JP2002243567A - 半導体式圧力センサ - Google Patents
半導体式圧力センサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微小圧力計測分野においても圧力検出の精度
が低下することなく高感度で圧力を検出することができ
る半導体式圧力センサを提供する。 【解決手段】 本発明の高温度計測用圧力センサ１０
は、被測定体の圧力を受けるサファイアダイアフラム１
３と、サファイアダイアフラム１３の円周方向に沿って
積層しホイストーンブリッジ回路を構成する複数の感圧
抵抗素子部２０と、複数の感圧抵抗素子部２０よりの圧
力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅部２３と、複数の
増幅部２３よりの圧力信号を加算する加算処理部２５と
を備え、サファイアダイアフラム１３の外側にかかる圧
力を検出することとした。
が低下することなく高感度で圧力を検出することができ
る半導体式圧力センサを提供する。 【解決手段】 本発明の高温度計測用圧力センサ１０
は、被測定体の圧力を受けるサファイアダイアフラム１
３と、サファイアダイアフラム１３の円周方向に沿って
積層しホイストーンブリッジ回路を構成する複数の感圧
抵抗素子部２０と、複数の感圧抵抗素子部２０よりの圧
力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅部２３と、複数の
増幅部２３よりの圧力信号を加算する加算処理部２５と
を備え、サファイアダイアフラム１３の外側にかかる圧
力を検出することとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小圧力計測分野
においても圧力検出の精度が低下することなく高感度で
圧力を検出することができる半導体式圧力センサに関す
る。
においても圧力検出の精度が低下することなく高感度で
圧力を検出することができる半導体式圧力センサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体式圧力センサは、結晶質のサファ
イアダイアフラムに積層する感圧抵抗素子により気体や
液体の流体圧を検出するものである。
イアダイアフラムに積層する感圧抵抗素子により気体や
液体の流体圧を検出するものである。
【０００３】従来の半導体式圧力センサは、例えば、特
表平５−５０７１５０号公報に記載されたものがあり、
図４は、従来の半導体式圧力センサ３０の取付外観図を
示す。
表平５−５０７１５０号公報に記載されたものがあり、
図４は、従来の半導体式圧力センサ３０の取付外観図を
示す。
【０００４】図４に示すように、半導体式圧力センサ３
０は、高温の気体や液体を搬送する搬送管などに設ける
圧力センサ取付部３９に取り付けられ、矢印Ｐに示すよ
うに加わる流体圧を検出するものである。
０は、高温の気体や液体を搬送する搬送管などに設ける
圧力センサ取付部３９に取り付けられ、矢印Ｐに示すよ
うに加わる流体圧を検出するものである。
【０００５】図５は、従来の半導体式圧力センサ３０の
断面図を示す。
断面図を示す。
【０００６】図５に示すように、半導体式圧力センサ３
０は、円柱形状のセラミックのボディー本体部３１と、
ボディー本体部３１の端部に接合層３２を介し取り付け
られ気体や液体の流体圧を受ける円形薄板形状の結晶質
のサファイアダイアフラム３３と、ボディー本体部３１
に形成される凹部３１ａの位置で結晶質のサファイアダ
イアフラム３３に積層される感圧抵抗素子部３４と、感
圧抵抗素子部３４に接続する信号線３７と、ネジ部３５
とにより構成されている。
０は、円柱形状のセラミックのボディー本体部３１と、
ボディー本体部３１の端部に接合層３２を介し取り付け
られ気体や液体の流体圧を受ける円形薄板形状の結晶質
のサファイアダイアフラム３３と、ボディー本体部３１
に形成される凹部３１ａの位置で結晶質のサファイアダ
イアフラム３３に積層される感圧抵抗素子部３４と、感
圧抵抗素子部３４に接続する信号線３７と、ネジ部３５
とにより構成されている。
【０００７】半導体式圧力センサ３０により搬送管内を
流れる高温の気体や液体の流体圧力を検出するときに
は、半導体式圧力センサ３０は、圧力センサ取付部３９
に取り付けられ、矢印Ｐに示すように気体や液体の流体
圧力が結晶質のサファイアダイアフラム３３に加わる
と、結晶質のサファイアダイアフラム３３は、その圧力
を受け凹部３１ａ側に撓み、感圧抵抗素子部３４により
その圧力変化が信号線３７より出力され圧力検出が行わ
れる。
流れる高温の気体や液体の流体圧力を検出するときに
