JP2023016118A - 圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が小さい状態でキャラクタリゼーションを行うことが可能な圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールを提供する。【解決手段】基板１６上のセンサパッケージ１７を有しかつセンサパッケージ１７から延びる第１および第２の圧力導入パイプ１８，１９を有する圧力センサ１４を収容し、圧力センサ１４のキャラクタリゼーションを行うために用いられる圧力センサ１４のキャラクタリゼーション用モジュール１１である。基板１６の周縁部と係合して基板１６を収容保持する基板保持部２７と、第１および第２の圧力導入パイプ１８，１９の先端の第１および第２のワッシャ３５，３６を挿通するとともに外部からの流体圧力が第１および第２の圧力導入パイプ１８，１９に伝達されることを可能とする第１および第２のワッシャ挿通孔５３，５４とを有する圧力センサ保持部材１５を備えている。【選択図】 図１１

Description

本発明は、圧力センサに対してキャラクタリゼーションを行うために用いる圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールに関する。

工業用の圧力計は、例えば特許文献１に記載されているように、圧力を検出するためにＳｉなどで構成されるセンサ素子を備えている。この種の圧力計は、製造工程が終了した後、キャラクタリゼーションと呼ばれる補正を行ってから次の工程に送られる。キャラクタリゼーションは、周囲の温度や圧力などの周囲の環境の影響を除去するために行われる。

特許文献１に示す圧力測定装置は、図１９に示すように、センサ素子１を収容するセンサヘッダー２と、センサヘッダー２を支持する金属ボディ３およびカバー４などを備えている。この圧力測定装置５は、センサ素子１を測定媒体など外部腐食環境から保護するために、センサ素子１をセンサヘッダー２に収容し、さらに、ステンレス鋼などによって形成された金属ボディ３にセンサヘッダー２が内包される構成が採られている。金属ボディ３内の導圧路６には、センサ素子１に圧力を伝達する圧力伝達媒体としてオイル７が封入されている。センサ素子１は、センサヘッダー２内の配線８を介してカバー４の外部出力ピン９に電気的に接続されている。

特許文献１に示す圧力測定装置５のセンサヘッダー２は、金属ボディ３およびカバー４に溶接して固定されている。この圧力測定装置５においてセンサ素子１のキャラクタリゼーションは、センサヘッダー２を金属ボディ３およびカバー４に溶接した後に外部出力ピン９にキャラクタリゼーション用の基板（図示せず）を接続して行っている。

特開２０２０－１８７０４７号公報

特許文献１に記載された圧力測定装置５では、センサヘッダー２が金属ボディ３およびカバー４に溶接された後にセンサ素子１のキャラクタリゼーションが行われる。このため、キャラクタリゼーションを行うにあたっては、金属ボディ３およびカバー４などの温度もセンサ素子と同温度に保持しなければならない。すなわち、特許文献１に示す圧力測定装置５では、キャラクタリゼーションを行う設備が大型化するとともに、キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が大きいために温度安定化に長い時間が必要になるという問題があった。

本発明の目的は、キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が小さい状態でキャラクタリゼーションを行うことが可能な圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールを提供することである。

この目的を達成するために、本発明に係る圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールは、基板の第１の面上に載置されたセンサパッケージを有しかつ前記センサパッケージから前記基板を貫いて前記基板の第１の面の反対側に延伸して先端にワッシャが設けられた圧力導入パイプを有する圧力センサを収容し、この圧力センサのキャラクタリゼーションを行うために用いられる圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールであって、前記基板の周縁部と係合して前記基板を収容保持する基板保持部と、前記圧力導入パイプの前記ワッシャを挿通するとともに、外部からの流体圧力が前記圧力導入パイプに伝達されることを可能とするワッシャ挿通孔とを有する圧力センサ保持部材を備えたものである。

本発明は、前記圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールにおいて、前記圧力センサ保持部材と係合する保持部材係合部と、外部からの電線と前記基板上の配線とを接続するための電線接続孔とを有し、前記基板の前記第１の面を覆うように前記圧力センサ保持部材と結合することによりハウジングを形成するカバー部材を備えていてもよい。

