JP2000258272A - 静電容量型圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、寄生容量の影響を高精度に補正す
ることのできる低コストで汎用性のある静電容量型圧力
センサを提供することを課題とする。 【解決手段】 基準容量となる固定コンデンサＣｃを設
け、固定コンデンサと圧力検出用のコンデンサＣ１〜Ｃ
ｎを切換えて各静電容量を検出する。そして固定コンデ
ンサＣｃに拠る結果から寄生容量による影響を補正す
る。また温度係数の異なる２つ以上の基準電圧Ｖｒｅｆ
と設定電圧Ｖｔｈを設け、それらを任意に組合わせれる
ようにして、圧力センサ部１のコンデンサＣ１〜ｎの温
度依存性をほぼ零に、固定コンデンサＣｃの温度依存成
を大きくして温度を検出することで、高精度な圧力測定
が出来る。また２つの固定コンデンサＣｃ１、Ｃｃ２を
用いることにより、より高精度な補正を行うことも可能
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加わった圧力によ
る静電容量の変化に基づいて圧力の大きさを求める静電
容量型圧力センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧力又は差圧をダイアフラムの変化とし
て検出し、変位を直接電流値として出力する静電容量型
圧力センサは、ダイアフラムに印可された圧力あるいは
圧力差によるダイアフラムの変位を、ダイアフラムと対
向電極とで形成するコンデンサの静電容量値の変化とし
て検出して圧力を求める。

【０００３】このダイアフラムと対向電極との距離の変
位を静電容量値として検出する静電容量型圧力センサ
（以下、圧力センサという）において、計測対象となる
圧力あるいは圧力差によって生じるコンデンサの静電容
量値の変化は、１０ｐＦから１００ｐＦ程度と小さな値
であるため、浮遊容量による影響が大きく、その影響に
より出力特性が非直線的になったり、測定誤差を生じた
りする問題がある。

【０００４】これらの問題を解決するものとして、例え
ば特開昭６４−７１２１１号公報に示す方法がある。こ
の上記公報に開示されている方法は、２つのコンデンサ
を組合わせて測定し、それぞれでの測定結果を基に、寄
生容量の影響を消去するものである。

【０００５】図９にこの方法による回路を示す。図９は
ＣＲ発信回路で、同図中のＣ１、Ｃ２が上記圧力センサ
中のコンデンサに対応し、このＣ１及びＣ２の静電容量
値を求めることにより圧力又は差圧が求まる。図９の発
信回路の出力の周期は、抵抗値Ｒ５０５（固定）と静電
容量Ｃの値で決まる。

【０００６】図中のコンデンサＣ１及びＣ２各々は、ト
ランジスタによるスイッチ５０３及び５０４によって接
地／非接地を切換えることができ、これによりコンデン
サは発信回路にアクティブ／インアクティブを変更でき
る。スイッチ５０３及び５０４を操作して２つのコンデ
ンサＣ１及びＣ２の接続、切り離しを選択しそれぞれの
出力の周期を計測する。

【０００７】この周期とコンデンサの静電容量値との関
係は以下の式で表せる。 Ｃ１のみ選択：Ｔ１＝１／ｆ１＝（Ｃ１＋Ｃｐ）・ｋ・
Ｒ５０５ Ｃ２のみ選択：Ｔ２＝１／ｆ２＝（Ｃ２＋Ｃｐ）・ｋ・
Ｒ５０５ 両方選択せず：Ｔ３＝１／ｆ３＝Ｃｐ・ｋ・Ｒ５０５ 両方選択：Ｔ４＝１／ｆ４＝（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃｐ）・ｋ
・Ｒ５０５ 上式中Ｃｐは寄生容量、ｋは回路毎に固有な係数を示
す。この４つの式に計測した出力の各周期Ｔ１〜Ｔ４を
用い、寄生容量Ｃｐと係数ｋを消去して、静電容量値Ｃ
１とＣ２の比を求める。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、寄生容量の影響を消去するためには、２つのコ
ンデンサＣ１、Ｃ２を選択して得られる上記４つの式で
の寄生容量Ｃｐの値が全て同じ値でなければならない。
言い換えればＣ１とＣ２の電極との間に介在する各寄生
容量の差が零でなければならない。

【０００９】しかしＣ１、Ｃ２の電極間で発生する寄生
容量を零にすることは原理的に不可能であり、もし仮に
ある特定温度下では寄生容量が無くなるように調整が行
えたとしても、Ｃ１、Ｃ２それぞれの寄生容量の温度特
性は異なるので、温度が変化すると出力誤差を生じるこ
とになる。

【００１０】また特開昭６４−７１２１１号公報に開示
されている方法は、２つのコンデンサに供給する電流を
抵抗で調節し、２つのコンデンサのアクティブ／インア
クティブをトランジスタスイッチで切換える方式である
が、各トランジスタスイッチのオン抵抗の違い及び温度
依存性の差によりコンデンサＣ１とＣ２に供給する電流
が異なってしまい、出力誤差を生じる。

【００１１】寄生容量と等価な固定コンデンサを用いて
寄生容量を相殺する方法も一般的に知られている。しか
し通常この固定コンデンサは、Ｐｔ基板上などの圧力セ
ンサから離れた場所に配置されるので、圧力センサとは
温度差が生じ、固定コンデンサと圧力センサの熱勾配の
差による補正誤差が発生するという問題があった。

【００１２】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
で、温度による寄生容量の影響を高精度に除くことので
きる低コストで汎用性のある静電容量型圧力センサを提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明のうちの請求項１に記載の静電容
量型圧力センサは、電極とダイアフラムにより１つ以上
のコンデンサを形成し、圧力又は差圧を該コンデンサの
静電容量の変化として検出するものであり、定電流手
段、固定コンデンサ、スイッチ手段、充放電切換え手段
及び電圧比較手段を備える。定電流手段は、一定電流を
出力する。固定コンデンサは、静電容量が固定のコンデ
ンサである。スイッチ手段は、上記コンデンサ又は上記
固定コンデンサのうち少なくとも一つを選択する。充放
電切換え手段は、上記スイッチ手段が選択したコンデン
サの放電と、上記一定電流による充電とを切換える。電
圧比較手段は、上記スイッチ手段が選択したコンデンサ
の電位が設定電圧に達していなければ充電を、該設定電
圧に達したら放電を上記スイッチ手段に指示する。

