JP2000136976A - Pressure-detecting device - Google Patents
Pressure-detecting deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体式圧力セン
サを用いた製造が容易な圧力検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure detector using a semiconductor pressure sensor which can be easily manufactured.
【0002】[0002]
【従来の技術】ダイヤフラム一面上に形成された半導体
抵抗素子からなる複数個のゲージで構成されるホイート
ストンブリッジ回路を有する圧力センサと、圧力に応じ
た圧力センサからの電気信号を増幅する増幅回路と、を
備えた圧力検出装置は、例えば特開平8−35898号
公報で知られている。2. Description of the Related Art A pressure sensor having a Wheatstone bridge circuit composed of a plurality of gauges formed of a semiconductor resistance element formed on one surface of a diaphragm, an amplifying circuit for amplifying an electric signal from the pressure sensor according to pressure, and Is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-35898.
【0003】また、充填剤でゲージを埋没させて保護す
る構造の圧力センサが、例えば特開平7−311111
号公報で知られている。A pressure sensor having a structure in which a gauge is buried and protected by a filler is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-311111.
No. 1993, which is hereby incorporated by reference.
【0004】一般的には、ダイヤフラムの一面に複数個
のゲージで構成したホイートストンブリッジ回路からな
る歪ゲージ部にて圧力センサを構成し、これに電流を供
給する定電流回路と、前記圧力センサからの出力を増幅
する増幅回路とからなる。In general, a pressure sensor is constituted by a strain gauge section comprising a Wheatstone bridge circuit constituted by a plurality of gauges on one surface of a diaphragm, and a constant current circuit for supplying a current to the pressure sensor; And an amplifying circuit for amplifying the output.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】斯かる装置において
は、圧力センサと定電流回路と増幅回路とを電気的には
独立に構成し、夫々個別の調節を行った後、電気的接続
を行い、一つの圧力検出装置としているが、圧力検出装
置としての調節が困難であり、特に圧力センサと増幅回
路との総合的な特性が重要であるにもかかわらず、この
調整が困難であった。In such a device, the pressure sensor, the constant current circuit, and the amplifier circuit are electrically independent of each other, and after each individual adjustment, the electrical connection is performed. Although one pressure detecting device is used, it is difficult to adjust the pressure detecting device, and this adjustment is difficult even though the overall characteristics of the pressure sensor and the amplifier circuit are particularly important.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明は、請求項1に記載のように、ダイヤフラムの
一面に複数個のゲージで構成したホイートストンブリッ
ジ回路にて圧力センサを構成し、これに電流を供給する
定電流回路と、前記圧力センサからの出力を増幅する増
幅回路とからなる圧力検出装置において、前記圧力セン
サと前記定電流回路とは電気的に断線状態で構成され、
前記圧力センサと前記増幅回路との接続個所には、電気
信号入出力可能なランドを有しているものである。According to the present invention, there is provided a pressure sensor comprising a Wheatstone bridge circuit comprising a plurality of gauges on one surface of a diaphragm. A constant current circuit that supplies current thereto, and a pressure detection device including an amplifier circuit that amplifies an output from the pressure sensor, wherein the pressure sensor and the constant current circuit are electrically disconnected from each other,
A connection point between the pressure sensor and the amplification circuit has a land capable of inputting and outputting an electric signal.