は、半導体式圧力センサ３０は、圧力センサ取付部３９
に取り付けられ、矢印Ｐに示すように気体や液体の流体
圧力が結晶質のサファイアダイアフラム３３に加わる
と、結晶質のサファイアダイアフラム３３は、その圧力
を受け凹部３１ａ側に撓み、感圧抵抗素子部３４により
その圧力変化が信号線３７より出力され圧力検出が行わ
れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体式圧力センサ３０には、次のような問題があっ
た。
半導体式圧力センサ３０には、次のような問題があっ
た。
【０００９】半導体式圧力センサ３０は、上記したごと
く、搬送管内を流れる気体や液体の流体圧を結晶質のサ
ファイアダイアフラム３３の撓みにより検出することが
できるが、微小圧力計測分野においては、結晶質のサフ
ァイアダイアフラム３３の撓みは少なく感圧抵抗素子部
３４より出力する圧力信号の値が小さいため、比較的大
きな増幅器の増幅率や感圧抵抗素子部３４の抵抗値にば
らつきがあると、その影響を受け圧力検出の精度が著し
く低下する場合がある。
く、搬送管内を流れる気体や液体の流体圧を結晶質のサ
ファイアダイアフラム３３の撓みにより検出することが
できるが、微小圧力計測分野においては、結晶質のサフ
ァイアダイアフラム３３の撓みは少なく感圧抵抗素子部
３４より出力する圧力信号の値が小さいため、比較的大
きな増幅器の増幅率や感圧抵抗素子部３４の抵抗値にば
らつきがあると、その影響を受け圧力検出の精度が著し
く低下する場合がある。
【００１０】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、微小圧力計測分野においても圧力検出の精度が低
下することなく高感度で圧力を検出することができる半
導体式圧力センサを提供することを目的とする。
って、微小圧力計測分野においても圧力検出の精度が低
下することなく高感度で圧力を検出することができる半
導体式圧力センサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体式圧力セ
ンサは、被測定体の圧力を受ける結晶質のサファイアダ
イアフラムと、前記サファイアダイアフラムの円周方向
に沿って積層しホイストーンブリッジ回路を構成する複
数の感圧抵抗素子部と、複数の前記感圧抵抗素子部より
の圧力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅部と、複数の
前記増幅部よりの圧力信号を加算する加算処理部とを備
え、前記サファイアダイアフラムの外側にかかる圧力を
検出することとした。
ンサは、被測定体の圧力を受ける結晶質のサファイアダ
イアフラムと、前記サファイアダイアフラムの円周方向
に沿って積層しホイストーンブリッジ回路を構成する複
数の感圧抵抗素子部と、複数の前記感圧抵抗素子部より
の圧力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅部と、複数の
前記増幅部よりの圧力信号を加算する加算処理部とを備
え、前記サファイアダイアフラムの外側にかかる圧力を
検出することとした。
【００１２】また、前記感圧抵抗素子部は、前記円周方
向に沿って等間隔に配置することとした。
向に沿って等間隔に配置することとした。
【００１３】また、前記加算処理部は、入力する複数の
前記圧力信号の内、互いに近似した前記圧力信号群の前
記圧力信号値に対し予め定めた値以上異なる前記圧力信
号は除外することとした。
前記圧力信号の内、互いに近似した前記圧力信号群の前
記圧力信号値に対し予め定めた値以上異なる前記圧力信
号は除外することとした。
【００１４】また、本発明の半導体式圧力センサは、被
測定体の圧力を受ける結晶質のサファイアダイアフラム
と、前記サファイアダイアフラムの円周方向に沿って積
層しホイストーンブリッジ回路を構成する複数の感圧抵
抗素子部と、複数の前記感圧抵抗素子部よりの圧力信号
をそれぞれ増幅する複数の第１増幅部と、複数の前記感
圧抵抗素子部よりの圧力信号をそれぞれ増幅し前記第１
増幅部と増幅率の異なる複数の第２増幅部と、複数の前
記第１増幅部と複数の前記第２増幅部よりの圧力信号を
切換入力し加算する加算処理部とを備え、前記サファイ
アダイアフラムの外側にかかる圧力を検出することとし
た。
測定体の圧力を受ける結晶質のサファイアダイアフラム
と、前記サファイアダイアフラムの円周方向に沿って積
層しホイストーンブリッジ回路を構成する複数の感圧抵
抗素子部と、複数の前記感圧抵抗素子部よりの圧力信号
をそれぞれ増幅する複数の第１増幅部と、複数の前記感