【００１４】この請求項１に記載の発明によれば、圧力
又は差圧検出用のコンデンサの静電容量のほかに、静電
容量が固定の固定コンデンサによる計測結果が得られ
る。また本発明のうち請求項２に記載の静電容量型圧力
センサは、電極とダイアフラムにより該ダイアフラムの
変位により相対的に静電容量が変化する少なくとも１組
のコンデンサを形成し、圧力又は差圧を該静電容量の変
化として検出するものであり、定電流手段、固定コンデ
ンサ、スイッチ手段、充放電切換え手段及び電圧比較手
段を備える。定電流手段は、一定電流を出力する。固定
コンデンサは静電容量が固定のコンデンサである。スイ
ッチ手段は、上記コンデンサ又は上記固定コンデンサの
うち少なくとも一つを選択する。充放電切換え手段は、
上記スイッチ手段が選択したコンデンサの放電と、上記
一定電流による充電とを切換える。電圧比較手段は、上
記スイッチ手段が選択したコンデンサの電位が設定電圧
に達していなければ充電を、該設定電圧に達したら放電
を上記スイッチ手段に指示する。

【００１５】この請求項２に記載の発明はコンデンサを
対で備えることを特徴とし、圧力又は差圧検出用のコン
デンサの静電容量のほかに、静電容量が固定の固定コン
デンサによる計測結果が得られる。

【００１６】また本発明のうち請求項３に記載の静電容
量型圧力センサは、電極とダイアフラムにより１つ以上
のコンデンサを形成し、圧力又は差圧を該コンデンサの
静電容量の変化として検出するものであり、上記定電流
手段、複数の上記固定コンデンサ、上記コンデンサ又は
上記各固定コンデンサのうち少なくとも一つを選択する
スイッチ手段、上記充放電切換え手段及び上記電圧比較
手段を備える。

【００１７】この請求項３に記載の発明は、複数の固定
コンデンサを備えることを特徴とし、圧力又は差圧検出
用のコンデンサの静電容量のほかに、静電容量が固定の
複数の固定コンデンサによる計測結果が得られる。

【００１８】また本発明のうち請求項４に記載の静電容
量型圧力センサは、電極とダイアフラムにより該ダイア
フラムの変位により相対的に静電容量が変化する少なく
とも１組のコンデンサを形成し、圧力又は差圧を該静電
容量の変化として検出するものであり、上記定電流手
段、複数の上記固定コンデンサ、上記コンデンサ又は上
記各固定コンデンサのうち少なくとも一つを選択するス
イッチ手段、上記充放電切換え手段及び上記電圧比較手
段を備える。

【００１９】この請求項４に記載の発明は、コンデンサ
を対で備え、また複数の固定コンデンサを備えることを
特徴とし、圧力又は差圧検出用のコンデンサの静電容量
のほかに、静電容量が固定の複数の固定コンデンサによ
る計測結果が得られる。

【００２０】また本発明のうち請求項５に記載の静電容
量型圧力センサは、請求項１又乃至４の何れか１項に記
載の静電容量型圧力センサにおいて、上記スイッチ手段
に選択するコンデンサを指示し、該選択した各コンデン
サに対する上記電圧比較手段による上記スイッチ手段へ
の指示の周期を用いて寄生容量に対する補正を行う演算
制御手段を更に備えることを特徴とする。

【００２１】この請求項５の発明によれば、演算制御手
段によりスイッチ手段がコンデンサを選択した時の計測
結果を、固定コンデンサを選択した時の計測結果を用い
て寄生容量に対する補正することができる。

【００２２】また本発明のうち請求項６に記載の静電容
量型圧力センサは、請求項１乃至５の何れか１項に記載
の静電容量型圧力センサにおいて、上記定電流手段は、
設定された入力電圧に基づいた大きさの上記一定電流を
出力し、上記スイッチ手段が上記コンデンサの内の１つ
を選択した時、上記コンデンサの温度係数を打ち消す温
度係数を持つ上記入力電圧と上記設定電圧が上記定電流
手段と上記電圧比較手段に与えられることを特徴とす
る。この請求項６の発明によれば、圧力検出用のコンデ
ンサがスイッチ手段によって選択された時、選択された
コンデンサの温度係数は打ち消される。

【００２３】また本発明のうち請求項７に記載の静電容
量型圧力センサは、請求項１乃至５の何れか１項に記載
の静電容量型圧力センサにおいて、上記定電流手段は、
設定された入力電圧に基づいた大きさの上記一定電流を
出力し、上記スイッチ手段が上記コンデンサの内の１つ
を選択した時、上記固定コンデンサの温度係数よりも小
さい温度係数を持つ上記入力電圧と上記設定電圧が上記
定電流手段と上記電圧比較手段に与えられることを特徴
とする。この請求項７の発明によれば、圧力検出用のコ
ンデンサがスイッチ手段によって選択された時、固定コ
ンデンサに比例した信号の温度感度を大きく取ることが
できる。

【００２４】また本発明のうち請求項８に記載の静電容
量型圧力センサは、請求項１乃至７の何れか１項に記載
の静電容量型圧力センサにおいて、上記定電流手段は、
設定された入力電圧に基づいた大きさの上記一定電流を
出力し、上記スイッチ手段が上記固定コンデンサが選択
された時、上記固定コンデンサの温度係数よりも大きい
温度係数を持つ上記入力電圧と上記設定電圧が上記定電
流手段と上記電圧比較手段に与えられることを特徴とす
る。

【００２５】この請求項８の発明によれば、固定コンデ
ンサに比例した信号の温度感度を大きく取ることができ
る。また本発明のうち請求項９に記載の静電容量型圧力
センサは、請求項１乃至７の何れか１項に記載の静電容
量型圧力センサにおいて、上記固定コンデンサを上記コ
ンデンサと同一環境下に配置することを特徴とする。

【００２６】この請求項９の発明によれば、環境の変化
に対しても固定コンデンサとコンデンサは同一条件を維
持できる。また本発明のうち請求項１０に記載の発明
は、電極とダイアフラムにより１つ以上のコンデンサを
形成し、圧力又は差圧を該コンデンサの静電容量の変化
として検出する圧力センサから該静電容量の変化を周期
の変化として出力する静電容量検出装置についてのもの
であって、定電流手段、スイッチ手段、充放電切換え手
段、電圧比較手段及び出力手段を備えることを特徴とす
る。スイッチ手段は、上記静電容量型圧力センサ内のコ
ンデンサ又は静電容量が固定の１乃至複数の固定コンデ
ンサのうち少なくとも一つを選択する。充放電切換え手
段は、上記スイッチ手段が選択したコンデンサの放電
と、上記一定電流による充電とを切換える。電圧比較手
段は、上記スイッチ手段が選択したコンデンサの電位が
設定電圧に達していなければ充電を、該設定電圧に達し
たら放電を上記スイッチ手段に指示する出力手段は、上
記電圧比較手段によるスイッチ手段に対する指示を検出
信号として出力する。