【0007】また、本発明は、請求項2に記載のよう
に、ダイヤフラムの一面に複数個のゲージで構成したホ
イートストンブリッジ回路にて圧力センサを構成し、こ
れに電流を供給する定電流回路と、前記圧力センサから
の出力を増幅する増幅回路とからなる圧力検出装置にお
いて、前記圧力センサと前記定電流回路とは電気的に断
線状態で構成され、前記圧力センサと前記増幅回路との
接続個所には、製造工程において検査信号を前記増幅回
路へ供給可能とするランドを有しているものである。According to the present invention, a pressure sensor is constituted by a Wheatstone bridge circuit comprising a plurality of gauges on one surface of a diaphragm, and a constant current circuit for supplying a current to the pressure sensor. A pressure detecting device comprising an amplifier circuit for amplifying an output from the pressure sensor, wherein the pressure sensor and the constant current circuit are electrically disconnected from each other, and a connection point between the pressure sensor and the amplifier circuit. Has a land that enables an inspection signal to be supplied to the amplifier circuit in a manufacturing process.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】ダイヤフラム2aの一面に複数個
のゲージ(歪ゲージ)R1〜R4で構成したホイートス
トンブリッジ回路にて圧力センサ10を構成し、これに
電流を供給する定電流回路20と、圧力センサ10から
の出力を増幅する増幅回路30とからなり、圧力センサ
10と定電流回路20とは電気的に断線状態で構成さ
れ、圧力センサ10と増幅回路30との接続個所には、
電気信号入出力可能なランドT1,T2を有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pressure sensor 10 is constituted by a Wheatstone bridge circuit constituted by a plurality of gauges (strain gauges) R1 to R4 on one surface of a diaphragm 2a, and a constant current circuit 20 for supplying a current to the pressure sensor 10; The pressure sensor 10 and the constant current circuit 20 are electrically disconnected from each other. The connection point between the pressure sensor 10 and the amplification circuit 30 includes:
It has lands T1 and T2 that can input and output electric signals.
【0009】また、ダイヤフラム2aの一面に複数個の
ゲージ(歪ゲージ)R1〜R4で構成したホイートスト
ンブリッジ回路にて圧力センサ10を構成し、これに電
流を供給する定電流回路20と、圧力センサ10からの
出力を増幅する増幅回路30とからなり、圧力センサ1
0と定電流回路20とは電気的に断線状態で構成され、
圧力センサ10と増幅回路30との接続個所には、製造
工程において検査信号を増幅回路30へ供給可能とする
ランドT1,T2を有する。A pressure sensor 10 is constituted by a Wheatstone bridge circuit comprising a plurality of gauges (strain gauges) R1 to R4 on one surface of a diaphragm 2a, and a constant current circuit 20 for supplying a current to the pressure sensor 10; And an amplification circuit 30 for amplifying the output from the pressure sensor 10.
0 and the constant current circuit 20 are electrically disconnected.
At the connection point between the pressure sensor 10 and the amplifier circuit 30, there are lands T1 and T2 that enable an inspection signal to be supplied to the amplifier circuit 30 in a manufacturing process.
【0010】これにより、少なくとも圧力センサ10と
増幅回路30とを電気的に接続した状態で調整を行うこ
とができ、圧力センサ10と増幅回路30との後工程で
ある接続工程が不要となる。Thus, the adjustment can be performed while at least the pressure sensor 10 and the amplifier circuit 30 are electrically connected, and the connection step which is a post-process of the pressure sensor 10 and the amplifier circuit 30 becomes unnecessary.
【0011】また、圧力センサ10を繋いだ状態での増
幅回路30の調整において、ランドT1,T2を利用し
ての増幅率の調整もできることから、総合的な特性が重
要である圧力センサ10と増幅回路30との調整が容易
となる。In the adjustment of the amplifier circuit 30 in a state where the pressure sensor 10 is connected, the amplification factor can be adjusted by using the lands T1 and T2. Adjustment with the amplifier circuit 30 is facilitated.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明を添付図面に記載の実施例に基
づき説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments shown in the accompanying drawings.
【0013】図1は、圧力センサ10の構造を示してお
り、増幅回路等の後述する回路部(混成集積回路)を形
成した基板1上に半導体式の歪ゲージ部2を固定し、基
板1に形成した電極と歪ゲージ部2に形成した電極とを
金線等のワイヤ3でボンディングし、歪ゲージ部2の周
囲に枠体4を組み付けた後、シリコンオイル等の充填剤
5を注入して、更にその上部を覆う蓋体6を枠体4に固
定している。FIG. 1 shows the structure of a pressure sensor 10, in which a semiconductor type strain gauge section 2 is fixed on a substrate 1 on which a circuit section (hybrid integrated circuit) described later such as an amplifier circuit is formed. The electrode formed on the strain gauge portion 2 is bonded to the electrode formed on the strain gauge portion 2 with a wire 3 such as a gold wire, the frame 4 is assembled around the strain gauge portion 2, and a filler 5 such as silicon oil is injected. Further, the lid 6 covering the upper part thereof is fixed to the frame 4.
