CN1503904A - 压力传感器、压力控制装置及压力式流量控制装置的温度漂移修正装置 - Google Patents

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Abstract

开发一种压力传感器、压力控制装置及流量控制装置，可以自动地修正压力传感器的温度漂移，且即使温度变动，仍可正确地检测出压力。本发明的压力式流量控制装置的温度漂移修正装置是在压力式流量控制装置上使用的温度漂移修正装置，该压力式流量控制装置在节流装置4与控制阀22之间设有检测上游侧压力P1用的上游侧压力传感器10，在根据上游侧压力P1运算通过节流装置4的流量的同时，还通过控制阀22的开闭来控制通过节流装置4的流量，该压力式流量控制装置的温度漂移修正装置由测定流体温度的温度传感器14、存储流体温度T与上游侧压力传感器10的输出漂移的关系的存储机构64、以及温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度T发生变化的情况下，根据存储机构64的数据运算上游侧压力传感器10的输出漂移量，根据该运算输出漂移量消除上游侧压力传感器10的输出漂移，从而修正温度漂移。利用该结构，可自动地修正压力传感器的温度漂移，进行正确的流量控制。

Description

压力传感器、压力控制装置及压力式 流量控制装置的温度漂移修正装置
技术领域
本发明主要涉及在半导体制造设备和化学设备等上使用的压力传感器、压力控制装置及压力式流量控制装置。更详细地说，涉及因温度的漂移使计测流体压力的压力传感器的输出漂移的场合，通过自动地消除该温度漂移，可正确地检测流体压力且可控制流体压力和流量的压力传感器、压力控制装置及压力式流量控制装置的温度漂移修正装置。
背景技术
在半导体制造设备和化学设备等上，大多按规定的流量供给作为原料的数种气体，使原料气体在反应炉中发生化学反应而生成目标气体。在这种情况下，如果原料气体的供给流量不正确，则会产生化学反应很不充分，产生在目标气体中残留原料气体的情况。尤其在该原料气体为易燃性气体的场合，有产生爆炸的危险性。因此，为了使原料气体充分地进行化学反应，必须正确地控制所供给的气体的流量。
以往，为了正确地控制气体流量，在配管内配置节流装置，选择可以用尽量高的精度表示通过该节流装置的气体流量的理论流量式，用该流量式计算出通过节流装置的流量。最初使用的流量式把流体当作非压缩性流体来对待，用流量Qc＝KP2 1/2(P1-P2)1/2表示。在此，P1表示节流装置上游侧的压力，P2表示节流装置下游侧的压力。K是取决于流体温度的比例常数。该流量式用P1和P2二个压力参数来计算流量。
但是，由于实际的气流是压缩性流体，故上述理论流量式的精度不高。另外，当上述压力比P2/P1小于约0.5的临界值时，则通过节流装置的气体的流速达到音速，一般知道，在该音速区域，理论流量式为Qc＝KP1。由该式可知，只要满足临界条件，不仅具有流量只取决于上游侧压力P1的单纯性，并且对于压缩性流体来说，是作为可以正确地给出通过节流装置的流体的流量的式子。
因此，在非压缩性流体的近似流量控制中，使用理论流量式Qc＝KP2 1/2(P1-P2)1/2，在临界条件(P2/P1＜约0.5)下，流体的流量控制主要使用理论流量式Qc＝KP1。另外，在使用这些流量式的场合，前提是要测定流体压力P1或P2。即，前者需要同时测定上游侧压力P1和下流侧压力P2，后者需要测定上游侧压力P1。
为测定流体压力，必须在流体中配置压力传感器。因此，压力传感器对流体温度极为敏感，其温度立即达到与流体温度T相同、即与流体温度相一致的温度。为正确地测定流体压力，必须将压力传感器的尺寸减小到不搅乱流体流动的程度，在这种情况下，到达一致温度的速度极快。
另一方面，虽然将在配管中流动的气体流体控制成尽量以一定温度流通，但实际上气体在长时间流通中，存在着相当大的温度变动。另外，在更换气体流体而使其流通的场合，往往在一定时间段流通高温气体，在其它的时间段流通低温气体。因此，用同一压力传感器计测温度变动的流体时，压力传感器输出的温度漂移特性成为问题，必须对检测出的流体压力进行修正。