【００２７】この請求項１０に記載の発明によれば、圧
力センサからの静電容量と固定コンデンサによる静電容
量とに対する検出結果を得ることが出来る。また本発明
のうち請求項１１に記載の静電容量検出装置は、請求項
１０の発明に於て、上記定電流手段、スイッチ手段、充
放電切換え手段、電圧比較手段、出力手段及び固定コン
デンサを同一ＩＣ上に構成することを特徴とする。

【００２８】この請求項１１に記載の発明によれば、各
上記手段及び固定コンデンサを圧力センサと同一環境下
に置くことが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の静電容量型圧力セ
ンサの動作原理を示すブロック図である。図１の静電容
量型圧力センサは、圧力センサ部１、検出部２、計数部
３、演算制御部４から構成される。

【００３０】圧力センサ部１は、内部に一対乃至３以上
のコンデンサＣ１〜Ｃｎを有する構成で、封入されてい
る流体に加わる圧力によってダイアフラムを変位させ、
その変位量に基づくコンデンサの静電容量の変化によっ
て圧力を求めるものである。

【００３１】検出部２は圧力センサ部１でのコンデンサ
の静電容量の変化を周期出力パルスに変換するもので、
圧力センサ内のコンデンサＣ１〜Ｃｎを切換えるスイッ
チ部２１、選択した圧力センサのコンデンサの静電容量
を周波数信号に変換する静電容量−周波数変換部２２及
び固定容量の固定コンデンサＣｃ等から構成される。こ
のうち固定コンデンサＣｃは、圧力によって静電容量が
変化しない基準の静電容量となるもので、この固定コン
デンサＣｃを用いて寄生容量による影響を補正する。ま
たこの固定コンデンサＣｃに対応する基準となるコンデ
ンサを、圧力センサ部１内に、コンデンサＣ１〜Ｃｎと
同一の封液で満たし、圧力に対して静電容量が変化しな
い形のコンデンサとして備える構成とすることもでき
る。しかしこの構成の場合、圧力センサの封液として一
般的に用いられているシリコンオイルの場合は、比誘電
率が温度及び静電依存性を持つので、静圧のみを検出す
るセンサが必要となり、コストアップする。

【００３２】計数部３は、検出部２の出力パルスをカウ
ンタ回路等でカウントしてデジタル値に変換するもので
ある。演算制御部４は、計数部３による計数結果をもと
に出力演算補正を行い、またスイッチ部２０１の制御を
行う。

【００３３】図１の静電容量型圧力センサでは、圧力セ
ンサ部１に加わった圧力に対し、検出部２のスイッチ切
換え部１１が圧力センサ内のコンデンサＣ１〜Ｃｎ及び
コンデンサＣｃを切換え選択し、その静電容量値を矩形
波の周期に変換して出力する。この各コンデンサに対す
る出力を計数部３がカウントし、この結果に基づいて、
演算制御部４が出力演算補正及びスイッチ部２０１の制
御を行う。

【００３４】図２は一対のコンデンサを構成する場合の
圧力センサ部１の構造を示す断面図である。本発明の静
電容量型圧力センサでは、圧力検出用のコンデンサは１
つ乃至３つ以上でも良いが、以下の説明では、静電容量
型圧力センサで一般的に用いられている、ダイヤフラム
を介して相対的に容量が変化する１対のコンデンサを備
える構成について説明する。

【００３５】同図中、シリコン基板１０は、導電性基板
として用いられるもので、適当な電気導電度として、例
えば約０．１Ωｃｍを持つ〔１００〕面を結晶面方位と
するＰ形のシリコンウェハ上に、空隙１０３ａ及び１０
３ｂに相当する円形の凹みと、その外側のリング状の肉
薄部１０２を形成するためのリング溝とを各面２回以上
のプラズマエッチングによって形成したものである。リ
ング状の肉薄部１０２の内側にはそれより厚い平坦部１
０１が形成され、この平坦部１０１と肉薄部１０２とで
圧力差によって変位するダイアフラムが構成される。こ
のダイアフラムが圧力センサ部１の可動電極となる。な
おシリコン基板１０及び肉薄部１０２の厚さは、測定対
象となる圧力あるいは圧力差の大きさによって適宜に決
定される。

【００３６】またこのシリコン基板１０の両面に、ムラ
イト−コージェライト系のセラミックからなる絶縁性基
板１１ａ及び１１ｂが静電接合で接合されている。そし
てこの絶縁基板１１ａ及び１１ｂには、それぞれの固定
電極１２ａ及び１２ｂ並びに電極１３ａ及び１３ｂが、
クロム、白金、金の３層のマスクスパッタリングによっ
て形成されている。この固定電極１２ａ及び１２ｂと電
極１３ａ及び１３ｂは、圧力が導入される導圧口１４ａ
及び１４ｂの内壁を通して接続されている。

【００３７】この２つの固定電極１２ａ及び１２ｂと、
可動電極となるシリコン基板１１の平坦部１０１とで、
相対的に静電容量値が変化する１対のコンデンサＣ１、
Ｃ２が形成されている。

【００３８】尚、絶縁性基板１１ａ及び１１ｂのそれぞ
れの静電接合面には、厚さ１．６μｍのパイレックスガ
ラスの不図示のスバッタ膜が形成されており、このパイ
レックスガラス膜によって静電接合が可能となる。また
絶縁性基板１１ａ及び１１ｂとしてムライト−コージェ
ライト系のセラミックを使用しているのは、シリコンの
熱膨張係数に極めて近い熱膨張係数をもち、しかも剛性
の高いセラミックを得ることができるためである。

【００３９】絶縁性基板１１ａの下面には、中央に貫通
孔１７１を有するムライト−コージェライト系のセラミ
ックからなる絶縁部材１７が、貫通孔１７１と導圧口１
４ａが導通する状態に位置決めされて、金−錫共晶半田
によって接合されている。この絶縁部材１７の上下面に
は、半田付けのためのクロム、白金、金の３層のスパッ
タ膜が形成されている。

【００４０】絶縁部材１７の下面には、中央に貫通孔１
８１を有するステンレスからなる基台１８が、貫通孔１
８１と導圧口１４ａ及び貫通孔１７１が導通する状態に
位置決めされて、金−錫共晶半田によって接合されてい
る。この基台１８の絶縁部材１７との接合部分には半田
付けのためにクロム、白金、金の３層のスパッタ膜が形
成されている。

【００４１】これら貫通孔１７１、１８１及び導圧口１
４ａを通して、封入されている圧力伝達流体１９が第１
の圧力Ｐ１をダイアフラムの下面に伝える。一方、絶縁
性基板１１ｂには、シリコン基板１０との接合部の片隅
に貫通孔が形成されており、両基板を接合した後、この
貫通孔にアルミのマスクスパッタリングによって電極１
６が形成される。この電極１６がシリコン基板１０から
の引出し電極となる。

