannungen U_out und V_out umschaltbar über denselben Verstärker verarbeitet werden. Es wird hierzu der Sensor in die gewünschte Meßposition ge bracht und den Lötanschlüssen 22b des äußeren Referenz-Fe derblattes 14 und des Meß-Federblattes 10 die Gegentakt-Ein gangsspannungen U_in bzw. U_in zugeführt. Solange die Eingangsmeßgröße F noch nicht einwirkt, wird an den Lötan schlüssen 22d der Kondensatorplatten 24 die Ausgangsspannung V_out abgegriffen und damit der Neigungswinkel des Sen sors gegen das Erdfeld bestimmt. Dann wird auf den Lötan schluß 22a des mittleren Referenz-Federblattes 14 umgeschal tet und die Ausgangsspannung U_out abgegriffen, um die Eingangsmeßgröße F zu bestimmen.According to the circuit of Fig. 5 can be used to determine the angle α, the voltage V _out to the solder connections 22 are tapped off the capacitor plates 24 d. The voltages U _out and V _out can expediently be processed in a switchable manner via the same amplifier. For this purpose, the sensor is brought into the desired measuring position and the solder connections 22 b of the outer reference spring sheet 14 and the measuring spring sheet 10 are supplied with the push-pull input voltages U _in and U _in . As long as the input measurement variable F does not yet act, the output voltage V _{out is} tapped at the solder connections 22 d of the capacitor plates 24 and thus the angle of inclination of the sensor against the earth field is determined. Then the circuit 22 a of the middle reference spring leaf 14 is switched and the output voltage U _{out is} tapped to determine the input measurement quantity F on the solder connection.

Werden die Federblätter 10 und 14 in der dargestellten Weise durch Blöcke 12 und 16 eingespannt, so ist eine Auslenkung der Federblätter 10 und 14 im wesentlichen nur senkrecht zu der Spannebene möglich. Wird beispielsweise eine Strömung gemessen, so mißt der Sensor als Eingangsmeßgröße F daher die Komponente des Strömungsgeschwindigkeitsvektors senk recht zur Ebene des Meß-Federblattes 10. Durch drei im räumlichen Achsenkreuz angeordnete Sensoren kann somit rechnerisch Größe und Richtung eines beliebigen Strömungs feldes bestimmt werden. Sind durch die räumliche Geometrie der Führung der Strömung gewisse Vorgaben bezüglich des Strömungsfeldes gemacht, so genügt gegebenenfalls eine geringe Anzahl von Sensoren, wobei diese über die ermittelte Ausgangsspannung V_out in ihrer Lage im Strömungsfeld justiert werden können.If the spring leaves 10 and 14 are clamped in the manner shown by blocks 12 and 16 , a deflection of the spring leaves 10 and 14 is essentially only possible perpendicular to the clamping plane. If, for example, a flow is measured, the sensor therefore measures the component of the flow velocity vector perpendicular to the plane of the measuring spring leaf 10 as the input measurement variable F. With three sensors arranged in the spatial axis cross, the size and direction of any flow field can be calculated. If the spatial geometry of the flow guiding makes certain specifications regarding the flow field, a small number of sensors may be sufficient, and their position in the flow field can be adjusted via the determined output voltage V _out .

Werden völlig ebene Federblätter als Meß-Federblatt 10 und als Referenz-Federblätter 14 verwendet, so ist eine gewisse Torsion der Federblätter nicht immer vollständig auszu schließen. Eine solche Torsion hätte zur Folge, daß die Richtung der das Federblatt auslenkenden Kraftkomponente nicht mehr genau definiert ist.If completely flat spring leaves are used as measuring spring leaves 10 and as reference spring leaves 14 , a certain torsion of the spring leaves cannot always be completely excluded. Such a torsion would result in the direction of the force component deflecting the spring leaf no longer being precisely defined.