【0014】歪ゲージ部2は、ダイヤフラム2aの起歪
部2bの上面に4個の歪ゲージR1〜R4を半導体成膜
技術により形成してあり、この歪ゲージR1〜R4は、
後述するように起歪部2bが受ける圧力に応じた電気信
号を圧力センサ10が出力するようにホイートストンブ
リッジ回路を構成している。The strain gauge section 2 has four strain gauges R1 to R4 formed on the upper surface of a strain generating section 2b of a diaphragm 2a by a semiconductor film forming technique.
As will be described later, a Wheatstone bridge circuit is configured so that the pressure sensor 10 outputs an electric signal corresponding to the pressure received by the strain generating unit 2b.
【0015】図2は、圧力センサ10を含む圧力検出装
置の回路図であり、20は定電流回路、30は増幅回路
である。FIG. 2 is a circuit diagram of a pressure detecting device including the pressure sensor 10, wherein 20 is a constant current circuit, and 30 is an amplifier circuit.
【0016】定電流回路20は、電源電圧Eを抵抗R2
1,R22で分圧した後、オペアンプOP21を介して
分圧して圧力センサ10で電流Iを供給し、圧力センサ
10とこれに直列に接続した抵抗R23との中点から電
流をオペアンプOP21へ帰還させることにより、圧力
センサ10への電流Iを一定値として定電流駆動を行っ
ている。抵抗R22は、可変可能なオペアンプOP21
の入力電圧調整抵抗である。抵抗R23,23’は、可
変可能な圧力センサ10のオフセット電圧零調整抵抗で
ある。また、オペアンプOP21の出力と抵抗R23の
アース側との間には、抵抗R24が接続されており、こ
の抵抗R24は、可変可能な圧力センサ10のFSO温
度特性調整抵抗である。なお、抵抗R25は、抵抗R2
3,23’とアース間に接続される抵抗である。The constant current circuit 20 converts the power supply voltage E into a resistor R2
1, the voltage is divided by R22, the voltage is divided via the operational amplifier OP21, the current I is supplied by the pressure sensor 10, and the current is fed back to the operational amplifier OP21 from the middle point between the pressure sensor 10 and the resistor R23 connected in series thereto. Thus, the constant current drive is performed with the current I to the pressure sensor 10 being a constant value. The resistor R22 is a variable operational amplifier OP21.
Are the input voltage adjustment resistors. The resistances R23 and R23 are zero-offset voltage adjustment resistors of the variable pressure sensor 10. Further, a resistor R24 is connected between the output of the operational amplifier OP21 and the ground side of the resistor R23, and the resistor R24 is a variable resistor for adjusting the FSO temperature characteristic of the pressure sensor 10. The resistance R25 is equal to the resistance R2.
These resistors are connected between 3, 23 'and ground.
【0017】また、圧力センサ10の少なくとも一つの
歪ゲージR2には、並行に抵抗R26が接続されてお
り、この抵抗R26は、可変可能な圧力センサ10のオ
フセット温度特性調整抵抗である。なお、抵抗R26
は、図2においては圧力センサ10に内蔵されている
が、実際は、定電流回路20に設けられている。A resistor R26 is connected in parallel to at least one strain gauge R2 of the pressure sensor 10, and the resistor R26 is a variable resistor for adjusting the offset temperature characteristic of the pressure sensor 10. Note that the resistor R26
Is built in the pressure sensor 10 in FIG. 2, but is actually provided in the constant current circuit 20.
