CN112154313B - 压力传感器 - Google Patents

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Abstract

压力传感器(40)具有：基底构件(12)；膜片(18)，其以与基底构件(12)隔开间隔的方式配置；第一固定电极(14)，其以与膜片(18)相向的方式设置于基底构件(12)，该第一固定电极(14)具备电介质层(24)；以及第二固定电极(16)，其以与膜片(18)相向的方式设置于基底构件(12)。当作用于膜片(18)的压力(Pin)增加而膜片(18)朝向基底构件(12)弯曲时，在膜片(18)与第二固定电极(16)之间的距离变为恒定之前，膜片(18)会与第一固定电极(14)的电介质层(24)接触。

Description

压力传感器
技术领域
本发明涉及一种用于测定气压等压力的压力传感器。
背景技术
以往以来，例如专利文献1所记载的那样，作为静电电容型压力传感器，已知有触摸模式压力传感器。这种触摸模式压力传感器具备固定电极和膜片，该膜片以与固定电极隔开间隔的方式配置，受到压力而弯曲。在固定电极设置有与膜片相向的电介质层。首先，当压力作用于膜片而使膜片弯曲时，固定电极与膜片之间的距离减少，固定电极与膜片之间的静电电容增加。在膜片接触到固定电极的电介质层之后，即在处于触摸模式时，由于电介质层接触膜片的接触面积增加，从而固定电极与膜片之间的静电电容增加。使用这样的压力-电容特性，触摸模式压力传感器根据静电电容值来计算压力，并将其计算结果作为压力测定值来输出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-104797号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1所记载的触摸模式压力传感器的情况下，在从膜片开始接触固定电极的电介质层时的压力至规定压力的压力范围内，与压力的变化对应的静电电容的变化相比于其它的压力范围内的变化而言不同，线性度低。因此，用于根据静电电容值计算压力测定值的计算式变得复杂，并且计算精度低。其结果是，压力传感器的测定精度(压力的计算精度)低。
特别是，在专利文献1所记载的触摸模式压力传感器的情况下，与膜片的中央部分相向的电介质层的中央部分相比于其它部分而言凹陷。因此，在从膜片开始接触电介质层的凹陷部分时的压力至第一规定压力的第一压力范围和从膜片开始接触电介质层的未凹陷部分时的压力至第二规定压力的第二压力范围内，即在两个不同的压力范围内，与压力的变化对应的静电电容的变化的线性度低。
因此，本发明的课题在于提供一种压力传感器，能够针对与作用于膜片的压力的变化对应的、固定电极与膜片之间的静电电容的变化，在整个压力测定范围内获得高的线性度，由此能够高精度地测定压力。
用于解决问题的方案
为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方式，提供一种压力传感器，具有：
基底构件；
膜片，其以与所述基底构件隔开间隔的方式配置；
第一固定电极，其以与所述膜片相向的方式设置于所述基底构件，所述第一固定电极具备电介质层；以及
第二固定电极，其以与所述膜片相向的方式设置于所述基底构件，
其中，当作用于所述膜片的压力增加而所述膜片朝向所述基底构件弯曲时，在所述膜片与所述第二固定电极之间的距离变为恒定之前，所述膜片会与所述第一固定电极的电介质层接触。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种压力传感器，能够针对与作用于膜片的压力的变化对应的、固定电极与膜片之间的静电电容的变化，在整个压力测定范围内获得高的线性度，由此能够高精度地测定压力。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的立体图。
图2是实施方式1所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的分解立体图。
图3是实施方式1所涉及的压力传感器的概要结构图。
图4是实施方式1所涉及的压力传感器的压力-电容特性图。
图5是本发明的实施方式2所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的分解立体图。