本発明は、前記圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールにおいて、前記圧力センサ保持部材の底面には、キャラクタリゼーション装置のステージ部上面に形成された凸部または凹部と係合して前記ステージ部上の位置決めを行うための凹部または凸部を有する位置決め部が設けられていてもよい。

本発明によれば、圧力センサを圧力測定装置のボディに組付けることなくキャラクタリゼーションを行うことができる。したがって、キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が小さい状態でキャラクタリゼーションを行うことが可能な圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールを提供することができる。

図１は、本発明に係る圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールの斜視図である。 図２は、圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールの分解斜視図である。 図３は、カバー部材の斜視図である。 図４は、カバー部材と圧力センサ保持部材の一部を拡大して示す斜視断面図である。 図５は、キャラクタリゼーション用モジュールの斜視断面図である。 図６は、圧力測定装置ボディを破断して示す圧力測定装置の分解斜視図である。 図７は、センサパッケージと圧力導入パイプの斜視断面図である。 図８は、圧力センサの分解斜視図である。 図９は、圧力センサ保持部材の斜視図である。 図１０は、圧力センサ保持部材と基板の一部を拡大して示す斜視断面図である。 図１１は、キャラクタリゼーション用モジュールの斜視断面図である。 図１２は、キャラクタリゼーション装置の斜視図である。 図１３は、キャラクタリゼーション装置の一部の斜視断面図である。 図１４は、台座部材の一部を示す斜視図である。 図１５は、キャラクタリゼーション装置とキャラクタリゼーション用モジュールの一部を拡大して示す断面図である。 図１６は、キャラクタリゼーション装置とキャラクタリゼーション用モジュールの一部を拡大して示す断面図である。 図１７は、ワッシャ押さえピンを示す斜視図である。 図１８は、トグルクランプの動作を説明するための側面図である。 図１９は、従来の圧力測定装置の断面図である。

以下、本発明に係る圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールの一実施の形態を図１～図１８を参照して詳細に説明する。
図１に示すキャラクタリゼーション用モジュール１１は、保管、運搬時の形態で、有底円筒状のカバー部材１２と、カバー部材１２の開口部を閉塞して内部を保護するキャップ１３とを備えている。キャラクタリゼーションを行うときには、カバー部材１２からキャップ１３が取外される。以下において、キャラクタリゼーション用モジュール１１の説明を行ううえで方向を示すにあたっては、キャラクタリゼーション用モジュール１１をキャラクタリゼーション時の姿勢として説明する。キャラクタリゼーション時の姿勢とは、図１に示すカバー部材１２の底壁１２ａが上方を指向する姿勢である。

カバー部材１２とキャップ１３の中には、図２に示すように、圧力センサ１４と、圧力センサ保持部材１５とが収容されている。圧力センサ１４は、詳細は後述するが、基板１６の第１の面１６ａ上に載置されたセンサパッケージ１７と第１、第２の圧力導入パイプ１８，１９などを備えている。
カバー部材１２は、キャラクタリゼーション用モジュール１１のハウジングを形成するもので、圧力センサ１４の基板１６の第１の面１６ａを覆うように圧力センサ保持部材１５に結合される。

図３（Ａ）に示すように、このカバー部材１２の底壁１２ａ｛図３（Ａ）においては上側の壁｝には、二つの挿通孔２１，２２が形成されている。これらの挿通孔２１，２２は、後述するキャラクタリゼーション時に押圧用の部品を挿通するための孔である。
図３（Ｂ）に示すように、カバー部材１２の周壁１２ｂには、保持部材係合部２３と、電線接続孔２４と、基板位置決めガイド２５とが設けられている。

