JP2021060336A

JP2021060336A - センサ素子

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Publication number: JP2021060336A
Application number: JP2019185770A
Authority: JP
Inventors: 智久徳田; Tomohisa Tokuda; 雅之米田; Masayuki Yoneda; 博史東條; Hiroshi Tojo; 鮎美津嶋; Ayumi Tsushima; のぞみ木田; Nozomi Kida
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2039-10-09
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Abstract

【課題】複数の圧力を同時に計測することができるセンサ素子を提供する。【解決手段】センサ素子１は、第１の圧力と第２の圧力の差圧計測用のダイアフラム４２と、第２の圧力の絶対圧計測用またはゲージ圧計測用のダイアフラム４３と、ダイアフラム４２に第１の圧力を伝達する第１の圧力導入路（貫通孔２１，３１，４７，５２、溝５３および凹陥部５０）と、ダイアフラム４２，４３に第２の圧力を伝達する第２の圧力導入路（貫通孔２０，３０，４６、溝３２，５４および凹陥部４０，５１）と、第１の圧力導入路に封入された圧力伝達媒体の量と第２の圧力導入路に封入された圧力伝達媒体の量とを同じにする液量調整室（凹陥部６０）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、センサ素子に関するものである。

従来より、差圧あるいは圧力を検出する圧力センサとして、感圧部である半導体ダイアフラムにピエゾ抵抗を形成した半導体ピエゾ抵抗式圧力センサが知られている（特許文献１参照）。

特表２０１５−５１２０４６号公報

特許文献１に開示された圧力センサでは、差圧のみ、または絶対圧のみを測定対象としており、差圧と絶対圧など複数の圧力を同時に計測する構造は知られていなかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の圧力を同時に計測することができるセンサ素子を提供することを目的とする。

本発明は、センサチップとこのセンサチップの一面に接合されるダイアフラムベースから構成されるセンサ素子であって、前記センサチップは、第１の圧力と第２の圧力の差圧計測用の第１のダイアフラムと、前記第２の圧力の絶対圧計測用またはゲージ圧計測用の第２のダイアフラムと、前記第１のダイアフラムに前記第１の圧力を伝達する第１の圧力導入路と、前記第１のダイアフラムと前記第２のダイアフラムに前記第２の圧力を伝達する第２の圧力導入路とを備え、前記ダイアフラムベースは、前記第１の圧力を有する計測対象の流体を直接受ける第３のダイアフラムと、前記第２の圧力を有する計測対象の流体を直接受ける第４のダイアフラムと、前記第１の圧力導入路と連通して前記第３のダイアフラムが受けた前記第１の圧力を前記第１の圧力導入路および前記第１のダイアフラムへと伝達する第３の圧力導入路と、前記第２の圧力導入路と連通して前記第４のダイアフラムが受けた前記第２の圧力を前記第２の圧力導入路および前記第２のダイアフラムへと伝達する第４の圧力導入路とを備え、前記第１の圧力導入路から前記第３の圧力導入路には、前記第１のダイアフラムに前記第１の圧力を伝達することが可能な第１の圧力伝達媒体が封入され、前記第２の圧力導入路から前記第４の圧力導入路には、前記第１のダイアフラムと前記第２のダイアフラムに前記第２の圧力を伝達することが可能な第２の圧力伝達媒体が封入されるとともに、前記第１の圧力導入路から前記第３の圧力導入路の何れかの途中に前記第１の圧力伝達媒体の量と前記第２の圧力伝達媒体の量とを実質的に同じにする調整構造を備えることを特徴とするものである。

また、本発明のセンサ素子の１構成例において、前記調整構造は、前記第１の圧力伝達媒体の量と前記第２の圧力伝達媒体の量とが実質的に同じになるように、前記第１の圧力導入路の途中に設けられた液量調整室である。
また、本発明のセンサ素子の１構成例において、前記調整構造は、前記第１の圧力伝達媒体の量と前記第２の圧力伝達媒体の量とが実質的に同じになるように、前記第３の圧力導入路の途中に設けられた液量調整室である。