【0018】増幅回路30は、圧力センサ10の出力側
に接続され、差動増幅器OP31とこのマイナス端子に
接続される帰還抵抗R31とを少なくとも有している。
抵抗R32,R33とで分圧された電源電圧は、抵抗R
34を介してオペアンプOP31のプラス端子に接続さ
れている。一般的には、圧力センサ10の温度変化によ
る影響を抑えるために、差動増幅器OP31の入力側
に、2個のオペアンプOP32,OP33と抵抗R3
5,R36とが接続されて、オペアンプOP32,33
の各プラス端子は圧力センサ10の出力に接続され、各
マイナス端子は抵抗R37で接続されている。そして、
増幅回路30の増幅率調整抵抗R38がオペアンプOP
32のマイナス端子に帰還抵抗として接続されている。The amplifier circuit 30 is connected to the output side of the pressure sensor 10, and has at least a differential amplifier OP31 and a feedback resistor R31 connected to the minus terminal.
The power supply voltage divided by the resistors R32 and R33 is
It is connected to the plus terminal of the operational amplifier OP31 via. Generally, in order to suppress the influence of the temperature change of the pressure sensor 10, two operational amplifiers OP32 and OP33 and a resistor R3
5 and R36 are connected to the operational amplifiers OP32 and OP33.
Are connected to the output of the pressure sensor 10, and each minus terminal is connected by a resistor R37. And
The amplification factor adjustment resistor R38 of the amplification circuit 30 is an operational amplifier OP
32 is connected as a feedback resistor to the minus terminal.
【0019】斯かる圧力検出装置は、当初は圧力センサ
10と定電流回路20とが、夫々電気的には独立に構成
されている。すなわち、圧力センサ10と定電流回路2
0とは、オペアンプOP21と抵抗R24との間のジャ
ンパ端子J1及び歪ゲージR3(R4)と抵抗R23
(R23’)との間のジャンパ端子J2(J2’)とで
電気的に切断されている。In such a pressure detecting device, initially, the pressure sensor 10 and the constant current circuit 20 are electrically independent of each other. That is, the pressure sensor 10 and the constant current circuit 2
0 is the jumper terminal J1 between the operational amplifier OP21 and the resistor R24, and the strain gauge R3 (R4) and the resistor R23.
(R23 ') and the jumper terminal J2 (J2').
【0020】圧力センサ10と増幅回路30とは、図2
で示すように、ランドT1,T2で当初から電気的に繋
がっている。The pressure sensor 10 and the amplifier circuit 30 are arranged as shown in FIG.
As shown by, the lands T1 and T2 are electrically connected from the beginning.
【0021】そして、圧力センサ10及び定電流回路2
0、必要に応じて増幅回路30の夫々を調整した後、ラ
ンドT1,T2に図示しない試験装置のプローブを接続
して増幅回路30に疑似入力を印加しながら、抵抗R3
8を調整して増幅回路30の増幅率を決定する。The pressure sensor 10 and the constant current circuit 2
After adjusting each of the amplifier circuits 30 as necessary, a probe of a test device (not shown) is connected to the lands T1 and T2 to apply a pseudo input to the amplifier circuit 30,
8 is adjusted to determine the amplification factor of the amplifier circuit 30.
【0022】次に、ジャンパ端子J1,J2(J2’)
を半田付けなどの適宜手段により電気的に接続した後、
抵抗R33を調整してオフセット値を決定する。Next, jumper terminals J1 and J2 (J2 ')
After electrical connection by appropriate means such as soldering,
The offset value is determined by adjusting the resistance R33.
【0023】なお、抵抗R38,R33の調整は、レー
ザートリミングにて行われるもので、それらの抵抗値は
小さめに作られている。The adjustment of the resistors R38 and R33 is performed by laser trimming, and their resistances are made smaller.