图6是实施方式2所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的截面图。
图7是实施方式2所涉及的压力传感器的压力-电容特性图。
图8是本发明的实施方式3所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的分解立体图。
图9是实施方式3所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的截面图。
图10是实施方式3所涉及的压力传感器的压力-电容特性图。
具体实施方式
本发明的一个方式的压力传感器具有：基底构件；膜片，其以与所述基底构件隔开间隔的方式配置；第一固定电极，其以与所述膜片相向的方式设置于所述基底构件，所述第一固定电极具备电介质层；以及第二固定电极，其以与所述膜片相向的方式设置于所述基底构件，其中，当作用于所述膜片的压力增加而所述膜片朝向所述基底构件弯曲时，在所述膜片与所述第二固定电极之间的距离变为恒定之前，所述膜片会与所述第一固定电极的电介质层接触。
根据该方式，能够针对与作用于膜片的压力的变化对应的、固定电极与膜片之间的静电电容的变化，在整个压力测定范围内获得高的线性度，由此压力传感器能够高精度地测定压力。
例如，也可以为，所述第二固定电极与所述膜片的中央部分相向，所述第一固定电极在从所述膜片与所述基底构件相向的方向上观察时呈包围所述第二固定电极的环状，所述基底构件的设置有所述第一固定电极的部分相比于设置有所述第二固定电极的部分而言更接近所述膜片。
例如，也可以为，所述第一固定电极与所述膜片的中央部分相向，所述第二固定电极在从所述膜片与所述基底构件相向的方向上观察时呈包围所述第一固定电极的环状，所述基底构件的设置有所述第一固定电极的部分相比于设置有所述第二固定电极的部分而言更接近所述膜片。
例如，所述第二固定电极与所述膜片的中央部分相向，所述第一固定电极在从所述膜片与所述基底构件相向的方向上观察时呈包围所述第二固定电极的环状，所述第一固定电极和所述第二固定电极设置于所述基底构件的同一平面，在该情况下，压力传感器具有比所述第一固定电极和所述第二固定电极厚的接触限制构件。
例如，也可以为，所述接触限制构件为在从所述膜片与所述基底构件相向的方向上观察时包围所述第二固定电极且被所述第一固定电极包围的筒状构件。
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的立体图。图2是本实施方式1所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的分解立体图。图3是本实施方式1所涉及的压力传感器的概要结构图。此外，图示的X-Y-Z正交坐标系用于容易地理解本发明，并非用于限定发明。
如图1和图2所示，本实施方式1所涉及的压力传感器元件10是在静电电容型压力传感器中使用的压力传感器元件。压力传感器元件10具有基底构件12、设置于基底构件12的第一固定电极14和第二固定电极16、以与基底构件12隔开间隔的方式配置的导电性的膜片18以及对膜片18进行支承的支承构件20。
基底构件12例如为由绝缘材料制成的绝缘基板。
如图2所示，第一固定电极14为呈具备贯通孔14a的圆环状且被固定于基底构件12的电极。另外，如图3所示，第一固定电极14设置在基底构件12上，例如具备由导电性多晶硅材料制成的导体22以及设置于导体22上的与膜片18相向的表面的电介质层24。
如图2所示，第二固定电极16为呈圆板状且被固定于基底构件12的电极。另外，如图3所示，第二固定电极16设置在基底构件12上，例如具备由导电性多晶硅材料制成的导体26以及设置于导体26上的与膜片18相向的表面的电介质层28。并且，第二固定电极16为在从膜片18与基底构件12相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时被容纳于第一固定电极14的贯通孔14a内的大小。即，在从Z轴方向上观察时，第一固定电极14的内径大于第二固定电极16的外径。
膜片18是例如由导电性硅材料制成从而具备弹性和导电性的导体。另外，膜片18具备受压面18a和电极面18b，该受压面18a用于接受压力，该电极面18b处于与受压面16a相反的一侧，且与第一固定电极和第二固定电极14、16相向。