本発明によれば、複数の圧力を同時に計測することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施例に係るセンサ素子の平面図である。図２は、本発明の第１の実施例に係るセンサ素子の断面図である。図３は、本発明の第１の実施例に係るセンサ素子の断面図である。図４は、液量調整部材が無いセンサ素子の例を示す断面図である。図５は、液量調整部材が無いセンサ素子の例を示す断面図である。図６は、本発明の第１の実施例においてセンサチップをダイアフラムベース上に搭載した状態のセンサ素子の断面図である。図７は、本発明の第２の実施例に係るセンサ素子の平面図である。図８は、本発明の第２の実施例に係るセンサ素子の断面図である。図９は、本発明の第２の実施例に係るセンサ素子の断面図である。図１０は、本発明の第３の実施例に係るセンサ素子の平面図である。図１１は、本発明の第３の実施例に係るセンサ素子の断面図である。図１２は、本発明の第３の実施例に係るセンサ素子の断面図である。図１３は、本発明の第４の実施例に係るセンサ素子の断面図である。図１４は、本発明の第４の実施例に係るセンサ素子の他の構成を示す断面図である。図１５は、本発明の第５の実施例に係るセンサ素子の平面図である。図１６は、本発明の第５の実施例に係るセンサ素子の断面図である。図１７は、本発明の第５の実施例に係るセンサ素子の断面図である。

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るセンサ素子の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。

センサ素子１は、平板状のセンサチップ１０から構成される。センサチップ１０は、ガラスからなる平板状の基台２と、基台２と接合されたシリコンからなる平板状の流路部材３と、流路部材３と接合されたシリコンからなる平板状の感圧部材４と、感圧部材４と接合されたシリコンからなる平板状の蓋部材５と、蓋部材５と接合されたシリコンからなる平板状の液量調整部材６とから構成される。

基台２には、裏面から表面まで基台２を貫く圧力導入路となる２つの貫通孔２０，２１が形成されている。
流路部材３には、基台２と流路部材３とが接合されたときに貫通孔２０，２１と連通する位置に、裏面から表面まで流路部材３を貫く圧力導入路となる貫通孔３０，３１が形成されている。また、流路部材３の感圧部材４と向かい合う表面には、一端が貫通孔３０と連通し、流路部材３と感圧部材４とが接合されたときに他端が後述する凹陥部４０と連通する圧力導入路となる溝３２が形成されている。

感圧部材４の流路部材３と向かい合う裏面には、感圧部材４の表面側が残るように裏面側を除去して形成された正方形の２つの凹陥部４０，４１（圧力導入室）が形成されている。感圧部材４の凹陥部４０，４１が形成された領域の表面側に残った部分が、ダイアフラム４２，４３となる。

また、感圧部材４の蓋部材５と向かい合う表面のうち、凹陥部４０，４１の領域の表面側に形成されたダイアフラム４２，４３の周縁部には、例えば不純物拡散またはイオン打ち込みの技術によりピエゾ抵抗素子として機能する歪みゲージ４４−１〜４４−４，４５−１〜４５−４が形成されている。歪みゲージ４４−１〜４４−４は、それぞれ平面視正方形のダイアフラム４２（第１のダイアフラム）の４辺の中点付近に形成されている。同様に、歪みゲージ４５−１〜４５−４は、それぞれ平面視正方形のダイアフラム４３（第２のダイアフラム）の４辺の中点付近に形成されている。

さらに、感圧部材４には、流路部材３と感圧部材４とが接合されたときに貫通孔３０，３１と連通する位置に、裏面から表面まで感圧部材４を貫く圧力導入路となる貫通孔４６，４７が形成されている。

蓋部材５の感圧部材４と向かい合う裏面には、感圧部材４と蓋部材５とが接合されたときにダイアフラム４２，４３に覆いをする位置に、蓋部材５の表面側が残るように裏面側を除去して形成された正方形の２つの凹陥部５０，５１（圧力導入室）が形成されている。また、蓋部材５には、感圧部材４と蓋部材５とが接合されたときに貫通孔４７と連通する位置に、裏面から表面まで蓋部材５を貫く圧力導入路となる貫通孔５２が形成されている。また、蓋部材５の裏面には、一端が貫通孔５２と連通し、他端が凹陥部５０と連通する圧力導入路となる溝５３が形成されている。さらに、蓋部材５の裏面には、感圧部材４と蓋部材５とが接合されたときに一端が貫通孔４６と連通し、他端が凹陥部５１と連通する圧力導入路となる溝５４が形成されている。

