JP3105087B2 - Differential pressure detector - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は各種の工業プラントで用
いられる差圧伝送器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential pressure transmitter used in various industrial plants.
【０００２】[0002]
【従来の技術】各種の工業プラントで用いられる差圧伝
送器は、半導体圧力センサに過大な圧力が加えられたと
き半導体圧力センサが破損するのを防ぐために、過大圧
保護機構を備えている場合が多い。2. Description of the Related Art Differential pressure transmitters used in various industrial plants are provided with an overpressure protection mechanism in order to prevent the semiconductor pressure sensor from being damaged when an excessive pressure is applied to the semiconductor pressure sensor. There are many.
【０００３】図８には、過大圧保護機構を備えた差圧伝
送器の構成例が示されている。FIG. 8 shows a configuration example of a differential pressure transmitter provided with an overpressure protection mechanism.
【０００４】この差圧伝送器は、高圧側ブロック１と低
圧側ブロック２とを接合し両ブロックの接合部外周を溶
接して一体化した検出器ブロック３を備えている。この
検出器ブロック３の左右の両側面には、断面波形をなす
高圧側の隔液ダイアフラム４及び低圧側の隔液ダイアフ
ラム５がそれぞれ装着されている。さらに、検出器ブロ
ック３の両側面には、隔液ダイアフラム４，５を覆うよ
うにしてカバー６，７がボルトにより固定されている。
各カバー６，７には導圧孔８，９がそれぞれ設けられて
おり、これら導圧孔８，９から流入する流体によって、
高圧側の隔液ダイアフラム４には高圧が加えられ、低圧
側の隔液ダイアフラム５には低圧が加えられるようにな
っている。This differential pressure transmitter includes a detector block 3 in which a high-pressure side block 1 and a low-pressure side block 2 are joined, and the outer periphery of a joint portion of the two blocks is welded to be integrated. A high-pressure side liquid diaphragm 4 and a low-pressure side liquid diaphragm 5 having a sectional waveform are mounted on both left and right side surfaces of the detector block 3, respectively. Further, covers 6 and 7 are fixed to both sides of the detector block 3 by bolts so as to cover the liquid diaphragms 4 and 5.
Each cover 6, 7 is provided with a pressure guiding hole 8, 9, respectively.
A high pressure is applied to the high-pressure side diaphragm 4, and a low pressure is applied to the low-pressure side diaphragm 5.
【０００５】また検出器ブロック３の中央接合部には、
中央部を円錐状に凹ませた両ブロック１，２の各接合面
により内室が形成されている。その内室は、両ブロック
１，２の各接合面で外周部を固定されたセンタダイアフ
ラム１０により、高圧側内室１１と低圧側内室１２とに
仕切られている。[0005] In addition, at the center junction of the detector block 3,
An inner chamber is formed by the joint surfaces of the two blocks 1 and 2 whose central portions are concavely conical. The inner chamber is partitioned into a high-pressure inner chamber 11 and a low-pressure inner chamber 12 by a center diaphragm 10 having an outer peripheral portion fixed at each joint surface of the blocks 1 and 2.
【０００６】検出器ブロック３の高圧側側面と隔液ダイ
アフラム４との間には間隙１３が形成されており、この
間隙１３が液通路１４によって高圧側内室１１に連通し
ている。同様に、検出器ブロック３の低圧側側面と隔液
ダイアフラム５との間には間隙１５が形成されており、
この間隙１５が液通路１６によって低圧側内室１２に連
通している。A gap 13 is formed between the high pressure side surface of the detector block 3 and the liquid diaphragm 4, and the gap 13 communicates with the high pressure side inner chamber 11 through a liquid passage 14. Similarly, a gap 15 is formed between the low pressure side surface of the detector block 3 and the liquid diaphragm 5,
The gap 15 communicates with the low-pressure inner chamber 12 through the liquid passage 16.
【０００７】一方、検出器ブロック３の上方には、セン
サカプセル１７が設置されている。このセンサカプセル
１７は、キャピラリチューブ１８を介して検出器ブロッ
ク３の高圧側に接続され、もう一つのキャピラリチュー
ブ１９を介して検出器ブロック３の低圧側に接続されて
いる。キャピラリチューブ１８の一端部は液通路２１を
介して高圧側内室１１に連通し、キャピラリチューブ１
９の一端部は液通路２２を介して低圧側内室１２に連通
している。On the other hand, a sensor capsule 17 is provided above the detector block 3. The sensor capsule 17 is connected to the high-pressure side of the detector block 3 via a capillary tube 18 and connected to the low-pressure side of the detector block 3 via another capillary tube 19. One end of the capillary tube 18 communicates with the high-pressure side chamber 11 through the liquid passage 21, and the capillary tube 1
One end of 9 communicates with the low pressure side inner chamber 12 via the liquid passage 22.
【０００８】センサカプセル１７の内部にはセンサ室２
３が設けられており、そのセンサ室２３に半導体圧力セ
ンサ２４がセンサ台２５に保持されて配設されている。
そしてセンサ室２３にキャピラリチューブ１８の先端部
を接続して高圧を導入すると共に、そのセンサ室内に半
導体圧力センサ２４の下面を露出させている。またセン
サ台２５にキャピラリチューブ１９の先端部を接続し
て、半導体圧力センサ２４の上面に低圧を加えている。The sensor chamber 2 is provided inside the sensor capsule 17.
The semiconductor pressure sensor 24 is provided in the sensor chamber 23 while being held by the sensor base 25.
The distal end of the capillary tube 18 is connected to the sensor chamber 23 to introduce high pressure, and the lower surface of the semiconductor pressure sensor 24 is exposed in the sensor chamber. Further, the tip of the capillary tube 19 is connected to the sensor base 25 to apply a low pressure to the upper surface of the semiconductor pressure sensor 24.
【０００９】上記間隙１３，１５から液通路１４，１
６、内室１１，１２、液通路２１，２２、及び両キャピ
ラリチューブ１８，１９を通って半導体圧力センサ２４
の上面側と下面側とに至る間には、シリコンオイル等の
圧力伝達液が封入されている。この様な差圧伝送器にお
いて、各隔液ダイアフラム４，５に圧力が加わった時、
この圧力が圧力伝達液によってセンタダイアフラム１０
の左右の両面にそれぞれ伝えられて、センタダイアフラ
ム１０が左右の圧力差に応じてたわむ。その結果、隔液
ダイアフラム４，５に加わった圧力に応じた高圧側及び
低圧側の圧力が、半導体圧力センサ２４の上下面に伝え
られて、その圧力差が測定される。From the gaps 13 and 15, the liquid passages 14 and 1
6. The semiconductor pressure sensor 24 passes through the inner chambers 11 and 12, the liquid passages 21 and 22, and both the capillary tubes 18 and 19.
A pressure transmitting liquid such as silicone oil is sealed between the upper surface side and the lower surface side of the liquid crystal display. In such a differential pressure transmitter, when pressure is applied to each of the diaphragms 4 and 5,
This pressure is applied to the center diaphragm 10 by the pressure transmitting liquid.