现有的压力传感器中，不管压力检测方式是哪一种方式，必定存在温度漂移，所谓温度漂移，系指在压力传感器周围的环境温度变化时，压力传感器的输出对于同样的压力也会发生变动。这表明，该输出漂移与流体温度有关。
在各种压力传感器中，也有装入了温度补偿回路的压力传感器。但是，在这种情况下，若温度漂移例如为0.05％/℃，则在从20℃变化到100℃的场合，产生4％的输出漂移。
压力传感器有各种形式，试将应变仪作为一个例子来考虑。应变仪将压力变换为电压，若将横座标取为压力，则纵座标成为与输出电压对应的关系。当然，绝对压力为零时，输出电压为零，随着绝对压力的增加，输出电压增加。
将施加在压力传感器上的压力为零时的传感器输出称为零点输出，将零点输出根据温度变化而变动的温度漂移称为零点输出漂移。而将加压时的传感器输出的温度漂移称为量程输出漂移。为了获得正确的传感器输出，必须对零点输出漂移和量程输出漂移两者进行调整。
具体地思考一下，假如压力传感器的零点输出无漂移，其零点输出电压为0(V)。现在，流体的绝对压力为1.0(×102kPaA)、即1atm时，假设压力传感器的输出电压为20mV。在这种状态下，使流体温度变化时，当然，其输出电压从20mV开始变化。该变动就是上述的量程输出漂移。实际上，由于多少具有零点输出漂移，故任意压力的量程输出漂移是加上零点电压后表现出来的。
这样，在边测定上游侧压力P1或下游侧压力P2、边控制节流装置通过流量的压力式流量控制装置上，压力传感器的输出电压包含有零点输出漂移和量程输出漂移这一温度变动特性。因此，若将该输出电压直接变换为压力，则压力P1、P2中包含有误差，根据上述流量式运算流量时，便将误差导入运算流量Qc中。这个问题是压力式流量控制装置的温度漂移的问题。
压力传感器具有的零点和量程的温度漂移特性因各种压力传感器的不同而不同，迫切要求通过确立修正压力传感器的温度漂移的方法，来获得正确的传感器输出。
因此，本发明的温度漂移修正装置的目的在于通过控制回路或控制软件，自动修正因温度变动而引起的压力传感器的零点输出漂移和(或)量程输出漂移，正确地测定流体压力。另外，关于使用该压力传感器的压力控制装置和压力式流量控制装置，其目的也在于开发修正压力传感器的零点输出漂移和(或)量程输出漂移，从而正确地实现压力控制和流量控制的压力控制装置和压力式流量控制装置。
发明内容
技术方案1的发明是一种在测定流体压力传感器上使用的压力传感器的温度漂移修正装置，其特征在于，由测定流体温度的温度传感器，存储流体温度与压力传感器输出漂移的关系的存储机构，以及温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度发生变化的情况下，根据存储机构的数据运算压力传感器的输出漂移量，根据该运算输出漂移量消除压力传感器的输出漂移，从而修正温度漂移；即使流体温度变动，也可正确地测定流体压力。
技术方案2的发明是一种在由压力控制用的控制阀和测定流体压力用的压力传感器构成的压力控制装置上使用的压力控制装置的温度漂移修正装置，其特征在于，由存储流体温度与压力传感器输出漂移的关系的存储机构和温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度发生变化的情况下，根据存储机构的数据运算压力传感器输出漂移量，根据该运算输出漂移量消除压力传感器的输出漂移，从而修正温度漂移；即使流体温度变动，也可正确地控制流体压力。
技术方案3的发明是一种在压力式流量控制装置上使用的压力式流量控制装置的温度漂移修正装置，该压力式流量控制装置由控制流量用的节流装置，设在节流装置的上游侧配管上的控制阀，以及设在节流装置与控制阀之间的用于检测上游侧压力P1的上游侧压力传感器构成，通过上游侧压力P1来控制节流装置所通过的流量，该压力式流量控制装置的温度漂移修正装置的特征在于，由测定流体温度的温度传感器，存储流体温度与上游侧压力传感器的输出漂移的关系的存储机构，以及温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度发生变化的情况下，根据存储机构的数据运算上游侧压力传感器的输出漂移量，根据该运算输出漂移量消除上游侧压力传感器的输出漂移，从而修正温度漂移；即使流体温度变动，也可正确地控制流体流量。
