CN102374912A - 压力测定器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够准确测定压力的压力测定器。该压力测定器具备：承受压力的挠性膜(1)；用于固定挠性膜(1)底面为圆形的凸部(12)的台座(2)；以及与凸部(12)的圆形的底面接合的图1所示的固定部件(3)。挠性膜(1)可以由硅构成，将(100)面作为主面。此外，挠性膜(1)被配置成由设置有凹部(23)的硅基板(21)和设有凹部(24)的硅基板(22)所夹持。因此，挠性膜(1)隔着硅基板(22)被固定于台座(2)。

Description

压力测定器
技术领域
本发明涉及测定技术，涉及压力测定器。
背景技术
利用了半导体压电电阻效应的压力测定器，由于小巧、轻便且灵敏度高而广泛利用在机械设备等中(例如，参照专利文献1、2)。在这种压力测定器中，由半导体构成的振动片上设有应变计。当应变计因施加于振动片的压力而变形时，应变计的电阻值由于压电电阻效应而发生变化。从而，通过测定应变计的电阻值，能够测定出压力。
专利文献1：日本专利第3307281号公报
专利文献2：日本特开2006-170823号公报
在压力测定器中，在施加了除构成测定对象以外的外力的情况下，有时在构成零件的接合面产生应力集中，压力测定产生误差。此外，以往所提出的用于缓和应力集中的机构、构造复杂，还存在制造成本上升这样的问题。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种能够缓和应力集中并准确地测定压力的压力测定器。
本发明的方式的压力测定器具备承受压力的挠性膜；固定挠性膜且设有底面为圆形的凸部的台座；以及与凸部的圆形的底面接合的固定部件。按照本发明的方式的压力测定器，固定部件隔着设置于台座的底面为圆形的凸部固定于台座。因此，在台座与固定部件的接合面上很难产生应力集中。
根据本发明，能够提供可准确测定压力的压力测定器。
附图说明
图1为本发明的实施方式所涉及的压力测定器的剖视图。
图2为本发明的实施方式所涉及的台座的仰视图。
图3为本发明的实施方式所涉及的第一硅基板的仰视图。
图4为本发明的实施方式所涉及的第二硅基板的俯视图。
图5为本发明的实施方式所涉及的玻璃基板的俯视图。
图6为本发明的实施方式所涉及的挠性膜的俯视图。
图7为本发明的实施方式的变形例所涉及的压力测定器的剖视图。
图8为本发明的其他实施方式所涉及的压力测定器的剖视图。
附图标号说明
1...挠性膜；2...台座；3...固定部件；12、224...凸部；13、14、27、28、33...贯通孔；21、22、201、222...硅基板；23、24...凹部；31...玻璃基板；51、52、53、54...电阻应变计；101...挠性膜的圆形部分；250...氧化硅膜。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式。在以下附图的记载中，相同或类似的部分用相同或类似的标号表示。但附图只是示意性的，因此具体的尺寸等应参照以下的说明进行判断。此外，附图之间显然也包含彼此的尺寸关系或比率不同的部分。
如图1所示，实施方式所涉及的压力测定器具备承受压力的挠性膜1、固定挠性膜1且如图2所示设有底面为圆形的凸部12的台座2、与凸部12的圆形底面接合的图1所示的固定部件3。挠性膜1例如由硅构成，将(100)面作为主面。此外，挠性膜1被配置成由设有凹部23的硅基板21和设有凹部24的硅基板22所夹持。硅基板22被配置于台座2上。因此，挠性膜1隔着硅基板22被固定于台座2。
如图1及图3所示，在硅基板21上设有从凹部23的中心向上表面贯通的贯通孔27。如图1及图4所示，在硅基板22上设有从凹部24的中心向底面贯通的贯通孔28。
例如，图3所示的凹部23的外周和图4所示的凹部24的外周相叠合。如图1所示，硅基板21和硅基板22被配置成，凹部23的外周与凹部24的外周的横向位置一致。
