CN102435383B - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

一种压力传感器，减少了随温度变化产生的压力测定值误差。其具有：容器；受压单元，构成容器一部分，并受力向容器内侧或外侧位移；压敏元件，具有压敏部、连接在压敏部两端的一对基部及平行于连接基部之间的线的检测轴，该检测轴与受压单元位移方向平行配置，并通过受压单元的位移来检测压力，具有由一对缓冲部和连接缓冲部顶端间的梁部构成的门型框架，一对缓冲部隔着压敏元件配置，并与受压单元边缘部或容器受压单元侧连接，压敏元件的一个基部与受压单元连接，一个基部相反侧的另一个基部与梁部长度方向中央部连接，压敏元件长度L_A、压敏元件杨氏模量E_A、压敏元件截面面积S_A、缓冲部长度L_B、缓冲部杨氏模量E_B、缓冲部截面面积S_B满足如下关系：

Description

压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，尤其是涉及一种抑制了由于温度变化而导致的测量误差的压力传感器。

背景技术

目前，作为水压计、气压计、差压计等，已知一种将压电振动元件用作压敏元件的压力传感器。在采用了压电振动元件的压力传感器中，当向压电振动元件施加检测轴方向上的压力时，压电振动元件的共振频率将发生变化，并根据该共振频率的变化来检测被施加在压力传感器上的压力。

在专利文献1至3中，公开了将压电振动元件用于压敏元件中的压力传感器。在图13中图示了专利文献1中所公开的压力传感器。在专利文献1中公开了压力传感器201，其特征在于，具有：密封外壳202，在其对置的第1壁面203以及第2壁面204上分别具有第1压力输入口203a和第2压力输入口204a；圆筒形的第1波纹管210，其一端被固定在所述第1壁面203上，且具有与第1压力输入口203a连通的轴孔；圆筒形的第2波纹管211，其一端被固定在所述第2壁面204上，并具有与第2压力输入口204a连通的轴孔，且与所述第1波纹管210直列配置；振动元件粘接基座215，其被固定配置在所述第1波纹管210以及所述第2波纹管211的各个另一端之间；薄板状的压电振动元件220，其被所述振动元件粘接基座215所支承；振荡电路230，其与所述压电振动元件220上的电极布线导通，其中，所述压电振动元件220的一端被固定在所述第2壁面204上，而另一端被固定在所述振动元件粘接基座215上，且在之间隔着第2波纹管211而与压电振动元件220对置的位置处，将压电加固板221固定在所述第2壁面204和所述振动元件粘接基座215之间，而且通过加固用弹性部件250而对所述密封外壳202内壁和所述振动元件粘接基座215之间进行连接，在专利文献2中也公开了相同的技术。

专利文献1中所公开的压力传感器201利用了如下原理，即，将第1波纹管210以及第2波纹管211，以直列或同轴状的方式配置在被保持为真空或惰性环境的外壳内，并将通过施加在各个波纹管的轴孔内的压力而产生的各个波纹管的轴向位移力，传递至被配置在密封外壳202内的压电振动元件220，由此使压电振动元件220的共振频率发生变化。而且，通过采用上述结构，从而能够在不使用昂贵的电沉积波纹管、和复杂的支承结构的条件下，以低廉的价格实现高精度的压力传感器，而且，通过在振动元件粘接基座215和密封外壳202的内壁之间配置加固用弹性部件250，从而能够提高对于来自和轴向垂直的方向的冲击的强度。

在图14中图示了专利文献3所涉及的压力传感器。在专利文献3中公开了压力传感器310，其具有：筒形的外壳312；第1隔板314以及第2隔板316，其分别封闭所述外壳312的两端的开口部；第1反力生成部320，其与所述第1隔板314相连接，并利用第1重物328而通过杠杆原理，从而将与所述第1隔板314受到的重力相反方向的力施加在所述第1隔板314上；第2反力生成部322，其与所述第2隔板316相连接，并利用第2重物330而通过杠杆原理，从而将与所述第2隔板316受到的重力相反方向的力施加在所述第2隔板316上；压敏元件318，其被配置于所述外壳312内部，并将力的检测方向设为检测轴方向，且将一端连接在所述第1隔板314上，将另一端连接在所述第2重物330上。

在上述结构中，通过第1隔板314所受到的压力从而压敏元件318在从第1隔板314被挤压的方向上接受到应力，并通过第2隔板316所受到的压力从而压敏元件318在将其拉向第2隔板316的方向上受到应力。但是，当第1隔板314以及第2隔板316所受到的压力相等时，虽然压敏元件318的位置会移动，但是不会施加有任何载荷。因此，能够测定用于对第1隔板314和第2隔板316之间的压力差进行检测的相对压力。另外，由于压敏元件318的检测轴和第1隔板314以及第2隔板316的位移方向排列在同轴上，因此能够正确地测定第1隔板314和第2隔板316之间的压力差。

而且，通过上述结构，由于第1反力生成部320常时施加与如下合力相反方向的力，所述合力为，将由于第1隔板314所受到的重力而产生的挠曲变形的应力以及压敏元件318所受到的重力合并在一起的合力，且第2反力生成部322常时施加与如下合力相反方向的力，所述合力为，从由于第2隔板316所受到的重力而产生的挠曲变形的应力中减去压敏元件318所受到的重力的合力，因此，第1隔板314以及第2隔板316的因所受到的重力而产生的位移被抵消，并且在压敏元件318中由于第1隔板314以及第2隔板316所受到重力而产生的应力被抵消。由此，压敏元件318仅检测出第1隔板314与第2隔板316之间的压力差，从而得到了如下的压力传感器310，其降低了重力加速度的施加方式的变化、以及由此而产生的振动的影响。

但是，在存在温度变化的情况下，在专利文献1中，由于压电振动元件220和密封外壳202之间的热膨胀系数的不同，在专利文献3中，由于压敏元件318和外壳312之间的热膨胀系数的不同，因而在压电振动元件220、压敏元件318上会产生热变形，从而存在由此而导致共振频率发生变化，进而无法准确地进行压力测定的问题。

图15中图示了专利文献4所涉及的压力传感器。为了解决上述问题，在专利文献4中公开了压力传感器410，具有：外壳412；隔板424，其封闭所述外壳412的开口部422，并具有可挠部和所述可挠部的外侧的边缘区域424c，且所述可挠部的一个主面成为受压面；压敏元件440，其具有压敏部、和分别被连接在所述压敏部的两端的第1基部440a和第2基部440b，并且所述第1基部440a和所述第2基部440b的排列方向与所述隔板424的位移方向平行，并且压力传感器410中，所述第1基部440a连接在成为所述受压面的背面侧的所述隔板424的中央部上，所述第2基部440b经由连接构件442而连接在所述背面侧的所述边缘区域424c上、或者连接在与所述第1基部440a对置的所述外壳412的内壁上。