【００４２】また絶縁性基板１１ｂのシリコン基板１０
との接合面とは逆側の表面で、シリコン基板１０と接合
面に対応する領域上に、ベアチップによる検出部２が構
成されている。この検出部２が置かれる領域は、圧力セ
ンサ部１の中で最も剛性が高い領域であり、また１対の
コンデンサＣ１及びＣ２とも距離が近いので接続配線を
短くすることが出来、配線による浮遊容量が少なくて済
む領域である。この検出部２は、固定電極１２ａ、１２
ｂ及び１６とアルミ線によって配線接続されている。尚
固定コンデンサＣｃは、この検出部２のベアチップ内に
作り込む構成としても、或はベアチップ近辺にコンデン
サＣ１及びＣ２と同一温度環境化になるように配置する
構成でもよい。

【００４３】このような圧力センサ部１周辺及びダイア
フラムの上面部には、基台１８等に設けられた貫通孔を
通して導かれた圧力Ｐ１に対する圧力Ｐ２をダイアフラ
ムの上面に伝えるための、不図示の圧力伝達流体が封入
されている。

【００４４】ダイアフラムの両面にかかる圧力Ｐ１と圧
力Ｐ２との差によって肉薄部１０２が変形し、平坦部１
０１が固定電極１２ａ及び１２ｂに対して垂直に変位す
る。この変位による可動電極である平坦部１０１と固定
電極１２ａ及び１２ｂとの距離の変化に伴って、静電容
量値Ｃ１とＣ２が相対的に変化しする。この値を測定す
ることによって圧力Ｐ１とＰ２との差が検出される。

【００４５】尚この圧力センサ部１において、圧力Ｐ１
及びＰ２の内、一方の圧力を大気圧にすればゲージ圧セ
ンサとなり、また一方を真空にすれば絶対圧センサとな
る。図２のような構成において導入圧力Ｐ１、Ｐ２の大
小関係は任意ではあるが、以下の説明では便宜上Ｐ１＜
Ｐ２であったとして説明を行う。

【００４６】いまＰ１＜Ｐ２の差圧が加わると、ダイア
フラムは図２中の矢印の方向に変位する。このダイアフ
ラムの変位に基づいた静電容量Ｃ１、Ｃ２はそれぞれ検
出部２及び計数部３で検出され、その結果を用いて演算
制御部４で下記(1) 式の演算を行うことによりダイアフ
ラムの変位が求められる。

【００４７】 ［Ｃ１−Ｃ２−（Ｃｓ１−Ｃｓ２）］／［Ｃ１＋Ｃ２−（Ｃｓ１＋Ｃｓ２）］ ＝△ｄ１／ｄ１・・・(1) (1) 式中のｄ１はダイアフラム２１と固定電極３１ａ又
は３２ｂとの間隔、Ｃｓ１はコンデンサＣ１に対する寄
生容量、Ｃｓ２のコンデンサＣ２に対する寄生容量、△
ｄ１は加わった圧力によるダイアフラム２１の変位量を
示す。

【００４８】ここで、使用温度範囲における固定コンデ
ンサＣｃ選択時の検出信号Ｔｒｅｆ及び係数Ａ、Ｂを下
記(2) 、(3) 、(4) 式が成り立つように決め、この(2)
〜(4) 式を(1) 式に代入すると下記(5) 式が求まる。

【００４９】 （Ｃｓ１−Ｃｓ２)=Ａ／Ｃ・ｆ（Ｔｒｅｆ） ・・・(2) （Ｃｓ１＋Ｃｓ２)=Ｂ／Ｃ・ｆ（Ｔｒｅｆ） ・・・(3) Ｔ１＝Ｃ・Ｃｓ１，Ｔ２＝Ｃ・Ｃｓ２ ・・・(4) （Ｔ１−Ｔ２−Ａ・ｆ（Ｔｒｅｆ））／（Ｔ１＋Ｔ２−Ｂ・ｆ（Ｔｒｅｆ））＝ Δｄ１／ｄ１・・・(5) Ｔ１：コンデンサＣ１の静電容量に応じた出力信号の周
期 Ｔ２：コンデンサＣ２の静電容量に応じた出力信号の周
期 ｆ（Ｔｒｅｆ）：固定コンデンサＣｃの静電容量に応じ
た出力信号の関数 Ａ、Ｂ、Ｃ：係数 この(5) 式にスイッチ部２１０が固定コンデンサＣｃを
選択時の計測結果を用いることによりダイアフラムの変
位が求まる。

【００５０】図３は第１の実施の形態における静電容量
型圧力センサの構成図である。尚同図中圧力センサ部１
は、ここではコンデンサＣ１、Ｃ２以外簡略化されて表
されている。

【００５１】同図中検出部２は、スイッチ部２１、一定
の静電容量を持つ固定コンデンサＣｃ及び静電容量−周
波数変換部２２に対応する定電流回路部２３、カレント
ミラー回路２４、コンパレータ部２５及びモノマルチ部
２６により構成される。

【００５２】スイッチ部２１は演算制御部４の指示によ
りコンデンサＣ１、Ｃ２及び固定コンデンサＣｃの切換
えを行うもので、例えばＭＯＳ型のトランジスタスイッ
チ２１１〜２１３及びスイッチ選択回路２１４により構
成されている。

【００５３】定電流回路部２３は、入力電圧発生回路２
３１、オペアンプ２３２、電界効果トランジスタ２３
３、抵抗Ｒ２３４により構成されている。この定電流回
路部２３は、入力電圧発生回路２３１による設定電圧Ｖ
ｒｅｆと、抵抗２３４を流れる電流ＩＬにより生じる電
圧（図中ａ点の電圧）とが等しくなるようにオペアンプ
２３２が電界効果トランジスタ２３３を制御する。これ
により電流ＩＬは一定値、Ｖｒｅｆ／Ｒ２３４となる。

【００５４】カレントミラー回路２４は、定電流回路部
２３の発生電流ＩＬと等しい電流Ｉｃを安定的に出力す
るもので、ＭＯＳトランジスタにより構成される。コン
パレータ部２５は設定電圧発生回路２５１とコンパレー
タ２５２より構成され、入力電圧が設定電圧発生回路２
５１によってコンパレータ２５２に設定された設定電圧
Ｖｔｈに達すると出力を“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベル
にする。

【００５５】モノマルチ部２６は、コンパレータ部２５
に出力によってトランジスタスイッチ２９のＯＮ／ＯＦ
Ｆを切換えるもので、コンパレータ部２５の出力が
“Ｈ”レベルになるとトランジスタスイッチ２９を“Ｏ
Ｎ”に、出力が“Ｌ”レベルになると“ＯＦＦ”にす
る。

