JPS6356934B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧力に応じて変形する薄膜を有する、
とくに乗物内燃機関の吸収圧力を検出する圧力測
定ゲージに関する。

本発明の目的は安価であり、寸法が小さく、長
い使用時間にわたつて検出した圧力値を処理しう
る圧力測定ゲージの製法を得ることである。

特許請求の範囲第１項記載の特徴を有する本発
明の方法によれば圧力測定ゲージの簡単な量産が
薄膜を厚膜素子として基板上に設けることによつ
て可能になる。センサ素子（抵抗またはコンデン
サ電極）は圧力ゲージの厚膜と集積され、したが
つて故障しやすい中継素子が不用になる。さらに
基板上に自体公知の方法により他の電子回路素子
たとえば圧力測定ゲージに後置した増幅器を厚膜
―ハイブリツド技術で配置することができる。

さらに圧力測定ゲージは非常に小さい形に形成
することができる。圧力測定ゲージの厚膜技術に
よる製造は高温（500〜950℃）で実施されるの
で、センサ素子は目的により高温での動作にさら
すことができる。

特許請求の範囲第２〜５項に記載の手段によつ
て第１項記載の方法の有利な再形成が可能であ
る。

測定ゲージの中央部で膜を凸に、周縁部で凹に
形成することによつてとくに良好な効果が達成さ
れる。それによつてセラミツクまたはガラス材料
の抵抗力が低い引張応力が避けられる。

本発明の方法はさらに２つの電極面の設置によ
るコンデンサ配置または選択的に感圧抵抗たとえ
ば伸び測定ストリツプを有する配置が可能であ
り、それによつて高頻度または底頻度測定法を使
用することができる。

次に本発明を図面により説明する。

第１図に断面で示す第１実施例によれば、セラ
ミツク、ガラスまたは表面をホウロウ加工した金
属板からなる約１cm大の基板１にとくに厚膜技術
のプリントおよび焼成法により製造したまたは蒸
発した金属層４が設けられ、この層は離れて配置
された薄膜２によつて蔽われる。薄膜２は厚さ約
60μm、直径約0.5cmであり、ペーストとしてスク
リンプリント法により設けたセラミツク材料とく
にガラス−セラミツクからなる。測定室の薄膜２
と金属層４の間の範囲に中空空間を維持しうるよ
うに、たとえば有機添加剤を有するカーボンブラ
ツクからなる充てん剤３がプリントされる。引続
く950℃の温度の不活性ガス雰囲気中で実施され
る焼結過程でこの充てん剤は、測定室の範囲で薄
膜２のプリントしたセラミツク材料が基板１と結
合し、同時に薄膜２のセラミツク材料が焼結して
変形しうる固い物質に変化することを防止する。

次に酸化雰囲気中の第２焼成過程で充てん剤３
は残渣なく燃焼し、その際ガラス−セラミツクの
薄膜２が充分薄く製造されており、かつ多孔度が
小さ過ぎないことが重要である。次のプリントお
よび焼成過程で自由支持薄膜２は所望の厚さに増
強され、もう１つの層６たとえばアモルフアスガ
ラス層の設置によつて発生した中空空間は気密に
閉鎖される。

薄膜２にその熱膨張係数が基板１のそれより小
さい材料を選ぶことにより、薄膜は焼成過程後基
板１から凸に湾曲する支持面を形成し、測定ゲー
ジはその前応力のため、減圧の測定にも使用する
ことができる。さらにそれによつて薄膜２がつね
に圧縮応力下にあることが保証される。すなわち
公知のようにセラミツクまたはガラス状材料が抵
抗力を有しない引張応力が避けられる。

薄膜２のリング状周縁ゾーン７を厚くすること
によつて薄膜２の周縁が非常に小さい角度８をも
つて陸起することが達成され、それによつて薄膜
２の寿命は使用中薄膜の運動が生ずるにもかかわ
らず著しく長くなる。

このように形成された薄膜室は、第４図に平面
図で示すように充てん剤３をプリントする際に突
出部３ａを設け、薄膜２をプリントする際範囲９
を開いて残すことにより、排気し、または１定圧
力のガスを充てんすることができる。それによつ
て充てん剤３の燃焼後、範囲３ａにトンネルが発
生し、このトンネルはすべての素子の配置完了
後、１定ガス圧の炉内でたとえば範囲９にガラス
含有ペーストを融着することによつて閉鎖され
る。