圧抵抗素子部よりの圧力信号をそれぞれ増幅し前記第１
増幅部と増幅率の異なる複数の第２増幅部と、複数の前
記第１増幅部と複数の前記第２増幅部よりの圧力信号を
切換入力し加算する加算処理部とを備え、前記サファイ
アダイアフラムの外側にかかる圧力を検出することとし
た。
【００１５】さらに、前記サファイアダイアフラムは、
前記感圧抵抗素子部に加え、前記増幅器と前記加算処理
部の内少なくとも１つを積層形成することとした。
前記感圧抵抗素子部に加え、前記増幅器と前記加算処理
部の内少なくとも１つを積層形成することとした。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。
て図面を基に説明する。
【００１７】図１は、本発明に関わる実施例の半導体式
圧力センサ１０の断面図を示す。
圧力センサ１０の断面図を示す。
【００１８】図１に示すように、この半導体式圧力セン
サ１０は、感圧抵抗素子部２０を積層した結晶質のサフ
ァイアダイアフラム１３（以下、サファイアダイアフラ
ム）と、円筒部１１Ａと底部１１Ｂとを有し、底部１１
Ｂには圧力導入部１１ｃが形成され、ボディー本体部１
１とこのボディー本体部１１に取り付けられるネジ部１
５とにより構成され、サファイアダイアフラム１３を受
圧部とし、圧力導入部１１ｃよりサファイアダイアフラ
ム１３の外側にかかる圧力を検出するものである。
サ１０は、感圧抵抗素子部２０を積層した結晶質のサフ
ァイアダイアフラム１３（以下、サファイアダイアフラ
ム）と、円筒部１１Ａと底部１１Ｂとを有し、底部１１
Ｂには圧力導入部１１ｃが形成され、ボディー本体部１
１とこのボディー本体部１１に取り付けられるネジ部１
５とにより構成され、サファイアダイアフラム１３を受
圧部とし、圧力導入部１１ｃよりサファイアダイアフラ
ム１３の外側にかかる圧力を検出するものである。
【００１９】サファイアダイアフラム１３は、アルミナ
を主成分とした支持部１１ｅに接合している。
を主成分とした支持部１１ｅに接合している。
【００２０】ボディー本体部１１は、圧力導入部１１ｃ
を設け、サファイアダイアフラム１３が直接圧力を受け
るように形成している。また、支持部１１ｅには、サフ
ァイアダイアフラム１３を撓み易くするために、円周方
向に沿って溝１１ｄを設けている。
を設け、サファイアダイアフラム１３が直接圧力を受け
るように形成している。また、支持部１１ｅには、サフ
ァイアダイアフラム１３を撓み易くするために、円周方
向に沿って溝１１ｄを設けている。
【００２１】感圧抵抗素子部２０は、例えばＰ型半導体
素子をサファイアダイアフラム１３に半導体の製造技術
を応用し積層するもので後述する予め定めた位置に複数
個設定することができ、サファイアダイアフラム１３が
圧力を受け撓むことにより長さや断面積が変化して感圧
抵抗素子部２０の抵抗値が変化するものであり、ホイー
ストン・ブリッジの回路構成にして圧力に応じた圧力信
号を信号線１７を介し出力する。
素子をサファイアダイアフラム１３に半導体の製造技術
を応用し積層するもので後述する予め定めた位置に複数
個設定することができ、サファイアダイアフラム１３が
圧力を受け撓むことにより長さや断面積が変化して感圧
抵抗素子部２０の抵抗値が変化するものであり、ホイー
ストン・ブリッジの回路構成にして圧力に応じた圧力信
号を信号線１７を介し出力する。
【００２２】半導体式圧力センサ１０により搬送管内を
流れる気体や液体の流体圧を検出するときには、半導体
式圧力センサ１０は、ネジ部１５により搬送管に設けら
れる取付部（図示せず）に取り付けられ、矢印Ｐに示す
ように流体圧が圧力導入部１１ｃからサファイアダイア
フラム１３に加わったときサファイアダイアフラム１３
は内側に撓む。その撓みはサファイアダイアフラム１３
に積層した感圧抵抗素子部２０により圧力信号として検
出され、圧力の検出が行われる。
流れる気体や液体の流体圧を検出するときには、半導体
式圧力センサ１０は、ネジ部１５により搬送管に設けら
れる取付部（図示せず）に取り付けられ、矢印Ｐに示す
ように流体圧が圧力導入部１１ｃからサファイアダイア
フラム１３に加わったときサファイアダイアフラム１３
は内側に撓む。その撓みはサファイアダイアフラム１３
に積層した感圧抵抗素子部２０により圧力信号として検
出され、圧力の検出が行われる。
【００２３】図２は、感圧抵抗素子部２０を積層するサ
ファイアダイアフラム１３を示し、図２（Ａ）は、感圧
抵抗素子部２０を積層するサファイアダイアフラム１３
の平面図を示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の拡大図を
示す。
