Circuito impreso, con 1.1al menos un área limitada del sensor (2),

1.2que está formada independientemente del circuito impreso (1) y que es deformable con respecto al resto de este circuito impreso (1) y 1.3que está expuesta directa o indirectamente a una magnitud a medir, así como comprendiendo 1.4un circuito (3) dispuesto al menos parcialmente sobre el circuito impreso (1) para la medición del grado y/o de la dirección de la deformación del área del sensor (2) con ayuda de magnitudes eléctricas caracterizado por el hecho de que 1.5al menos un área del sensor (2) presenta una varilla de flexión (4) fresada en el circuito impreso (1) sobre tres lados no unidos con el circuito impreso (1) y/o al menos una barra de torsión (22) no unida con el circuito impreso (1) sobre tres lados y deformable en el plano del circuito impreso (1), que permanece/permanecen unida(s) con el resto del circuito impreso (1) por un punto de articulación

Circuito impreso.

La invención se basa en un circuito impreso.

Para la medición de magnitudes físicas, como por ejemplo la fuerza, la presión o la temperatura, son conocidos unos sensores que pueden ser aplicados también como pequeños componentes individuales sobre circuitos impresos. Aquellos por ejemplo pueden ser soldados en estos últimos. Entonces son capaces de medir las magnitudes físicas y de emitirlas como valor eléctrico. El circuito impreso debe transmitir este valor medido correspondientemente, para que pueda ser procesado posteriormente en un circuito de evaluación correspondiente.

Así por ejemplo existen sensores de presión que pueden ser soldados sobre el circuito impreso.

Igualmente son conocidas resistencias encapsuladas que presentan un coeficiente de temperatura.

A todos estos sensores cerrados en sí es común que deben ser fijados antes a un circuito impreso, por ejemplo por soldadura o por inserción en casquillos o sistemas de enchufe.

A causa de las exigencias de compatibilidad electromágnetica CEM en el ámbito de la electrónica es sin embargo deseable tener bastante con a ser posible pocas uniones por enchufe o por soldadura suplementarias.

Un sensor de aceleración conocido (DE 19738358) está realizado como componente separado y puede ser fijado sobre un circuito impreso.

Comienzo de inserción

Además es conocida la inserción de sensores de deformación en circuitos impresos. Al mismo tiempo están embutidas unas bandas extensométricas individuales en un circuito impreso de multicapas (US 2006/0021453 A1). Igualmente es conocido un aparato de inserción de coordenadas con un circuito impreso según el concepto genérico de la reivindicación 1 (US 2002/0158840 A1). En el mismo está limitada una zona de un circuito impreso estando rodeada por cuatro cortes que se extienden de manera rectangular, de modo que esté formada una zona central que está unida en todos sus lados a modo de un cruce al circuito impreso. La deformación de esta zona central puede ser medida.

Además, es conocido un sensor de presión que contiene una membrana y un elemento de medición para medir la deformación de la membrana (US 2095/0235702 A1).

Además, es conocido un aparato que presenta bandas extensométricas impresas en un acoplamiento en puente en tecnología de capa gruesa (US 6675663 B1).

Final de inserción

La invención se basa en la tarea de crear una posibilidad de mejorar la medición de magnitudes físicas en vista de una estructura simplificada, el ahorro de espacio y peso y la evitación de alteraciones en la compatibilidad electromagnética CEM.

Para solucionar este problema, la invención sugiere un circuito impreso con las características citadas en la reivindicación 1. Los perfeccionamientos de la invención son objeto de reivindicaciones dependientes.

La invención propone por lo tanto definir un área del sensor en un circuito impreso que sea deformable independientemente del resto del circuito impreso. Esta deformación mecánica es medida entonces con ayuda de magnitudes eléctricas. De esta manera, la deformación causada directa o indirectamente por la magnitud a medir, puede ser tomada para determinar el valor de la magnitud a medir.

Para medir el grado de la deformación por ejemplo puede estar previsto según la invención, que el circuito tenga al menos una resistencia dispuesta en el área del sensor, que está configurada de tal manera que se deforme también, cuando se deforma el área del sensor y modifica por ello su valor de resistencia. Dichas resistencias son disponibles como bandas extensométricas. Están dadas sin embargo también otras posibilidades de unir una resistencia con el área del sensor de tal manera que se deforme con esta última.