技术方案4的发明是一种在压力式流量控制装置上使用的压力式流量控制装置的温度漂移修正装置，该压力式流量控制装置由控制流量用的节流装置，设在节流装置的上游侧配管上的控制阀，设在节流装置与控制阀之间的用于检测上游侧压力P1的上游侧压力传感器，以及设在节流装置的下游侧配管上的用于检测下游侧压力P2的下游侧压力传感器构成，通过上游侧压力P1和下游侧压力P2来控制节流装置所通过的流量，该压力式流量控制装置的温度漂移修正装置的特征在于，由测定流体温度的温度传感器，存储流体温度与上游侧压力传感器和下游侧压力传感器的输出漂移的关系的存储机构，以及温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度发生变化的情况下，根据存储机构的数据运算上游侧压力传感器和下游侧压力传感器的输出漂移量，根据该运算输出漂移量消除上游侧压力传感器和下游侧压力传感器的输出漂移，从而修正温度漂移；即使流体温度变动，也可正确地控制流体流量。
技术方案5的发明是在技术方案1、2、3或4所述的温度漂移修正装置中，上述存储机构存储压力为零时的流体温度与压力传感器的零点输出漂移的关系，上述温度漂移修正机构在流体温度发生变化的情况下运算存储机构的零点输出漂移量，根据该运算零点输出漂移量消除压力传感器的零点输出漂移，从而修正温度漂移。
技术方案6的发明是在技术方案1、2、3或4所述的温度漂移修正装置中，上述存储机构存储任意压力时的流体温度与压力传感器的量程输出漂移的关系，在流体温度发生变化的情况下，由存储机构运算量程输出漂移量，根据压力传感器的输出或该输出的放大量消除上述运算量程输出漂移量，从而修正温度漂移。
技术方案7的发明是一种气体供给系统，在技术方案1～6的任意一项所述的温度漂移修正装置上，使气体作为流体流通，控制该气体压力或气体流量。
附图说明
图1是本发明的利用临界条件的压力式流量控制装置的流量控制的结构图。
图2是压力式流量控制装置的修正零点输出漂移用的简易方框回路图。
图3是说明零点输出漂移修正和最大刻度设定用的说明图。
图4是测定压力传感器的输出漂移的方法之说明图。
图5是压力传感器的零点输出漂移(ZERO DRIFT)的温度特性图。
图6是压力传感器的输出漂移(SPAN DRIFT)的温度特性图。
图7是压力式流量控制装置的控制回路的详细的方框结构图。
图8是本发明的零点修正机构62的动作流程图。
图9是本发明的量程修正机构66的动作流程图。
图10是本发明的利用非临界条件的压力式流量控制装置的流量控制的结构图。
图11是图10的控制回路的详细的方框结构图。
图12是本发明的利用非临界条件的改良型压力式流量控制装置的流量控制的结构图。
符号说明
2为压力式流量控制装置；4为节流装置；4a为节流孔；6为上游侧配管；8为下游侧配管；10为上游侧压力传感器；12为下游侧压力传感器；14为温度传感器；16为控制回路；17为流量运算机构；18为流量设定机构；19为比较机构；20为阀驱动部；22为控制阀；24为贮气罐；26为调节器；27为供给侧配管；28为阀；29为控制侧配管；30为阀；32为腔室；34为真空泵；40为补偿用D/A变换器；40a为粗调用D/A变换器；40b为微调用D/A变换器；40c为缓冲器；40d为缓冲器；40e为缓冲器；41为CPU；42为固定放大器；42a为补偿端子；44为可变放大器；46为可变放大器；48为A/D变换器；50为恒温槽；52为标准压力发生器；56为固定放大器；58为A/D变换器；60为温度漂移修正机构；62为零点修正机构；64为存储机构；66为量程修正机构；68为气体温度修正机构；72为D/A变换器；74为固定放大器；76为固定放大器；78为A/D变换器；DP为真空泵；P1为上游侧压力；P2为下游侧压力；Qc为运算流量；Qs为设定流量；ΔQ为流量差；v0为零点输出漂移电压；v为输出电压；V为压力电压。
发明的实施形式
本发明者们通过对因温度变化而引起的压力传感器的零点输出漂移和量程输出漂移进行分析，不仅发明了压力传感器，而且发明了使用压力传感器的压力控制装置和还可以修正压力式流量控制装置的温度漂移的方法。