保持部材係合部２３は、後述する圧力センサ保持部材１５と係合するモジュール取付フック２６によって構成されている。このモジュール取付フック２６は、カバー部材１２の径方向に撓むことができるように形成されており、図４に示すように、圧力センサ保持部材１５の基板保持部２７に係止される。モジュール取付フック２６が基板保持部２７に係止されることにより、カバー部材１２が圧力センサ保持部材１５に結合される。
電線接続孔２４は、キャラクタリゼーション時に図示していないキャラクタリゼーション用回路からの電線２８（図１２参照）を通すための孔である。

基板位置決めガイド２５は、カバー部材１２を圧力センサ保持部材１５に取付ける際にカバー部材１２の周方向の位置を決めるためのものである。カバー部材１２を圧力センサ保持部材１５に取付ける際に周方向の角度が１８０度異なると、基板位置決めガイド２５が基板１６上のコネクタ３０（図５参照）と干渉してカバー部材１２を取付けることができないように構成されている。

図３（Ｂ）に示すように、基板位置決めガイド２５には凹部２５ａが形成されている。凹部２５ａは、図５に示すように、圧力センサ保持部材１５の位置決め用突起２９と係合するように形成されている。
キャップ１３は、図５に示すように、カバー部材１２の開口端部に外側から嵌合する有底円筒状に形成されている。

圧力センサ１４は、図６に示すように、図６において最も上に位置するセンサパッケージ１７と、センサパッケージ１７に一端が接続された第１および第２の圧力導入パイプ１８，１９と、センサパッケージ１７が載置されて固定される基板１６とによって構成されている。
センサパッケージ１７は、図７に示すように、センサケース３１の内部に圧力センサチップ３２を収容して構成されている。

第１および第２の圧力導入パイプ１８，１９は、クランク状に曲げられた第１および第２の細管３３，３４と、これらの細管３３，３４の一端（下端）に溶接された第１および第２のワッシャ３５，３６とによって構成されている。第１および第２の細管３３，３４の他端（上端）は、センサケース３１の底壁３１ａを貫通して圧力センサチップ３２に接合されている。センサケース３１の底壁３１ａには、電極パッド３７が設けられている。電極パッド３７は、センサパッケージ１７を基板１６に搭載するときに基板１６の半田付け用ランド３８（図６および図８参照）に接続される。この電極パッド３７は、図示してはいないが、センサケース３１内の配線と、センサケース３１と圧力センサチップ３２との間に架け渡されたボンディングワイヤなどを介して圧力センサチップ３２に電気的に接続されている。

基板１６は、図８に示すように、略円板状に形成され、円形の二つの貫通穴４１，４１と、これらの貫通穴４１，４１どうしを接続するスリット４２と、コネクタ３０を接続するための複数の穴４３などが形成されている。４１貫通穴は、圧力センサ１４の第１および第２のワッシャ３５，３６を通すために形成されている。スリット４２は、第１および第２の圧力導入パイプ１８，１９の第１、第２の細管３３，３４を通すために形成されている。第１および第２の圧力導入パイプ１８，１９は、貫通穴４１とスリット４２とを通って基板１６を貫いて基板１６の第１の面１６ａの反対側に延伸している。

また、基板１６の第１の面１６ａには、センサケース３１を接続するための半田付け用ランド３８が設けられている。この半田付け用ランド３８は、図示していない配線パターンを介してコネクタ３０に電気的に接続される。コネクタ３０は、本発明でいう「基板上の配線」の先端となるものである。

基板１６の周縁部には、一対の切欠き４４，４４と、平坦部４５とが形成されている。切欠き４４は、基板１６を周方向に２等分する位置にそれぞれ設けられており、後述する圧力センサ保持部材１５の基板取付フック４６（図２参照）が挿入される。
平坦部４５は、上述したカバー部材１２の基板位置決めガイド２５との干渉を避けるために形成されている。

圧力センサ保持部材１５は、圧力センサ１４のキャラクタリゼーションを行うときに後述するキャラクタリゼーション装置４７（図１２参照）にカバー部材１２とともに組み付けられるものである。この実施の形態による圧力センサ保持部材１５は、キャラクタリゼーションが終了した後に圧力センサ１４や基板１６などと共に圧力測定装置ボディ４８（図６参照）に組み込まれる。キャラクタリゼーション装置４７と圧力測定装置ボディ４８の説明は後述する。