根据上述结构，位于压敏元件440的检测轴方向上的一端的第1基部440a，被连接在通过来自外部的压力而进行位移的隔板424的中央部上，位于所述一端的相反侧的另一端上的第2基部440b，经由连接构件442而被连接在隔板424的边缘区域424c上、或者被连接在与所述第1基部440a对置的所述外壳412的内壁上，其中，隔板424的边缘区域424c被固定于外壳412上，从而即使受到来自外部的压力也不会发生位移。由此，形成了压敏元件440通过来自外部的压力而受到压缩应力的、对绝对压力进行测定的压力传感器410。而且，由于压敏元件440的两端被连接在隔板424侧，因而能够降低由于压敏元件440的材料和外壳412的材料不同而引起的线膨胀系数不一致所导致的、随着温度变化而产生的压力测定值的误差。而且，由于通过利用压电材料一体地形成压敏元件440和连接构件442，从而使得压敏元件440与连接构件442之间的热变形被消除，因而能够降低压力测定值的误差。

但是，在专利文献4的压力传感器410中，虽然能够消除压敏元件440在检测轴方向上的热变形，但是由于连接构件442与隔板424并不是相同的材料，因而在隔板424和连接构件442中与压敏元件440的检测轴方向垂直的方向上的成分之间，会产生热变形。而且，由于连接构件442受到该热变形的影响，因此，最终压敏元件440将从连接构件442处受到热变形的影响，从而存在无法充分地排除热变形所造成的影响的问题。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2007-57395号公报

专利文献2：日本特开2005-121628号公报

专利文献3：日本特开2010-25582号公报

专利文献4：日本特开2010-48798号公报

发明内容

因此，本发明着眼于上述问题，其目的在于，提供一种不仅对由于外壳而导致的压敏元件的热变形进行抑制，而且对由于隔板而导致的压敏元件的热变形进行抑制的压力传感器。

本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，其能够作为以下的应用例来实现。

应用例1

一种压力传感器，其特征在于，具有：容器；受压单元，其构成所述容器的一部分，并受到力而向所述容器的内侧或者外侧位移；压敏元件，其具有压敏部和被连接在所述压敏部的两端的一对基部，且具有与连接所述基部之间的线平行的检测轴，所述检测轴以与所述受压单元的位移方向平行的方式而配置，并且所述压敏元件通过所述受压单元的位移而对压力进行检测，并且，还具有门型的框架，其由一对缓冲部和对所述缓冲部的顶端之间进行连接的梁部构成，其中，一对所述缓冲部以之间隔着所述压敏元件的方式而配置，并与所述受压单元的边缘部或所述容器的所述受压单元侧相连接，并且，所述压敏元件的所述基部中的一个与所述受压单元相连接，而所述基部中的一个的相反侧的另一个所述基部与所述梁部的长度方向的中央部相连接，当将所述压敏元件的长度设定为L_A、将所述压敏元件的杨氏模量设定为E_A、将所述压敏元件的截面面积设定为S_A、将所述缓冲部的长度设定为L_B、将所述缓冲部的杨氏模量设定为E_B、将所述缓冲部的截面面积设定为S_B时，满足如下关系：

$\frac{E_A{L}_B{S}_A}{E_B{L}_A{S}_B}\≥1.$

根据上述结构，由于压敏元件的两端的基部最终均被连接在受压单元侧，因此能够降低由于容器整体的温度变化而引起的膨胀、收缩所导致的压敏元件的热变形。另一方面，在框架和受压单元之间将产生热变形。但是，由于相对于该热应力，构成框架的缓冲部伸缩的量大于压敏元件伸缩的量，因此，缓冲部较多地承受作用在框架上的热变形，从而降低了作用在压敏元件上的热变形，由此形成了抑制由于温度变化而导致的压力误差的压力传感器。另外，框架能够连接在容器的受压单元侧。由此，因为连接在刚性较高的容器上，所以能够提高压敏元件的压力灵敏度。

应用例2

如应用例1所述的压力传感器，其特征在于，当将所述梁部的长度方向的长度设定为L_C、将所述梁部的杨氏模量设定为E_C、将所述梁部的高度设定为H_C、将所述梁部的宽度设定为W_C时，满足如下关系：

$\frac{E_A{L}_C^3{S}_A}{4E_C{L}_A{H}_C^3{W}_C}\≤3.$

通过上述结构，能够在不使压敏元件的灵敏度降低的条件下，降低对于压敏元件的热变形。

应用例3

如应用例1或2所述的压力传感器，其特征在于，所述压敏元件和所述框架被一体地形成，并且与所述受压单元相连接的所述压敏元件的所述基部的端部、和与所述边缘部或所述开口部相连接的所述缓冲部的端部，以排列在一条直线上的方式而形成。

通过上述结构，能够降低框架和压敏元件之间的热变形。此外，由于框架和压敏元件被一体地形成，因此能够减少部件数量，且能够抑制成本。

应用例4

如应用例1至3中任一例所述的压力传感器，其特征在于，所述压敏部为至少一根以上的柱状梁。

例如，通过将柱状梁设定为一根，从而能够提高压敏元件的压力灵敏度。

应用例5

如应用例1至4中任一例所述的压力传感器，其特征在于，所述压敏元件以及所述缓冲部由相同的材料形成，并且在各自的长度方向上被形成为相同的长度。

由此，能够降低压敏元件与缓冲部之间的热变形。

应用例6

如应用例5所述的压力传感器，其特征在于，所述压敏元件和所述缓冲部由相同的压电材料形成，并且被形成为各自的长度方向成为相同的结晶取向。

由此，即使压敏元件为电压材料，也因缓冲部也是相同的压电材料且具有相同的结晶取向，从而能够降低压敏元件与缓冲部之间的热变形。

应用例7

如应用例5或6所述的压力传感器，其特征在于，所述梁部的长度方向上的两端以及中央部具有，仿照所述缓冲部的所述顶端以及所述压敏元件的所述基部的形状而形成的凹部或狭缝，并且，所述缓冲部以及所述压敏元件被嵌入至所述凹部或所述狭缝中。

由此，缓冲部以及压敏元件相对于梁部的定位变得容易，并且当为凹部时，能够通过增大接触面积而提高接合强度。

应用例8

如应用例5至7中任一例所述的压力传感器，其特征在于，所述梁部由具有与所述受压单元相等的热膨胀系数的材料而形成。

由此，能够降低由于受压单元而导致的、作用在梁部的长度方向上的热变形，从而最终能够降低相对于压敏元件的热变形。

应用例9

如应用例5至8中任一例所述的压力传感器，其特征在于，所述受压单元以及所述梁部分别由不锈钢形成。

通过利用不锈钢来形成受压单元，从而成为了具有充分的强度且压力灵敏度较高的受压单元，并且通过和受压单元相同地利用不锈钢来形成梁部，从而能够降低由受压单元导致的、作用在梁部的长度方向上的热变形，且最终能够降低相对于压敏元件的热变形。