另外，如图3所示，膜片18的电极面18b的外周缘部分被支承构件20支承。由此，膜片18以与基底构件12隔开间隔的方式配置。另外，当压力作用于受压面18a时，膜片18的除被支承构件20支承的外周缘部分以外的部分朝向基底构件12弯曲，即，膜片18的电极面18b向第一固定电极和第二固定电极14、16接近。
如图2所示，支承构件20例如为由绝缘材料制成的环状、即框状的构件。如图3所示，通过基底构件12、膜片18以及支承构件20划定出用于容纳第一固定电极和第二固定电极14、16的内部空间30。
对本实施方式1所涉及的压力传感器中的压力传感器元件10的进一步的特征进行说明。
如图2所示，在基底构件12的与膜片18相向的表面12a设置有具备第一底面12b的第一凹部12c。并且，在该第一底面12b设置有具备第二底面12d的第二凹部12e。另外，第一底面12b呈圆环状，第二底面12d呈圆形状。此外，第一底面12b与第二底面12d以在从膜片18与基底构件12相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时呈同心的方式设置于基底构件12。
如图3所示，圆环状的第一底面12b比圆形状的第二底面12d更接近膜片18。另外，第二底面12d与膜片18的中央部分相向，第一底面12b与膜片18的包围该中央部分的外周侧部分相向。
在圆环状的第一底面12b设置有圆环状的第一固定电极14。在圆形状的第二底面12d设置有圆板状的第二固定电极16。其结果是，第一固定电极14被配置为比第二固定电极16更接近膜片18。另外，第二固定电极16与膜片18的中央部分相向。此外，第一固定电极14和第二固定电极16以在从膜片18与基底构件12相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时呈同心的方式设置于基底构件12。由此，在从该相向的方向观察时，第一固定电极14包围第二固定电极16。关于通过这样的配置将第一固定电极14和第二固定电极16设置于基底构件12的理由，在后面记述。
如图3所示，本实施方式1所涉及的压力传感器40具有压力传感器元件10以及与该压力传感器元件10连接的传感器控制器50。
具体地说，压力传感器元件10中的第一固定电极14经由固定电极用布线42来与传感器控制器50连接。另外，第二固定电极16经由固定电极用布线44来与传感器控制器50连接。而且，膜片18经由膜片用布线46来与传感器控制器50连接。
传感器控制器50构成为基于压力传感器元件10的第一固定电极14与膜片18之间的第一静电电容C1以及第二固定电极16与膜片18之间的第二静电电容C2，来计算作用于膜片18的受压面18a的压力，将其计算值作为输出压力值Pout输出到外部。
具体地说，传感器控制器50具有：第一电容检测部52，其检测第一固定电极14与膜片18之间的第一静电电容C1；以及第二电容检测部54，其检测第二固定电极16与膜片18之间的第二静电电容C2。另外，传感器控制器50具有：存储部56；以及压力计算部58，其使用该存储部56中存储的第一计算式和第二计算式Eq1、Eq2，根据第一静电电容和第二静电电容C1、C2来计算输出压力值Pout。
第一电容检测部和第二电容检测部52、54由检测第一固定电极14与膜片18之间的第一静电电容C1以及第二固定电极16与膜片18之间的第二静电电容C2的静电电容型传感器或作为电路的一部分嵌入的电容器构成。图4是本实施方式1所涉及的压力传感器的压力-电容特性图。如图4所示，根据膜片18的受压面18a所接受的压力即实际压力值Pin的变化，由第一电容检测部和第二电容检测部52、54检测出的第一静电电容和第二静电电容C1、C2也变化。此外，在图4中，第一静电电容C1的变化用实线表示，第二静电电容C2的变化用虚线表示。
存储部56例如为存储器等存储装置，存储有用于根据由第一电容检测部和第二电容检测部52、54检测出的第一静电电容和第二静电电容C1、C2来计算输出压力值Pout的第一计算式和第二计算式Eq1、Eq2。用于计算输出压力值Pout的第一计算式和第二计算式Eq1、Eq2为基于压力传感器元件10的压力-电容特性的静电电容的函数，例如为高次多项式。