圧力センサ保持部材１５は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、上方に向けて開口する有底円筒状に形成されている。圧力センサ保持部材１５の上端部には、基板１６を収容保持する基板保持部２７が設けられている。基板保持部２７は、圧力センサ保持部材１５の周壁５１の上端５１ａと、上端５１ａから上方に向けて突出する位置決め用突起２９および基板取付フック４６などによって構成されている。上端５１ａは平坦に形成されている。
基板取付フック４６は、圧力センサ保持部材１５の径方向に撓むことができるように形成されており、図１０に示すように、基板１６の切欠き４４に挿入されて基板１６に係合する。基板１６は、基板１６の下面の周縁が上端５１ａ上に載置された状態で、基板取付フック４６と係合して圧力センサ保持部材１５に保持される。

図９（Ｂ）に示すように、圧力センサ保持部材１５の底壁５２には、第１のワッシャ挿通孔５３と第２のワッシャ挿通孔５４とが形成されている。第１のワッシャ挿通孔５３は、圧力センサ１４の第１のワッシャ３５を挿通するための孔であり、第２のワッシャ挿通孔５４は、第２のワッシャ３６を挿通するための孔である。第１のワッシャ挿通孔５３に第１のワッシャ３５が挿入され、第２のワッシャ挿通孔５４に第２のワッシャ３６が挿入されることにより、外部からの（後述するキャラクタリゼーション装置４７や圧力測定装置ボディ４８からの）流体圧力が圧力導入パイプ１８，１９に伝達されることが可能になる。

図９（Ａ）に示すように、底壁５２の上面には、これらの第１および第２のワッシャ挿通孔５３，５４を囲むように突条５５，５６が形成されている。これらの突条５５，５６には、第１および第２の細管３３，３４を通すためのパイプ位置決め溝５７が形成されている。図１１に示すように、パイプ位置決め溝５７の溝壁となる突条の上端部には、第１および第２の細管３３，３４が溝内に導かれるように丸められた丸み部５７ａが形成されている。

図９（Ｂ）に示すように、圧力センサ保持部材１５の底面５２ａ（底壁５２の下面）には、３つの突起５８からなる位置決め部５９が設けられている。位置決め部５９の突起５８は、圧力センサ保持部材１５がキャラクタリゼーション装置４７や圧力測定装置ボディ４８の正しい位置に取付けられるようにキャラクタリゼーション装置４７や圧力測定装置ボディ４８に対する圧力センサ保持部材１５の位置決めを行うものである。

この実施の形態においては、これらの突起５８が本発明でいう「圧力センサ保持部材の底面に設けられた凸部」に相当する。これらの突起５８は、円柱状に形成されて底壁５２から下方に向けて突出している。また、これらの突起５８は、第１のワッシャ挿通孔５３と第２のワッシャ挿通孔５４とを結ぶ仮想線Ｌを中心にして一方（例えば前方）と他方（例えば後方）とに振り分けられるように形成されている。図９（Ｂ）に示す圧力センサ保持部材１５においては、仮想線Ｌより一方（前方）に二つの突起５８が設けられ、仮想線Ｌより他方（後方）には一つの突起５８が設けられている。すなわち、突起５８の個数、位置を前後で非対称にしている。

圧力センサ保持部材１５は、キャラクタリゼーション用モジュール１１の骨格をなす部品である。図１１に示すように、圧力センサ保持部材１５の内部に圧力センサ１４を収容した状態で圧力センサ保持部材１５の外側にカバー部材１２とキャップ１３とを取付けることによって、キャラクタリゼーション用モジュール１１が組み立てられる。キャラクタリゼーション用モジュール１１は、図１１に示す形態で保管、運搬され、キャラクタリゼーション時にはキャップ１３が取外された形態で後述するキャラクタリゼーション装置４７に装填される。図１１に示すように、保管、運搬形態においては、キャップ１３の内側底面１３ａと圧力センサ保持部材１５との間および第１、第２のワッシャ３５，３６との間に隙間が形成されている。