【００５６】図３の静電容量型圧力センサでは、スイッ
チ選択回路２１４が演算制御部４からの指示に基づい
て、スイッチ２１１〜２１３のＯＮ／ＯＦＦを操作して
圧力センサ部１内のコンデンサＣ１及びＣ２、及び固定
容量のコンデンサＣｃから順次選択する。まずコンデン
サＣ１が選択されたものとする。

【００５７】カレントミラー回路２４の出力電流Ｉｃに
より、スイッチ部２１によって選択されたコンデンサが
充電されてゆくと、それに伴い、コンデンサによる電位
（図中ｂ点の電位）が上がる。そしてｂ点の電圧がコン
パレータ部２５の設定電圧Ｖｔｈに達すると、コンパレ
ータ２５２の出力は“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルにタ
ーンオンする。

【００５８】コンデンサＣ１が選択されている時の、電
位が設定電圧Ｖｔｈに達するまでのコンデンサＣ１の充
電時間をｔｃ１とすると、ｔｃ１は下式のように表され
る。ｔｃ１＝Ｃ１・Ｖｔｈ／Ｉｃ＝Ｃ１・Ｒ２３４・Ｖ
ｔｈ／Ｖｒｅｆ・・・(6)ここで、仮にＶｔｈ＝２・Ｖ
ｒｅｆとすると、ｔｃ１は式(7) の様に静電容量値Ｃ１
と抵抗値Ｒ２３４のみの関数となる。

【００５９】 ｔｃ１＝２・Ｃ１・Ｒ２３４ ・・・(7) モノマルチ部２６は、コンパレータ部２５の出力が
“Ｈ”レベルになった瞬間にトランジスタスイッチ２９
を“ＯＮ”にする。するとｂ点はＶｓｓに接地されるの
で、コンデンサＣ１は放電し、ｂ点の電位は０になる。
するとコンパレータ部２５は、入力電圧が設定電圧Ｖｔ
ｈより低くなるので、出力を“Ｌ”レベルにターンオフ
する。これを受けてモノマルチ部２６は、トランジスタ
スイッチ２９を“ＯＦＦ”にする。

【００６０】これにより再びコンデンサＣ１が電流Ｉｃ
により充電され、ｂ点が設定電圧Ｖｔｈに達すると再び
トランジスタスイッチ２９が“ＯＮ”となりコンデンサ
Ｃ１の放電が行われる。以降このような充放電動作が繰
り返され、検出部２からは静電容量Ｃ１に比例した一定
周期の方形波信号が出力される。この出力信号の周期ｔ
１は、下記の式で表される。

【００６１】 ｔ１＝ｔｃ１＋ｔｒ＝２・Ｃ１・Ｒ２３４＋ｔｒ ・・・(8) (8) 式中ｔｒはモノマルチ部２６が、トランジスタスイ
ッチ２９を“ＯＮ”にしてコンデンサの放電を開始して
から、トランジスタスイッチ２９を“ＯＦＦ”にするま
でのリセット時間である。

【００６２】出力信号の周期の検出が終ると、演算制御
部４はスイッチ選択回路２１からの指示により、スイッ
チ２１１〜２１３を操作し、選択するコンデンサを順次
変更する。これによりコンデンサＣ１のときと同様の動
作から、コンデンサＣ２及び固定コンデンサＣｃに比例
した周期の出力信号が得られる。この出力信号の、コン
デンサＣ２選択時の周期ｔ２及び固定コンデンサＣｃ選
択時の周期ｔｒｅｆは下記(9) 、(10)式の様にそれぞれ
表わせる。

【００６３】 ｔ２＝ｔｃ２＋ｔｒ＝２・Ｃ２・Ｒ２３４＋ｔｒ ・・・(9) ｔｒｅｆ＝ｔｃｒｅｆ＋ｔｒ＝２・Ｃｃ・Ｒ２３４＋ｔｒ ・・・(10) 尚(8) 〜(10)式中の、モノマルチ部２６がスイッチ１６
を“ＯＮ”にしてから“ＯＦＦ”にするまでのリセット
時間ｔｒは数１００ｎｓｅｃ程度であるので、出力信号
の直線性及び分解能への影響はほとんどない。

【００６４】検出部２の矩形波の出力信号は計数部３に
入力され、計数部３によって計数される。その計数結果
は下記(11)、(12)、(13)式で表される。 Ｔ１＝ｎ・ｔ１・ｆｃｌｋ ・・・(11) Ｔ２＝ｎ・ｔ２・ｆｃｌｋ ・・・(12) Ｔｒｅｆ＝ｎ・ｔｒｅｆ・ｆｃｌｋ ・・・(13) ｎ：係数 ｆｃｌｋ：計数部３での計数クロック周波数 この計数部３での計数結果を基にして、演算制御部４で
上記(1) 〜(4) 式を用いて演算を行い、寄生容量に対す
る補正がなされたダイアフラムの変位が求まる。これに
より、寄生容量の影響のない、静電容量型センサのダイ
アフラム変位に比例した出力を得ることが可能となる。

【００６５】この様に図３の構成では、出力信号の周期
の決定要素としては、トランジスタスイッチ２９及び２
１１〜２１３のＯＮ抵抗は関与しないので、温度によっ
て各トランジスタスイッチのＯＮ抵抗が変化しても、出
力信号はその影響を全く受けない。

【００６６】次に第２の実施形態について説明する。上
記第１の実施形態による方式の場合は、静電容量Ｃ１、
Ｃ２に比例した出力信号の周期Ｔ１、Ｔ２の温度依存性
を小さくするために、抵抗Ｒ２３４の温度係数を小さく
した場合、固定コンデンサＣｃの温度係数は抵抗に比べ
て一般的に小さいので、固定コンデンサＣｃに比例した
信号Ｔｒｅｆの温度感度も小さくなる。この点を考慮し
たものが第２の実施形態のよる方式である。

【００６７】図４は第２の実施形態における静電容量型
圧力センサの構成図である。図４では、図３の第１の実
施形態と同じ構成要素には同じ番号が付されている。図
４の静電容量型圧力センサでは、定電流回路部２７に、
少なくとも２つ以上の入力電圧発生回路２７１−１〜２
７１−ｎを備えている。これらはそれぞれ異なる電圧値
を持ち、この中からスイッチ選択回路２１４によるスイ
ッチ２７５の操作によって選択接続された電圧値が設定
電圧Ｖｒｅｆとしてオペアンプ２７２に印加される。こ
の構成により定電流回路部２７は、演算制御部４からの
指示により２つ以上の異なる電流値から電流ＩＬとして
選択出力することが出来る。