压力计算部58例如为处理器，能够获取由第一电容检测部和第二电容检测部52、54检测出的第一静电电容和第二静电电容C1、C2作为静电电容信号，并从存储部56获取第一计算式和第二计算式Eq1、Eq2作为计算式数据，基于静电电容信号和计算式数据来计算输出压力值Pout。处理器例如通过执行如下的程序，来计算输出压力值Pout：该程序用于使用存储部56中存储的第一计算式和第二计算式Eq1、Eq2，根据由第一电容检测部和第二电容检测部52、54检测出的第一静电电容和第二静电电容C1、C2来计算输出压力值Pout。
严格来说，传感器控制器50的压力计算部58并非同时使用由第一电容检测部52检测出的第一静电电容C1和由第二电容检测部54检测出的第二静电电容C2这两方来计算一个输出压力值Pout。即，压力计算部58构成为将第一静电电容C1和第二静电电容C2分开使用。具体地说，在压力传感器40的压力测定范围的一部分范围内，根据第一静电电容C1来计算输出压力值Pout，在压力测定范围的其它部分范围内，根据第二静电电容C2来计算输出压力值Pout。对此，参照图4来具体地说明。
如图4所示，相对于实际压力值Pin的变化，第一静电电容C1与第二静电电容C2呈现不同的变化。这种不同的变化是由于如图3所示那样第一固定电极和第二固定电极14、16各自相对于膜片18的相对位置不同而产生的。即，是由于第二固定电极16与膜片18的中央部分相向、第一固定电极14与膜片18的包围该中央部分的外周侧部分相向、以及第一固定电极14比第二固定电极16更接近膜片18而产生的。
具体地进行说明，随着实际压力值Pin从零开始增加，膜片18从其中央部分向基底构件12弯曲。由此，膜片18与第一固定电极和第二固定电极14、16各自之间的距离减少，作为其结果，如图4所示那样第一静电电容C1和第二静电电容C2分别增加。
当实际压力值Pin进一步增加并达到规定的压力Pce时，膜片18与第一固定电极14接触。在该接触时刻的前后，膜片18如图2和图3所示那样与第二凹部12e的开口缘12f接触。
由于膜片18与第一固定电极14接触，从而第一静电电容C1急剧地增加。然后，随着实际压力值Pin的增加，第一固定电极14接触膜片18的接触面积和接触压力增加，随之，第一静电电容C1急剧地增加。在像这样因膜片18与第一固定电极14接触而第一静电电容C1急剧地增加的由两点划线包围的变化期间Tr之后，随着实际压力值Pin的增加，第一静电电容C1线性地增加(第一静电电容C1与实际压力值Pin大致成比例地增加)。
另一方面，当膜片18与第一固定电极14、开口缘12f接触时，膜片18的中央部分难以再接近第二固定电极16。由此，与实际压力值Pin的增加对应的第二静电电容C2的增加变缓。最终，膜片18与第二固定电极16之间的距离实质上变为恒定(不为零的恒定值)，由此，第二静电电容C2也实质上变为恒定(恒定值)。此外，在本实施方式1的情况下，以在压力传感器40的压力测定范围内膜片18不与第二固定电极16接触的方式，决定例如膜片18的厚度、第二凹部12e的深度等。
如图4所示，在本实施方式1的情况下，当实际压力值Pin增加而膜片18向基底构件12弯曲时，在第二静电电容C2实质上变为恒定之前，即在膜片18与第二固定电极16之间的距离实质上变为恒定之前，膜片18会以压力Pce与第一固定电极14接触。具体地说，在膜片18与第二固定电极16之间的距离实质上变为恒定之前，产生第一静电电容C1急剧地增加的变化期间Tr。
即，在本实施方式1的情况下，存在比第一静电电容C1的变化期间Tr的压力高且比膜片18与第二固定电极16之间的距离实质上变为恒定的压力低的压力Pth。压力计算部58构成为以该压力Pth为基准来将第一静电电容C1和第二静电电容C2分开使用。
在比压力Pth低的压力范围内，压力计算部58使用第二静电电容C2来计算输出压力值Pout。这是由于，在该压力范围内，第一静电电容C1因存在其值急剧地增加的变化期间Tr而线性度低，相比于第一静电电容C1而言，第二静电电容C2的线性度更高。
在比压力Pth高的压力范围内，压力计算部58使用第一静电电容C1来计算输出压力值Pout。这是由于，在该压力范围内，第二静电电容C2因存在其值实质上变为恒定的压力范围而线性度和灵敏度低，相比于第二静电电容C2而言，第一静电电容C1的线性度和灵敏度更高。此外，此处所说的“灵敏度”与实际压力值Pin的每单位变化量的静电电容的变化量、即图4所示的静电电容曲线的斜率对应。该斜率越大，则“灵敏度”越高。