以下，根据附图，对本发明的压力式流量控制装置的温度漂移修正装置的实施形式详细地进行说明。
图1是本发明的利用临界条件的压力式流量控制装置的流量控制的结构图。该压力式流量控制装置2是以所供给的流体处于临界条件下的场合、即从节流装置4流出的流体的速度为音速的场合作为前提。因此，流量用Q＝KP1表示，压力测定仅用上游侧压力传感器10来进行。
该压力式流量控制装置2配置有形成有节流孔4a的节流装置4、上游侧配管6、下游侧配管8、上游侧压力传感器10、温度传感器14、控制回路16、阀驱动部20及控制阀22。
控制回路16是以电子回路和微型电子计算机及内存程序为中心构成的，但也可以仅用电子回路构成，或也可以用电子回路和个人计算机构成。该控制回路1 6由未图示的放大回路和A/D变换器等电子回路系统、用通过实验求出的流量式运算流量Qc的流量运算机构17、对要流动的设定流量Qs发出指令的流量设定机构18、以及计算运算流量Qc与设定流量Qs的流量差ΔQ＝(Qs-Qc)的比较机构19构成。流量差ΔQ也可以用Qc-Qs计算出来。
该压力式流量控制装置2的上游侧连接着内装高压气体的贮气罐24、适度地调节该高压气体的气体压力的调节器26、以及将该气体从供给侧配管27供给控制阀22的阀28。
另外，压力式流量控制装置2的下游侧连接着使经流量控制后的气体流通的控制侧配管29、将该气体供给腔室32的阀30、以及真空泵34。腔室32是由所供给的原料气体生成目标气体的反应室，例如，是由H2和O2的原料气体生成H2O的水分气体的反应室。
下面，对该压力式流量控制装置2的控制动作加以说明。在上游侧，将规定压力的气体供给供给侧配管27。另外，通过由阀驱动部20控制开闭的控制阀22，控制气体向上游侧配管6的供给流量。同时，在下游侧，通过真空泵34使下游侧配管8保持在所设定的低压。
通过真空泵34的排气，自动地设定成下游侧配管8内的下游侧压力P2保持为比上游侧压力P1小很多的压力，至少始终满足P2/P1＜约0.5的临界条件。因此，从节流孔4a流出的气体速度为音速。从而，通过节流装置4的气体流量Q用Q＝KP1运算。
上游侧压力P1用压力传感器10进行计测。为了进行正确的测定，压力传感器10的传感器部分与气流相接触地配置，而且该传感器部分设计得极小，以不搅乱气流。因此，传感器部分的温度与气体温度T基本相等。
另外，气体温度T也用温度传感器14进行计测。为了使温度传感器14不搅乱气流，测定节流装置4附近的温度，若气体和节流装置处于热平衡状态，则两者的温度相等，故可将节流装置温度作为气体温度进行测定。
上游侧压力P1和气体温度T以电压形式得到，通过未图示的放大回路和A/D变换器变成数字信号。这些数字信号输入流量运算机构17，根据气体温度T和气体物性计算出比例系数K，另外，利用上游侧压力P1，用Qc＝KP1，计算出运算流量Qc。
由流量设定机构18输入目标设定流量Qs，由比较机构19，按ΔQ＝Qs-Qc运算流量差ΔQ。作为该流量差ΔQ，也可以采用ΔQ＝Qc-Qs。
该流量差ΔQ输出到阀驱动部20，向使ΔQ成为零的方向调节控制阀22的开度。通过该开度调节，可变地调节气体的上游侧压力P1，可将按Qc＝KP1得到的运算流量Qc控制成与设定流量相等。
如上所述，压力传感器10的传感器部分的温度与气体温度T相等，当气体温度T变动时，传感器部分的温度也与其相关连地发生变化。但是，压力传感器具有温度依赖性，压力传感器的输出电压随着温度变动而漂移。下面，对于该输出漂移的修正加以说明。
图2是压力式流量控制装置的修正零点输出漂移用的简易方框回路图。压力传感器10的输出电压v通过固定放大回路42和可变放大回路44放大到压力电压V。压力电压V通过A/D变换器48输入到CPU41。另外，固定放大回路42的输出，还输出到其它可变放大回路46。该可变放大回路46的输出也给予压力电压V，并作为上游侧压力P1显示在显示板上。
在该实施形式中所用的压力传感器10假设成在例如感受绝对压力P1＝7个大气压、即7(×102kPaA)时输出100mV。使用该压力传感器10，在P1＝0～3(×102kPaA)的范围内控制上游侧压力P1时，压力传感器10的输出电压v为v＝0～42.86mV的范围内。