第１図実施例の場合、減圧または過圧にさらさ
れる変形可能の薄膜２は可変空気コンデンサの１
部を形成する。そのため薄膜上に帯導体５が設置
され、これが金属層４とともにコンデンサを形成
する。このコンデンサの容量は帯導体表面５と金
属層４の間隔を小さくするように薄膜２へ作用す
る圧力が大きいほど増大する。

第２図の実施例によれば自由支持ガラス−セラ
ミツク薄膜２へ次に帯導体、抵抗、ガラスまたは
ガラスセラミツク層が厚膜技術のプリントおよび
焼成法により設置される。図示の実施例の場合、
薄膜２へ厚膜技術により２つの抵抗Ｒ１およびＲ
２が設置され、これらはさらにガラス層６によつ
て蔽われる。

これら２つの抵抗Ｒ１およびＲ２は薄膜２へ作
用する空気圧が変化すると延伸または圧縮され
る。その際適当な厚膜抵抗はその電気抵抗値を大
きく変化し、それゆえ有利に第３図に示すブリツ
ジ配置を使用することができる。この場合これら
の抵抗はそれぞれ互いに相対する２つのブリツジ
脚にそれぞれ２つの固定抵抗Ｒ３またはＲ４の１
つと直列に配置される。

図示のブリツジ回路は薄膜２に配置されていな
い２つのブリツジ抵抗Ｒ３およびＲ４を測定ゲー
ジが１定圧力の雰囲気にある間に公知法とくにレ
ーザ光線によつて調節しうる大きい利点を有す
る。製造技術的にこれはきわめて有利である。と
いうのは測定ゲージ内の圧力および薄膜２の応力
状態と無関係に出力電圧Uaを迅速簡単に較正し
うるからである。

既述の圧力測定ゲージは第５図に示すように薄
膜２の下の基板１が小孔１０を有し、この孔を介
して測定ゲージの内部空間がガス室と結合する
場合、２つのガス室とをの差圧を測定するた
めに使用することもできる。たとえばもう１つの
リング状金属被覆１１を基板１の裏面に設け、こ
れをロウ接１２によつて入口管１３と気密に結合
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧力測定ゲージの縦断面
図、第２図はもう１つの実施例の縦断面図、第３
図は第２図実施例の回路図、第４図は第１図ゲー
ジの薄膜と充てん剤を示す平面図、第５図はさら
にもう１つの実施例の縦断面図である。 １…基板、２…薄膜、３…充てん剤、４…金属
層、５…帯導体、６…ガラス層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力に応じて変形しうるセラミツク材料から
   なる膜２を有し、この膜がセラミツク、ガラスま
   たはホウロウ加工した金属からなる基板１と周縁
   部で固定的に結合している圧力測定ゲージの製法
   において、第１工程で膜２を形成する材料をペー
   ストとして基板に塗布し、その際基板とペースト
   の間に周縁部を除いて充てん物質が存在し、次に
   この構造物を保護ガス雰囲気下の焼成工程で焼結
   し、その際発生する膜の周縁部が基板と結合して
   基板とともに中空空間を形成し、第２工程として
   酸化雰囲気で焼成を実施し、その際充てん物質を
   燃焼することを特徴とする圧力測定ゲージの製
   法。 ２ ガラスセラミツクからなる膜を基板１上に厚
   膜法で製造し、この膜を被覆によつて密に蔽う特
   許請求の範囲第１項記載の製法。 ３ 膜をプリントおよび焼成工程による少なくと
   ももう１つの工程によつて所望の厚さに補強し、
   かつ（または）その物理性質を適当に変化する特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の製法。 ４ トンネル状の中空空間から測定室を排気し、
   または一定圧力のガスを充てんし、次に中空空間
   をガラス材料で融封する特許請求の範囲第１項か
   ら第３項までのいずれか１項記載の製法。 ５ 薄膜２の外面に薄膜または厚膜技術により抵
   抗値が圧力に応じて変化する少なくとも１つの抵
   抗Ｒ１，Ｒ２を配置する特許請求の範囲第１項か
   ら第４項までのいずれか１項記載の製法。