ファイアダイアフラム１３を示し、図２（Ａ）は、感圧
抵抗素子部２０を積層するサファイアダイアフラム１３
の平面図を示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の拡大図を
示す。
【００２４】図２（Ａ）に示すように、サファイアダイ
アフラム１３には、４個の感圧抵抗素子部２０Ａ、２０
Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄが円周１３Ａの方向に等間隔で積層
され、感圧抵抗素子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ
は、それぞれ接続部２１Ａ１、２１Ａ２、２１Ａ３、２
１Ａ４に接続している。円周１３Ａは、サファイアダイ
アフラム１３にかかる圧力の応力が大の所であり、この
近辺で効果的に圧力の検出を行うことができる。
アフラム１３には、４個の感圧抵抗素子部２０Ａ、２０
Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄが円周１３Ａの方向に等間隔で積層
され、感圧抵抗素子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ
は、それぞれ接続部２１Ａ１、２１Ａ２、２１Ａ３、２
１Ａ４に接続している。円周１３Ａは、サファイアダイ
アフラム１３にかかる圧力の応力が大の所であり、この
近辺で効果的に圧力の検出を行うことができる。
【００２５】図２（Ｂ）に示すように、感圧抵抗素子部
２０Ａは、サファイアダイアフラム１３に４個の感圧抵
抗素子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３、２０Ａ４が積層
され、接続部２１Ａ１、２１Ａ２、２１Ａ３、２１Ａ４
に接続している。
２０Ａは、サファイアダイアフラム１３に４個の感圧抵
抗素子２０Ａ１、２０Ａ２、２０Ａ３、２０Ａ４が積層
され、接続部２１Ａ１、２１Ａ２、２１Ａ３、２１Ａ４
に接続している。
【００２６】接続部２１Ａ１は、感圧抵抗素子２０Ａ１
と感圧抵抗素子２０Ａ２との間に接続し、接続部２１Ａ
２は、感圧抵抗素子２０Ａ１の端部と感圧抵抗素子２０
Ａ３の端部に接続し、接続部２１Ａ３は、感圧抵抗素子
２０Ａ３と感圧抵抗素子２０Ａ４との間に接続し、接続
部２１Ａ４は、感圧抵抗素子２０Ａ２の端部と感圧抵抗
素子２０Ａ４の端部とに接続しホイーストン・ブリッジ
回路が形成されている。
と感圧抵抗素子２０Ａ２との間に接続し、接続部２１Ａ
２は、感圧抵抗素子２０Ａ１の端部と感圧抵抗素子２０
Ａ３の端部に接続し、接続部２１Ａ３は、感圧抵抗素子
２０Ａ３と感圧抵抗素子２０Ａ４との間に接続し、接続
部２１Ａ４は、感圧抵抗素子２０Ａ２の端部と感圧抵抗
素子２０Ａ４の端部とに接続しホイーストン・ブリッジ
回路が形成されている。
【００２７】図２（Ａ）に示す感圧抵抗素子部２０Ｂ、
２０Ｃ、２０Ｄも感圧抵抗素子部２０Ａと同様に、ホイ
ーストン・ブリッジ回路が形成されている。
２０Ｃ、２０Ｄも感圧抵抗素子部２０Ａと同様に、ホイ
ーストン・ブリッジ回路が形成されている。
【００２８】図３は、本発明に関わる実施例の圧力検出
回路を示す。
回路を示す。
【００２９】図３に示すように、この圧力検出回路は、
図２に示すホイーストン・ブリッジ回路が形成された感
圧抵抗素子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと、感圧
抵抗素子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに定電圧を
与える定電圧電源部２２と、感圧抵抗素子部２０Ａ、２
０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄよりの圧力信号をそれぞれ増幅す
る増幅器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄと、増幅した
圧力信号を加算する加算処理部２５とで構成されてい
る。
図２に示すホイーストン・ブリッジ回路が形成された感
圧抵抗素子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと、感圧
抵抗素子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに定電圧を
与える定電圧電源部２２と、感圧抵抗素子部２０Ａ、２
０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄよりの圧力信号をそれぞれ増幅す