The center diaphragm 10 bends in accordance with the pressure difference between the left and right sides. As a result, the high pressure side and the low pressure side pressure corresponding to the pressure applied to the liquid diaphragms 4 and 5 are transmitted to the upper and lower surfaces of the semiconductor pressure sensor 24, and the pressure difference is measured.
【００１０】このとき、両隔液ダイアフラム４，５に加
わる圧力差が所定値以上になると、各隔液ダイアフラム
４，５のうちの一方が、検出器ブロック３のバックアッ
プ面に当接して、それ以上の圧力を液通路１４あるいは
液通路１６以降には伝えなくなる。これにより、過大な
圧力が検出器ブロック３に加えられても、その過大圧力
が半導体圧力センサ２４に伝達されるのを防ぎ、半導体
圧力センサ２４が破損するのを防止している。At this time, when the pressure difference between the two diaphragms 4, 5 exceeds a predetermined value, one of the diaphragms 4, 5 contacts the backup surface of the detector block 3, and The above pressure is not transmitted to the liquid passage 14 or the liquid passage 16 and thereafter. As a result, even if an excessive pressure is applied to the detector block 3, the excessive pressure is prevented from being transmitted to the semiconductor pressure sensor 24, and the semiconductor pressure sensor 24 is prevented from being damaged.
【００１１】ここで、上記半導体圧力センサ２４につい
てさらに詳しく説明する。半導体圧力センサ２４は、単
結晶シリコンの優れた弾性を利用して圧力差の検出を行
っている。すなわち、薄膜シリコンダイアフラムの両面
に高圧と低圧とを加わえ、その圧力差によって生じる応
力で薄膜シリコンダイアフラムを変形させ、その変形量
から応力を検出している。Here, the semiconductor pressure sensor 24 will be described in more detail. The semiconductor pressure sensor 24 detects a pressure difference using the excellent elasticity of single crystal silicon. That is, a high pressure and a low pressure are applied to both surfaces of the thin-film silicon diaphragm, the thin-film silicon diaphragm is deformed by the stress generated by the pressure difference, and the stress is detected from the amount of deformation.
【００１２】上記半導体圧力センサ２４の構成例を図９
及び図１０に示す。FIG. 9 shows a configuration example of the semiconductor pressure sensor 24.
And FIG.
【００１３】同図に示す半導体圧力センサ２４は、単結
晶半導体基板３１の一方の面をエッチングして、所定の
領域に方形状の空洞３２を設け、その空洞３２の薄膜領
域で薄膜シリコンダイアフラムを形成している。そして
単結晶半導体基板３１の一方の面に、空洞３２を囲むよ
うにして、円筒状の導圧路３３を有するセンサ台２５を
接合している。In a semiconductor pressure sensor 24 shown in FIG. 1, one surface of a single crystal semiconductor substrate 31 is etched to form a rectangular cavity 32 in a predetermined region, and a thin film silicon diaphragm is formed in a thin film region of the cavity 32. Has formed. A sensor base 25 having a cylindrical pressure guiding path 33 is joined to one surface of the single crystal semiconductor substrate 31 so as to surround the cavity 32.
【００１４】また単結晶半導体基板３１の他方の面に、
薄膜シリコンダイアフラムの半径方向の歪み及び接線方
向の歪みをそれぞれ検出する各一対の応力センサ３４
ａ，３４ｂ、３５ａ，３５ｂが埋設されている。これら
応力センサは、ピエゾ抵抗素子からなり（以下、応力セ
ンサを「ピエゾ抵抗素子」と呼ぶ）、ブリッジ回路を構
成するように相互に接続されている。On the other surface of the single crystal semiconductor substrate 31,
A pair of stress sensors 34 for detecting radial and tangential distortions of the thin film silicon diaphragm, respectively;
a, 34b, 35a and 35b are buried. These stress sensors are composed of piezoresistive elements (hereinafter, the stress sensors are referred to as “piezoresistive elements”) and are interconnected to form a bridge circuit.
【００１５】そして単結晶半導体基板３１の他方の面
を、パッシベーション及び絶縁のために、上記各ピエゾ
抵抗素子３４、３５の上から二酸化シリコン膜３６で覆
い、さらにその上をポリシリコンシールド膜３７で覆っ
ている。The other surface of the single crystal semiconductor substrate 31 is covered with a silicon dioxide film 36 from above each of the piezoresistive elements 34 and 35 for passivation and insulation. Covering.
【００１６】また各ピエゾ抵抗素子に対応してアルミ電
極３８を設け、各ピエゾ抵抗素子から出力される信号を
電気的に外部へ取り出すようになっている。また二酸化
シリコン膜３６の一部に窓３９を形成して、ポリシリコ
ンシールド膜３７を、基板電位に固定している。An aluminum electrode 38 is provided corresponding to each piezoresistive element, and a signal output from each piezoresistive element is electrically extracted to the outside. A window 39 is formed in a part of the silicon dioxide film 36 to fix the polysilicon shield film 37 at the substrate potential.
【００１７】上記半導体圧力センサ２４では、ポリシリ
コンシールド膜３７により、環境温度の変化、時間の経
過によりセンサ出力が変化するのを防止している。すな
わち、ポリシリコンシールド膜３７がないと、ピエゾ抵
抗素子を覆っている二酸化シリコン膜３６の表面に外部
から付着するナトリウム等の可動イオン、あるいは二酸
化シリコン膜３６内の可動イオンが移動するため、可動
イオンの移動によって二酸化シリコン膜３６の電位が変
化し、環境温度の変化、時間の経過にともなってセンサ
出力が変化する。In the semiconductor pressure sensor 24, the polysilicon shield film 37 prevents the sensor output from changing due to changes in the environmental temperature and the passage of time. That is, if the polysilicon shield film 37 is not provided, mobile ions such as sodium or the like, which adhere from the outside to the surface of the silicon dioxide film 36 covering the piezoresistive element, or mobile ions in the silicon dioxide film 36 move, so The potential of the silicon dioxide film 36 changes due to the movement of the ions, and the sensor output changes as the environmental temperature changes and as time elapses.
【００１８】さらに、シリコーンオイルで半導体圧力セ
ンサ２４を覆うような上述した差圧伝送器では、半導体
圧力センサ２４がセンサ室２３の内壁との間で電気的絶
縁をとっているため、外部との間で電位差が生じること
になる。このような状況下では、シリコーンオイル中に
も可動イオンや分極した分子がセンサ表面に付着し、そ
の付着面が二酸化シリコン膜３６であると、パッシベー
ション膜の電位が変化するのでセンサ出力が時間変化す
ることになる。Further, in the above-described differential pressure transmitter in which the semiconductor pressure sensor 24 is covered with the silicone oil, since the semiconductor pressure sensor 24 is electrically insulated from the inner wall of the sensor chamber 23, the semiconductor pressure sensor 24 is insulated from the outside. A potential difference will occur between them. Under these circumstances, mobile ions and polarized molecules adhere to the sensor surface in the silicone oil, and if the adhered surface is the silicon dioxide film 36, the potential of the passivation film changes, so that the sensor output changes with time. Will do.