液量調整部材６の蓋部材５と向かい合う裏面には、液量調整部材６の表面側が残るように裏面側を除去して形成された凹陥部６０（液量調整室）が形成されている。さらに、液量調整部材６の裏面には、蓋部材５と液量調整部材６とが接合されたときに一端が貫通孔５２と連通し、他端が凹陥部６０と連通する圧力導入路となる溝６１が形成されている。

貫通孔２０，２１，３０，３１，４６，４７，５２と凹陥部４０，４１，５０，５１，６０と溝３２，５３，５４，６１とは、エッチング技術によって容易に形成できることは言うまでもない。以降の実施例の貫通孔と凹陥部と溝についても同様にエッチング技術によって容易に形成することができる。

基台２と流路部材３とは、基台２の貫通孔２０，２１と流路部材３の貫通孔３０，３１とが連通するように、直接接合によって接合される。
流路部材３と感圧部材４とは、流路部材３の貫通孔３０，３１と感圧部材４の貫通孔４６，４７とが連通し、流路部材３の溝３２と感圧部材４の凹陥部４０とが連通するように、直接接合によって接合される。

感圧部材４と蓋部材５とは、蓋部材５の凹陥部５０，５１が感圧部材４のダイアフラム４２，４３を覆い、感圧部材４の貫通孔４６と蓋部材５の溝５４とが連通し、感圧部材４の貫通孔４７と蓋部材５の貫通孔５２とが連通するように、直接接合によって接合される。蓋部材５と液量調整部材６とは、蓋部材５の貫通孔５２と液量調整部材６の溝６１とが連通するように、直接接合によって接合される。

ダイアフラム４２の上面には、貫通孔２１，３１，４７，５２、溝５３および凹陥部５０を介して第１のオイル（第１の圧力伝達媒体）が到達可能となっている。第１のオイルは、印加された第１の圧力をダイアフラム４２の上面に伝達する。ダイアフラム４２の下面には、貫通孔２０，３０、溝３２および凹陥部４０を介して第２のオイル（第２の圧力伝達媒体）が到達可能となっている。第２のオイルは、印加された第２の圧力をダイアフラム４２の下面に伝達する。ダイアフラム４３の上面には、貫通孔２０，３０，４６、溝５４および凹陥部５１を介して第２のオイルが到達可能となっている。第２のオイルは、印加された第２の圧力をダイアフラム４３の上面に伝達する。ダイアフラム４３の下面の凹陥部４１（基準室）は、真空状態で密封されている。

貫通孔２１，３１，４７，５２、溝５３および凹陥部５０は、ダイアフラム４２に第１の圧力を伝達する第１の圧力導入路を構成している。貫通孔２０，３０，４６、溝３２，５４および凹陥部４０，５１は、ダイアフラム４２，４３に第２の圧力を伝達する第２の圧力導入路を構成している。

図１〜図３では図示していないが、例えば感圧部材４の平面形状を蓋部材５の平面形状よりも大きくして、感圧部材４の露出した表面に、各歪みゲージ４４−１〜４４−４，４５−１〜４５−４とそれぞれ電気的に接続された８つの電極パッドを形成することで、歪みゲージ４４−１〜４４−４，４５−１〜４５−４を外部の回路と結線できるようになっている。歪みゲージと外部の回路との結線方法は、以降の実施例についても同様である。

歪みゲージ４４−１〜４４−４は、外部の回路と共に差圧計測用のホイートストンブリッジ回路を構成する。差圧計測用のホイートストンブリッジ回路により、ダイアフラム４２の上面に印加される第１の圧力とダイアフラム４２の下面に印加される第２の圧力の差圧を計測することができる。

歪みゲージ４５−１〜４５−４は、外部の回路と共に絶対圧計測用のホイートストンブリッジ回路を構成する。絶対圧計測用のホイートストンブリッジ回路により、ダイアフラム４３の上面に印加される第２の圧力の絶対圧を計測することができる。
なお、ホイートストンブリッジ回路の構成については周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。