应用例10

如应用例1至9中任一例所述的压力传感器，其特征在于，所述受压单元、所述压敏元件、所述框架，相对于所述外壳还配置有另一组。

由此，形成了在一个外壳上设置有两个受压单元，且对应于各个受压单元而设置有压敏元件、框架的压力传感器。此时，由于两个压敏元件位于同一个外壳内，因此获得了能够在向各个受压单元施加不同的压力时，准确地测定两个压力之间的压力差的压力传感器。

附图说明

图1为第1实施方式所涉及的压力传感器的立体图(以XZ面为切断面的剖视图)。

图2为表示第1实施方式所涉及的压力传感器的剖视图，其中，图2(a)为以XZ面为切断面的剖视图，图2(b)为以YZ面为切断面的剖视图。

图3为表示使梁部的截面尺寸变化时的压敏元件的压力灵敏度和比率γ_C之间的关系的坐标图。

图4为表示使缓冲部的截面尺寸变化时的弯曲比率γ_B和由热变形导致的频率变化之间的关系的坐标图。

图5为表示由水晶一体地形成框架(缓冲部、梁部)、压敏元件时的模式图。

图6为第2实施方式所涉及的压力传感器的立体图(以XZ面为切断面的剖视图)。

图7为表示第2实施方式所涉及的压力传感器的剖视图，其中，图7(a)为以XZ面为切断面的剖视图，图7(b)为以YZ面为切断面的剖视图。

图8为表示第2实施方式的缓冲部和压敏元件的形成图案的模式图。

图9为表示第2实施方式的梁部的改变例的模式图。

图10为表示第3实施方式所涉及的压力传感器的剖视图，其中，图10(a)为以XZ面为切断面的剖视图，图10(b)为以YZ面为切断面的剖视图。

图11为第4实施方式所涉及的压力传感器的模式图。

图12为第4实施方式所涉及的压力传感器的模式图。

图13为专利文献1所公开的压力传感器的模式图。

图14为专利文献3所公开的压力传感器的模式图。

图15为专利文献4所公开的压力传感器的模式图。

符号说明

10、50、70、100、110、201、310、410…压力传感器；12、72、102、112、312、412…外壳；14、74、104、114…凸缘部；14a、74a、104a、114a…外周部；14b、74b、104b、114b…内周部；14c、16a、74c、78a、104c、114c…孔；14d、16b、74d、78c…外周；14e、78b…大气导入口；16…环部；18、76…支承轴；20、80…侧面部；22、82、422…开口部；24、86、424…隔板；24a…中央部；24b…可挠部；24c…边缘部；26…密封端子；28…导线；30、32、88、92…支承部；34…框架；36、52…缓冲部；36a、52a…第1固定部；36b、52b…第2固定部；36c、40d…端部；38、54…梁部；40、56、440…压敏元件；40a、56a、440a…第1基部；40b、56b、440b…第2基部；40c…振动臂；42…母基板；44、44a…光刻胶；58、60…狭缝；62、64…凹部；78…顶板部；84…贯穿孔；90…中心轴；202…密封外壳；203…第1壁面；203a…第1压力输入口；204…第2壁面；204a…第2压力输入口；210…第1波纹管；211…第2波纹管；215…振动元件粘接基座；220…压电振动元件；221…压电加固板；230…振荡电路；250…加固用弹性部件；314…第1隔板；316…第2隔板；318…压敏元件；320…第1反力生成部；322…第2反力生成部；328…第1重物；330…第2重物；424c…边缘区域；442…连接部件。

具体实施方式

以下，利用附图所示的实施方式对本发明所涉及的压力传感器进行详细说明。但是，只要该实施方式中所记载的结构要素、种类、组合、形状、其相对配置等没有特定的记载，则其只不过是单纯的说明示例，而并不表示将本发明的范围限定于此。

图1图示了第1实施方式所涉及的压力传感器的立体图(以XZ面为切断面的剖视图)。图2为表示第1实施方式所涉及的压力传感器的剖视图，其中，图2(a)为以XZ面为切断面的剖视图，图2(b)为以YZ面为切断面的剖视图。另外，图1、2所示的XYZ形成直角坐标系，并且对于以后所使用的附图也同样适用。第1实施方式所涉及的压力传感器10，其将外壳12和隔板24作为容器，并在具有该隔板24的容器的收纳空间内，具有构成框架34的缓冲部36和梁部38、以及压敏元件40等。而且，压力传感器10可以用作例如液压传感器，当在该液压传感器中外壳12内部向大气开放时，以大气压为基准并从隔板24的外侧受到液压。此外，还能够用作在对外壳12内部进行了真空密封时，以真空为基准的绝对压力传感器。

外壳12具有：圆形的凸缘部14、圆形的环部16、支承轴18、圆筒形的侧面部(侧壁部)20。

凸缘部14具有：外周部14a，其与圆筒形的侧面部(侧壁部)20的端部相接；内周部14b，其以与外周部14a呈同心圆状的方式而形成在外周部14a上，并突出为与环部16具有相同直径的环状。环部16具有由其内边缘所形成的圆形的开口部22，在开口部22上以封闭开口部22的方式而连接有隔板24，并且隔板24形成外壳12的一部分。

在凸缘部14的内周部14b以及环部16之间相互对置的面的预定位置处，形成有用于嵌入支承轴18的孔14c、16a。而且，孔14c以及孔16a被形成在相互对置的位置上。由此，通过将支承轴18嵌入到孔14c、16a中，从而使凸缘部14和环部16通过支承轴18而被连接在一起。支承轴18为具有一定的刚性，并以±Z方向为长度方向的棒状的部件，且被配置在由外壳12和隔板24所构成的容器的内部，通过使支承轴18的一端嵌入到凸缘部14的孔14c中，且使另一端嵌入到环部16的孔16a中，从而在凸缘部14、支承轴18以及环部16之间获得了一定的刚性。并且，虽然使用了多个支承轴18，但是可以根据各个孔的位置的设计而任意地进行配置。

此外，在凸缘部14上安装有密封端子26。该密封端子26能够通过导线28而将后文叙述的压敏元件40的电极部(未图示)与IC(集成电路，未图示)电连接，其中，所述IC为，用于使压敏元件40发生振荡的构件，其被安装于外壳12的外部面上，或者在外壳12的外部以远离外壳12的方式而配置。

另外，虽然在图1、2中绘有一个密封端子26，但密封端子26是根据压敏元件40的电极部(未图示)的总数而被安装在凸缘部14上的。另外，当作为上述的液压传感器而使用时，在凸缘部14上形成有大气导入口14e，从而能够使外壳12内部向大气开放。而且，密封端子26以及大气导入口14e被任意配置在凸缘部14中的互不干涉的位置上。

通过使侧面部(侧壁部)20的两端分别与凸缘部14的内周部14b的外周14d、以及被隔板24堵住了开口部22的环部16的外周16b相连接，从而使所述容器被密封。凸缘部14、环部16、侧面部(侧壁部)20优选由不锈钢等的金属形成，支承轴18优选使用具有一定的刚性且热膨胀系数较小的陶瓷等。