【００１９】そこで、二酸化シリコン膜３６の上面にポ
リシリコンシールド膜３７を形成して、二酸化シリコン
膜３６内の可動イオンを固定している。また、ポリシリ
コンシールド膜３７により、シリコーンオイル中に含ま
れる可動イオンの影響を遮断して、ピエゾ抵抗素子への
影響を抑制している。Therefore, a polysilicon shield film 37 is formed on the upper surface of the silicon dioxide film 36 to fix mobile ions in the silicon dioxide film 36. In addition, the polysilicon shield film 37 blocks the influence of mobile ions contained in the silicone oil, thereby suppressing the influence on the piezoresistive element.
【００２０】ところが、上述した半導体圧力センサ及び
それを用いた差圧伝送器では、環境温度の変化により大
きな影響を受けるという欠点がある。However, the above-described semiconductor pressure sensor and the differential pressure transmitter using the same have a drawback that they are greatly affected by changes in environmental temperature.
【００２１】上述した差圧伝送器では、環境温度が変化
すると圧力伝達液の熱膨張により各間隙１３，１５の容
積が変化し、高圧側及び低圧側の隔液ダイアフラム４，
５が検出器ブロック３に押し当てられる過大圧保護圧力
の大きさが大きく変化する問題がある。In the differential pressure transmitter described above, when the environmental temperature changes, the volume of each of the gaps 13 and 15 changes due to the thermal expansion of the pressure transmitting liquid, and the high-pressure side and low-pressure side liquid diaphragms 4 and
5 has a problem that the magnitude of the overpressure protection pressure pressed against the detector block 3 changes greatly.
【００２２】また半導体圧力センサ２４は、薄膜ダイア
フラムの部分が半導体基板３１，二酸化シリコン膜３
６，ポリシリコンシールド膜３７の３層構造となってお
り、それらの熱膨張率の差が大きいため、温度変化によ
り薄膜ダイアフラムが降伏すると温度が元に戻ったとし
ても半導体圧力センサに温度ヒステリシスが生じて、そ
の温度ヒステリシスがピエゾ抵抗素子に残留歪みとなっ
て作用する。このため、温度が元の値に戻っても歪み
（応力）が残りセンサ出力が元に戻らない。半導体圧力
センサは補償が不可欠であることから、温度により発生
するヒステリシスの温度補償ができないとなると実用上
問題がある。In the semiconductor pressure sensor 24, the thin-film diaphragm portion has a semiconductor substrate 31 and a silicon dioxide film 3.
6, the polysilicon shield film 37 has a three-layer structure, and the difference in thermal expansion coefficient between them is large. Therefore, even if the temperature returns to the original value when the thin film diaphragm yields due to temperature change, the temperature hysteresis is not applied to the semiconductor pressure sensor. As a result, the temperature hysteresis acts on the piezoresistive element as a residual strain. Therefore, even if the temperature returns to the original value, distortion (stress) remains and the sensor output does not return to the original value. Since compensation is indispensable for a semiconductor pressure sensor, there is a practical problem if it is not possible to compensate for temperature caused by hysteresis caused by temperature.
【００２３】[0023]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の半
導体圧力センサ及び差圧伝送器等の差圧検出器は、環境
温度の変化に影響を受け易く、温度変化により測定精度
の信頼性が低下する可能性があった。As described above, the conventional differential pressure detectors such as the semiconductor pressure sensor and the differential pressure transmitter are easily affected by a change in the ambient temperature, and the reliability of the measurement accuracy is reduced by the temperature change. Could be reduced.
【００２４】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、温度変化により受ける影響が少なく信頼性の
高い差圧検出器を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a highly reliable differential pressure detector which is less affected by a temperature change.
【００２５】[0025]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の差圧検出器は、高圧側ブロックと低圧側ブロ
ックとを接合してなる検出器ブロックの両側面に隔液ダ
イアフラムを設けると共に、前記検出器ブロックの接合
面に当該接合面で形成される内室を第１，第２の内室に
分離するセンタダイアフラムを設け、前記各隔液ダイア
フラムに夫々加えられる圧力を、前記第１の内室及び第
２の内室に夫々対応する通路を介して導き、さらに前記
第１の内室及び第の２内室の各圧力を夫々対応する通路
を介して感圧素子に導いて前記各圧力の差圧を検出する
ものにおいて、前記センタダイアフラムを、その中央部
を高圧側あるいは低圧側に球面状に突出させて、当該中
央部の周辺部を凸側に折り返した形状のものとした。In order to achieve the above object, a differential pressure detector according to the present invention is provided with a diaphragm on both sides of a detector block formed by joining a high pressure side block and a low pressure side block. At the same time, a center diaphragm is provided at a joint surface of the detector block to separate an inner chamber formed by the joint surface into first and second inner chambers, and a pressure applied to each of the liquid diaphragms is increased by the pressure applied to the respective diaphragms. The first inner chamber and the second inner chamber are led through corresponding passages, and the pressures of the first inner chamber and the second inner chamber are led to the pressure-sensitive elements through the corresponding passages. In detecting the differential pressure between the pressures, the center diaphragm has a shape in which a central portion of the center diaphragm protrudes spherically on a high pressure side or a low pressure side, and a peripheral portion of the central portion is folded on a convex side. did.
【００２６】上記目的を達成するために本発明の差圧検
出器は、半導体基板の一方の面をエッチングして薄膜半
導体ダイアフラムとなる部分を形成し、該薄膜半導体ダ
イアフラムに複数のピエゾ抵抗素子を設け、前記各ピエ
ゾ抵抗素子及び前記半導体基板の少なくとも一部を絶縁
性膜で覆い、前記薄膜半導体ダイアフラムの両面に各々
圧力を加え、その圧力差により生じる前記薄膜半導体ダ
イアフラムの変位を前記各ピエゾ抵抗素子で検出するも
のにおいて、前記薄膜半導体ダイアフラムの主要面と電
気的及び機械的に接続する導電性膜を、前記絶縁性膜上
に形成するものとした。In order to achieve the above object, a differential pressure detector according to the present invention forms a thin film semiconductor diaphragm by etching one surface of a semiconductor substrate, and a plurality of piezoresistive elements are formed on the thin film semiconductor diaphragm. At least a part of each of the piezoresistive elements and the semiconductor substrate is covered with an insulating film, pressure is applied to both surfaces of the thin film semiconductor diaphragm, and the displacement of the thin film semiconductor diaphragm caused by the pressure difference is reduced by the respective piezoresistors. In the detection by the element, a conductive film electrically and mechanically connected to the main surface of the thin film semiconductor diaphragm is formed on the insulating film.