る増幅器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄと、増幅した
圧力信号を加算する加算処理部２５とで構成されてい
る。
【００３０】加算処理部２５は、増幅器２３Ａ、２３
Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄよりの増幅した圧力信号を加算し半
導体式圧力センサ１０（図１参照）の圧力検出信号とし
て出力する。増幅器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３のい
ずれかに増幅度のばらつきあっても圧力検出信号の検出
精度への影響は少なく、同様に、感圧抵抗素子部２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄのいずれかにばらつきがあ
っても圧力検出信号の検出精度への影響は少ない。
Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄよりの増幅した圧力信号を加算し半
導体式圧力センサ１０（図１参照）の圧力検出信号とし
て出力する。増幅器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３のい
ずれかに増幅度のばらつきあっても圧力検出信号の検出
精度への影響は少なく、同様に、感圧抵抗素子部２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄのいずれかにばらつきがあ
っても圧力検出信号の検出精度への影響は少ない。
【００３１】また、加算処理部２５は、増幅器２３Ａ、
２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄよりの圧力信号値を比較し、い
ずれかの圧力信号値が他の圧力信号群の値との差が予め
定めた値より大のときにはその圧力信号値を除外し補正
した圧力検出信号を出力することができ、圧力検出信号
は精度が低下することはない。
２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄよりの圧力信号値を比較し、い
ずれかの圧力信号値が他の圧力信号群の値との差が予め
定めた値より大のときにはその圧力信号値を除外し補正
した圧力検出信号を出力することができ、圧力検出信号
は精度が低下することはない。
【００３２】この圧力検出回路で圧力を検出するときに
は、サファイアダイアフラム１３に加えられる圧力によ
りホイーストン・ブリッジ回路が形成された感圧抵抗素
子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄからそれぞれ圧力
信号が検出され、圧力信号はそれぞれ増幅器２３Ａ、２
３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄにより増幅し、加算処理部２５で
加算され圧力検出信号として出力する。また、加算処理
部２５では、増幅され入力する圧力信号のうちいずれか
の圧力信号値が他の圧力信号群の値との差が予め定めた
値より大のときにはその圧力信号値を除外し補正した圧
力検出信号を出力する。
は、サファイアダイアフラム１３に加えられる圧力によ
りホイーストン・ブリッジ回路が形成された感圧抵抗素
子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄからそれぞれ圧力
信号が検出され、圧力信号はそれぞれ増幅器２３Ａ、２
３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄにより増幅し、加算処理部２５で
加算され圧力検出信号として出力する。また、加算処理
部２５では、増幅され入力する圧力信号のうちいずれか
の圧力信号値が他の圧力信号群の値との差が予め定めた
値より大のときにはその圧力信号値を除外し補正した圧
力検出信号を出力する。
【００３３】なお、加算処理部２５は、ＡＳＩＣ（特定
用途向き集積回路）で形成することもでき、感圧抵抗素
子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに加え、増幅器２
３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄと加算処理部２５もサフ
ァイアダイアフラム１３に積層形成し簡潔構造とするこ
ともできる。
用途向き集積回路）で形成することもでき、感圧抵抗素
子部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに加え、増幅器２