像这样，通过将第一静电电容C1和第二静电电容C2分开使用，能够在压力传感器40的整个压力测定范围内使用相对于压力的变化以高的线性度变化的静电电容来计算输出压力值Pout。由此，与仅使用第一静电电容C1或仅使用第二静电电容C2来计算输出压力值Pout的情况相比，能够使第一计算式和第二计算式Eq1、Eq2简化。
即，第一计算式Eq1用于在比压力Pth高的压力范围内根据相对于压力的变化以高的线性度变化的第一静电电容C1来计算输出压力值Pout。换言之，第一计算式Eq1不用于在比压力Pth低的压力范围内根据因变化期间Tr的存在而相对于压力的变化以低的线性度变化的第一静电电容C1来计算输出压力值Pout。其结果是，与在整个压力测定范围内根据第一静电电容C1计算输出压力值Pout的情况相比，第一计算式Eq1被简化。
第二计算式Eq2用于在比压力Pth低的压力范围内根据相对于压力的变化以高的线性度变化的第二静电电容C2来计算输出压力值Pout。换言之，第二计算式Eq2不用于在比压力Pth高的压力范围内根据实质上恒定的第二静电电容C2来计算输出压力值Pout。其结果是，与在整个压力测定范围内根据第二静电电容C2计算输出压力值Pout的情况相比，第二计算式Eq2被简化。
像这样，在比压力Pth低的压力范围内，使用第二计算式Eq2根据第二静电电容C2来计算输出压力值Pout。另外，在比压力Pth高的压力范围内，使用第一计算式Eq1根据第一静电电容C1来计算输出压力值Pout。其结果是，在压力传感器40的整个压力测定范围内，根据相对于压力的变化以高的线性度变化的静电电容来计算输出压力值Pout。另外，由于第一计算式和第二计算式Eq1、Eq2是被简化的式子，因此输出压力值Pout的计算精度高、即与实际压力值Pin之间的误差小。因而，压力传感器40能够高精度地测定压力。
此外，关于在输出压力值Pout的计算中使用的静电电容的切换、即从第二静电电容C2向第一静电电容C1的切换，如图4所示那样在第二电容检测部54检测出与压力Pth对应的静电电容值Cth的时刻执行。
根据像这样的本实施方式1，能够针对与作用于膜片的压力的变化对应的、固定电极与膜片之间的静电电容的变化，在整个压力测定范围内获得高的线性度。由此，压力传感器能够高精度地测定压力。
(实施方式2)
本发明的实施方式2除了第一固定电极和第二固定电极各自的形状及相对于膜片的配置不同以外，与上述的实施方式1实质相同。因而，以该不同点为中心来说明本实施方式2。此外，对本实施方式2中的与上述的实施方式1中的构成要素实质相同的构成要素标注相同的标记。
图5是本实施方式2所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的分解立体图。另外，图6是本实施方式2所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的截面图。
如图5所示，在本实施方式2所涉及的压力传感器的压力传感器元件110中，第一固定电极114呈圆板状，第二固定电极116呈具备贯通孔116a的圆环状。第一固定电极114为在从膜片18与基底构件112相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时被容纳于第二固定电极116的贯通孔116a内的大小。即，在从Z轴方向上观察时，第二固定电极116的内径大于第一固定电极114的外径。
如图5所示，在基底构件112的与膜片18相向的表面112a设置有具备底面112b的凹部112c以及具备顶面112d的凸部112e。另外，底面112b呈圆环状，顶面112d呈圆形状。此外，底面112b和顶面112d以在从膜片18与基底构件112相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时呈同心的方式设置于基底构件112。
如图6所示，圆形状的顶面112d比圆环状的底面112b更接近膜片18。另外，顶面112d与膜片18的中央部分相向，底面112b与膜片18的包围该中央部分的外周侧部分相向。