【００２７】[0027]
【作用】本発明の差圧検出器では、検出器ブロックの内
室に設けられるセンタダイアフラムを、中央部が高圧側
あるいは低圧側に球面状に突出し、かつ中央部の周辺部
が凸側に折り返された形状にしたことにより、センタダ
イアフラムが図２に実線で示すような圧力−変位特性を
示すものとなる。すなわち、センタダイアフラムに加え
られる圧力が所定の圧力以上になると、センタダイアフ
ラムの圧力に対する変位量が急に大きくなる。According to the differential pressure detector of the present invention, the center diaphragm provided in the inner chamber of the detector block has a central portion projecting spherically toward the high pressure side or low pressure side, and a peripheral portion of the central portion folded back toward the convex side. With such a shape, the center diaphragm exhibits pressure-displacement characteristics as shown by the solid line in FIG. That is, when the pressure applied to the center diaphragm becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the amount of displacement with respect to the pressure of the center diaphragm suddenly increases.
【００２８】従って、使用最低温度下における過大圧保
護圧力ＰL を、上記した変位量が急に大きくなる変化点
での圧力ＰC よりも大きな値にすることにより、使用最
高温度下における過大圧保護圧力ＰH と使用最低温度下
における過大圧保護圧力ＰLとの差、すなわち過大圧保
護圧力の温度変化量（ＰＨ−ＰＬ）が、従来のものに比
べて大幅に減少する。[0028] Accordingly, the overpressure protection pressure P L under use the lowest temperature, by a value greater than the pressure P C at the change point displacement mentioned above is abruptly increased, excessive under maximum operating temperature pressure the difference between the overpressure protection pressure P L in the use lowest temperature under the protective pressure P H, that is, the temperature variation of the overpressure protection pressure (PH-PL), greatly reduced in comparison with the prior art.
【００２９】また本発明の他の差圧検出器では、薄膜半
導体ダイアフラムの主要面には絶縁膜が形成されずに薄
膜半導体ダイアフラムの大部分は薄膜半導体と導電性膜
との２層構造となるので、温度変化により絶縁膜と導電
性膜との機械的変形が生じても薄膜半導体ダイアフラム
への影響は少ない。In another differential pressure detector according to the present invention, the insulating film is not formed on the main surface of the thin film semiconductor diaphragm, and most of the thin film semiconductor diaphragm has a two-layer structure of the thin film semiconductor and the conductive film. Therefore, even if mechanical deformation of the insulating film and the conductive film occurs due to a temperature change, the influence on the thin film semiconductor diaphragm is small.
【００３０】しかも、薄膜半導体ダイアフラムの主要面
に導電性膜が直接接していることから、基板側の電位と
導電性膜側の電位とが一定電位に保持されてピエゾ抵抗
素子付近の絶縁膜中及びその表面の可動イオンが固定さ
れる。In addition, since the conductive film is in direct contact with the main surface of the thin film semiconductor diaphragm, the potential on the substrate side and the potential on the conductive film side are maintained at a constant potential, and the potential in the insulating film near the piezoresistive element is reduced. And the mobile ions on its surface are fixed.
【００３１】[0031]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００３２】図１には、本発明の第１実施例に係る差圧
伝送器の検出器ブロック部分の断面構造が示されてい
る。なお本実施例は検出器ブロック以外の部分の構成
は、既に説明した図８に示す差圧伝送器と同様の構成で
あるとする。FIG. 1 shows a sectional structure of a detector block of a differential pressure transmitter according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, it is assumed that the configuration of the parts other than the detector block is the same as that of the differential pressure transmitter shown in FIG.
【００３３】本実施例の差圧伝送器は、高圧側ブロック
４１と低圧側ブロック４２とがセンタダイアフラム４３
の外周部を挟み込むようにして接合されており、両ブロ
ック４１，４２の接合部の外周とセンタダイアフラム４
３の外縁部とが溶接されて検出器ブロック４４が構成さ
れている。In the differential pressure transmitter of this embodiment, the high pressure side block 41 and the low pressure side block 42
Are joined so as to sandwich the outer periphery of the center diaphragm 4 and the outer periphery of the joint between the two blocks 41 and 42.
The detector block 44 is formed by welding the outer peripheral portion of the detector block 3.
【００３４】上記検出器ブロック４４の接合面には、セ
ンタダイアフラム４３により第１の内室４５と第２の内
室４６とに分離された内室が形成されている。An inner chamber separated by a center diaphragm 43 into a first inner chamber 45 and a second inner chamber 46 is formed on the joint surface of the detector block 44.
【００３５】上記内室の一方の面を形成する高圧側ブロ
ック４１の接合面は、センタダイアフラム４３の外周部
を挟み込む外縁部がフラット面となっていて、その外縁
部の内側が所定幅だけフラット面に対し所定角度高圧側
に傾いたテーパ部となっている。そしてテーパ部に周囲
を囲まれた中央部が低圧側に突出した球面部となってい
る。The joining surface of the high-pressure side block 41 forming one surface of the inner chamber has a flat outer surface sandwiching the outer peripheral portion of the center diaphragm 43, and the inside of the outer edge is flat by a predetermined width. The tapered portion is inclined to the high pressure side by a predetermined angle with respect to the surface. The central portion surrounded by the tapered portion is a spherical portion protruding toward the low pressure side.
【００３６】また上記内室の他方の面を形成する低圧側
ブロック４２の接合面は、センタダイアフラム４３の外
周部を挟み込む外縁部がフラット面となっている。その
外縁部の内側には所定幅のテーパ面が、高圧側に傾き、
かつ高圧側ブロック４１のテーパ面よりも傾き角度で形
成されている。そしてテーパ部に周囲を囲まれた中央部
が低圧側に湾曲した凹面部となっている。The joining surface of the low-pressure side block 42, which forms the other surface of the inner chamber, has a flat outer peripheral portion sandwiching the outer peripheral portion of the center diaphragm 43. A taper surface of a predetermined width is inclined toward the high pressure side inside the outer edge portion,
Further, it is formed at an inclination angle with respect to the tapered surface of the high-pressure side block 41. The central portion surrounded by the tapered portion is a concave portion curved toward the low pressure side.
【００３７】上記センタダイアフラム４３は、上記内室
の形状に対応して中央部が低圧側へ突出した球面状をな
し、かつその外周部が低圧側へ折り返されたテーパ状を
なしており、内室内では固定部を除いて両ブロックの接
合面に接触しないように配置されている。The center diaphragm 43 has a spherical shape whose central portion protrudes toward the low pressure side corresponding to the shape of the inner chamber, and has a tapered shape whose outer peripheral portion is folded back to the low pressure side. In the room, they are arranged so as not to come into contact with the joint surface of both blocks except for the fixed part.