【0024】斯かる構成により、圧力検出装置としての
調節が容易であり、特に総合的な特性が重要である圧力
センサ10と増幅回路30との調整が容易となる。With such a configuration, adjustment as a pressure detecting device is easy, and in particular, adjustment of the pressure sensor 10 and the amplifier circuit 30 in which comprehensive characteristics are important is easy.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、少なくとも圧力センサ
と増幅回路とを電気的に接続した状態で調整を行うこと
ができ、圧力センサと増幅回路との後工程である接続工
程が不要となって、製造が容易になる。According to the present invention, the adjustment can be performed while at least the pressure sensor and the amplifier circuit are electrically connected, and the connection step which is a post-process between the pressure sensor and the amplifier circuit is unnecessary. Manufacturing becomes easier.
【0026】また、圧力センサを繋いだ状態での増幅回
路の調整において、ランドを利用しての増幅率の調整も
できることから、総合的な特性が重要である圧力センサ
と増幅回路との調整が容易となり、製造工程を簡略化し
て、コスト低減を実現することができる。In the adjustment of the amplifier circuit with the pressure sensor connected, the gain can be adjusted by using the land. Therefore, the adjustment between the pressure sensor and the amplifier circuit, for which the overall characteristics are important, can be adjusted. This makes it easy to simplify the manufacturing process and reduce the cost.
【図1】 本発明の実施例の圧力センサの要部断面図。FIG. 1 is a sectional view of a main part of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】 同上実施例の全体の回路図。FIG. 2 is an overall circuit diagram of the embodiment.
10 圧力センサ 20 定電流回路 30 増幅回路 R33 オフセット調整抵抗 R38 増幅率調整抵抗 T1、T2 ランド J1、J2、J2’ ジャンパー端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pressure sensor 20 Constant current circuit 30 Amplification circuit R33 Offset adjustment resistance R38 Gain adjustment resistance T1, T2 Land J1, J2, J2 'Jumper terminal
Claims (2)
構成したホイートストンブリッジ回路にて圧力センサを
構成し、これに電流を供給する定電流回路と、前記圧力
センサからの出力を増幅する増幅回路とからなる圧力検
出装置において、前記圧力センサと前記定電流回路とは
電気的に断線状態で構成され、前記圧力センサと前記増
幅回路との接続個所には、電気信号入出力可能なランド
を有していることを特徴とする圧力検出装置。1. A pressure sensor comprising a Wheatstone bridge circuit comprising a plurality of gauges on one surface of a diaphragm, and a constant current circuit for supplying a current to the pressure sensor; and an amplifier circuit for amplifying an output from the pressure sensor. In the pressure detection device, the pressure sensor and the constant current circuit are configured in an electrically disconnected state, and a connection point between the pressure sensor and the amplification circuit has a land capable of inputting and outputting an electric signal. A pressure detecting device, characterized in that:
構成したホイートストンブリッジ回路にて圧力センサを
構成し、これに電流を供給する定電流回路と、前記圧力
センサからの出力を増幅する増幅回路とからなる圧力検
出装置において、前記圧力センサと前記定電流回路とは
電気的に断線状態で構成され、前記圧力センサと前記増
幅回路との接続個所には、製造工程において検査信号を
前記増幅回路へ供給可能とするランドを有していること
を特徴とする圧力検出装置。2. A pressure sensor comprising a Wheatstone bridge circuit composed of a plurality of gauges on one surface of a diaphragm, and a constant current circuit for supplying a current thereto, and an amplifier circuit for amplifying an output from the pressure sensor. In the pressure detecting device, the pressure sensor and the constant current circuit are electrically disconnected from each other, and a connection point between the pressure sensor and the amplifier circuit is configured to transmit a test signal to the amplifier circuit in a manufacturing process. A pressure detecting device having a land that can be supplied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10309878A JP2000136976A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Pressure-detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10309878A JP2000136976A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Pressure-detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000136976A true JP2000136976A (en) | 2000-05-16 |
Family
ID=17998399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10309878A Abandoned JP2000136976A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Pressure-detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000136976A (en) |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP10309878A patent/JP2000136976A/en not_active Abandoned
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