若将该输出电压v的最大电压42.86mV放大到最大刻度5V，则放大率为117倍。在该实施形式中，117倍的放大率可以用上述固定放大器42放大100倍、用可变放大器44、46放大1.17倍来实现。
但是，压力传感器10的输出因温度变动而漂移。将压力为零时的输出漂移称为零点输出漂移，将受到任意压力时的漂移称为输出漂移。
零点输出漂移通过调节向固定放大器42的补偿端子42a输入的输入电压进行修正。
具体地说，上述零点输出漂移的修正通过补偿用D/A变换器40来实现。即，在压力的零时，输出电压v显示为某一值v0时，向补偿端子42a输入-v0，以使该零点输出漂移电压v0成为零。其结果，压力为零时，即使v0输入到固定放大器42，有效输入电压也为v0+(-v0)＝0，对零点输出漂移进行修正。
补偿用D/A变换器40由粗调用(ROUGH)的D/A变换器40a和缓冲器40c、微调用(FINE)的D/A变换器40b和缓冲器40d及合成用的缓冲器40e构成。这样，通过粗调用回路和微调用回路，将零点输出漂移电压v0反向后的零点修正电压-v0外加在补偿端子42a上，消除零点输出漂移电压v0，便修正了零点输出漂移。
图3是说明零点输出漂移的修正和最大刻度设定的说明图。横座标表示上游侧压力P1，纵座标表示输出电压v和压力电压V。压力范围P1＝0～P1m，假设最大压力P1m＝3.0(×102kPaA)。气体温度T为T0时，零点输出漂移为v0＝-2.0mV，在最大压力为P1m时，传感器最大输出为v1＝40.8mV。
将v0和v1连接起来的细圆点线是压力传感器10的温度特性。对补偿端子42a外加-v0，则由于v0+(-v0)＝0，v0被消除修正为0mV，用Zero-Adj表示。其结果，即使在最大压力P1m时，也为v1+(-v0)＝40.8+2.0＝42.8mV。因此，压力传感器10的输出通过零点漂移的修正而修正为0～42.8mV。该修正用粗虚线表示。
然后，进行该压力传感器10的最大刻度设定。Zero-Adj后的压力传感器的输出为0～v1+(-v0)、即0～42.8mV时，将它设定为最大刻度5V。即，为了将42.8mV放大到5V，使可变放大器44、46的放大率为1.17，其结果，2级放大率设定为M＝100×1.17＝117。该修正用Span-Adj表示。
因此，最大电压Vm用Vm＝M(v1-v0)给出，任意压力P1时的压力传感器10的输出v被放大为V＝M(v-v0)。该放大输出V用粗实线表示，在临界条件下，该粗实现表示V＝a(T0)P1。比例常数a(T0)给出气体温度T为T0时的比例常数。
图4是测定压力传感器的输出漂移的方法的说明图。压力传感器10在组装在压力式流量控制装置上的状态下设置在恒温槽50内，用配管将配置在恒温槽50外侧的真空泵DP和标准压力发生器52与压力式流量控制装置连接。
用真空泵DP使配管内保持零压力(真空)，即P1＝0(×102kPaA)，边使温度变化、边测定压力传感器10的零点输出漂移电压V0。另外，对阀进行切换，将标准压力发生器52的压力P1设定为特定的压力，边使温度变化、边测定压力传感器10的输出压力v。
图5是压力传感器的零点输出漂移(ZERO DRIFT)的一例的温度特性图。横座标为气体温度T，纵座标为零点输出漂移电压V0的相对比率(T)。0％的细圆点线表示没有漂移的理想的理想线，细实线折线给出实际测定的零点输出漂移。在60℃时该漂移为零，在85℃时该漂移为2.0％左右。将该相对比率k(T)换算为零点输出漂移电压v0后，施加在上述的补偿端子42a上。
图6是压力传感器的输出漂移(SPAN DRIFT)的温度特性图。横座标为气体温度T，纵座标为量程输出漂移电压v与特定压力的相对比率Δ(T)。对于3种压力1.5、2.0、3.0(×102kPaA)测定输出漂移，可知当压力变化时，只看到输出漂移产生很小的差异。例如，在60℃以下的温度较低的情况下，可无视压力的差异。因此，作为将这些漂移平均，相对于任意压力具有同样大小的输出漂移来进行修正。