【００６８】またコンパレータ部２８も、異なる出力電
圧を持つ少なくとも２つ以上の設定電圧発生回路２８１
−１〜２８１−ｎを備える構成となっている。そして演
算制御部４の指示に基づいてスイッチ選択回路２１４が
スイッチ２８３を切換えることによりこれらを選択し、
その出力値をコンパレータ２８２への設定電圧Ｖｔｈと
することが出来る。この構成により各コンデンサに対し
て適宜な入力電圧Ｖｒｅｆ及び設定電圧Ｖｔｈを設定す
ることが出来る。

【００６９】これら定電流回路部２７の出力電流ＩＬ及
びコンパレータ部２８への設定電圧Ｖｔｈの選択は、ス
イッチ選択回路２１４が選択するコンデンサに応じて決
定される。

【００７０】尚各入力電圧発生回路２７１−１〜２７１
−ｎ及び設定電圧発生回路２８１−１〜２８１−ｎから
出力される電圧は、同一の回路からの出力でも温度によ
って変化する。よってこれらを温度の関数とすると、入
力電圧発生回路２７１−１〜２７１−ｎ及び設定電圧発
生回路２８１−１〜２８１−ｎの選択は、正確には入力
電圧Ｖｒｅｆ及び設定電圧Ｖｔｈの温度係数を選択する
ことを意味する。この電圧の温度依存性はトランジスタ
のベース−エミッタ電圧の温度特性を利用すれば、容易
に制御できる。

【００７１】図５は、選択した各コンデンサに対する定
電流回路部２７での入力電圧Ｖｒｅｆの温度係数とコン
パレータ部２８の設定電圧Ｖｔｈの温度係数の関係を示
す表である。

【００７２】図５にあるように、演算制御部４は、コン
デンサＣ１又はコンデンサＣ２を選択時は、コンデンサ
Ｃ１又はＣ２の温度係数を打ち消すような入力電圧Ｖｔ
ｈと設定電圧Ｖｒｅｆが設定されるように入力電圧発生
回路２７１−１〜２７１−ｎ及び設定電圧発生回路２８
１−１〜２８１−ｎの中から選択し、スイッチ選択回路
２１４に指示する。またコンデンサＣｃ選択時には、検
出分解能に応じて温度係数を大きく取る。

【００７３】これによりコンデンサＣ１及びＣ２に対し
て設定される入力電圧Ｖｔｈ又は設定電圧Ｖｒｅｆは、
静電容量の温度係数を打ち消す温度係数又は、温度係数
がほぼ零の電圧が選択され、また温度検出用の固定コン
デンサＣｃに対して設定される電圧Ｖｒｅｆ及びＶｔｈ
は、温度係数が大きい電圧が選択され、設定される。従
って圧力検出用のコンデンサＣ１、Ｃ２の静電容量の変
化に対しては温度依存性がほぼ零に、また固定コンデン
サＣｃの静電容量の変化に対しては温度依存性を大きく
できるので、検出部２からの出力信号の周期Ｔ１、Ｔ２
及びＴｒｅｆに対して、寄生容量に対する高い精度の温
度補正を実現することが出来る。次に第３の実施形態に
ついて説明する。

【００７４】(3) 、(4) 式において寄生容量に対する補
正を行う係数Ａ、Ｂは通常、複数の任意の温度で決めら
れ、任意の補正ポイント間での係数Ａ、Ｂは近似で求め
ることになり、近似による誤差が発生する。

【００７５】その近似誤差は、補正ポイント間の温度差
が少ない程小さくできるので、より測定精度を向上しよ
うとすると、その分補正ポイントを増やす必要があり、
コストアップするという問題がある。

【００７６】この点を考慮したものが第３の実施形態に
よる方式である。図６は、第３の実施形態における静電
容量型圧力センサの構成図である。この図６の構成は、
図３の第１の実施形態の構成を基としたものであり、図
３と同じ構成要素には同じ番号が付されている。

【００７７】同図の静電容量型圧力センサでは、スイッ
チ部３０内に固定コンデンサＣｃ１及びＣｃ２の２つの
固定コンデンサを備えている。そして演算制御部４の指
示に従って、スイッチ選択回路３０５がスイッチ３０１
〜３０４のＯＮ／ＯＦＦを操作して圧力センサ部１内の
コンデンサＣ１とＣ２、及びこの固定容量のコンデンサ
Ｃｃ１及びＣｃ２から順次選択して接続を切換える。

【００７８】この図６の静電容量型圧力センサでは、上
記(10)、(13)式に対応する固定コンデンサＣｃ１及びＣ
ｃ２選択時の周期ｔｒｅｆ１、ｔｒｅｆ２及び係数部３
による係数結果Ｔｒｅｆ１、Ｔｒｅｆ２は下記(14)、(1
5)及び(16)、(17)で表せる。

【００７９】 ｔｒｅｆ１＝ｔｃ１ｒｅｆ＋ｔｒ＝２・Ｃｃ１・Ｒ２３４＋ｔｒ ・・・(14) ｔｒｅｆ２＝ｔｃ２ｒｅｆ＋ｔｒ＝２・Ｃｃ２・Ｒ２３４＋ｔｒ ・・・(15) Ｔｒｅｆ１＝ｎ・ｔｒｅｆ１・ｆｃｌｋ ・・・(16) Ｔｒｅｆ２＝ｎ・ｔｒｅｆ２・ｆｃｌｋ ・・・(17) また、(8) 、(9) 式で示した静電容量Ｃ１、Ｃ２に比例
した信号は、測定誤差を考慮すると厳密には(18)、(19)
式のようになる。

【００８０】 ｔ１１＝ｔｃ１＋ｔｅｒｒ＝２・（Ｃ１＋Ｃｅｒｒ）・Ｒ２３４＋ｔｒ・(18) ｔ１２＝ｔｃ２＋ｔｅｒｒ＝２・（Ｃ２＋Ｃｅｒｒ）・Ｒ２３４＋ｔｒ・(19) このうちｔｅｒｒは(20)式で表せる。

【００８１】 ｔｅｒｒ＝ｔｓ＋ｔｒ ・・・(20) また上式のｔｓは(21)式で表せる。 ｔｓ＝２・Ｃｓ・Ｒ２３４ ・・・(21) 第３の実施形態では、誤差Ｃｅｒｒを補正するために固
定コンデンサＣｃ１にＣｃ２に比例した信号の計測値を
用いる。

【００８２】(14)、(15)式に示した固定コンデンサＣｃ
１、Ｃｃ２に比例した信号に、Ｃｅｒｒを考慮すると、
(22)、(23)式になる。 ｔｒｅｆ１１＝２・（Ｃｃ１＋Ｃｅｒｒ）・Ｒ２３４ ・・・(22) ｔｒｅｆ１２＝２・（Ｃｃ２＋Ｃｅｒｒ）・Ｒ２３４ ・・・(23) 固定コンデンサＣｃ１、Ｃｃ２の静電容量値は既知なの
で、Ｃｃ２は(24)式で表せる。