隔板24为如下构件，即，以面向外壳12的外部的一侧主面为受压面，并具有通过所述受压面受到被测定压力环境(例如液体)的压力而发生挠曲变形的可挠部，且通过该可挠部以向外壳12的内部侧或外部侧(Z轴方向)发生位移的方式而挠曲变形，从而向压敏元件40传递沿着Z轴的压缩力或拉力。另外，隔板具有：中央部24a，其通过来自外部的压力而发生位移；可挠部24b，其位于所述中央部24a的外周且以使所述中央部24a能够发生位移的方式通过来自外部的压力而进行挠曲变形；边缘部24c，其位于所述可挠部24b的外侧、即所述可挠部24b的外周，并被接合固定在形成于环部16上的开口部22的内壁上。另外，在理想的情况下，边缘部24c即使受到压力也不发生位移，而中央部24a即使受到压力也不发生变形。

在隔板24的中央部24a处，且在受压面的相反一侧的面上，连接有后文叙述的压敏元件40的长度方向(检测轴方向)上的一端(第1基部40a)。

隔板的材质可以采用如不锈钢这样的金属或陶瓷等耐腐蚀性较好的材料，另外，也可以采用如水晶这样的单结晶体或其他非结晶体。在例如由金属来形成隔板的情况下，只需通过对金属母材进行冲压加工而形成隔板即可，而在由水晶来形成隔板的情况下，只需以使可挠部24b与其它部分相比较薄的形式通过光刻加工来形成隔板即可。

另外，为使隔板24不会被液体或气体等腐蚀，可以通过耐腐蚀膜来涂敷隔板24的暴露于外部的表面。例如，当为金属制的隔板时，则可以涂敷镍的化合物，而当隔板为如水晶这样的压电结晶体时，则涂敷硅即可。

在隔板24的中央部24a上连接有支承部30，而在边缘部24c上连接有一对支承部32。在与中央部24a相连接的支承部30上连接有压敏元件40的第1基部40a，而在与边缘部24c相连接的支承部32上连接有构成后述的框架34的、缓冲部36的第1固定部36a。另外，优选为，支承部30、支承部32采用和隔板24相同的材料。

门型结构的框架34由一对缓冲部36、对缓冲部36的第2固定部36b之间进行连接的梁部38构成，其通过水晶、铌酸锂、钽酸锂等压电材料，与压敏元件40一体地形成。而且，一对缓冲部36、以及压敏元件40，以其长度方向相互平行(Z轴方向)的方式而与梁部38相连接。

缓冲部36的第1固定部36a被连接在支承部32的侧面上，且以从X轴方向将压敏元件40夹于其间的形态而与边缘部24c抵接。在此，缓冲部36以及压敏元件40以其长度方向和隔板24的位移方向(Z轴方向)平行的方式而被连接。此外，缓冲部36的第2固定部36b与梁部38相连接，并且在本实施方式中，在梁部38的长度方向的两端处，缓冲部36的第2固定部36b与梁部38成为一体。

压敏元件40具有振动臂40c和形成于振动臂40c的两端的第1基部40a和第2基部40b。第1基部40a与支承座30的侧面相连接，并抵接于中央部24a。另外，第2基部40b与梁部38的长度方向(X轴方向)上的中央部相连接，并且在本实施形式中，第2基部40b与梁部38成为一体。而且，在压敏元件40的振动臂40c上形成有激励电极(未图示)，并具有与激励电极(未图示)电连接的电极部(未图示)。

由此，将压敏元件40的长度方向(Z轴方向)、即第1基部40a和第2基部40b排列的方向配置成，与隔板24的位移方向(Z轴方向)同轴或者平行，并且压敏元件40的位移方向成为检测轴方向。而且，由于连接有压敏元件40的框架34通过支承部32而被固定，因此压敏元件40即使受到由于隔板24的位移而产生的力，也不会向检测轴方向以外的方向弯曲，因此能够阻止压敏元件40向检测轴方向以外的方向运动的情况，从而抑制压敏元件40在检测轴方向上的灵敏度的下降。

压敏元件40经由密封端子26以及导线28而与IC(未图示)电连接，并通过由IC(未图示)所供给的交流电压，而以固有的共振频率进行振动。而且，压敏元件40通过从其长度方向(Z轴方向)受到伸长应力或者压缩应力，从而其共振频率发生变化。在本实施方式中，作为形成压敏部的振动臂40c，能够应用双音叉型振子。双音叉型振子具有如下的特性，即，当在作为振动臂40c的所述两个振动梁上施加牵拉应力(伸长应力)或者压缩应力时，其共振频率以与所施加的应力大致成比例的方式而变化。而且，由于双音叉型压电振子与厚度剪切振子等相比，相对于伸长以及压缩应力的共振频率的变化极大从而共振频率的可变幅度较大，因此，在如对微小的压力差进行检测这种的、具有优异的分解能力的压力传感器中为优选。双音叉型压电振子在受到伸长应力时振动臂的共振频率将升高，而在受到压缩应力时振动臂的共振频率将降低。

另外，在本实施方式中，不仅可以应用具有两根柱状的振动梁的压敏部，也可以应用由一根振动梁(单梁)构成的压敏部。当将压敏部(振动臂40c)构成为单梁型的振子时，在从长度方向(检测轴方向)受到相同的应力的情况下，由于其位移变成两倍，因此与双音叉的情况相比，能够获得灵敏度更高的压力传感器。另外，在上述的压电材料中，作为用于双音叉型或者单梁型的压电振子的压电基板的材料，优选具有优异温度特性的水晶。

在本实施方式中，压敏元件40的长度方向上的两端最终被连接在隔板24侧。由此，能够减少由于外壳12(容器)整体的温度变化而产生的膨胀、收缩所导致的向压敏元件40的热变形。而且，由于压敏元件40和框架34由相同的材料来形成，因此随着温度变化而产生的检测轴方向上的膨胀以及收缩的比例相同。由此，在由于温度变化而产生的检测轴方向上的膨胀、收缩中，降低了压敏元件所受到的来自框架的热变形。

而且，虽然在本实施方式中，压敏元件40以及框架34被一体地形成，但是优选为，与隔板24的中央部24a相连接的压敏元件40的第1基部40a的端部40b，和与边缘部24c相连接的缓冲部36的第1固定部36a的端部36c，以排列在一条直线上的方式而形成。

在本实施方式中，当所述端部40b和所述端部36c不排列在一条直线上时，缓冲部36和压敏元件40在长度方向上的长度将不同。而且，当欲以压敏元件40的检测轴朝向Z轴的状态而使压敏元件40以及缓冲部36与隔板24抵接时，最长的部件将会与所述隔板24抵接，而其以外的部件将产生从隔板24悬浮的部分。另一方面，虽然压敏元件40、框架34通过温度变化而膨胀、收缩，但是此变化量与材料尺寸无关，而是相对于温度变化而以一定的比例进行变化，并且当不将压敏元件40、框架34固定在支承部30、支承部32上时，上述的悬浮部分的尺寸也会变化。在此，当为了简单起见而将支承部30、支承部32考虑成不通过温度变化而膨胀收缩的构件时，则由于压敏元件40、框架34分别与支承部30、支承部32相连接，因此压敏元件40、框架34在温度发生了变化时将受到用于维持上述的悬浮部分的尺寸的热变形，从而最终压敏元件40将从框架34受到热变形。因此，通过使上述的端部40d与端部36c形成在一条直线上，从而能够降低框架34与压敏元件40之间的热变形。此外，由于框架34和压敏元件40被一体地形成，因此能够减少部件数量，从而抑制成本。