【００３８】このような形状をなす内室に対して、第
１，第２の内室４５，４６の各中央部と高圧側，低圧側
の間隙１３，１５との間に、液通路４７，４８がそれぞ
れ設けられている。また第１，第２の内室４５，４６に
おける球面部の周辺部と、その各周辺部に対応する高圧
側，低圧側の間隙１３，１５における周辺部との間に、
それぞれ上下に２本の液通路４９，５０及び５１，５２
が設けられている。With respect to the inner chamber having such a shape, the liquid passages 47 and 47 are provided between the central portions of the first and second inner chambers 45 and 46 and the gaps 13 and 15 on the high and low pressure sides. 48 are provided respectively. In addition, between the peripheral portions of the spherical portions in the first and second inner chambers 45 and 46 and the peripheral portions of the gaps 13 and 15 on the high and low pressure sides corresponding to the respective peripheral portions,
Two liquid passages 49 and 50 and 51 and 52 respectively above and below
Is provided.
【００３９】そして液通路５０の中間から分岐した液通
路５３の先端部に、半導体圧力センサ２４に高圧を導く
ためのキャピラリチューブ１８が接続されている。また
液通路５２の中間から分岐した液通路５４の先端部に、
半導体圧力センサ２４に低圧を導くためのキャピラリチ
ューブ１９が接続されている。A capillary tube 18 for leading a high pressure to the semiconductor pressure sensor 24 is connected to the tip of a liquid passage 53 branched from the middle of the liquid passage 50. Also, at the tip of a liquid passage 54 branched from the middle of the liquid passage 52,
A capillary tube 19 for guiding a low pressure to the semiconductor pressure sensor 24 is connected.
【００４０】図２には上記形状をなすセンタダイアフラ
ム４３の圧力−変位特性が示されている。同図におい
て、縦軸は高圧と低圧との差圧によりセンタダイアフラ
ム４３に加えられる圧力を示しており、低圧側に向けて
加えられる圧力を正にしている。横軸は加えられる圧力
に応じたセンタダイアフラム４３の変化量を示してお
り、低圧側へ向けての変位を正にしている。また、同図
に実線で示す特性曲線Ｌ１がセンタダイアフラム４３
（本実施例）のものであり、破線で示す特性曲線Ｌ２が
図８に示すセンタダイアフラム１０のものである。FIG. 2 shows the pressure-displacement characteristics of the center diaphragm 43 having the above-mentioned shape. In the figure, the vertical axis indicates the pressure applied to the center diaphragm 43 by the pressure difference between the high pressure and the low pressure, and the pressure applied toward the low pressure side is positive. The horizontal axis indicates the amount of change of the center diaphragm 43 according to the applied pressure, and the displacement toward the low pressure side is positive. A characteristic curve L1 indicated by a solid line in FIG.
The characteristic curve L2 indicated by the broken line is that of the center diaphragm 10 shown in FIG.
【００４１】本実施例によるセンタダイアフラム４３
は、加えられる圧力が大きくなるのに応じて、センタダ
イアフラム４３の変位量が一定の割合で変化し、ある圧
力ＰCに達したところで、圧力の増加に対する変位量の
割合がそれまでよりも急に大きくなる。The center diaphragm 43 according to the present embodiment.
In response to the applied pressure increases, the displacement amount of the center diaphragm 43 is changed at a constant rate, it was reached certain pressure P C, the ratio of the displacement amount with respect to the increase in the pressure suddenly than before Become larger.
【００４２】一方、従来構造のセンタダイアフラム１０
では、加えられる圧力が大きくなるのに応じて、過大圧
保護圧力ＰH ′に達するまで、センタダイアフラム１０
の変位量がある程度一定の割合で変化し、特性曲線Ｌ１
のような変化点は存在していない。On the other hand, the center diaphragm 10 of the conventional structure
As the applied pressure increases, the center diaphragm 10 is moved until the overpressure protection pressure P H ′ is reached.
Is changed at a certain constant rate, and the characteristic curve L1
There is no such change point.
【００４３】センタダイアフラム４３が低圧側に撓んだ
場合（正方向の変位）において、使用最低温度下におけ
る過大圧保護圧力ＰL での変位量をＶL 、使用最高温度
下における過大圧保護圧力ＰH での変位量をＶH とする
と、高圧側の間隙１３の体積は、ＶL とＶH の間の値Ｖ
T の変位量に応じた内室内の容積と同一体積にする。セ
ンタダイアフラム４３が高圧側に撓んだ場合（負方向の
変位）、使用最低温度下における過大圧保護圧力Ｐ-Lで
の変位量をＶ-L、使用最高温度下における過大圧保護圧
力Ｐ-Hでの変位量をＶ-Hとすると、低圧側の間隙１５の
体積は、Ｖ-LとＶ-Hの間の値Ｖ-Tの変位量に応じた内室
内の容積と同一体積にする。[0043] In the case where the center diaphragm 43 is bent to the low pressure side (forward displacement), the displacement amount V L at overpressure protection pressure P L under use the lowest temperature, overpressure protection pressure under the maximum operating temperature Assuming that the displacement amount at P H is V H , the volume of the gap 13 on the high pressure side is a value V V between V L and V H.
Make the volume equal to the volume in the inner chamber according to the displacement of T. If the center diaphragm 43 is bent in the high-pressure side (the negative direction of the displacement), the displacement amount V -L in overpressure protection pressure P -L under use the lowest temperature, overpressure protection under maximum operating temperature and pressure P - Assuming that the displacement amount at H is V -H , the volume of the gap 15 on the low pressure side is the same as the volume in the inner chamber according to the displacement amount of V -T between V -L and V -H. .
【００４４】また間隙１３，１５内の圧力伝達液が全て
内室側へ移動しても、センタダイアフラム４３が対向す
る接合面に接触しないように内室の幅が調整されてい
る。The width of the inner chamber is adjusted so that the center diaphragm 43 does not come into contact with the opposing joint surface even if all the pressure transmitting liquid in the gaps 13 and 15 moves toward the inner chamber.
【００４５】さらに本実施例では、過大圧保護圧力
ＰL ，Ｐ-Lの絶対値が、圧力変位量特性の変化点となる
圧力ＰC ，Ｐ-Cの絶対値よりも大きくなるように設定す
る。Further, in this embodiment, the absolute values of the overpressure protection pressures P L and P -L are set so as to be larger than the absolute values of the pressures P C and P -C at which the pressure displacement characteristics change. I do.
【００４６】以上のように構成された本実施例では、高
圧側の隔液ダイアフラム４に圧力が加わってセンタダイ
アフラム４３が図２に示す特性曲線Ｌ１に従って撓んで
いく。そして圧力が大きくなり圧力ＰT となったところ
で、センタダイアフラム４３の変位量がＶT となり、高
圧側の間隙１３内の圧力伝達液が全て第１の内室４５へ
移動する。その結果、隔液ダイアフラム４は検出器ブロ
ック４４の側面に当接し、それ以上の圧力を内室へ伝え
なくなる。In this embodiment configured as described above, pressure is applied to the high-pressure side liquid diaphragm 4, and the center diaphragm 43 flexes according to the characteristic curve L1 shown in FIG. And where the pressure becomes increased and the pressure P T, the amount of displacement becomes V T of the center diaphragm 43, the pressure transmission fluid in the gap 13 of the high pressure side is moved to all the first inner chamber 45. As a result, the diaphragm 4 comes into contact with the side surface of the detector block 44 and no more pressure is transmitted to the inner chamber.