【００８３】 Ｃｃ２＝Ｍ・Ｃｃ１ ・・・(24) (22)、(23)、(24)式より、Ｃｅｒｒは(25)式となる。 Ｃｅｒｒ＝（Ｍ・ｔｒｅｆ１１−ｔｒｅｆ２２）／２／Ｒ２３４／（Ｍ−１） ・・・(25) この(25)式のＣｅｒｒを(18)、(19)式に適用することに
より、厳密に静電容量Ｃ１、Ｃ２に比例した信号を求め
ることが出来るので、この係数結果を基に演算制御４
で、上記(2) 〜(5) 式の出力・補正演算を行うことによ
り、より高精度に、寄生容量の影響の無い静電容量型圧
力センサのダイアフラム変位に比例した出力を得ること
が可能となる。

【００８４】次に第４の実施形態について説明する。第
３の実施形態の方式では、第１の実施形態の方式の場合
と同様、信号の周期Ｔ１、Ｔ２の温度依存性を小さくす
るために抵抗Ｒ２３４の温度係数を小さくした場合、固
定コンデンサＣｃ１及びＣｃ２に比例した信号Ｔｒｅｆ
１、Ｔｒｅｆ２の温度感度も小さくなってしまう。この
点を考慮したものが第４の実施形態による方式である。

【００８５】図７は第４の実施形態における静電容量型
圧力センサの構成図である。尚図７では、図４の第２の
実施形態及び図６の第３の実施形態と同じ構成要素には
同じ番号が付されている。

【００８６】図７では、図６の第３の実施形態の構成を
基に、定電流回路部２３及びコンパレータ部２５の代わ
りに、図４の少なくとも２つ以上の入力電圧発生回路２
７１−１〜２７１−ｎを有する定電流回路部２７、及び
異なる出力電圧を持つ少なくとも２つ以上の設定電圧発
生回路２８１−１〜２８１−ｎを有するコンパレータ部
２８を備えている。

【００８７】この定電流回路部２７は演算制御部４から
の指示によりスイッチ２７５を操作してオペアンプ２７
２に印加する電圧値Ｖｒｅｆを変更し、抵抗Ｒ２７４を
流れる電流ＩＬを複数の異なる電流値から選択する。ま
たコンパレータ部２８も、演算制御部４からの指示に基
づいてコンパレータ２８２への設定電圧Ｖｔｈを複数の
電圧値から選択して最適なものに設定変更する。この構
成により図７の静電容量型圧力センサでは、選択したコ
ンデンサに対する適宜な入力電圧Ｖｒｅｆ及び設定電圧
Ｖｔｈを選択設定することが出来る。

【００８８】各入力電圧発生回路２７１−１〜２７１−
ｎ及び設定電圧発生回路２８１−１〜２８１−ｎから出
力される電圧を温度の関数として見ると、入力電圧発生
回路２７１−１〜２７１−ｎ及び設定電圧発生回路２８
１−１〜２８１−ｎの選択は、入力電圧Ｖｒｅｆ及び設
定電圧Ｖｔｈの温度係数を選択することを意味する。こ
の電圧の温度依存性はトランジスタのベース−エミッタ
電圧の温度特性を利用すれば、容易に制御できる。

【００８９】図８は、選択した各コンデンサに対する定
電流回路部２７での入力電圧Ｖｒｅｆの温度係数とコン
パレータ部２８の設定電圧Ｖｔｈの温度係数の関係を示
す表である。

【００９０】図８にあるように、演算制御部４は、コン
デンサＣ１又はコンデンサＣ２を選択時は、コンデンサ
Ｃ１又はＣ２の温度係数を打ち消すような入力電圧Ｖｔ
ｈと設定電圧Ｖｒｅｆが設定されるように入力電圧発生
回路２７１−１〜２７１−ｎ及び設定電圧発生回路２８
１−１〜２８１−ｎの中から選択し、スイッチ選択回路
２１４に指示する。またコンデンサＣｃ選択時には、検
出分解能に応じて温度係数を大きく取る。

【００９１】これによりコンデンサＣ１及びＣ２に対し
て設定される入力電圧Ｖｔｈ又は設定電圧Ｖｒｅｆは、
静電容量の温度係数を打ち消す温度係数又は、温度係数
がほぼ零の電圧が選択され、また温度検出用の固定コン
デンサＣｃ１、Ｃｃ２に対して設定される電圧Ｖｒｅｆ
及びＶｔｈは、温度係数が大きい電圧が選択され、設定
される。従って圧力検出用のコンデンサＣ１、Ｃ２の静
電容量の変化に対しては温度依存性がほぼ零に、また固
定コンデンサＣｃの静電容量の変化に対しては温度依存
性を大きいものを選択できるので、検出部２からの出力
信号の周期Ｔ１、Ｔ２、Ｔｒｅｆ１、Ｔｒｅｆ２に対し
て、寄生容量に対する高い精度の温度補正を実現するこ
とが出来る。

【００９２】この図８の組合わせで出力信号を得る場合
も、静電容量の誤差Ｃｅｒｒが誤差要因となるので、演
算制御部４で(25)式を適用することでより高精度な補正
が可能となる。

【００９３】

【発明の効果】本発明の基づく静電容量型圧力センサに
よれば、寄生容量に対する高い補正を可能とし、高精度
な圧力測定を可能とした静電容量型センサを実現するこ
とが出来る。

【００９４】また本発明の静電容量型圧力センサは、温
度変化による静電容量の変化を考慮して寄生容量に対す
る補正を行うので、簡単な構成で広い温度範囲に渡る正
確な圧力検出を実現できる。

【００９５】更に静電容量の計測値は、トランジスタス
イッチのオン抵抗の影響を受けることがなく、その上拡
散抵抗を使用した場合等に生じる熱雑音が発生しないの
で、高精度な圧力測定を行うことが出来る。

【００９６】また固定コンデンサと圧力検出用のコンデ
ンサを同一環境化に置くことが出来るので、温度等の環
境の変化に対して寄生容量の影響を高精度にキャンセル
することができる。

【００９７】更に簡単な構成により実現できるので、低
コストで、高精度な圧力測定が可能となる。また、複数
の固定コンデンサを備える構成とした場合、近似誤差を
も含めたより高精度の補正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による静電容量型センサのブロック図で
ある。