另一方面，在本实施方式中，由于隔板24(不锈钢)和框架34(水晶)的热膨胀系数不同，因此框架34从隔板24受到从与压敏元件40的检测轴、即与隔板24的位移方向(Z方向)垂直的方向(X方向)作用的热变形。由此，最终压敏元件40将从框架34受到热变形，且该点成为产生压力测定值误差的主要原因。

因此，本发明人对减少对于压敏元件40的热变形的条件进行了研究。本发明人得到了如下发现，即，对于这样的热变形，能够通过使缓冲部36更大程度地挠曲(吸收热变形)，从而降低施加在压敏元件40上的热变形。因此，在和上述的压敏元件40成为一体的框架34中，对缓冲部36、梁部38、压敏元件40的伸缩量进行考虑。在此，由于当梁部38的挠曲较大时力将不会传递至压敏元件40，因此在研究热变形对压敏元件40的影响之前，先对用于使力向压敏元件40传递的梁部38的条件进行研究。而且，该条件和给予压敏元件40一定的压力灵敏度的条件同义。首先，对梁部38的长度方向(X轴方向)上的两端被固定，且在长度方向上的中央处从+Z方向(参照图1、图2)受到力F时的梁部38的挠曲进行考虑。此时，当将梁部38的长度方向上的长度设定为L_C、将梁部38的杨氏模量设定为E_C、将梁部38的高度(Z方向)设定为H_C、将梁部38的宽度(厚度、Y轴方向)设定为W_C时，根据弹性力学的公式，梁部38的伸缩的量δ_C通过下式来表示。

【公式1】

${\mathrm{\δ}}_C=\frac{{\mathrm{FL}}_C^3}{4E_c{H}_C^3{W}_C}$

接下来，考虑压敏元件40的伸缩。在第1基部40a被固定在支承部30上的压敏元件40中，在将压敏元件40的长度设定为L_A、将压敏元件40的杨氏模量设定为E_A、将压敏元件40的截面面积(平均值)设定为S_A时，如上所述从两端固定的梁部38受到力F而伸缩的量δ_A，根据弹性力学的公式通过下式来表示。

【公式2】

${\mathrm{\δ}}_A=\frac{{\mathrm{FL}}_A}{E_A{S}_A}$

在此，压敏元件40的压力灵敏度的主导参数为，梁部38的伸缩的量δ_C和压敏元件40的伸缩的量δ_A之间的比率γ_C(原文为γ)，并通过下式来表示。

【公式3】

${\mathrm{\γ}}_C=\frac{{\mathrm{\δ}}_C}{{\mathrm{\δ}}_A}=\frac{E_A{L}_C^3{S}_A}{4E_C{L}_A{H}_C^3{W}_C}$

图3中图示了使梁部的截面尺寸变化时的压敏元件的压力灵敏度和比率γ_C之间的关系的坐标图。本申请发明人对如图3所示，使梁部38的高度H_C和宽度W_C变化时的比率γ_C的变化进行了调查。另外，压力灵敏度的变化能够根据对隔板24施加了一定的压力时的压敏元件40的共振频率的变化量而求出。

在图3中，由于在使梁部38的宽度W_C增加时梁部38的刚性将增强，因此比率γ_C将减小且压力灵敏度上升，相反，由于当使宽度W_C减小时刚性将减弱，因此比率γ_C将增加且压力灵敏度降低。并且，由于当使梁部38的高度H_C增加时梁部38的刚性将增强，因此比率γ_C将减小且压力灵敏度上升，相反，由于当使高度H_C减小时梁部38的刚性将减弱，因此压力灵敏度将降低。而且可以看出，在使宽度W_C变化的情况和使高度H_C变化的情况下描绘出了相同的曲线。而且还可以看出，当比率γ_C变为小于等于3后灵敏度急剧地上升。因此，需要对梁部38以及压敏元件40的尺寸进行设计，以获得如下关系。

【公式4】

${\mathrm{\γ}}_C=\frac{{\mathrm{\δ}}_C}{{\mathrm{\δ}}_A}=\frac{E_A{L}_C^3{S}_A}{4E_C{L}_A{H}_C^3{W}_C}\≤3$

接下来，对缓冲部36的伸缩进行考虑。在第1固定部36a被固定在支承部32上的缓冲部36中，当解除梁部38的长度方向(X轴方向)的两端的固定且对长度方向的两端从+Z方向施加了力时，被固定在梁部38的长度方向的两端上的缓冲部36的伸缩的量δ_B，在将缓冲部36的长度方向的长度设定为L_B、将缓冲部36的杨氏模量设定为E_B、将缓冲部36的截面面积设定为S_B时，根据弹性体力学的公式可通过下式来表示。

【公式5】

${\mathrm{\δ}}_B=\frac{{\mathrm{FL}}_B}{E_B{S}_B}$

而且，热变形的主导参数为，缓冲部36所伸缩的量δ_B和压敏元件40所伸缩的量δ_A之间的比率γ_B，并通过下式来表示。

【公式6】

${\mathrm{\γ}}_B=\frac{{\mathrm{\δ}}_B}{{\mathrm{\δ}}_A}=\frac{L_B{E}_A{S}_A}{L_A{E}_B{S}_B}$

图4图示了使缓冲部的截面尺寸变化时的比率γ_B和由于热变形而引起的频率变化之间的关系的坐标图。本申请的发明人对以图4所示的方式使缓冲部36的宽度和厚度变化时的比率γ_B的变化进行了调查。并且，在本调查中，由于在压敏元件40上施加有压缩应力，因此压缩应力作用于共振频率减少的方向上。

在图4中，由于当使缓冲部36的宽度或厚度增加时，缓冲部36的刚性将增强，因此比率γ_B将减小且频率降低(频率变化增大)，相反，由于当使宽度或厚度减少时，刚性将减弱，因此比率γ_B将增加且频率增加(频率变化减小)。而且可以看出，在使宽度变化的情况和使厚度变化的情况下描绘出了相同的曲线。而且还可以看出，当比率γ_B变为小于等于1后频率变化急剧地增加。在此，频率变化较大是指，较大程度地受到热变形。因此，需要对缓冲部36的截面尺寸(宽度、厚度的尺寸)进行设计，以使伸缩的比率γ_B满足如下关系。