【００４７】このとき、使用最低温度下における過大圧
保護圧力ＰL での変位量ＶL を、センタダイアフラム４
３の特性曲線Ｌ１の特性変化点の変位量ＶC よりも大き
く設定しているため、温度変化により圧力伝達液が熱膨
張して間隙１３の体積が変化しても、過大圧保護圧力の
変化量は従来に比べて大幅に減少する。従来の場合には
使用最低温度から使用最高温度まで温度変化した場合に
は、過大圧保護圧力の変化量は（ＰH ′−ＰL ）である
のに対して、本実施例の場合には（ＰH −ＰL）であ
る。[0047] At this time, the displacement amount V L at overpressure protection pressure P L under use the lowest temperature, center diaphragm 4
3 is set to be larger than the displacement amount V C at the characteristic change point of the characteristic curve L1. The amount is greatly reduced compared to the conventional case. In the conventional case, when the temperature changes from the minimum use temperature to the maximum use temperature, the amount of change of the overpressure protection pressure is (P H ′ −P L ), whereas in the case of the present embodiment, (P H -P L ).
【００４８】また低圧側の隔液ダイアフラム５に圧力が
加わえられた場合も同様であり、温度変化に対応した過
大圧保護圧力の変化量は従来に比べて大幅に減少する。The same applies to the case where pressure is applied to the low-pressure side liquid diaphragm 5, and the amount of change in the overpressure protection pressure corresponding to the temperature change is significantly reduced as compared with the conventional case.
【００４９】この様に本実施例によれば、検出器ブロッ
ク４４に設けたセンタダイアフラム４３を、その中央部
（支持径よりも内側の部分）が低圧側に球面状に突出
し、当該中央部の周辺部が低圧側に折り返された形状と
して、センタダイアフラム４３に図２に示す特性曲線Ｌ
１のような特性を持たせたので、温度変化に対応した過
大圧保護圧力の変化量を、従来に比べて大幅に減少する
ことができる。As described above, according to the present embodiment, the center diaphragm 43 provided on the detector block 44 has a central portion (a portion inside the support diameter) projecting toward the low-pressure side in a spherical shape. The center diaphragm 43 has a characteristic curve L shown in FIG.
Since the characteristic as shown in FIG. 1 is provided, the amount of change in the overpressure protection pressure corresponding to the temperature change can be greatly reduced as compared with the related art.
【００５０】その結果、圧力伝達液が熱膨張しても半導
体圧力センサ２４を過大な圧力から保護することができ
る。As a result, the semiconductor pressure sensor 24 can be protected from excessive pressure even if the pressure transmitting liquid thermally expands.
【００５１】次に、図３〜図５を参照して前記第１実施
例の差圧伝送器における検出器ブロック部分の変形例に
ついて説明する。なお、各図において、図１に示す検出
器ブロックと同一部分には同一符号を付している。Next, a modified example of the detector block in the differential pressure transmitter according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In each figure, the same parts as those of the detector block shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【００５２】図３に示す変形例は、検出器ブロック４４
の内室を第１実施例と同様の形状に形成し、その内室に
センタダイアフラム６１を設けている。このセンタダイ
アフラム６１は、その外縁部が両ブロック間に挟まれて
固定され、高圧側ブロック４１の接合面のテーパ部にダ
イアフラム外周部が初期状態において接触し、かつ中央
部が両接合面には接しないように保持されている。The modified example shown in FIG.
Is formed in the same shape as in the first embodiment, and a center diaphragm 61 is provided in the inner chamber. The center diaphragm 61 is fixed with its outer edge sandwiched between the two blocks, the outer peripheral portion of the diaphragm contacts the tapered portion of the joining surface of the high-pressure side block 41 in an initial state, and the center portion is joined to both joining surfaces. It is kept out of contact.
【００５３】また高圧側ブロック４１のテーパ部にダイ
アフラム外周部を所定の応力Ｆで押し付けている。The outer peripheral portion of the diaphragm is pressed against the tapered portion of the high-pressure side block 41 with a predetermined stress F.
【００５４】この様に構成することにより、高圧側の隔
液ダイアフラム４に圧力が加わったときには、その圧力
が上記応力Ｆと等しくなるまではセンタダイアフラム６
１の中央球面部のみが撓むこととなるので、センタダイ
アフラム６１のスティフネス（硬さ）は大きい。また逆
に、低圧側の隔液ダイアフラム５に圧力が加わったとき
には、センタダイアフラム６１の外周部は高圧側ブロッ
ク４１のテーパ部で拘束されているため、センタダイア
フラム６１の撓みは中央球面部のみで与えられ、同様に
スティフネスが大きい。With this configuration, when pressure is applied to the liquid diaphragm 4 on the high pressure side, until the pressure becomes equal to the stress F, the center diaphragm 6 is pressed.
Since only the central spherical portion 1 is bent, the stiffness (hardness) of the center diaphragm 61 is large. Conversely, when pressure is applied to the liquid diaphragm 5 on the low pressure side, the outer peripheral portion of the center diaphragm 61 is restrained by the tapered portion of the high pressure side block 41, so that the center diaphragm 61 bends only at the central spherical portion. Given, as well as high stiffness.
【００５５】従って、この様な変形例では、センタダイ
アフラム６１の特性曲線上の変化点は、前記第１実施例
の場合に比べると、圧力ＰC は変えずに、変異量ＶT を
より小さな値にすることができる。[0055] Thus, in such a modification, the change point on the characteristic curve of the center diaphragm 61, as compared with the case of the first embodiment, without changing the pressure P C, small more mutations amount V T Can be a value.
【００５６】図４に示す変形例は、検出器ブロック４４
の内室にセンタダイアフラム６４を設け、そのセンタダ
イアフラム６４の中央球面部を低圧側ブロック４２の接
合面に初期状態において当接するように構成したもので
ある。The modified example shown in FIG.
A center diaphragm 64 is provided in the inner chamber, and the central spherical portion of the center diaphragm 64 is configured to abut on the joint surface of the low-pressure side block 42 in an initial state.
【００５７】この様に構成された変形例においても、セ
ンタダイアフラム６１のスティフネスを大きくすること
ができ、変異量ＶT をより小さな値にすることができ
る。[0057] Also in the modified example configured in this manner, the stiffness of the center diaphragm 61 that can be increased, it is possible to mutant amount V T to a smaller value.
【００５８】図５に示す変形例は、検出器ブロック４４
の内室に設けたセンタダイアフラム６４の中央球面部を
低圧側ブロック４２の接合面に初期状態において当接さ
せ、かつ外周部を高圧側ブロック４１のテーパ部に初期
状態において当接させるように構成したものである。The modified example shown in FIG.