キャラクタリゼーション装置４７は、圧力センサ１４をキャラクタリゼーション用モジュール１１に収容した状態で圧力センサ１４のキャラクタリゼーションを行うためのもので、図１２に示すように、キャラクタリゼーション用モジュール１１が載せられる台座部材６１と、キャラクタリゼーション時に台座部材６１に対するキャラクタリゼーション用モジュール１１の移動を規制するモジュール固定部６２とを備えている。このキャラクタリゼーション装置４７は、後述する圧力測定装置ボディ４８より熱容量が小さくなるように形成されている。

台座部材６１は、金属材料によって所定の形状に形成されている。台座部材６１の上面には、キャラクタリゼーション用モジュール１１の底面と当接してキャラクタリゼーション用モジュール１１を支持するステージ部６３が設けられている。台座部材６１の一側部と他側部とには、図１３に示すように、圧力センサ１４のキャラクタリゼーションのために用いられる試験流体（図示せず）の圧力を導入する第１の試験流体導入孔６４と第２の試験流体導入孔６５とが形成されている。台座部材６１の内部には、これらの第１、第２の試験流体導入孔６４，６５からステージ部６３に向けて延びる第１の圧力導入路６６および第２の圧力導入路６７が形成されている。

ステージ部６３は、図１４（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１および第２のワッシャ挿入孔６８，６９と、３つの位置決め穴７０と、これらの第１および第２のワッシャ挿入孔６８，６９、位置決め穴７０を囲む一つの環状溝７１とが形成されている。第１および第２のワッシャ挿入孔６８，６９は、図１５および図１６に示すように、ステージ部６３上に載置された圧力センサ保持部材１５の第１および第２のワッシャ挿通孔５３，５４と対向する位置に、第１および第２のワッシャ３５，３６を挿入可能な形状に形成されている。上述した第１の圧力導入路６６は第１のワッシャ挿入孔６８に開口している。第２の圧力導入路６７は、第２のワッシャ挿入孔６９に開口している。

第１および第２のワッシャ挿入孔６８，６９の内部には、ステージ部６３と第１および第２のワッシャ３５，３６との間をシールするためのＯリング７２がそれぞれ挿入されている。Ｏリング７２は、第１および第２のワッシャ挿入孔６８，６９の中に形成されたＯリング溝７３と第１および第２のワッシャ３５，３６との間に挟まれている。

位置決め穴７０は、圧力センサ保持部材１５の底面５２ａに設けられた位置決め部５９の突起５８と対応する位置に突起５８が嵌合するように形成されている。この実施の形態においては、この位置決め穴７０が本発明でいう「ステージ部上面に形成された凹部」に相当する。
突起５８が位置決め穴７０に嵌合することにより、圧力センサ保持部材１５をステージ部６３上の正しい位置に位置決めすることができる。ここでいう正しい位置とは、カバー部材１２の電線接続孔２４および基板１６上のコネクタ３０がキャラクタリゼーション装置４７の前方を指向するような位置である。
環状溝７１は、カバー部材１２の開口端部を挿入するための溝である。キャラクタリゼーション用モジュール１１は、図１３に示すようにカバー部材１２の開口端部が環状溝７１の底に当接するとともに、第１および第２のワッシャ３５，３６がＯリング７２に接触する状態でステージ部６３の上に載置される。

図１３に示す第１および第２のワッシャ３５，３６には、モジュール固定部６２の一部を構成する第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５が上方から重ねられている。
モジュール固定部６２は、第１および第２のワッシャ３５，３６の上部に一端（下端）が当接する状態で上下方向に延びる棒状の第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５と、これらの第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５の他端（上端）を保持するワッシャ押さえピン保持部材７６と、ワッシャ押さえピン保持部材７６を下方に向けて押すトグルクランプ７７（図１２参照）などによって構成されている。