Weiter kann bei völlig ebenen Federblättern ein instabiler Biegungszustand auftreten, der dann bei Überschreiten einer gewissen Biegelast sprungartig in einen stabilen Biegezu stand knickt. Dieser Knickeffekt bedeutet eine Unstetigkeit und ein Hystereseverhalten der Federkennlinie, die zu Meß fehlern führen können.Furthermore, with completely flat spring leaves, an unstable one Bending state occur, which is then when a certain bending load suddenly into a stable bending stood kinks. This kink effect means a discontinuity and a hysteresis behavior of the spring characteristic, which leads to measurement can lead to errors.

Diese beiden Fehlermöglichkeiten können dadurch ausgeschlos sen werden, daß die Federblätter gemäß Fig. 7 ausgebildet sind.These two possible errors can be ruled out by designing the spring leaves as shown in FIG. 7.

In dieser Ausführungsform weist das Federblatt einen Kraft einleitungsbereich 20 an seinem freien Ende auf. In diesem Krafteinleitungsbereich 20 wirkt die Eingangsmeßgröße F, sofern das Federblatt als Meß-Federblatt 10 verwendet wird. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 kann bei den Refe renz-Federblättern 14 der Krafteinleitungsbereich 20 auch fehlen. An den Krafteinleitungsbereich 20 schließt sich ein Kondensatorbereich 26 an, der zur Messung der sich ändernden Kapazitäten dient. Diesem Kondensatorbereich 26 liegen die Kondensatorplatten 24 im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 gegenüber. An dem dem Krafteinwirkungsbereich 20 entgegenge setzten Ende weist das Federblatt einen Spannbereich 28 auf, mit welchem das Federblatt flächig zwischen den Blöcken 12 und 16 eingespannt und festgelegt wird.In this embodiment, the spring leaf has a force introduction region 20 at its free end. The input measured variable F acts in this force introduction region 20 , provided that the spring leaf is used as the measuring spring leaf 10 . In the embodiment of FIG. 1, the force application area 20 may also be absent from the reference spring leaves 14 . A capacitor area 26 adjoins the force introduction area 20 and is used to measure the changing capacitances. In the exemplary embodiment of FIG. 6, the capacitor plates 24 lie opposite this capacitor region 26 . At the opposite end of the force action area 20 , the spring leaf has a clamping region 28 , with which the spring leaf is clamped and fixed flat between the blocks 12 and 16 .

Unmittelbar vor dem Spannbereich 28 weist das Federblatt einen Biegebereich 30 auf, in welchem im wesentlichen die elastische Biegung stattfindet. Der Biegebereich 30 wird vorzugsweise durch eine oder mehrere ausgewölbte Sicken 32 gebildet, die quer zur Längsausdehnung des Federblattes und damit parallel zur Einspannkante verlaufen. Das Verbiegen des Federblattes erfolgt im wesentlichen im Bereich der Sicken 32. Die Wölbung der Sicken 32 hat zur Folge, daß das Federblatt über seinen ganzen Auslenkungsweg in diesem Biegebereich 30 nicht in eine gestreckte Stellung kommen kann, die einen sprunghaften unstetigen Knickeffekt ermögli chen könnte. Weiter bilden die ausgewölbten Sicken 32 eine definierte Biegeachse, so daß sich das Federblatt nur um die Achse der Sicke 32 in exakt definierter Richtung verbiegt und keine Torsionsbiegung um die Längsachse des Federblattes auftreten kann. Es ist dadurch eine exakte Festlegung der Richtung der gemessenen Kraftkomponente möglich.Immediately in front of the tensioning area 28 , the spring leaf has a bending area 30 , in which the elastic bending essentially takes place. The bending area 30 is preferably formed by one or more bulging beads 32 which run transversely to the longitudinal extent of the spring leaf and thus parallel to the clamping edge. The spring leaf is essentially bent in the area of the beads 32 . The curvature of the beads 32 has the result that the spring leaf can not come into a stretched position over its entire deflection path 30 in this bending region 30 , which could enable a sudden discontinuous buckling effect. Furthermore, the curved beads 32 form a defined bending axis, so that the spring leaf only bends around the axis of the bead 32 in a precisely defined direction and no torsional bending can occur around the longitudinal axis of the spring leaf. This enables an exact definition of the direction of the measured force component.