The center spherical portion of the center diaphragm 64 provided in the inner chamber is brought into contact with the joining surface of the low pressure side block 42 in the initial state, and the outer peripheral portion is brought into contact with the tapered portion of the high pressure side block 41 in the initial state. It was done.
【００５９】この様に構成された変形例によれば、セン
タダイアフラム６３をブロックの接合面に当接させる際
に、特に押し付け力を与える必要がない。According to the modification configured as described above, when the center diaphragm 63 is brought into contact with the joint surface of the block, it is not necessary to particularly apply a pressing force.
【００６０】また前記第１実施例及び各変形例では、セ
ンタダイアフラムの中央部を低圧側へ突出させ、かつそ
の周辺部を凸部側へ折り返す例を示したが、その逆にセ
ンタダイアフラムの中央部を高圧側へ突出させ、かつそ
の周辺部を高圧側へ折り返すように構成しても同様の効
果を得ることができる。In the first embodiment and each of the modifications, the center diaphragm is protruded toward the low-pressure side, and the periphery thereof is folded back toward the protruding portion. The same effect can be obtained even if the portion is protruded toward the high pressure side and its peripheral portion is folded back toward the high pressure side.
【００６１】次に、本発明の差圧検出器を差圧伝送器の
半導体圧力センサに適用した例を第２実施例として説明
する。図６及び図７には本実施例の半導体圧力センサの
平面図及び側断面図がそれぞれ示されている。Next, an example in which the differential pressure detector of the present invention is applied to a semiconductor pressure sensor of a differential pressure transmitter will be described as a second embodiment. FIGS. 6 and 7 are a plan view and a side sectional view, respectively, of the semiconductor pressure sensor of this embodiment.
【００６２】本実施例の半導体圧力センサは、半導体基
板７１の裏面にエッチングにより設けられた空洞部７２
を有し、その空洞部７２により半導体基板７１の所定範
囲に薄膜領域７３を形成している。以下、その薄膜領域
７３を薄膜半導体ダイアフラムと称する。The semiconductor pressure sensor of the present embodiment has a cavity 72 provided by etching on the back surface of a semiconductor substrate 71.
The cavity 72 forms a thin film region 73 in a predetermined area of the semiconductor substrate 71. Hereinafter, the thin film region 73 is referred to as a thin film semiconductor diaphragm.
【００６３】薄膜半導体ダイアフラム７３の上面には、
半径方向の歪み及び接線方向の歪みをそれぞれ検出する
各一対のピエゾ抵抗素子７４ａ，７４ｂ、７５ａ，７５
ｂが、それぞれダイアフラムの中心を挟んで対向配置さ
れている。On the upper surface of the thin film semiconductor diaphragm 73,
A pair of piezoresistive elements 74a, 74b, 75a, 75 for detecting radial distortion and tangential distortion, respectively.
b are arranged facing each other with the center of the diaphragm interposed therebetween.
【００６４】また半導体基板７１の上面は、薄膜半導体
ダイアフラム７３の主要面７６を除いて、半導体基板７
１及び各ピエゾ抵抗素子７４，７５を含む領域が絶縁膜
としての二酸化シリコン膜７７で覆われている。そして
二酸化シリコン膜７７及び薄膜半導体ダイアフラム７３
の主要面７６の上が、導電性膜としてのポリシリコンシ
ールド膜７８で覆われている。The upper surface of the semiconductor substrate 71 except for the main surface 76 of the thin film semiconductor diaphragm 73 is
A region including the piezoresistive elements 74 and 75 is covered with a silicon dioxide film 77 as an insulating film. Then, the silicon dioxide film 77 and the thin film semiconductor diaphragm 73
Is covered with a polysilicon shield film 78 as a conductive film.
【００６５】以上のように構成された半導体圧力センサ
は、差圧伝送器のセンサカプセル内部のセンサ室２３に
設けられる。半導体基板７１の裏面側がセンサ台に固定
され、空洞部７２にキャピラリチューブを介して低圧が
導入される。また半導体基板７１の上面側がセンサ室内
に露出され、当該センサ室に他のキャピラリチューブを
介して導入された高圧が加えられる。The semiconductor pressure sensor configured as described above is provided in the sensor chamber 23 inside the sensor capsule of the differential pressure transmitter. The back side of the semiconductor substrate 71 is fixed to the sensor base, and a low pressure is introduced into the cavity 72 via a capillary tube. In addition, the upper surface side of the semiconductor substrate 71 is exposed in the sensor chamber, and the high pressure introduced through another capillary tube is applied to the sensor chamber.
【００６６】以上のように構成された本実施例では、半
導体圧力センサの全面がポリシリコンシールド膜７８に
てシールドされると共に、そのポリシリコンシールド膜
７８が薄膜半導体ダイアフラム７３上面のほとんど全面
を占有する主要面７６に電気的及び機械的に接続され
る。In this embodiment configured as described above, the entire surface of the semiconductor pressure sensor is shielded by the polysilicon shield film 78, and the polysilicon shield film 78 occupies almost the entire upper surface of the thin film semiconductor diaphragm 73. Electrically and mechanically connected to the main surface 76.
【００６７】従って、二酸化シリコン膜７７は薄膜半導
体ダイアフラム７３の周辺部にのみ形成されているの
で、温度変化によって二酸化シリコン膜７７とポリシリ
コンシールド膜７８との間に機械的な変形が発生して
も、薄膜半導体ダイアフラム７３への機械的な影響はほ
とんどなく、実用上問題がない程度の極めて小さなヒス
テリシスしか発生しない。Therefore, since the silicon dioxide film 77 is formed only on the periphery of the thin film semiconductor diaphragm 73, mechanical deformation occurs between the silicon dioxide film 77 and the polysilicon shield film 78 due to a temperature change. However, there is almost no mechanical effect on the thin-film semiconductor diaphragm 73, and only a very small hysteresis that does not cause any practical problem occurs.
【００６８】またポリシリコンシールド膜７８を薄膜半
導体ダイアフラム７３の主要面７６と広い面積に亘って
接触させているので、半導体基板７１とポリシリコンシ
ールド膜７８とが一定電位に保持されることとなり、ピ
エゾ抵抗素子付近の二酸化シリコン膜７７中及び表面の
可動イオンが固定される。よって、ピエゾ抵抗素子のセ
ンサ出力が経時ドリフトするのを防止できる効果があ
る。Further, since the polysilicon shield film 78 is in contact with the main surface 76 of the thin film semiconductor diaphragm 73 over a wide area, the semiconductor substrate 71 and the polysilicon shield film 78 are maintained at a constant potential. Mobile ions in the silicon dioxide film 77 near the piezoresistive element and on the surface are fixed. Therefore, there is an effect that the sensor output of the piezoresistive element can be prevented from drifting with time.