３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄと加算処理部２５もサフ
ァイアダイアフラム１３に積層形成し簡潔構造とするこ
ともできる。
【００３４】さらに、半導体式圧力センサ１０は、搬送
管内を流れる気体や液体の流体圧力を検出することとし
たが、これに限定されることなく、容器内の圧力を検出
することもできる。
管内を流れる気体や液体の流体圧力を検出することとし
たが、これに限定されることなく、容器内の圧力を検出
することもできる。
【００３５】以上、半導体式圧力センサ１０は、ホイー
ストン・ブリッジ回路が形成された感圧抵抗素子部２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄからそれぞれ圧力信号を検
出し、圧力信号をそれぞれ増幅器２３Ａ、２３Ｂ、２３
Ｃ、２３Ｄにより増幅し加算し圧力検出信号を出力する
ことにより、微小圧力計測分野においても精度を低下す
ることなく高感度で圧力を検出することができる。
ストン・ブリッジ回路が形成された感圧抵抗素子部２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄからそれぞれ圧力信号を検
出し、圧力信号をそれぞれ増幅器２３Ａ、２３Ｂ、２３
Ｃ、２３Ｄにより増幅し加算し圧力検出信号を出力する
ことにより、微小圧力計測分野においても精度を低下す
ることなく高感度で圧力を検出することができる。
【００３６】なお、上記実施例では半導体式圧力センサ
１０は、４個の感圧抵抗素子部２０Ａ、２０Ｂ、２０
Ｃ、２０Ｄを設ける例につき説明したが、これに限定す
ることなく複数の感圧抵抗素子部２０を設け、圧力信号
を増幅加算し圧力検出信号を出力することができ、加算
処理部２５では、入力する複数の圧力信号の内、互いに
近似した圧力信号群の圧力信号値に対し予め定めた値以
上異なる圧力信号は除外するができる。
１０は、４個の感圧抵抗素子部２０Ａ、２０Ｂ、２０
Ｃ、２０Ｄを設ける例につき説明したが、これに限定す
ることなく複数の感圧抵抗素子部２０を設け、圧力信号
を増幅加算し圧力検出信号を出力することができ、加算
処理部２５では、入力する複数の圧力信号の内、互いに
近似した圧力信号群の圧力信号値に対し予め定めた値以
上異なる圧力信号は除外するができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の半導体式圧力センサは、被測定
体の圧力を受ける結晶質のサファイアダイアフラムと、
前記サファイアダイアフラムの円周方向に沿って積層し
ホイストーンブリッジ回路を構成する複数の感圧抵抗素
子部と、複数の前記感圧抵抗素子部よりの圧力信号をそ
れぞれ増幅する複数の増幅部と、複数の前記増幅部より
の圧力信号を加算する加算処理部とを備え、前記サファ
イアダイアフラムの外側にかかる圧力を検出することと
したため、微小圧力計測分野においても圧力検出の精度
が低下することなく高感度で圧力を検出することができ
る。
体の圧力を受ける結晶質のサファイアダイアフラムと、
前記サファイアダイアフラムの円周方向に沿って積層し
ホイストーンブリッジ回路を構成する複数の感圧抵抗素
子部と、複数の前記感圧抵抗素子部よりの圧力信号をそ
れぞれ増幅する複数の増幅部と、複数の前記増幅部より
の圧力信号を加算する加算処理部とを備え、前記サファ
イアダイアフラムの外側にかかる圧力を検出することと
したため、微小圧力計測分野においても圧力検出の精度
が低下することなく高感度で圧力を検出することができ
る。
【００３８】また、前記感圧抵抗素子部は、前記円周方
向に沿って等間隔に配置することとしたため、感圧抵抗
素子部より圧力信号をバランス良く検出でき、圧力検出
の精度が低下することなく高感度で圧力を検出すること
ができる。
向に沿って等間隔に配置することとしたため、感圧抵抗
素子部より圧力信号をバランス良く検出でき、圧力検出
の精度が低下することなく高感度で圧力を検出すること
ができる。
【００３９】また、前記加算処理部は、入力する複数の
前記圧力信号の内、互いに近似した前記圧力信号群の前
記圧力信号値に対し予め定めた値以上異なる前記圧力信
号は除外することとしたため、複数の増幅部よりの圧力
信号にばらつきがあっても、圧力検出の精度が低下する
ことなく高感度で圧力を検出することができる。
前記圧力信号の内、互いに近似した前記圧力信号群の前
記圧力信号値に対し予め定めた値以上異なる前記圧力信
号は除外することとしたため、複数の増幅部よりの圧力
信号にばらつきがあっても、圧力検出の精度が低下する