【公式7】

${\mathrm{\γ}}_B=\frac{{\mathrm{\δ}}_B}{{\mathrm{\δ}}_A}=\frac{L_B{E}_A{S}_A}{L_A{E}_B{S}_B}\≥1$

而且，在本实施方式中被设计为，框架34和压敏元件40被一体地形成，并且缓冲部36和压敏元件40在长度方向上的长度也一致。由此，公式4变为下式。

【公式8】

${\mathrm{\γ}}_C=\frac{{\mathrm{\δ}}_C}{{\mathrm{\δ}}_A}=\frac{L_C^3{S}_A}{4L_A{H}_C^3{W}_C}\≤3$

并且，公式7变为下式。

【公式9】

${\mathrm{\γ}}_B=\frac{{\mathrm{\δ}}_B}{{\mathrm{\δ}}_A}=\frac{S_A}{S_B}\≥1$

因此，根据公式9，在本实施方式中需要将缓冲部36的截面面积S_B设计为，小于压敏元件40的截面面积S_A。而且，由于两者的厚度(Y轴方向)一致，因此最终缓冲部36的宽度(X轴方向)只需被设计为小于压敏元件40的宽度(X轴方向)即可。

图5图示了由水晶一体地形成框架(缓冲部、梁部)、压敏元件时的模式图。在利用水晶来一体形成的情况下，优选为，如上文所述那样通过光刻加工来形成。首先，准备作为材料的母基板42，在母基板42的表面上涂布正型的光刻胶44(图5(a))，并利用与将缓冲部36、梁部38、压敏元件40形成为一体的形状相对应的光掩膜(未图示)而进行曝光，从而使所述光刻胶44感光(图5(b))，再进行显影并去除感光后的光刻胶44a(图5(c))，通过对母基板42所暴露出的区域进行蚀刻，从而以一体的方式形成缓冲部36、梁部38、压敏元件40(图5(d))，再通过将光刻胶44剥离(图5(e))，从而形成了一体形成的部件(框架、压敏元件)。

关于第1实施方式中的压力传感器10的组装，首先，将环部16与隔板24相连接，并将支承部30、支承部32连接在隔板24的预定位置上。并且，将压敏元件40的第1基部40a与支承部30的侧面相连接，并将缓冲部36的第1固定部36a与支承部32相连接。

接下来，将支承轴18插入到环部16的孔16a中并固定，并将一端已插入到环部16中的支承轴18的另一端插入到凸缘部14的孔14c中并固定，且通过导线28将密封端子26的外壳12内部侧和压敏元件40的电极部(未图示)电连接。此时，密封端子26的外壳12外部侧与IC(未图示)相连接。最后，通过从环部16侧插入侧面部20，并将侧面部20分别与凸缘部14的外周14d以及环部16的外周16b接合，从而形成外壳12，并组装成压力传感器10。而且，当将压力传感器10作为对以真空为基准的绝对压力进行测定的压力传感器时，不形成大气导入口14d，只需在真空中组装压力传感器10即可。

对第1实施方式中的压力传感器10的动作进行说明。在第1实施方式中，在以大气压为基准而对液压进行测定的情况下，当液压低于大气压时，隔板24的中央部24a将向外壳12的外侧进行位移，反之，当液压高于大气压时，中央部24a将向外壳12的内侧进行位移。

而且，当隔板24的中央部24a向外壳12的外侧进行位移时，压敏元件40将通过中央部24a和被支承在边缘部24c(固定部)上的缓冲部36而受到牵拉应力。反之，当中央部24a向外壳12的内侧进行位移时，压敏元件40将通过中央部24a和缓冲部36而受到压缩应力。

而且，在压力传感器10中，当产生温度变化时，构成压力传感器10的外壳12、隔板24、框架34、压敏元件40等将根据各自的热膨胀系数而进行膨胀、收缩。但是，由于如上文所述那样，压敏元件40的检测轴方向上的两端均被连接在隔板24侧，因此降低了由于外壳12在Z轴方向上的膨胀、收缩而导致的热变形。另一方面，由于框架34与隔板24的热膨胀系数的不同，从而由于因温度变化而导致的、与检测轴垂直的方向(X轴方向)上的膨胀以及收缩，使框架34从隔板24受到热变形，由此，使压敏元件40从框架34受到热变形。但是，由于通过将构成框架34的缓冲部36设计为满足公式7、公式9，从而缓冲部36吸收了从隔板24受到的大部分热变形，因此降低了作用于压敏元件40上的热变形的量，从而形成降低了随着温度变化而产生的压力值的误差的压力传感器10。

在图6、图7中对第2实施方式所涉及的压力传感器进行了图示。图6为第2实施方式所涉及的压力传感器的立体图(以XZ面为切断面的剖视图)。并且，图7图示了第2实施方式所涉及的压力传感器的剖视图，其中，图7(a)为以XZ面为切断面的剖视图，图7(b)为以YZ面为切断面的剖视图。

虽然第2实施方式所涉及的压力传感器50基本上和第1实施方式类似，但是在具有框架(缓冲部52、梁部54)、压敏元件56被分别形成且通过粘合剂等而相互连接的结构这一点上有所不同。另外，在以下的说明中，对与第1实施方式共通的结构要素标记相同的符号，并且除了必要的情况之外省略其说明。

在第2实施方式中，梁部54通过具有与作为受压单元的隔板24相同的热膨胀系数的材料、或者与隔板24相同的材料(不锈钢)而形成。由此，由于在与压敏元件56的检测轴(Z轴方向)垂直的方向(X轴方向)上，隔板24和梁部的膨胀、收缩的比例一致，因此能够降低框架从隔板24受到热变形的现象，从而最终降低从框架作用于压敏元件56上的热变形。

另外，在本实施方式中，缓冲部52、压敏元件56被设计为，分别由相同的材料形成，并且其长度方向(Z轴方向)上的长度相同。虽然在本实施方式中，当作为压敏元件56而使用双音叉型压电振子时，以Z切割的水晶基板作为原料，但是水晶具有各向异性，并由于结晶取向而使热膨胀系数或杨氏模量不同。因此，缓冲部52的长度方向(Z轴方向)被形成为，和压敏元件56的长度方向(Z轴方向)的面取向平行的面取向。或者，需要形成为，使长度方向的结晶取向的角度限制在3度以内。而且，缓冲部52的第1固定部52a与支承部32相连接，第2固定部52b与梁部相连接。另一方面，压敏元件56的第1基部56a被固定在支承部30上，第2基部56b与梁部54的长度方向的中央部相连接。

在图8中对第2实施方式的缓冲部和压敏元件的形成图案进行了图示。如图8所示，第2实施方式的缓冲部52与压敏元件56优选为，与第1实施方式相同地通过光刻加工来形成，但是不同于第1实施方式，无需从一开始就形成框架。因此，如图8所示，由于能够使水晶基板中通过蚀刻而溶解的区域的大小、和一个压力传感器50中所使用的缓冲部52(一对)及压敏元件56的占有面积缩小，因此能够抑制成本。