在圆环状的底面112b设置有圆环状的第二固定电极116。在圆形状的顶面112d设置有圆板状的第一固定电极114。其结果是，第一固定电极114被配置为比第二固定电极116更接近膜片18。另外，第二固定电极114与膜片18的中央部分相向。此外，第一固定电极114和第二固定电极116以在从膜片18与基底构件112相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时呈同心的方式设置于基底构件112。由此，在从该相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时，第二固定电极116包围第一固定电极114。
图7是本实施方式2所涉及的压力传感器的压力-电容特性图。
如图7所示，在第二固定电极116与膜片18之间的距离实质上变为恒定之前，即在第二静电电容C2实质上变为恒定之前，第一固定电极114与膜片18会以压力Pce接触。此外，在本实施方式2的情况下，以在压力传感器的压力测定范围内膜片18不与第二固定电极116接触的方式，决定例如膜片18的厚度、凹部112c的深度等。
本实施方式2所涉及的压力传感器的传感器控制器中的压力计算部构成为以压力Pth为基准来将第一静电电容C1和第二静电电容C2分开使用，该压力Pth为比压力Pce高且第二静电电容C2实质上变为恒定之前的压力。
在比压力Pth高的压力范围内，相比于第二静电电容C2而言，第一固定电极114与膜片18之间的第一静电电容C1的线性度更高。因而，在该压力范围内，使用第一静电电容C1来计算输出压力值。
在比压力Pth低的压力范围内，相比于第一静电电容C1而言，第二固定电极116与膜片18之间的第二静电电容C2的线性度更高。因而，在该压力范围内，使用第二静电电容C2来计算输出压力值。
像这样的本实施方式2也与上述的实施方式1同样地能够针对与作用于膜片的压力的变化对应的、固定电极与膜片之间的静电电容的变化，在整个压力测定范围内获得高的线性度。由此，压力传感器能够高精度地测定压力。
(实施方式3)
本发明的实施方式3除了第一固定电极和第二固定电极相对于膜片的配置不同以外，与上述的实施方式1实质相同。因而，以该不同点为中心来说明本实施方式3。此外，对本实施方式3中的与上述的实施方式1中的构成要素实质相同的构成要素标注相同的标记。
图8是本实施方式3所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的分解立体图。另外，图9是本实施方式3所涉及的压力传感器中的压力传感器元件的截面图。
如图8所示，在本实施方式3所涉及的压力传感器的压力传感器元件210中，第一固定电极214呈具备贯通孔214a的圆环状，第二固定电极216呈圆板状。第二固定电极216为在从膜片18与基底构件212相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时被容纳于第一固定电极214的贯通孔214a内的大小。即，在从Z轴方向上观察时，第一固定电极214的内径大于第二固定电极216的外径。
如图8所示，在基底构件212的与膜片18相向的表面212a设置有具备底面212b的凹部212c。另外，底面212b呈圆形状。
如图9所示，在圆形状的底面212b设置有圆环状的第一固定电极214和圆板状的第二固定电极216。即，它们被设置于同一平面。另外，第二固定电极216与膜片18的中央部分相向。此外，第一固定电极214和第二固定电极216以在从膜片18与基底构件212相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时呈同心的方式设置于基底构件212。由此，在从该相向的方向观察时，第一固定电极214包围第二固定电极216。
如图9所示，第一固定电极214和第二固定电极216设置于作为同一平面的底面212b，第二固定电极216与膜片18的中央部分相向。因此，当膜片18受到压力而弯曲时，膜片18比第一固定电极214更接近第二固定电极216。
在压力传感器元件210设置有比第一固定电极214和第二固定电极216厚的接触限制构件232。接触限制构件232通过与膜片18接触，来限制膜片18与第二固定电极216接触。
在本实施方式3的情况下，接触限制构件232如图8所示那样为筒状构件，如图9所示那样以位于第一固定电极214与第二固定电极216之间的方式设置于基底构件212的圆形状的底面212b。即，在从膜片18与基底构件212相向的方向上观察(从Z轴方向上观察)时，接触限制构件232包围第二固定电极216且被第一固定电极214包围。