第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５は、図１６に示すように、カバー部材１２に形成された挿通孔２１，２２を通してキャラクタリゼーション用モジュール１１内に挿入され、基板１６に形成された貫通穴４１を貫通して一端が第１および第２のワッシャ３５，３６の上部に当接している。この実施の形態による第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５は、それぞれ円柱状に形成されており、下端部（ワッシャ側の端部）にそれぞれスリット７８が形成されている。このスリット７８は、第１の圧力導入パイプ１８の第１の細管３３と第２の圧力導入パイプ１９の第２の細管３４との干渉を避けるためのスリット７８で、第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５を径方向に貫通するように形成されている。

第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５の上端部（ワッシャ押さえピン保持部材７６側となる他端部）には、他の部分より外径が小さい小径部７４ａ，７５ａが形成されている。小径部７４ａ，７５ａは、後述するワッシャ押さえピン保持部材７６に穿設されたワッシャ押さえピン挿通孔７９，８０に挿通されている。
小径部７４ａ，７５ａには、図１７に示すように扁平な平坦部８１が形成されている。平坦部８１は、小径部７４ａ，７５ａを周方向に２等分する位置にそれぞれ形成されている。平坦部８１は、上述したスリット７８の延びる方向（図１６においては左右方向）とは直交する方向（図１６の紙面と垂直な方向）に延びるように形成されている。

ワッシャ押さえピン保持部材７６は、金属材料によって平面視矩形の板状に形成されており、図１２に示すように、台座部材６１に上下方向に延びるように立設された複数のガイドロッド８２に昇降自在に支持されている。ワッシャ押さえピン保持部材７６の側面７６ａには貫通孔８３が開口している。貫通孔８３は、図１６に示すように、ワッシャ押さえピン挿通孔７９，８０と直交し、かつ、ワッシャ押さえピン挿通孔７９，８０からワッシャ押さえピン保持部材７６の側面７６ａの開口８３ａまで貫通している。

貫通孔８３のワッシャ押さえピン挿通孔７９，８０に近接する端部は、ネジ孔８３ｂによって構成されている。ネジ孔８３ｂには止めネジ８４がねじ込まれている。
第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５がワッシャ押さえピン保持部材７６のワッシャ押さえピン挿通孔７９，８０に挿通された状態で貫通孔８３の開口８３ａから止めネジ８４を貫通孔８３に挿入し、止めネジ８４の先端が第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５の平坦部８１に当接することによって、第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５の回動が防止される。止めネジ８４が平坦部８１に当接する状態は、スリット７８が第１および第２の細管３３，３４の延びる方向と平行になる状態である。

トグルクランプ７７は、図１８（Ａ），（Ｂ）に示すように、台座部材６１の上であってステージ部６３の後方近傍に取付けられたフレーム９１と、このフレーム９１にリンク機構９２を介して連結されたハンドル９３および押圧子９４などを備えている。このトグルクランプ７７においては、ハンドル９３を図１８（Ａ）に示すように倒すことにより押圧子９４が下がり、ハンドル９３を図１８（Ｂ）に示すように起立させることにより押圧子９４が上昇する。

このように構成されたキャラクタリゼーション装置４７にキャラクタリゼーション用モジュール１１を装填するためには、先ず、図１８（Ｂ）に示すようにトグルクランプ７７のハンドル９３を起立させ、ワッシャ押さえピン保持部材７６をガイドロッド８２から上方に外す。そして、キャラクタリゼーション用モジュール１１をガイドロッド８２で囲まれた空間に上方から挿入し、ステージ部６３に載置させる。その後、ワッシャ押さえピン保持部材７６をガイドロッド８２に通して下方にスライドさせ、図１６に示すように第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５をカバー部材１２の挿通孔２１，２２と基板１６の貫通穴４１とを通して第１および第２のワッシャ３５，３６に当接させる。

このようにキャラクタリゼーション用モジュール１１がステージ部６３上に載置固定された状態であって、かつ、第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５がワッシャ押さえピン保持部材７６により保持された状態で、図１８（Ａ）に示すようにトグルクランプ７７のハンドル９３を倒す。ハンドル９３が倒されることにより、押圧子９４がワッシャ押さえピン保持部材７６の上面側からステージ部６３に向かって押圧力を印加する。