Una de las posibilidades de unir una resistencia de este tipo con el área del sensor consiste en aplicar la resistencia en el procedimiento de capa gruesa, es decir, por ejemplo por un procedimiento de impresión serigráfica.

Para medir la deformación a ser posible con precisión y por lo tanto también con seguridad, según la invención puede estar previsto en un perfeccionamiento que la resistencia forme parte de un puente tipo Wheatstone. De esta manera es posible descubrir también variaciones muy pequeñas de la resistencia y de garantizar en caso de utilización del material resistivo sobre el mismo substrato en gran medida una compensación de la temperatura.

En caso de una deformación del área del sensor hay zonas que son expandidas y zonas que son comprimidas. La invención propone disponer al menos una resistencia en la zona de tracción, particularmente cuando, en caso de que el material resistivo utilizado estuviese solicitado a tracción, está hecho un cambio evidente del valor de resistencia.

Está sin embargo previsto igualmente que al menos una resistencia pueda ser dispuesta en la zona de presión del área del sensor.

Una posibilidad de como se puede formar un área del sensor, consiste en que esta comprenda una varilla de flexión que está fresada del circuito impreso y que permanece unida con el resto del circuito impreso por medio de un punto de articulación.

Esta varilla de flexión se deforma en caso de una carga mecánica. La magnitud y el alcance de la deformación depende naturalmente de las fuerzas que actúan. Según las fuerzas a esperar es posible configurar la varilla de flexión más o menos deformable. Esto se puede lograr mediante la anchura y la longitud de la varilla de flexión.

Otra posibilidad consiste en configurar el punto de articulación correspondientemente. Así, por razones de preparar fácilmente el punto de articulación por ejemplo se puede dar la misma anchura que a la varilla de flexión misma. Esta está circundada entonces en todas partes por un corte en forma de U, cuyas alas se extienden paralelamente la una respecto a la otra.

Es sin embargo igualmente posible y se encuentra dentro del marco de invención hacer la anchura del punto de articulación más pequeña que la anchura de la varilla de flexión. Entonces se puede lograr una deformación más fuerte.

Particularmente puede estar previsto emplear un material con un coeficiente de medida alto como material para la resistencia.

Al mismo tiempo se puede tratar por ejemplo de una pasta resistiva de los materiales habituales en esta zona.

Cuando se debe averiguar una temperatura en el área del sensor puede estar previsto en un perfeccionamiento de la invención unir una tira de material a prueba de tracción y de presión con la varilla de flexión, la cual presenta un coeficiente de dilatación térmica diferente del material de la varilla de flexión. En este caso, una variación de temperatura da lugar a una deformación de la varilla de flexión que puede ser medida entonces.

Se indicó ya que la varilla de flexión debe ser configurada correspondientemente según las deformaciones a esperar. Puede ser por ejemplo también necesario o significativo reforzar la varilla de flexión mecánicamente, dotando la misma de una tira de material que presente el mismo coeficiente de dilatación que la varilla de flexión misma.

Otra posibilidad de como se puede emplear la invención para la medición de una magnitud física consiste en fijar un módulo de medición sobre el circuito impreso, el cual actúa sobre la zona deformable del circuito impreso con un elemento mecánicamente solicitado. El módulo de medición por ejemplo puede ser configurado para la medición de una presión y puede presentar en su interior una membrana deformable por la presión a medir. Esta membrana puede estar entonces funcionalmente unida con un empujador que actúa mecánicamente sobre el área del sensor.

Hay una multitud de módulos de medición de este tipo que pueden convertir un valor físico en una fuerza mecánica. La detección del valor medido ocurre entonces siempre por la deformación del área del sensor, para cuya suspensión puede utilizarse siempre el mismo circuito. Por ejemplo es también posible emplear un amplificador de señales para generar una señal normalizada.

El circuito impreso puede ser usado por ejemplo exclusivamente para la generación del valor medido. Es sin embargo también posible, que el área del sensor esté presente en un circuito impreso que asume también otras funciones.

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1. Circuito impreso, con