こうして、本実施例では、差圧と絶対圧とを同時に高感度に計測することができる。また、本実施例では、液量調整部材６に液量調整室となる凹陥部６０を設けることにより、貫通孔２１，３１，４７，５２、溝５３，６１および凹陥部５０，６０に封入される第１のオイルの量と、貫通孔２０，３０，４６、溝３２，５４および凹陥部４０，５１に封入される第２のオイルの量とを同じにすることができる。

ダイアフラム４３の下面の凹陥部４１には第１のオイルを導入しないため、液量調整部材６が無い構造では、第２のオイルよりも第１のオイルの量が少なくなってしまう。液量調整部材６が無いセンサチップ１０ｃの例を図４、図５に示す。図４はセンサチップ１０ｃを図１のＡ−Ａ線に相当する線で切断した断面図であり、図５はセンサチップ１０ｃを図１のＢ−Ｂ線に相当する線で切断した断面図である。上記のようにオイル量の差があると、オイル量の差に起因して温度による圧力のゼロ点のシフトが大きくなるという問題があった。機器の小型化のためにダイアフラム４２，４３が小さく（コンプライアンスが小さく）なればなる程、上記の問題の影響は大きくなる。

これに対して、本実施例では、第１のオイルの量と第２のオイルの量とを同じにすることができ、温度変化によるオイル膨張・収縮による特性変化（差圧のゼロ点のシフト）を低減することができる。したがって、本実施例では、差圧と絶対圧とを同時に高感度に計測することができ、センサ素子の小型化が可能となる。

なお、センサチップ１０は、ダイアフラムベース上に搭載される。センサチップ１０をダイアフラムベース上に搭載した状態のセンサ素子１の断面図を図６に示す。
ダイアフラムベース７は、計測対象の流体の圧力をセンサチップ１０に導くための金属材料からなる。金属材料としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）を例示することができる。図６に示すように、ダイアフラムベース７は、主面７ａとその反対側の主面７ｂとを有する。ダイアフラムベース７には、主面７ａと主面７ｂとを貫通する貫通孔７０と貫通孔７１とが形成されている。貫通孔７０，７１の主面７ａ側の開口部には、２つの凹陥部７２，７３が形成されている。凹陥部７２は、第２の圧力を有する計測対象の流体を直接受けるバリアダイアフラム７４（第４のダイアフラム）によって覆われている。同様に、凹陥部７３は、第１の圧力を有する計測対象の流体を直接受けるバリアダイアフラム７５（第３のダイアフラム）によって覆われている。バリアダイアフラム７４，７５は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）から構成されている。

センサチップ１０とダイアフラムベース７とは、センサチップ１０の貫通孔２０，２１とダイアフラムベース７の貫通孔７０，７１とが連通するように、接着剤によって接合される。
ダイアフラムベース７の凹陥部７３と貫通孔７１とは、前記第１の圧力導入路と連通してダイアフラム７５が受けた第１の圧力を前記第１の圧力導入路およびダイアフラム４２へと伝達する第３の圧力導入路を構成している。ダイアフラムベース７の凹陥部７２と貫通孔７０とは、前記第２の圧力導入路と連通してダイアフラム７４が受けた第２の圧力を前記第２の圧力導入路およびダイアフラム４３へと伝達する第４の圧力導入路を構成している。

本実施例のダイアフラムベース７において、凹陥部７３および貫通孔７１中の第１のオイルの量と、凹陥部７２および貫通孔７０中の第２のオイルの量とは同一である。

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図７は本発明の第２の実施例に係るセンサ素子の平面図、図８は図７のＡ−Ａ線断面図、図９は図７のＢ−Ｂ線断面図である。本実施例のセンサ素子１ａは、ダイアフラムベースと、ダイアフラムベース上に搭載された平板状のセンサチップ１０ａとから構成される。ダイアフラムベースについては、図６で説明したとおりであるので、記載を省略する。本実施例は、第１の実施例とは異なる調整構造でオイル量の調整を実現するものである。

センサチップ１０ａは、ガラスからなる平板状の基台２と、基台２と接合されたシリコンからなる平板状の流路部材３と、流路部材３と接合されたシリコンからなる平板状の感圧部材４と、感圧部材４と接合されたシリコンからなる平板状の蓋部材５ａとから構成される。基台２と流路部材３と感圧部材４については第１の実施例で説明したとおりである。