この押圧力が第１および第２のワッシャ押さえピン７４，７５に伝達されることにより、第１および第２のワッシャ３５，３６がステージ部６３に向けて押圧されてＯリング７２が圧縮され、第１および第２の圧力導入路６６，６７から第１および第２のワッシャ３５，３６内に至る導圧経路からの漏洩が阻止されるようになる。この押圧状態は、キャラクタリゼーションが終了するまで維持される。

キャラクタリゼーションは、キャラクタリゼーション用モジュール１１のコネクタ３０にキャラクタリゼーション用回路から延びる電線２８（図１２参照）を接続した状態で、キャラクタリゼーション装置４７を所定の検査温度として第１および第２の試験流体導入孔６４，６５に所定の流体圧を加えて行う。このキャラクタリゼーションを行うことにより、圧力センサチップ３２のセンサ出力の直線性、温度特定、静圧特性などが補正され、周囲の温度や圧力などの周囲の環境の影響を除去することができるようになる。

キャラクタリゼーションが終了した後、キャラクタリゼーション用モジュール１１をキャラクタリゼーション装置４７から取外し、圧力測定装置ボディ４８に取付ける。この取付作業は、キャラクタリゼーション用モジュール１１からカバー部材１２を取外して行う。
圧力測定装置ボディ４８は、図６に示すように、キャラクタリゼーション用モジュール１１の圧力センサ保持部材１５を収容する有底円筒状のセンサ収容部１０１を有している。センサ収容部１０１の底部には、第１および第２のワッシャ３５，３６が挿入される第１および第２の穴１０２，１０３と、圧力センサ保持部材１５の３つの突起５８が嵌合する３つの穴１０４（図６には二つの穴１０４のみが図示されている）と、圧力センサ保持部材１５が載置される載置面１０５などが形成されている。

第１および第２の穴１０２，１０３の穴壁面には、第１および第２のワッシャ３５，３６が抵抗溶接によって溶接される。
第１および第２の穴１０２，１０３には、圧力測定装置ボディ４８内に形成された第１および第２の導圧路１０６，１０７が開口している。第１、第２の導圧路１０６，１０７は、圧力測定装置ボディ４８に形成された第１の圧力伝達室１０８および第２の圧力伝達室１０９と、第１および第２の穴１０２，１０３とを連通している。この第１、第２の導圧路１０６，１０７の中には、図示してはいないが、圧力伝達媒体が充填される。

第１の圧力伝達室１０８は、第１の受圧ダイアフラム１１０を壁の一部として形成され、第１の受圧ダイアフラム１１０に加えられた第１のプロセス流体の圧力が第１の受圧ダイアフラム１１０を介して伝達される。
第２の圧力伝達室１０９は、第２の受圧ダイアフラム１１１を壁の一部として形成され、第２の受圧ダイアフラム１１１に加えられた第２のプロセス流体の圧力が第２の受圧ダイアフラム１１１を介して伝達される。

第１の圧力伝達室１０８に加えられた圧力は、第１の導圧路１０６と第１の圧力導入パイプ１８とを介して圧力センサチップ３２に伝達される。
第２の圧力伝達室１０９に加えられた圧力は、第２の導圧路１０７と第２の圧力導入パイプ１９とを介して圧力センサチップ３２に伝達される。
このため、第１のプロセス流体の圧力と第２のプロセス流体の圧力との圧力差を圧力センサチップ３２によって測定することができる。

上述した実施の形態によれば、圧力センサ保持部材１５に圧力センサ１４を装着して形成されたキャラクタリゼーション用モジュール１１を圧力測定装置ボディ４８より小さい（熱容量が小さい）キャラクタリゼーション装置４７に装填して圧力センサ１４のキャラクタリゼーションを行うことができる。このため、この実施の形態によるキャラクタリゼーション用モジュール１１によれば、キャラクタリゼーションで温度を一定にする対象物の熱容量が小さい状態でキャラクタリゼーションを行うことが可能になる。
したがって、この実施の形態によるキャラクタリゼーション用モジュール１１を使用することにより、キャラクタリゼーションを行う設備の小型化を図ることができるとともに、キャラクタリゼーション時に短時間で温度が安定するようになる。