图7是压力式流量控制装置的控制回路的详细方框构成图。压力传感器10、固定放大器42、可变放大器44和46、A/D变换器48、补偿用D/A变换器40与图2相同，故省略其说明。
由温度传感器14测定的气体温度输出通过固定放大器56放大而成为气体温度T，通过A/D变换器58输入CPU 41。该气体温度T输入温度漂移的修正机构60和气体温度修正机构68。
温度漂移的修正机构60由零点修正机构62、存储机构64以及量程修正机构66构成。图5所示的零点输出漂移的相对比率k(T)和图6所示的输出漂移的相对比率Δ(T)的数据存储在存储机构64中。
当气体温度T输入零点修正机构62时，由存储机构64取出必要的零点输出漂移的相对比率数据k··，计算气体温度T的相对比率k(T)。根据所计算的相对比率k(T)，运算零点输出漂移电压v0，其反向电压-v0通过补偿用D/A变换器40外加在补偿端子42a上，自动地修正零点输出漂移。
另外，气体温度T输入量程修正机构66后，由存储机构64取出必要的量程输出漂移的相对比率数据Δ··，计算气体温度T的相对比率Δ(T)。用该计算的相对比率Δ(T)和从A/D变换器48输入的压力电压V消除量程输出漂移，便导出正确的上游侧压力P1。
气体温度T输入气体温度修正机构68后，与物性数据加在一起，计算出正确的比例常数K，根据该比例常数K和上游侧压力P1，用Qc＝KP1计算出运算流量Qc。该运算流量Qc通过D/A变换器72和固定放大器74输出，显示在未图示的外部显示装置上。
从流量设定机构18作为应供给的流量输入的设定流量Qs通过固定放大器76和A/D变换器78输入比较机构19。另外，运算流量Qc从气体温度修正机构68输入比较机构19，流量差ΔQ用ΔQ＝Qc-Qs计算，输出到阀驱动部20。
阀驱动部20对控制阀22的阀开度进行开闭调节而使该流量差ΔQ为零，通过阀的开闭来控制上游侧压力P1。其结果，自动控制成ΔQ为零，运算流量Qc与设定流量Qs一致。
图8是本发明的零点修正机构62的动作流程图。步骤m1中，输入气体温度T，步骤m2中，以存储机构64的相对比率数据作为基础，导出气体温度为T时的相对比率k(T)。步骤m3中，根据该相对比率k(T)和压力传感器10的输出电压v运算零点输出漂移电压v0，步骤m4中，使该电压v0反向，然后，步骤m5中，将-v0外加在补偿端子42a上。这样进行零点修正。
图9是本发明的量程修正机构66的动作流程图。步骤n1中，输入气体温度T。同时，步骤n2中，对用压力传感器10计测的输出电压v进行零点修正，作为压力电压V输入。
步骤n3中，以存储机构64的相对比率数据作为基础，导出气体温度为T时的漂移的相对比率Δ(T)。步骤n4中，根据该相对比率Δ(T)和上述压力电压V计算出温度修正后的温度修正输出电压V’，该温度修正后的输出电压V’便成为正确的上游侧压力P1。步骤n5中，该上游侧压力P1输入气体温度修正机构68。
图10是本发明的利用非临界条件的压力式流量控制装置的流量控制的结构图。该压力式流量控制装置2是以所供给的流体处于非临界条件下的场合、即从节流装置4流出的流体的流体速度低于音速的场合作为前提。
流体处于非临界条件下时，通过节流装置的流量的理论流量式之一是根据对于非压缩性流体成立的伯努利定理导出的，用Q＝KP2 1/2(P1-P2)1/2表示。在该实施形式中，使用这一理论流量式来控制气体流量。
在该流量式中，通过节流装置的流量Q是使用上游侧压力P1和下游侧压力P2进行运算的。因此，始终用上游侧压力传感器10测定上游侧压力P1，用下游侧压力传感器12计测下游侧压力P2，与此同时，用Qc＝KP2 1/2(P1-P2)1/2计算出运算流量Qc。
与图1不同之处是附加了用下游侧压力传感器12测定下游侧压力P2并输入控制回路16的电子回路系统和软件系统。作为该电子回路系统和软件系统，是将与连接在上游侧压力传感器10上的电子回路系统和软件系统相同的系统直接并列地配置的系统。
图11是图10的控制回路的详细方框结构图。作为电子回路系统，与下游侧压力传感器12连接，具有固定放大器(AMP)、可变放大器(VAMP)、显示用的可变放大器(VAMP)、A/D变换器以及补偿用的D/A变换器。这些电子回路系统配置在CPU41的输入系统上。