在图9中图示了第2实施方式的梁部的改变例。其中，图9(a)为形成狭缝时的详细图，图9(b)为形成凹部时的详细图。虽然在图6、图7中，是通过粘合剂等将缓冲部52以及压敏元件56接合在梁部54上，但是如图9所示，当梁部54的宽度(厚度)与缓冲部52和压敏元件56的厚度相比较厚时，优选为，形成仿照缓冲部52的第2固定部52b和压敏元件56的第2基部56b的形状的狭缝或凹部。例如，如果梁部54的厚度和缓冲部52、压敏元件56的厚度为相同程度，则优选为，以图9(a)所示的方式形成狭缝58、60，并将缓冲部52的第2固定部52b嵌入狭缝58中，将压敏元件56的第2基部56b嵌入狭缝60中，并粘接固定。另外，当梁部54的厚度与缓冲部52、压敏元件56的厚度相比较厚时，则优选为，如图9(b)所示，在梁部54上形成深度与缓冲部52及压敏元件的厚度相同的凹部62、64，并分别将缓冲部52的第2固定部52b嵌入凹部62中，将压敏元件56的第2基部56b嵌入凹部64中，并粘接固定。在图9中的任意一种情况下，均由于缓冲部52及压敏元件56相对于梁部54的安装位置被固定，因此安装作业时的定位变得容易，并且当采用凹部时，由于能够增大接触面积，因此能够使接合强度增大。而且，上述的狭缝58、60以及凹部62、64能够分别通过蚀刻而形成。

在图10中图示了第3实施方式所涉及的压力传感器，其中，图10(a)为以XZ面为切断面的剖视图，图10(b)为以YZ面为切断面的剖视图。虽然第3实施方式所涉及的压力传感器70基本上和第1实施方式、第2实施方式类似，但是在缓冲部36与外壳72的隔板86侧相连接这一点上有所不同。虽然在本实施方式中，使用第1实施方式中所使用的框架34和压敏元件40进行说明，但是第2实施方式的缓冲部52、梁部54、压敏元件56也能够适用于本实施方式。此外，本实施方式在第1实施方式的隔板24的边缘部的刚性相对于来自外部的压力不充分时被使用。即，在本实施方式中，由于如后文所述缓冲部36(52)被连接在刚性较高的外壳上，因此能够提高压敏元件40(56)的压力灵敏度。

外壳72具有：圆形的凸缘部74、支承轴76、圆形的顶板部78、圆筒形的侧面部80。凸缘部74具有：外周部74a，其与侧面部80的端部相连接；内周部74b，其以和外周部74a呈同心圆状的方式形成在外周部74a上，并具有与顶板部78相同的直径，且与侧面部80的内侧侧面相连接。而且，凸缘部74具有和凸缘部74的外形呈同心圆状的开口部82，并且在开口部82的中心处具有贯穿孔84，所述贯穿孔84贯穿开口部82并使中心轴90贯穿于其中。而且，在开口部82处连接有隔板86，以封闭开口部82。通过将隔板86安装在开口部82处，从而隔板86形成了外壳72的外壁的一部分。

在凸缘部74的内周部74b和顶板部78的相互对置的面的预定位置上，形成有用于嵌入支承轴76的孔74c、78a。另外，孔74c和78a被形成在相互对置的位置上。由此，通过将支承轴76嵌入到孔74c和78a中，从而凸缘部74和顶板部78通过支承轴76而被连接在一起。支承轴76为具有一定刚性的棒状部件，并被配置在外壳74的内部，且分别使支承轴76的一端嵌入到内周部74b的孔74c中，使另一端嵌入到顶板部78的孔78a中。由此，在凸缘部74、支承轴76、以及顶板部78之间获得了一定的刚性。并且，虽然采用了多个支承轴76，但是可根据各个孔的位置的设计而任意地进行配置。而且，在内周部74b上安装有用于安装缓冲部36的支承部88，且在支承部88的侧面上粘接固定有缓冲部36的第1固定部36a。

另外，在顶板部78上安装有密封端子26，并且密封端子26和压敏元件40的电极部(未图示)通过导线28而被电连接。而且，当将压力传感器70用作上述的液压传感器时，在与顶板部78的密封端子26不干涉的任意位置上形成有大气导入口78b。

侧面部80用于密封外壳72的侧面，并与内周部74b的外周74d、以及顶板部78的外周78c相连接，且所述侧面部80的端部与外周部74a相连接。凸缘部74、顶板部78、侧面部80优选由不锈钢等金属形成，支承轴76及中心轴90优选采用具有一定的刚性且热膨胀系数较小的陶瓷等。

安装在开口部82上的隔板86以面向外壳72的外部的一侧主面为受压面，并通过所述受压面受到被测定压力环境(例如液体)的压力而发生挠曲变形，从而向压敏元件40传递压缩力或拉力。另外，在外壳72的内侧，在隔板86的中心处安装有中心轴90，并且以中心轴90的长度方向和隔板86的位移方向(Z轴方向)为同轴的方式而进行安装。由此，当隔板86受到压力时，中心轴90将在其长度方向上平行移动。另外，在中心轴90的顶端上安装有对压敏元件40的一端(第1基部40a)进行支承的矩形的支承部92，并且第1基部40a被粘接固定在支承部92的侧面上。该支承部92的侧面和被设置在内周面74b上的支承部88的侧面被配置为，形成同一平面。由此，由于在与压面元件40成为一体的框架34中降低了由于安装而导致的变形，因此能够降低施加在压敏元件40上的因安装所导致的变形，从而抑制压力值的误差。另外，优选为，支承部88、支承部92采用与凸缘部74相同的材料。

关于第3实施方式所涉及的压力传感器的组装，将中心轴90安装在隔板86上，并以使中心轴90插穿贯通孔84的状态而将隔板86连接在开口部82上。并且，将支承部92安装在中心轴90的顶端，并将支承部88连接在内周部74b的预定位置上。

接下来，将支承轴76插入到内周部74b的孔74c中并固定，并将一端已被插入到内周部74b中的支承轴76的另一端插入到顶板部78的孔78a中并固定，且通过导线28将密封端子26的外壳72内部侧和压敏元件40的电极部(未图示)电连接。此时，密封端子26的外壳72外部侧与IC(未图示)相连接。

而且，通过从顶板部78侧插入侧面部80，并将侧面部80与顶板部78的外周78c、内周部74b的外周74d、外周部74a相接合而形成外壳72，从而组装成了压力传感器70。

在第3实施方式中，构成框架34的缓冲部36被固定在支承部88的侧面上，并且压敏元件40的第1基部40a被固定在支承部92的侧面上。由此，当作用于隔板86的受压面上的压力高于外壳72内部的压力时，隔板86将向外壳72的内侧(+Z轴侧)位移，从而在压敏元件40上将作用有压缩应力。反之，当施加在隔板86的受压面上的压力小于外壳72内部的压力时，隔板86将向外壳72的外侧(-Z轴侧)位移，从而在压敏元件40上将作用有伸长应力。并且，关于施加在压敏元件40上的热变形，由于和第1实施例相同，因此省略其说明。