この実施の形態によるキャラクタリゼーション用モジュール１１は、圧力センサ保持部材１５と係合する保持部材係合部２３と、外部からの電線２８と基板１６上の配線とを接続するための電線接続孔２４とを有している。また、キャラクタリゼーション用モジュール１１は、基板１６の第１の面１６ａを覆うように圧力センサ保持部材１５と結合することによりハウジングを形成するカバー部材１２を備えている。このため、圧力センサ１４をカバー部材１２で覆って保護した状態でキャラクタリゼーションを行うことができる。

この実施の形態による圧力センサ保持部材１５の底面５２ａには、キャラクタリゼーション装置４７のステージ部上面に形成された位置決め穴７０（凹部）と係合してステージ部６３上の位置決めを行うための突起５８（凸部）を有する位置決め部５９が設けられている。このため、キャラクタリゼーション用モジュール１１をキャラクタリゼーション装置４７の正しい位置に装填することができるし、コネクタ３０や第１および第２のワッシャ３５，３６を正しい位置に位置付けることができる。

上述した実施の形態においては、圧力センサ保持部材１５の底面に位置決め部５９の凸部として３つの突起５８を設け、ステージ部６３に凹部として位置決め穴７０を設ける例を示した。しかし、本発明はこのような限定にとらわれることはなく、圧力センサ保持部材１５の底面５２ａに複数の凹部を設け、この凹部に係合する凸部をステージ部６３に設けることができる。凹部と凸部の数も３つに限定されることはなく、２つあるいは４つ以上でもよい。

１１…キャラクタリゼーション用モジュール、１２…カバー部材、１４…圧力センサ、１５…圧力センサ保持部材、１６…基板、１６ａ…第１の面、１７…センサパッケージ、１８…第１の圧力導入パイプ、１９…第２の圧力導入パイプ、２１，２２…挿通孔、２３…保持部材係合部、２４…電線接続孔、２７…基板保持部、２８…外部からの電線、３５…第１のワッシャ、３６…第２のワッシャ、４７…キャラクタリゼーション装置、５２ａ…底面、５３…第１のワッシャ挿通孔、５４…第２のワッシャ挿通孔、５８…突起、５９…位置決め部、６３…ステージ部、７０…位置決め穴。

Claims (3)

1. 基板の第１の面上に載置されたセンサパッケージを有しかつ前記センサパッケージから前記基板を貫いて前記基板の第１の面の反対側に延伸して先端にワッシャが設けられた圧力導入パイプを有する圧力センサを収容し、この圧力センサのキャラクタリゼーションを行うために用いられる圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールであって、
   前記基板の周縁部と係合して前記基板を収容保持する基板保持部と、
   前記圧力導入パイプの前記ワッシャを挿通するとともに、外部からの流体圧力が前記圧力導入パイプに伝達されることを可能とするワッシャ挿通孔とを有する圧力センサ保持部材
   を備えたことを特徴とする圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュール。
2. 請求項１に記載の圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールにおいて、
   前記圧力センサ保持部材と係合する保持部材係合部と、
   外部からの電線と前記基板上の配線とを接続するための電線接続孔とを有し、
   前記基板の前記第１の面を覆うように前記圧力センサ保持部材と結合することによりハウジングを形成するカバー部材
   を備えたことを特徴とする圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュール。
3. 請求項１または２に記載の圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュールにおいて、
   前記圧力センサ保持部材の底面には、キャラクタリゼーション装置のステージ部上面に形成された凸部または凹部と係合して前記ステージ部上の位置決めを行うための凹部または凸部を有する位置決め部が設けられていることを特徴とする圧力センサのキャラクタリゼーション用モジュール。

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