【００６９】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施
可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【００７０】[0070]
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、温
度変化に影響されず、常に信頼性の高い差圧検出値を得
ることのできる差圧検出器を提供できる。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a differential pressure detector which can always obtain a highly reliable differential pressure detection value without being affected by a temperature change.
【図１】本発明の第１実施例に係る差圧伝送器に備えら
れた検出器ブロックの断面図。FIG. 1 is a sectional view of a detector block provided in a differential pressure transmitter according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す検出器ブロックに設けられたセンタ
ダイアフラムの圧力−変位特性曲線及び従来の差圧伝送
器に設けられたセンタダイアフラムの圧力−変位特性曲
線を比較して示す図。FIG. 2 is a diagram showing a comparison between a pressure-displacement characteristic curve of a center diaphragm provided in the detector block shown in FIG. 1 and a pressure-displacement characteristic curve of a center diaphragm provided in a conventional differential pressure transmitter.
【図３】前記第１実施例に係る差圧伝送器の検出器ブロ
ック部分の第１の変形例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a first modified example of a detector block portion of the differential pressure transmitter according to the first embodiment.
【図４】前記第１実施例に係る差圧伝送器の検出器ブロ
ック部分の第２の変形例を示す図。FIG. 4 is a view showing a second modification of the detector block of the differential pressure transmitter according to the first embodiment.
【図５】前記第１実施例に係る差圧伝送器の検出器ブロ
ック部分の第３の変形例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a third modification of the detector block of the differential pressure transmitter according to the first embodiment.
【図６】本発明の第２実施例に係る半導体圧力センサの
平面図。FIG. 6 is a plan view of a semiconductor pressure sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図７】図６に示す半導体圧力センサのＡ−Ａ線矢示断
面図。FIG. 7 is a sectional view of the semiconductor pressure sensor shown in FIG.
【図８】従来の差圧伝送器の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a conventional differential pressure transmitter.
【図９】図８の差圧伝送器に備えられた半導体圧力セン
サの平面図。FIG. 9 is a plan view of a semiconductor pressure sensor provided in the differential pressure transmitter of FIG.
【図１０】図８の差圧伝送器に備えられた半導体圧力セ
ンサの断面図。FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor pressure sensor provided in the differential pressure transmitter of FIG.
４，５…隔液ダイアフラム、１３，１５…間隙、４１…
高圧側ブロック、４２…低圧側ブロック、４３，６１，
６２，６３…センタダイアフラム、４５…第１の内室、
４６…第２の内室、７１…半導体基板、７２…空洞、７
３…薄膜半導体ダイアフラム、７４，７５…ピエゾ抵抗
素子、７６…主要面、７７…二酸化シリコン膜、７８…
ポリシリコンシールド膜。4, 5 ... diaphragm, 13, 15 ... gap, 41 ...
High pressure side block, 42 ... Low pressure side block, 43, 61,
62, 63: center diaphragm, 45: first inner chamber,
46: second inner chamber, 71: semiconductor substrate, 72: cavity, 7
3: thin film semiconductor diaphragm, 74, 75: piezoresistive element, 76: main surface, 77: silicon dioxide film, 78:
Polysilicon shield film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 13/02 G01L 19/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01L 13/02 G01L 19/04
Claims (2)
合してなる検出器ブロックの両側面に隔液ダイアフラム
を設けると共に、前記検出器ブロックの接合面に当該接
合面で形成される内室を第１，第２の内室に分離するセ
ンタダイアフラムを設け、前記各隔液ダイアフラムに夫
々加えられる圧力を、前記第１の内室及び第２の内室に
夫々対応する通路を介して導き、さらに前記第１の内室
及び第２の内室の各圧力を夫々対応する通路を介して感
圧素子に導いて前記各圧力の差圧を検出する差圧検出器
において、 前記センタダイアフラムは、その中央部が高圧側あるい
は低圧側に球面状に突出し、当該中央部の周辺部が凸側
に折り返された形状をなすことを特徴とする差圧検出
器。1. A liquid separation diaphragm is provided on both sides of a detector block formed by joining a high-pressure side block and a low-pressure side block, and an inner chamber formed by the joint surface is formed on a joint surface of the detector block. A center diaphragm is provided for separation into the first and second inner chambers, and pressure applied to each of the liquid diaphragms is guided through passages respectively corresponding to the first and second inner chambers, Further, in a differential pressure detector for detecting the differential pressure of each pressure by guiding each pressure of the first inner chamber and the second inner chamber to a pressure-sensitive element via a corresponding passage, the center diaphragm includes: A differential pressure detector characterized in that a central portion protrudes spherically toward a high pressure side or a low pressure side, and a peripheral portion of the central portion has a shape folded back to a convex side.
をエッチングして薄膜半導体ダイアフラムとなる部分を
形成し、該薄膜半導体ダイアフラムに複数のピエゾ抵抗
素子を設け、前記各ピエゾ抵抗素子及び前記半導体基板
の少なくとも一部を絶縁性膜で覆い、前記薄膜半導体ダ
イアフラムの両面に各々圧力を加え、その圧力差により
生じる前記薄膜半導体ダイアフラムの変位を前記各ピエ
ゾ抵抗素子で検出する差圧検出器において、 前記薄膜半導体ダイアフラムの主要面と電気的及び機械
的に接続する導電性膜を、前記絶縁性膜上に形成したこ
とを特徴とする差圧検出器。2. A method according to claim 1, wherein a predetermined region on one surface of the semiconductor substrate is etched to form a portion to be a thin film semiconductor diaphragm, a plurality of piezoresistive elements are provided on the thin film semiconductor diaphragm, and each of the piezoresistive elements and the semiconductor substrate At least a part of the thin film semiconductor diaphragm is covered with an insulating film, pressure is applied to both surfaces of the thin film semiconductor diaphragm, and a displacement of the thin film semiconductor diaphragm caused by the pressure difference is detected by each of the piezoresistive elements. A differential pressure detector, wherein a conductive film electrically and mechanically connected to a main surface of a thin film semiconductor diaphragm is formed on the insulating film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04234888A JP3105087B2 (en) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Differential pressure detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04234888A JP3105087B2 (en) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Differential pressure detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682326A JPH0682326A (en) | 1994-03-22 |
| JP3105087B2 true JP3105087B2 (en) | 2000-10-30 |
Family
ID=16977895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04234888A Expired - Fee Related JP3105087B2 (en) | 1992-09-02 | 1992-09-02 | Differential pressure detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3105087B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05284245A (en) * | 1992-04-03 | 1993-10-29 | Nec Shizuoka Ltd | Remote control system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO326583B1 (en) * | 2007-06-08 | 2009-01-12 | Presens As | Differential pressure Templates |
-
1992
- 1992-09-02 JP JP04234888A patent/JP3105087B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05284245A (en) * | 1992-04-03 | 1993-10-29 | Nec Shizuoka Ltd | Remote control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0682326A (en) | 1994-03-22 |
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