蓋部材５ａには、第１の実施例と同様に、凹陥部５１と溝５４とが形成されている。さらに、蓋部材５ａの感圧部材４と向かい合う裏面には、感圧部材４と蓋部材５ａとが接合されたときにダイアフラム４２に覆いをする位置に、蓋部材５ａの表面側が残るように裏面側を除去して形成された正方形の凹陥部５０ａが形成されている。また、蓋部材５ａの裏面には、感圧部材４と蓋部材５ａとが接合されたときに一端が貫通孔４７と連通し、他端が凹陥部５０ａと連通する圧力導入路となる溝５３ａが形成されている。

貫通孔２１，３１，４７、溝５３ａおよび凹陥部５０ａは、ダイアフラム４２に第１の圧力を伝達する第１の圧力導入路を構成している。貫通孔２０，３０，４６、溝３２，５４および凹陥部４０，５１は、ダイアフラム４２，４３に第２の圧力を伝達する第２の圧力導入路を構成している。

感圧部材４と蓋部材５ａとは、蓋部材５ａの凹陥部５０ａ，５１が感圧部材４のダイアフラム４２，４３を覆い、感圧部材４の貫通孔４６と蓋部材５ａの溝５４とが連通し、感圧部材４の貫通孔４７と蓋部材５ａの溝５３ａとが連通するように、直接接合によって接合される。

第１の実施例と本実施例との違いは、本実施例では液量調整部材６を設ける代わりに、凹陥部５０ａの容積を凹陥部５０の容積よりも大きくすることにより、貫通孔２１，３１，４７、溝５３ａおよび凹陥部５０ａに封入される第１のオイルの量と、貫通孔２０，３０，４６、溝３２，５４および凹陥部４０，５１に封入される第２のオイルの量とを同じにしていることである。すなわち、凹陥部５０ａは、圧力導入室であると同時に液量調整室（調整構造）となっている。
こうして、本実施例では、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図１０は本発明の第３の実施例に係るセンサ素子の平面図、図１１は図１０のＡ−Ａ線断面図、図１２は図１０のＢ−Ｂ線断面図である。本実施例のセンサ素子１ｂは、ダイアフラムベースと、ダイアフラムベース上に搭載された平板状のセンサチップ１０ｂとから構成される。ダイアフラムベースについては、図６で説明したとおりであるので、記載を省略する。本実施例は、第１、第２の実施例とは異なる調整構造でオイル量の調整を実現するものである。

センサチップ１０ｂは、ガラスからなる平板状の基台２ｂと、基台２ｂと接合されたシリコンからなる平板状の流路部材３と、流路部材３と接合されたシリコンからなる平板状の感圧部材４と、感圧部材４と接合されたシリコンからなる平板状の蓋部材５ｂとから構成される。流路部材３と感圧部材４については第１の実施例で説明したとおりである。

基台２ｂには、裏面から表面まで基台２ｂを貫く圧力導入路となる２つの貫通孔２０，２１ｂ（調整構造）が形成されている。
蓋部材５ｂには、第１の実施例と同様に、凹陥部５０，５１と溝５４とが形成されている。さらに、蓋部材５ａの感圧部材４と向かい合う裏面には、感圧部材４と蓋部材５ｂとが接合されたときに一端が貫通孔４７と連通し、他端が凹陥部５０と連通する圧力導入路となる溝５３ｂが形成されている。

貫通孔２１ｂ，３１，４７、溝５３ｂおよび凹陥部５０は、ダイアフラム４２に第１の圧力を伝達する第１の圧力導入路を構成している。貫通孔２０，３０，４６、溝３２，５４および凹陥部４０，５１は、ダイアフラム４２，４３に第２の圧力を伝達する第２の圧力導入路を構成している。

基台２ｂと流路部材３とは、基台２ｂの貫通孔２０，２１ｂと流路部材３の貫通孔３０，３１とが連通するように、直接接合によって接合される。
流路部材３と感圧部材４とは、流路部材３の貫通孔３０，３１と感圧部材４の貫通孔４６，４７とが連通し、流路部材３の溝３２と感圧部材４の凹陥部４０とが連通するように、直接接合によって接合される。