另外，作为软件系统，共用上游侧压力传感器10的软件系统。即，具有存储下游侧压力传感器12的零点输出漂移和量程输出漂移的数据的存储机构64、使用这些数据来修正零点输出漂移的零点修正机构62以及修正量程输出漂移的量程修正机构66。这些软件系统在CPU 41中构成。
配置这样的电子回路系统和软件系统，在控制回路16中配置运算Qc＝KP2 1/2(P1-P2)1/2的流量运算机构17，同时配置运算流量差ΔQ＝Qs-Qc的比较机构19，进行流量控制以得到目标流量。其它部件的作用和效果与图1相同，故省略其说明。
图12是本发明的利用非临界条件的改良型压力方式流量控制装置的流量控制的结构图。该压力式流量控制装置2虽然以所供给的流体处于非临界条件下的场合作为前提，但使用改进后的理论流量式。
由于实际的气体流体具有膨胀性和压缩性，故以非压缩性作为前提的伯努利定理仅近似地成立。因此，用Qc＝KP2 1/2(P1-P2)1/2表示的流量式只是近似式。本发明者们对该近似式进行改进，研究出了可高精度地再现实际流量的流量式。
使用Qc＝KP2m(P1-P2)n作为该改进的流量式。使用二个参数m、n作为指数，由于用该流量式适合实际的流量，故导出了m和n。所得到的值为，m＝0.47152，n＝0.59492。使用这些参数，便可以高精度地再现实际的流量。
在该实施形式中，用改进的流量式构成流量运算机构17，除了这一点以外，与图10所示的实施形式完全相同。即，对上游侧压力传感器10和下游侧压力传感器12的温度漂移进行修正的结构与图11相同，故省略其说明。
以上，对本发明的压力式流量控制装置进行了说明，但该装置也可以适用于压力传感器自身的温度漂移(零点输出漂移和量程输出漂移)的修正。另外，也可以用于装有压力传感器的压力控制装置的温度漂移的修正。
当然，本发明并不局限于上述实施形式，在不脱离本发明技术思想的范围内的各种变形例和设计变更等均包括在该技术范围内。
发明的效果
根据技术方案1的发明，可以提供一种压力传感器，通过设置温度漂移修正机构以消除压力传感器自身的输出的温度漂移，可以正确地检测出压力。
根据技术方案2的发明，可以提供一种具有压力传感器和控制阀的压力控制装置，通过设置温度漂移修正机构以消除压力传感器的输出的温度漂移，可以边正确地检测出压力、边精确地进行压力控制。
根据技术方案3的发明，由于具有存储流体温度与上游侧压力传感器的输出漂移的关系的存储机构，和在流体温度发生变化的情况下根据存储机构的数据运算上游侧压力传感器的输出漂移量、并根据该运算输出漂移量消除上游侧压力传感器的输出漂移来修正温度漂移的温度漂移修正机构，故即使采用具有任一种温度特性的压力传感器，只要将其温度特性存储在存储机构中，便可以正确地检测出上游侧压力P1。因此，在将Qc＝KP1作为流量式使用的压力式流量控制装置中，可以实现正确的流量控制。
根据技术方案4的发明，由于由存储流体温度与上游侧压力传感器和下游侧压力传感器的输出漂移的关系的存储机构，和在流体温度发生变化的情况下根据存储机构的数据运算上游侧压力传感器和下游侧传感器的输出漂移量、并根据该运算输出漂移量消除上游侧压力传感器和下游侧压力传感器的输出漂移来修正温度漂移的温度漂移修正机构构成，故即使采用具有任一种温度特性的压力传感器，只要将其温度特性存储在存储机构中，便可以正确地检测出上游侧压力P1和下游侧压力P2。因此，在将Qc＝KP2 1/2(P1-P2)1/2或Qc＝KP2 m(P1-P2)n作为流量式使用的压力式流量控制装置中，可以实现正确的流量控制。
根据技术方案5的发明，由于在存储机构中存储有压力为零时的流体温度与压力传感器的零点输出漂移的关系，故即使流体温度变化到任意的温度，也可以根据存储机构的数据运算零点输出漂移量，根据该运算零点输出漂移量消除压力传感器的零点输出漂移，从而修正温度漂移。
根据技术方案6的发明，由于在存储机构中存储有任意压力时的流体温度与压力传感器的量程输出漂移的关系，故在任意的压力状态下，即使流体温度变化为任意温度，也可以根据存储机构的数据运算量程输出漂移量，根据该运算量程输出漂移量自动地消除压力传感器的量程输出漂移，从而修正温度漂移。