在硅基板21上还可配置玻璃基板31。如图5所示，在玻璃基板31上设有与硅基板21的贯通孔27连通的贯通孔33。配置于图1所示的硅基板22的底面的台座2由玻璃(例如，TEMPAX(注册商标)玻璃)等构成。在台座2上设有与硅基板22的贯通孔28连通的贯通孔13。设有凸部12的台座2可通过例如切削或蚀刻而容易地制造。以与台座2的凸部12的底面接触的方式配置的固定部件3由不锈钢等构成。在固定部件3上设有与台座2的贯通孔13连通的贯通孔14。固定部件3为例如包围挠性膜1等的组件，并不限于板状。
覆盖挠性膜1的凹部23及凹部24的图6所示的圆形部分101，作为用于测定施加于上表面的压力与施加于底面的压力的压差的振动片发挥功能。在作为用于测定压差的振动片发挥功能的挠性膜1的圆形部分101上，以90°的间隔沿(110)方向设有四个电阻应变计51、52、53、54。挠性膜1由于压差而挠曲，电阻应变计51、52、53、54的电阻值发生变化。从而，通过计测电阻应变计51、52、53、54的电阻值而能够测定压差。例如，通过向由硅构成的挠性膜1注入杂质离子而形成电阻应变计51、52、53、54。
在以上说明的图1所示的压力测定器中，固定部件3与设置于台座2的图2所示的底面为圆形的凸部12接合而被固定。因此，在对固定部件3施加有外力的情况下，材料各不相同的台座2与固定部件3的接合面很难产生应力集中。从而，结合部很难被破坏。此外，在相同直径的情况下，圆形的接触面积比四边形的接触面积小，能够缩小发生应力自身，并且通过采取缩径构造，还能缩小向上部构造的应力传递。从而，图1所示的压力测定器，抑制了由于应力传递而可能产生的测定误差。此外，很难产生由上部构造的应力集中而引起的破损等。
(变形例)
图7所示的压力测定器与图1所示的压力测定器不同，在台座2及固定部件3上不设置贯通孔。因此，硅基板22的贯通孔28被台座2封闭。由于硅基板22的凹部24也被挠性膜1覆盖，所以硅基板22的凹部24及贯通孔28所形成的空间被封闭。此时，会对挠性膜1的底面施加一定的基准压力。因此，能够从测定出的压差，容易地求解出施加到挠性膜1的上表面的压力。
(其他实施方式)
如上所述地按照实施方式记载了本发明，但构成该公开的一部分的记述及附图不应理解为限定本发明。本领域的普通技术人员根据该公开显然可以想到各种代替实施方式、实施例及运用技术。例如，只要设置于台座的底面为圆形的凸部与固定部件接合，则压力测定器可以采用各种各样的形态。
例如，图8所示的压力测定器为从包含硅基板222、配置于硅基板222上的氧化硅膜250、及配置于氧化硅膜250上的硅基板201的SOI(Silicon on Insulator，绝缘衬底上硅)基板制造出来的。从SOI基板的硅基板222，通过蚀刻等而设置凹部224。设有凹部224的硅基板201部分实施薄膜化，作为承受压力的振动片发挥功能。在图8所示的结构中，设置在台座2的底面为圆形的凸部12也与固定部件3接合，所以能够缓和接合面中的应力集中。这样，应当理解本发明还包含此处未记载的各种实施方式等。

Claims (6)

1.一种压力测定器，其特征在于，具备：
挠性膜，该挠性膜承受压力；
台座，该台座固定上述挠性膜，并且设有底面为圆形的凸部；以及
固定部件，该固定部件与上述凸部的圆形的底面接合。
2.根据权利要求1所述的压力测定器，其特征在于，
上述台座由玻璃构成，上述固定部件由金属构成。
3.根据权利要求1或2所述的压力测定器，其特征在于，
上述台座隔着硅基板固定上述挠性膜。
4.根据权利要求3所述的压力测定器，其特征在于，
在上述硅基板上设置有被上述挠性膜覆盖的凹部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压力测定器，其特征在于，
上述挠性膜由硅构成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压力测定器，其特征在于，
在上述挠性膜与上述台座之间设置有封闭空间。
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