感圧部材４と蓋部材５ｂとは、蓋部材５ｂの凹陥部５０，５１が感圧部材４のダイアフラム４２，４３を覆い、感圧部材４の貫通孔４６と蓋部材５ｂの溝５４とが連通し、感圧部材４の貫通孔４７と蓋部材５ｂの溝５３ｂとが連通するように、直接接合によって接合される。

第１の実施例と本実施例との違いは、本実施例では液量調整部材６を設ける代わりに、基台２ｂの貫通孔２１ｂの径を貫通孔２０の径よりも大きくすることにより、貫通孔２１ｂ，３１，４７、溝５３ｂおよび凹陥部５０に封入される第１のオイルの量と、貫通孔２０，３０，４６、溝３２，５４および凹陥部４０，５１に封入される第２のオイルの量とを同じにしていることである。
こうして、本実施例では、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

［第４の実施例］
第１〜第３の実施例では、センサチップ１０，１０ａ，１０ｂにオイル量の調整構造を設けるようにしたが、センサチップを搭載するダイアフラムベースにオイル量の調整構造を設けるようにしてもよい。

図１３は本発明の第４の実施例に係るセンサ素子の断面図である。本実施例のセンサ素子１ｃは、ダイアフラムベース７ｃと、ダイアフラムベース７ｃ上に搭載されたセンサチップ１０ｃとから構成される。
センサチップ１０ｃは、第１の実施例のセンサチップ１０から液量調整部材６と蓋部材５の貫通孔５２とを除いた構成（図４、図５に示した構成）なので、詳細な説明は省略する。

ダイアフラムベース７と同様に、金属材料からなるダイアフラムベース７ｃには、貫通孔７０，７１と凹陥部７２，７３とが形成されている。凹陥部７２は、バリアダイアフラム７４によって覆われ、凹陥部７３は、バリアダイアフラム７５によって覆われている。
センサチップ１０ｃとダイアフラムベース７ｃとは、センサチップ１０ｃの貫通孔２０，２１とダイアフラムベース７ｃの貫通孔７０，７１とが連通するように、接着剤によって接合される。
ダイアフラムベース７ｃの凹陥部７３と貫通孔７１とは、前記第１の圧力導入路と連通してダイアフラム７５が受けた第１の圧力を前記第１の圧力導入路およびダイアフラム４２へと伝達する第３の圧力導入路を構成している。ダイアフラムベース７ｃの凹陥部７２と貫通孔７０とは、前記第２の圧力導入路と連通してダイアフラム７４が受けた第２の圧力を前記第２の圧力導入路およびダイアフラム４３へと伝達する第４の圧力導入路を構成している。

本実施例では、ダイアフラムベース７ｃの貫通孔７１の径を貫通孔７０の径よりも大きくすることにより、ダイアフラムベース７ｃの凹陥部７３と貫通孔７１とセンサチップ１０ｃの貫通孔２１，３１，４７と溝５３と凹陥部５０とに封入される第１のオイルの量と、ダイアフラムベース７ｃの凹陥部７２と貫通孔７０とセンサチップ１０ｃの貫通孔２０，３０，４６と溝３２，５４と凹陥部４０，５１とに封入される第２のオイルの量とを同じにすることができる。
こうして、本実施例では、センサチップ１０ｃの代わりに、ダイアフラムベース７ｃにオイル量の調整構造（貫通孔７１）を設けることにより、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、貫通孔７１の径を貫通孔７０の径よりも大きくする代わりに、凹陥部７３（調整構造）の容積を凹陥部７２の容積よりも大きくして、第１のオイルの量と第２のオイルの量とを同じにしてもよい。
また、図１４に示すように、貫通孔７１と連通する液量調整室７６（調整構造）をダイアフラムベース７ｄ内に設けて、第１のオイルの量と第２のオイルの量とを同じにしてもよい。

［第５の実施例］
第１〜第４の実施例では、第２の圧力のゲージ圧を計測することも可能である。図１５は本発明の第４の実施例に係るセンサ素子の平面図、図１６は図１５のＡ−Ａ線断面図、図１７は図１５のＢ−Ｂ線断面図である。本実施例のセンサ素子１ｄは、平板状のセンサチップ１０ｄから構成される。センサチップ１０ｄは、ガラスからなる平板状の基台２と、基台２と接合されたシリコンからなる平板状の流路部材３と、流路部材３と接合されたシリコンからなる平板状の感圧部材４ｄと、感圧部材４ｄと接合されたシリコンからなる平板状の蓋部材５と、蓋部材５と接合されたシリコンからなる平板状の液量調整部材６とから構成される。基台２と流路部材３と蓋部材５と液量調整部材６については第１の実施例で説明したとおりである。