在图11、图12中对第4实施方式所涉及的压力传感器进行了图示。图11为以第1实施方式为基础的第4实施方式的模式图，图12为以第3实施方式为基础的第4实施方式的模式图。第4实施方式所涉及的压力传感器采用了如下方式，即，隔板、压敏元件、框架相对于外壳还配置有另一组。图11中的压力传感器100使用了两个第1实施方式中的压力传感器10。即，压力传感器100采用了如下的方式，即，使用能够通过两面而与构成两个压力传感器10的支承轴18相连接的凸缘部104，从而使去除了凸缘部14的两个压力传感器10相互接合而形成一个外壳102。凸缘部104具有：外周部104a，其与侧面部(侧壁部)20的端部相连接；内周部104b，其以同心圆状而形成在外周部104a的内侧，并具有与环部16相同的直径，且与侧面部(侧壁部)20的内侧侧面相连接。而且，在内周部104b的Z轴方向上的端部上，具有用于插入支承轴18的孔104c。

在图11的压力传感器100中，能够独立地组装压力传感器100的隔着凸缘部104的上半部分和下半部分。并且，关于上半部分和下半部分的组装，虽然与第1实施方式相同，但是密封端子(未图示)只需安装在隔板24的边缘部24c上且与支承部32不干涉的位置上即可，且当使外壳102内部向大气开放时，只需在侧面部(侧壁部)20上形成大气导入口(未图示)即可。此外，在应用第2实施方式的压力传感器50时，也能够通过同样的方法形成。

在图12的压力传感器110中，使用了两个第3实施方式的压力传感器70。即，压力传感器70采用了如下的方式，使用能够通过两面而与构成两个压力传感器70的支承轴76相连接的凸缘部114，从而使去除了顶板部78的两个压力传感器70相互接合而形成一个外壳112。凸缘部114具有：外周部114a，其与侧面部80的端部相连接；内周部114b，其以同心圆状而形成在外周部114a的内侧，并具有与内周部74b(顶板部78)相同的直径，且与侧面部80的内侧侧面相连接。而且，在内周部114b的Z轴方向上的端部，具有用于插入支承轴76的孔114c

在图12的压力传感器110中，能够独立地组装压力传感器110的隔着凸缘部114的上半部分和下半部分。并且，虽然上半部分和下半部分的组装和第3实施方式相同，但是，只需在将支承轴76连接在凸缘部74上之后，将侧面部80连接在凸缘部74上，将支承轴76、侧面部80连接在凸缘部114上即可。并且，密封端子(未图示)只需安装在侧面部80上即可，且在使外壳102内部向大气开放时只需在侧面部80上形成大气导入口(未图示)即可。

虽然第4实施方式中的压力传感器独立地测定施加在两个隔板上的压力，但是由于外壳102、112内部的环境共通，因而能够作为降低了由温度差等的影响所导致的压力误差的压力传感器而利用。此时，外壳102、112内部既可以真空密封也可以向大气开放。

Claims (19)

1.一种压力传感器，其特征在于，具有：

容器；

受压单元，其构成所述容器的一部分，并受到力而向所述容器的内侧或者外侧位移；

压敏元件，其具有压敏部和被连接在所述压敏部的两端的一对基部，且具有与连接所述基部之间的线平行的检测轴，所述检测轴以与所述受压单元的位移方向平行的方式而配置，并且所述压敏元件通过所述受压单元的位移而对压力进行检测，

所述压力传感器还具有框架，其由一对缓冲部和对所述缓冲部的顶端之间进行连接的梁部而构成，其中，一对所述缓冲部以在其之间隔着所述压敏元件的方式而配置，并与所述受压单元的边缘部相连接或在所述受压单元侧与所述容器相连接，

在所述压敏元件中，

所述基部中的一个与所述受压单元相连接，且所述基部中的另一个与所述梁部的长度方向的中央部相连接，

当将所述压敏元件的长度设定为L_A、将所述压敏元件的杨氏模量设定为E_A、将所述压敏元件的截面面积设定为S_A、将所述缓冲部的长度设定为L_B、将所述缓冲部的杨氏模量设定为E_B、将所述缓冲部的截面面积设定为S_B时，满足如下关系：

$\frac{E_A{L}_B{S}_A}{E_B{L}_A{S}_B}\≥1.$

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，

当将所述梁部的长度方向上的长度设定为L_Ｃ、将所述梁部的杨氏模量设定为E_Ｃ、将所述梁部的高度设定为H_Ｃ、将所述梁部的宽度设定为W_Ｃ时，满足如下关系：

$\frac{E_A{L}_C^3{S}_A}{4E_C{L}_A{H}_C^3{W}_C}\≤3.$

3.如权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏元件和所述框架被一体地形成，并且，与所述受压单元相连接的所述压敏元件的所述基部的端部、和与所述边缘部或开口部相连接的所述缓冲部的端部，以排列在一条直线上的方式而形成。

4.如权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏部为至少一根以上的柱状梁。

5.如权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏元件以及所述缓冲部由相同的材料形成，并且在各自的长度方向上被形成为相同的长度。

6.如权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏元件以及所述缓冲部由相同的压电材料形成，并且被形成为各自的长度方向成为相同的结晶取向。

7.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，

所述梁部的长度方向上的两端以及中央部具有，仿照所述缓冲部的所述顶端以及所述压敏元件的所述基部的形状而形成的凹部或狭缝，

所述缓冲部以及所述压敏元件被嵌入至所述凹部或所述狭缝中。

8.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，

所述梁部由具有与所述受压单元相同的热膨胀系数的材料而形成。

9.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，

所述受压单元以及所述梁部分别由不锈钢形成。

10.如权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于，

所述受压单元、所述压敏元件、所述框架，相对于所述容器还配置有另一组。

11.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏部为至少一根以上的柱状梁。

12.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏元件以及所述缓冲部由相同的材料形成，并且在各自的长度方向上被形成为相同的长度。

13.如权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏元件以及所述缓冲部由相同的材料形成，并且在各自的长度方向上被形成为相同的长度。

14.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏元件以及所述缓冲部由相同的压电材料形成，并且被形成为各自的长度方向成为相同的结晶取向。

15.如权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏元件以及所述缓冲部由相同的压电材料形成，并且被形成为各自的长度方向成为相同的结晶取向。

16.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，

所述压敏元件以及所述缓冲部由相同的压电材料形成，并且被形成为各自的长度方向成为相同的结晶取向。

17.如权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，

所述梁部的长度方向上的两端以及中央部具有，仿照所述缓冲部的所述顶端以及所述压敏元件的所述基部的形状而形成的凹部或狭缝，

所述缓冲部以及所述压敏元件被嵌入至所述凹部或所述狭缝中。

18.如权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，

所述梁部由具有与所述受压单元相同的热膨胀系数的材料而形成。

19.如权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，

所述梁部由具有与所述受压单元相同的热膨胀系数的材料而形成。

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