此外，接触限制构件232不限于筒状构件。例如，也可以为沿着第二固定电极216的外周等间隔地设置的至少三根以上的柱状构件。
图10是本实施方式3所涉及的压力传感器的压力-电容特性图。
如图10所示，在第二固定电极216与膜片18之间的距离实质变为恒定之前，即在第二静电电容C2实质变为恒定之前，第一固定电极214会与膜片18以压力Pce接触。膜片18以比该压力Pce低的压力Pcs与接触限制构件232接触。由此，在压力传感器的压力测定范围内，膜片18与第二固定电极216的接触被限制。
本实施方式3所涉及的压力传感器的传感器控制器中的压力计算部构成为以压力Pth为基准来将第一静电电容C1和第二静电电容C2分开使用，该压力Pth为比压力Pce高且第二静电电容C2实质上变为恒定之前的压力。
在比压力Pth高的压力范围内，相比于第二静电电容C2而言，第一固定电极214与膜片18之间的第一静电电容C1的线性度更高。因而，在该压力范围内，使用第一静电电容C1来计算输出压力值。
在比压力Pth低的压力范围内，相比于第一静电电容C1而言，第二固定电极216与膜片18之间的第二静电电容C2的线性度更高。因而，在该压力范围内，使用第二静电电容C2来计算输出压力值。
像这样的本实施方式3也与上述的实施方式1同样地能够针对与作用于膜片的压力的变化对应的、固定电极与膜片之间的静电电容的变化，在整个压力测定范围内获得高的线性度。由此，压力传感器能够高精度地测定压力。
以上列举上述的实施方式来对本发明进行了说明，但是本发明的实施方式不限于此。
例如，在上述的实施方式1的情况下，如图3所示，在压力传感器40的压力测定范围内不与膜片18接触的第二固定电极16具备与膜片18相向的电介质层28。如果测定环境下的压力在压力传感器40的压力测定范围是稳定的，即如果在压力测定范围的压力下膜片18与第二固定电极16接触的可能性实质上不存在，则第二固定电极16也可以不具备电介质层28而仅由导体26构成。
即，本发明的实施方式所涉及的压力传感器在广义上是如下一种压力传感器，该压力传感器具有：基底构件；膜片，其以与所述基底构件隔开间隔的方式配置；第一固定电极，其以与所述膜片相向的方式设置于所述基底构件，所述第一固定电极具备电介质层；以及第二固定电极，其以与所述膜片相向的方式设置于所述基底构件，其中，当作用于所述膜片的压力增加而所述膜片朝向所述基底构件弯曲时，在所述膜片与所述第二固定电极之间的距离变为恒定之前，所述膜片会与所述第一固定电极的电介质层接触。
以上列举多个实施方式来对本发明进行了说明，但是能够针对某个实施方式整体地或局部地组合至少一个实施方式而形成本发明所涉及的其它的实施方式，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。
产业上的可利用性
本发明能够应用于静电电容型压力传感器。
附图标记说明
12：基底构件；14：第一固定电极；16：第二固定电极；18：膜片；24：电介质层；40：压力传感器；Pin：压力(实际压力值)。

Claims (2)

1.一种压力传感器，具有：
基底构件；
膜片，其以与所述基底构件隔开间隔的方式配置；
第一固定电极，其以与所述膜片相向的方式设置于所述基底构件，所述第一固定电极具备电介质层；以及
第二固定电极，其以与所述膜片相向的方式设置于所述基底构件，
其中，当作用于所述膜片的压力增加而所述膜片朝向所述基底构件弯曲时，在所述膜片与所述第二固定电极之间的距离变为恒定之前，所述膜片会与所述第一固定电极的电介质层接触，
所述第二固定电极与所述膜片的中央部分相向，
所述第一固定电极在从所述膜片与所述基底构件相向的方向上观察时呈包围所述第二固定电极的环状，
所述第一固定电极和所述第二固定电极设置于所述基底构件的同一平面，
所述压力传感器具有比所述第一固定电极和所述第二固定电极厚的接触限制构件。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其中，
所述接触限制构件为在从所述膜片与所述基底构件相向的方向上观察时包围所述第二固定电极且被所述第一固定电极包围的筒状构件。
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