【図２】一対のコンデンサを構成する場合の圧力センサ
の構造を示す断面図である。

【図３】第１の実施の形態における静電容量型圧力セン
サの構成図である。

【図４】第２の実施の形態における静電容量型圧力セン
サの構成図である。

【図５】選択したコンデンサに対する入力電圧の温度係
数及び設定電圧の温度係数の関係を示す表である。

【図６】第３の実施の形態における静電容量型圧力セン
サの構成図である。

【図７】第４の実施の形態における静電容量型圧力セン
サの構成図である。

【図８】第４の実施形態に於ける選択したコンデンサに
対する入力電圧の温度係数及び設定電圧の温度係数の関
係を示す表である。

【図９】従来の静電容量型圧力センサの基本構成を示す
回路図である。

【符号の説明】

１ 圧力センサ部 ２ 検出部 ３ 計数部 ４ 演算制御部 ２１、３０ スイッチ部 ２２ 静電容量−周波数変換部 ２３、２７ 定電流回路部 ２４ カレントミラー部 ２５、２８ コンパレータ部 ２６ モノマルチ部 Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ Ｃｃ、Ｃｃ１、Ｃｃ２ 固定コンデンサ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極とダイアフラムにより１つ以上のコ
   ンデンサを形成し、圧力又は差圧を該コンデンサの静電
   容量の変化として検出する静電容量型圧力センサにおい
   て、 一定電流を出力する定電流手段と、 静電容量が固定の固定コンデンサと、 前記コンデンサ又は前記固定コンデンサのうち少なくと
   も一つを選択するスイッチ手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの放電と、前記
   一定電流による充電とを切換える充放電切換え手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの電位が設定電
   圧に達するまでの間充電を、該設定電圧に達したら放電
   を前記スイッチ手段に指示する電圧比較手段と、 を備えることを特徴とする静電容量型圧力センサ。
2. 【請求項２】 電極とダイアフラムにより該ダイアフラ
   ムの変位により相対的に静電容量が変化する少なくとも
   １組のコンデンサを形成し、圧力又は差圧を該静電容量
   の変化として検出する静電容量型圧力センサにおいて、 一定電流を出力する定電流手段と、 静電容量が固定の固定コンデンサと、 前記コンデンサ又は前記固定コンデンサのうち少なくと
   も一つを選択するスイッチ手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの放電と、前記
   一定電流による充電とを切換える充放電切換え手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの電位が設定電
   圧に達するまでの間充電を、該設定電圧に達したら放電
   を前記スイッチ手段に指示する電圧比較手段と、 を備えることを特徴とする静電容量型圧力センサ。
3. 【請求項３】 電極とダイアフラムにより１つ以上のコ
   ンデンサを形成し、圧力又は差圧を該コンデンサの静電
   容量の変化として検出する静電容量型圧力センサにおい
   て、 一定電流を出力する定電流手段と、 静電容量が固定の複数の固定コンデンサと、 前記コンデンサ又は前記各固定コンデンサのうち少なく
   とも一つを選択するスイッチ手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの放電と、前記
   一定電流による充電とを切換える充放電切換え手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの電位が設定電
   圧に達するまでの間充電を、該設定電圧に達したら放電
   を前記スイッチ手段に指示する電圧比較手段と、 を備えることを特徴とする静電容量型圧力センサ。
4. 【請求項４】 電極とダイアフラムにより該ダイアフラ
   ムの変位により相対的に静電容量が変化する少なくとも
   １組のコンデンサを形成し、圧力又は差圧を該静電容量
   の変化として検出する静電容量型圧力センサにおいて、 一定電流を出力する定電流手段と、 静電容量が固定の複数の固定コンデンサと、 前記コンデンサ又は前記各固定コンデンサのうち少なく
   とも一つを選択するスイッチ手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの放電と、前記
   一定電流による充電とを切換える充放電切換え手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの電位が設定電
   圧に達するまでの間充電を、該設定電圧に達したら放電
   を前記スイッチ手段に指示する電圧比較手段と、 を備えることを特徴とする静電容量型圧力センサ。
5. 【請求項５】 前記スイッチ手段に選択するコンデンサ
   を指示し、該選択した各コンデンサに対する前記電圧比
   較手段による前記スイッチ手段への指示の周期を用いて
   寄生容量の補正を行う演算制御手段を更に備えることを
   特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の静電容
   量型圧力センサ。
6. 【請求項６】 前記定電流手段は、設定された入力電圧
   に基づいた大きさの前記一定電流を出力し、前記スイッ
   チ手段が前記コンデンサの内の１つを選択した時、前記
   コンデンサの温度係数を打ち消す温度係数を持つ前記入
   力電圧と設定電圧が前記定電流手段と電圧比較手段に与
   えられることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項
   に記載の静電容量型圧力センサ。
7. 【請求項７】 前記定電流手段は、設定された入力電圧
   に基づいた大きさの前記一定電流を出力し、前記スイッ
   チ手段が前記コンデンサの内の１つを選択した時、前記
   固定コンデンサの温度係数よりも小さい温度係数を持つ
   前記入力電圧と設定電圧が前記定電流手段と電圧比較手
   段に与えられることを特徴とする請求項１乃至５の何れ
   か１項に記載の静電容量型圧力センサ。
8. 【請求項８】 前記定電流手段は、設定された入力電圧
   に基づいた大きさの前記一定電流を出力し、前記スイッ
   チ手段が前記固定コンデンサを選択した時、前記固定コ
   ンデンサの温度係数よりも大きい温度係数を持つ前記入
   力電圧と設定電圧が前記定電流手段と電圧比較手段に与
   えられることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項
   に記載の静電容量型圧力センサ。
9. 【請求項９】 前記固定コンデンサを前記コンデンサと
   同一環境下に配置することを特徴とする請求項１乃至８
   の何れか１項に記載の静電容量型圧力センサ。
10. 【請求項１０】 電極とダイアフラムにより１つ以上の
    コンデンサを形成し、圧力又は差圧を該コンデンサの静
    電容量の変化として検出する圧力センサから該静電容量
    の変化を周期の変化として出力する静電容量検出装置で
    あって、 一定電流を出力する定電流手段と、 前記静電容量型圧力センサ内のコンデンサ又は静電容量
    が固定の１乃至複数の固定コンデンサのうち少なくとも
    一つを選択するスイッチ手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの放電と、前記
    一定電流による充電とを切換える充放電切換え手段と、 前記スイッチ手段が選択したコンデンサの電位が設定電
    圧に達していなければ充電を、該設定電圧に達したら放
    電を前記スイッチ手段に指示する電圧比較手段と、 前記電圧比較手段によるスイッチ手段に対する指示を検
    出信号として出力する出力手段と、 を備えることを特徴とする静電容量検出装置。
11. 【請求項１１】 前記定電流手段、スイッチ手段、充放
    電切換え手段、電圧比較手段及び固定コンデンサを同一
    ＩＣ上に構成することを特徴とする請求項１０記載の静
    電容量検出装置。