根据技术方案7的发明，不管流通的气体流体的温度如何变化，均可以正确地检测气体的压力，在半导体制造装置或化学品制造装置等上使用，可以提高气体流体的控制效率。

Claims (7)

1.一种压力传感器的温度漂移修正装置，是在测定流体压力的压力传感器上的使用的温度漂移修正装置，其特征在于，由测定流体温度的温度传感器，存储流体温度与压力传感器输出漂移的关系的存储机构，以及温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度发生变化的情况下，根据存储机构的数据运算压力传感器的输出漂移量，根据该运算输出漂移量的消除压力传感器的输出漂移，从而修正温度漂移；即使流体温度变动，也可正确地测定流体压力。
2.一种压力控制装置的温度漂移修正装置，是在由压力控制用的控制阀和测定流体压力用的压力传感器构成的压力控制装置上使用的温度漂移修正装置，其特征在于，由存储流体温度与压力传感器输出漂移的关系的存储机构和温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度发生变化的情况下，根据存储机构的数据运算压力传感器输出漂移量，根据该运算输出漂移量消除压力传感器的输出漂移，从而修正温度漂移；即使流体温度变动，也可正确地控制流体压力。
3.一种压力式流量控制装置的温度漂移修正装置，是在压力式流量控制装置上使用的温度漂移修正装置，该压力式流量控制装置由控制流量用的节流装置，设在节流装置的上游侧配管上的控制阀，以及设在节流装置与控制阀之间的用于检测上游侧压力P1的上游侧压力传感器构成，通过上游侧压力P1来控制节流装置所通过的流量，该压力式流量控制装置的温度漂移修正装置的特征在于，由测定流体温度的温度传感器，存储流体温度与上游侧压力传感器的输出漂移的关系的存储机构，以及温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度发生变化的情况下，根据存储机构的数据运算上游侧压力传感器的输出漂移量，根据该运算输出漂移量消除上游侧压力传感器的输出漂移，从而修正温度漂移；即使流体温度变动，也可正确地控制流体流量。
4.一种压力式流量控制装置的温度漂移修正装置，是在压力式流量控制装置上使用的温度漂移修正装置，该压力式流量控制装置由控制流量用的节流装置，设在节流装置的上游侧配管上的控制阀，设在节流装置与控制阀之间用于检测上游侧压力P1的上游侧压力传感器，以及设在节流装置的下游侧配管上的用于检测下游侧压力P2的下游侧压力传感器构成，通过上游侧压力P1和下游侧压力P2来控制节流装置所通过的流量，该压力式流量控制装置的温度漂移修正装置的特征在于，由测定流体温度的温度传感器，存储流体温度与上游侧压力传感器和下游侧压力传感器的输出漂移的关系的存储机构，以及温度漂移修正机构构成，其中，温度漂移修正机构是在流体温度发生变化的情况下，根据存储机构的数据运算上游侧压力传感器和下游侧压力传感器的输出漂移量，根据该运算输出漂移量消除上游侧压力传感器和下游侧压力传感器的输出漂移，从而修正温度漂移；即使流体温度变动，也可正确地控制流体流量。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的温度漂移修正装置，上述存储机构存储压力为零时的流体温度与压力传感器的零点输出漂移的关系，上述温度漂移修正机构在流体温度发生变化的情况下运算存储机构的零点输出漂移量，根据该运算零点输出漂移量消除压力传感器的零点输出漂移，从而修正温度漂移。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的温度漂移修正装置，上述存储机构存储任意压力时的流体温度与压力传感器的量程输出漂移的关系，在流体温度发生变化的情况下，由存储机构运算量程输出漂移量，根据压力传感器的输出或该输出的放大量消除上述运算量程输出漂移量，从而修正温度漂移。
7.一种气体供给系统的温度漂移修正装置，在权利要求1～6的任意一项所述的温度漂移修正装置上，使气体作为流体流通，控制该气体压力或气体流量。
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