Claims

1. Sensor with a deflectable deflectable by an input measurement variable bending spring, whose distance measured in Rich direction of the deflection of a reference element is converted into an output variable, characterized in that the reference element is a reference spiral spring (reference Spring leaf 14 ), which has the same bending characteristic in wesentli chen as the measuring spiral spring (measuring spring leaf 10 ), that the measuring spiral spring (measuring spring leaf 10 ) and the reference spiral spring (reference spring leaf 14 ) so are clamped in that they are deflected by the force of gravity (G) essentially in unison, and that the input measurement variable (F) acts only on the measuring bending spring (measuring spring leaf 10 ).

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the measuring spiral spring and the reference spiral spring are each spring leaves ( 10 or 14 ) which are clamped in mutually parallel planes and overlap at least in the region (capacitor region 26 ), at which their distance is recorded.

3. Sensor according to claim 2, characterized in that the sensor is designed as a flow sensor that the measuring spring leaf ( 10 ) from the flow medium in the transverse direction in a force application area ( 20 ) is flowed and that the reference spring leaf ( 14 ) the flow medium is not flowed to.

4. Sensor according to claim 3, characterized in that the measuring spring leaf ( 10 ) and the reference spring leaf ( 14 ) are clamped in a housing shielding the flow medium (cover plates 18 ) and that only the measuring spring leaf ( 10 ) with its force introduction area ( 20 ) protrudes from this housing (cover plates 18 ).

5. Sensor according to claim 3, characterized in that the measuring spring leaf ( 10 ) on the upstream side of the reference Fe derblatt ( 14 ) is arranged and this shields against the flow medium.

6. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the measuring spiral spring (measuring spring leaf 10 ) from the reference spiral spring (reference spring leaf 14 ) is converted into an electrical output variable.

7. Sensor according to one of claims 2 to 5 and according to claim 6, characterized in that the capacitance formed by the measuring spring leaf ( 10 ) and the reference spring leaf ( 14 ) is determined.

8. Sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that a first reference-bending spring (reference leaf spring 14) and a second agreement with this tuning reference flexural spring (leaf spring 14 reference) are provided.

9. Sensor according to claim 8, characterized in that the different distances between the measuring spiral spring (Mess-Fe derblatt 10 ) and the first and the second reference spiral spring (reference spring leaf 14 ) are converted into the initial size.

10. Sensor according to one of claims 7 to 9, characterized in that the ratio of the capacitances (C1, C2) formed by the measuring spring leaf ( 10 ) and the respective reference spring leaves ( 14 ) is determined.

11. Sensor according to claim 10, characterized in that the spring leaves ( 10 , 14 ) are fed earth symmetrically by a counter clock oscillator.

12. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the deflection of the measuring spiral spring (measuring spring leaf 10 ) and the reference spiral spring (reference spring leaf 14 ) relative to a rigidly arranged on the sensor position element (capacitor plate 24 ) to determine the position of the sensor in the gravitational field into an output variable (V _out ).

13. Sensor according to one of claims 6 to 12, characterized in that the capacitance (C3, C4) formed by the measuring spring leaf ( 10 ) and / or the reference spring leaf ( 14 ) and a capacitor plate ( 24 ) fixedly attached in the sensor ) is determined.

14. Sensor according to claim 13, characterized in that the measuring spring leaf ( 10 ) and the reference spring leaf ( 14 ) or the reference spring leaves ( 14 ) between two rigidly mounted in the sensor capacitor plates ( 24 ) are angeord net and that Ratio of the capacitances (C3, C4) is determined, which are formed by these capacitor plates ( 24 ) and the closest spring leaf ( 10 or 14 ).

15. Sensor according to claim 2, characterized in that the measuring spring leaf ( 10 ) and / or the reference spring leaf ( 14 ) or the reference spring leaves ( 14 ) in a clamping area ( 28 ) are firmly clamped and to the Spanbe rich ( 28 ) then have a perpendicular to the plane of their bending deflection bending area ( 30 ) in which essentially the bending deformation takes place.

16. Sensor according to claim 15, characterized in that the bending region ( 30 ) has at least one bulging bead ( 32 ) extending perpendicular to the plane of the bending deflection.