感圧部材４ｄは、第１の実施例の感圧部材４において、一端が凹陥部４１と連通し、他端が感圧部材４ｄの側面に開口する圧力導入路となる溝４８を裏面に形成したものである。本実施例では、ダイアフラム４３に形成された歪みゲージ４５−１〜４５−４は、外部の回路と共にゲージ圧計測用のホイートストンブリッジ回路を構成する。ゲージ圧計測用のホイートストンブリッジ回路により、ダイアフラム４３の上面に印加される第２の圧力のゲージ圧を計測することができる。その他の構成は第１の実施例で説明したとおりである。

こうして、本実施例では、差圧とゲージ圧を同時に高精度に計測することができる。本実施例では、ゲージ圧計測用の構造を第１の実施例に適用したが、第２〜第４の実施例に適用してもよいことは言うまでもない。

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、様々な変形例に想到しうることは明らかであり、これらの変形例についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。

１，１ａ〜１ｄ…センサ素子、２，２ｂ…基台、３…流路部材、４，４ｄ…感圧部材、５，５ａ，５ｂ…蓋部材、６…液量調整部材、７，７ｃ，７ｄ…ダイアフラムベース、１０，１０ａ〜１０ｄ…センサチップ、２０，２１，３０，３１，４６，４７，５２，７０，７１…貫通孔、３２，４８，５３，５３ａ，５４，６１…溝、４０，４１，５０，５０ａ，５１，６０，７２，７３…凹陥部、４２，４３…ダイアフラム、４４−１〜４４−４，４５−１〜４５−４…歪みゲージ、７４，７５…バリアダイアフラム、７６…液量調整室。

Claims

センサチップとこのセンサチップの一面に接合されるダイアフラムベースから構成されるセンサ素子であって、
前記センサチップは、
第１の圧力と第２の圧力の差圧計測用の第１のダイアフラムと、
前記第２の圧力の絶対圧計測用またはゲージ圧計測用の第２のダイアフラムと、
前記第１のダイアフラムに前記第１の圧力を伝達する第１の圧力導入路と、
前記第１のダイアフラムと前記第２のダイアフラムに前記第２の圧力を伝達する第２の圧力導入路とを備え、
前記ダイアフラムベースは、
前記第１の圧力を有する計測対象の流体を直接受ける第３のダイアフラムと、
前記第２の圧力を有する計測対象の流体を直接受ける第４のダイアフラムと、
前記第１の圧力導入路と連通して前記第３のダイアフラムが受けた前記第１の圧力を前記第１の圧力導入路および前記第１のダイアフラムへと伝達する第３の圧力導入路と、
前記第２の圧力導入路と連通して前記第４のダイアフラムが受けた前記第２の圧力を前記第２の圧力導入路および前記第２のダイアフラムへと伝達する第４の圧力導入路とを備え、
前記第１の圧力導入路から前記第３の圧力導入路には、前記第１のダイアフラムに前記第１の圧力を伝達することが可能な第１の圧力伝達媒体が封入され、前記第２の圧力導入路から前記第４の圧力導入路には、前記第１のダイアフラムと前記第２のダイアフラムに前記第２の圧力を伝達することが可能な第２の圧力伝達媒体が封入されるとともに、前記第１の圧力導入路から前記第３の圧力導入路の何れかの途中に前記第１の圧力伝達媒体の量と前記第２の圧力伝達媒体の量とを実質的に同じにする調整構造を備えるセンサ素子。
前記調整構造は、前記第１の圧力伝達媒体の量と前記第２の圧力伝達媒体の量とが実質的に同じになるように、前記第１の圧力導入路の途中に設けられた液量調整室である、請求項１記載のセンサ素子。
前記調整構造は、前記第１の圧力伝達媒体の量と前記第２の圧力伝達媒体の量とが実質的に同じになるように、前記第３の圧力導入路の途中に設けられた液量調整室である、請求項１記載のセンサ素子。