ことなく高感度で圧力を検出することができる。
【００４０】また、本発明の半導体式圧力センサは、被
測定体の圧力を受ける結晶質のサファイアダイアフラム
と、前記サファイアダイアフラムの円周方向に沿って積
層しホイストーンブリッジ回路を構成する複数の感圧抵
抗素子部と、複数の前記感圧抵抗素子部よりの圧力信号
をそれぞれ増幅する複数の第１増幅部と、複数の前記感
圧抵抗素子部よりの圧力信号をそれぞれ増幅し前記第１
増幅部と増幅率の異なる複数の第２増幅部と、複数の前
記第１増幅部と複数の前記第２増幅部よりの圧力信号を
切換入力し加算する加算処理部とを備え、前記サファイ
アダイアフラムの外側にかかる圧力を検出することとし
たため、微小圧力計測分野においても圧力検出の精度が
低下することなく高感度で定格容量の異なる圧力をそれ
ぞれ検出することができる。
測定体の圧力を受ける結晶質のサファイアダイアフラム
と、前記サファイアダイアフラムの円周方向に沿って積
層しホイストーンブリッジ回路を構成する複数の感圧抵
抗素子部と、複数の前記感圧抵抗素子部よりの圧力信号
をそれぞれ増幅する複数の第１増幅部と、複数の前記感
圧抵抗素子部よりの圧力信号をそれぞれ増幅し前記第１
増幅部と増幅率の異なる複数の第２増幅部と、複数の前
記第１増幅部と複数の前記第２増幅部よりの圧力信号を
切換入力し加算する加算処理部とを備え、前記サファイ
アダイアフラムの外側にかかる圧力を検出することとし
たため、微小圧力計測分野においても圧力検出の精度が
低下することなく高感度で定格容量の異なる圧力をそれ
ぞれ検出することができる。
【００４１】さらに、前記サファイアダイアフラムは、
前記感圧抵抗素子部に加え、前記増幅器と前記加算処理
部の内少なくとも１つを積層形成することとしたため、
簡潔構造にすることができ、圧力検出の精度が低下する
ことなく高感度で圧力を検出することができる。
前記感圧抵抗素子部に加え、前記増幅器と前記加算処理
部の内少なくとも１つを積層形成することとしたため、
簡潔構造にすることができ、圧力検出の精度が低下する
ことなく高感度で圧力を検出することができる。
【図１】本発明に関わる実施例の半導体式圧力センサの
断面図を示す。
断面図を示す。
【図２】（Ａ）は感圧抵抗素子部を積層するサファイア
ダイアフラムの平面図、（Ｂ）は同サファイアダイアフ
ラムの部分拡大図を示す。
ダイアフラムの平面図、（Ｂ）は同サファイアダイアフ
ラムの部分拡大図を示す。
【図３】本発明に関わる実施例の圧力検出回路を示す。
【図４】従来の半導体式圧力センサの取付外観図を示
す。
す。
【図５】従来の半導体式圧力センサの断面図を示す。
１０ 半導体式圧力センサ １１ ボディー本体部 １１Ａ 円筒部 １１Ｂ 底部 １１ｃ 圧力導入部 １１ｄ 溝 １１ｅ 支持部 １２ 接合層 １３ サファイアダイアフラム １５ ネジ部 ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 感圧抵抗素子部 ２１Ａ１、２１Ａ２、２１Ａ３、２１Ａ４ 接続部 ２２ 定電圧電源部 ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ 増幅器 ２５ 加算処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD04 DD19 EE13 FF11 GG16 GG31 4M112 CA04 CA07 CA12 CA13 CA15 EA20 FA01
Claims (5)
- 【請求項１】 被測定体の圧力を受ける結晶質のサファ
イアダイアフラムと、前記サファイアダイアフラムの円
周方向に沿って積層しホイストーンブリッジ回路を構成
する複数の感圧抵抗素子部と、複数の前記感圧抵抗素子
部よりの圧力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅部と、
複数の前記増幅部よりの圧力信号を加算する加算処理部
とを備え、前記サファイアダイアフラムの外側にかかる
圧力を検出することを特徴とする半導体式圧力センサ。 - 【請求項２】 前記感圧抵抗素子部は、前記円周方向に
沿って等間隔に配置することを特徴とする請求項１に記
載の半導体式圧力センサ。 - 【請求項３】 前記加算処理部は、入力する複数の前記
圧力信号の内、互いに近似した前記圧力信号群の前記圧
力信号値に対し予め定めた値以上異なる前記圧力信号は
除外することを特徴とする請求項１に記載の半導体式圧
力センサ。 - 【請求項４】 被測定体の圧力を受ける結晶質のサファ
イアダイアフラムと、前記サファイアダイアフラムの円
周方向に沿って積層しホイストーンブリッジ回路を構成
する複数の感圧抵抗素子部と、複数の前記感圧抵抗素子
部よりの圧力信号をそれぞれ増幅する複数の第１増幅部
と、複数の前記感圧抵抗素子部よりの圧力信号をそれぞ
れ増幅し前記第１増幅部と増幅率の異なる複数の第２増
幅部と、複数の前記第１増幅部と複数の前記第２増幅部
よりの圧力信号を切換入力し加算する加算処理部とを備
え、前記サファイアダイアフラムの外側にかかる圧力を
検出することを特徴とする半導体式圧力センサ。 - 【請求項５】 前記サファイアダイアフラムは、前記感
圧抵抗素子部に加え、前記増幅器と前記加算処理部の内
少なくとも１つを積層形成することを特徴とする請求項
１または４に記載の半導体式圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001046722A JP2002243567A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 半導体式圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001046722A JP2002243567A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 半導体式圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243567A true JP2002243567A (ja) | 2002-08-28 |
| JP2002243567A5 JP2002243567A5 (ja) | 2009-01-08 |
Family
ID=18908285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001046722A Pending JP2002243567A (ja) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | 半導体式圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002243567A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59151031A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 圧力センサ |
| JPH0265135U (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-16 | ||
| JPH0342539A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-22 | Kayaba Ind Co Ltd | 圧力センサ |
| JPH05507150A (ja) * | 1990-05-07 | 1993-10-14 | ミネベア株式会社 | 圧抵抗型圧力変換器 |
-
2001
- 2001-02-22 JP JP2001046722A patent/JP2002243567A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59151031A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 圧力センサ |
| JPH0265135U (ja) * | 1988-11-07 | 1990-05-16 | ||
| JPH0342539A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-22 | Kayaba Ind Co Ltd | 圧力センサ |
| JPH05507150A (ja) * | 1990-05-07 | 1993-10-14 | ミネベア株式会社 | 圧抵抗型圧力変換器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080128 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080128 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101027 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101102 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110301 |