JP2905131B2 - Absolute pressure measuring device - Google Patents

Absolute pressure measuring device

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JP2905131B2
JP2905131B2 JP29810295A JP29810295A JP2905131B2 JP 2905131 B2 JP2905131 B2 JP 2905131B2 JP 29810295 A JP29810295 A JP 29810295A JP 29810295 A JP29810295 A JP 29810295A JP 2905131 B2 JP2905131 B2 JP 2905131B2
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徳秀 野村
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流体等の被測定物
の絶対圧を測定する絶対圧測定装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an absolute pressure measuring device for measuring an absolute pressure of an object to be measured such as a fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、被測定物のゲージ圧を測定す
るといった大気圧を基準とした測定を行うゲージ圧測定
装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a gauge pressure measuring apparatus for performing measurement based on atmospheric pressure, such as measuring a gauge pressure of an object to be measured.

【0003】従来のゲージ圧測定装置は、大気を導入す
るための大気用ポート及び被測定物を導入するための被
測定物用ポートとを備えている。大気用ポートから導入
された大気は装置内の大気室に取り込まれ、被測定物用
ポートから導入された被測定物は装置内の被測定室に取
り込まれる。大気室と被測定室との境界には歪ゲージを
備えたダイヤフラムが設けられており、ダイヤフラムが
大気圧と被測定物の圧力との差圧によって歪曲した時
に、歪ゲージは変化する。なお、歪ゲージの変化とは、
例えば歪ゲージが電気的抵抗によって構成されていると
きには、その抵抗における抵抗率が変化することをい
う。そして、歪ゲージの変化によって得られる信号によ
って、被測定物のゲージ圧を測定する。この信号とは、
例えば電気信号の類であり、この電気信号に基づいて適
当な演算処理回路,表示装置等を介して測定されたゲー
ジ圧が利用者に告知される。
[0003] A conventional gauge pressure measuring device is provided with an atmospheric port for introducing air and an object port for introducing an object. The atmosphere introduced from the atmosphere port is taken into the atmosphere chamber in the device, and the object to be measured introduced from the object port is taken into the object chamber in the device. A diaphragm provided with a strain gauge is provided at a boundary between the atmosphere chamber and the chamber to be measured, and the strain gauge changes when the diaphragm is distorted by a pressure difference between the atmospheric pressure and the pressure of the object to be measured. In addition, the change of the strain gauge is
For example, when the strain gauge is constituted by an electric resistance, it means that the resistivity at the resistance changes. Then, the gauge pressure of the measured object is measured based on the signal obtained by the change of the strain gauge. This signal is
For example, the gauge pressure is a kind of an electric signal, and a gauge pressure measured based on the electric signal via an appropriate arithmetic processing circuit, a display device, or the like is notified to a user.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、測定すべき
環境によっては、粉塵や水滴等が大気用ポートに付着等
するために、大気を大気室に取り込むことが困難になる
場合や、粉塵や水滴が大気ポートから大気室内に侵入す
ることによって、大気室内に設けられたゲージ圧センサ
と接続された演算処理用の電子回路等が故障又は破損し
てしまう恐れがある。そこで、長い導入管を大気用ポー
トに接続し、クリーンな外部環境から大気を導入するこ
とによって上記の問題を解決していた。しかしながら、
離れた場所から導入管を測定場所まで引込み、大気用ポ
ートに接続することは面倒であり、その作業に手間がか
かっていた。
However, depending on the environment to be measured, dust and water droplets may adhere to the air port, making it difficult to take the air into the air chamber. May invade into the atmosphere chamber from the atmosphere port, and there is a possibility that an electronic circuit for arithmetic processing and the like connected to the gauge pressure sensor provided in the atmosphere chamber may be broken or damaged. Therefore, the above problem has been solved by connecting a long introduction pipe to the atmosphere port and introducing the atmosphere from a clean external environment. However,
It was troublesome to draw the introduction pipe from a remote location to the measurement location and connect it to the air port, which was troublesome.

【0005】そこで、ゲージ圧センサに代えて真空圧に
対する被測定物の圧力、すなわち絶対圧を測定する絶対
圧センサを用いて上記問題を解消したものも製品化され
ているが、絶対圧センサはゲージ圧センサに比べかなり
高価であり、装置の製造コスト面で問題があった。
[0005] In order to solve the above-mentioned problem, an absolute pressure sensor that measures the pressure of an object to be measured relative to a vacuum pressure, that is, an absolute pressure, has been commercialized instead of the gauge pressure sensor. It is considerably more expensive than the gauge pressure sensor, and there is a problem in the manufacturing cost of the device.

【0006】また、圧力センサには耐圧性において限界
があるが、この限界内において、可能な測定範囲を有効
に利用することができないといった問題があった。つま
り、例えば圧力センサの耐圧限界が±10気圧である場
合、大気室内の大気圧が1気圧であれば、測定室内に導
入される被測定物の圧力限界は、その差圧を考慮すると
11気圧までとなる。従って、圧力センサの耐圧限界で
ある20気圧の範囲を充分に利用することができないと
いった問題がある。
[0006] Further, the pressure sensor has a limit in pressure resistance, but within this limit, there is a problem that a possible measurement range cannot be used effectively. That is, for example, if the pressure resistance limit of the pressure sensor is ± 10 atm, if the atmospheric pressure in the atmosphere chamber is 1 atm, the pressure limit of the object to be measured introduced into the measurement chamber is 11 atm in consideration of the differential pressure. Up to. Therefore, there is a problem that the range of 20 atm, which is the withstand pressure limit of the pressure sensor, cannot be fully utilized.

【0007】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、高価な絶対圧センサを用いなくとも絶対圧
の測定を可能とすることに加えて、圧力センサの圧力測
定の可能範囲を耐圧限界内においてより拡大することに
ある。
The present invention has been made by paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to make it possible to measure an absolute pressure without using an expensive absolute pressure sensor, and to further expand a possible pressure measurement range of the pressure sensor within a withstand pressure limit.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の絶対圧
測定装置の発明では、被測定物の絶対圧を測定する絶対
圧測定装置において、気体を外部から密閉した状態で収
納する密閉室と、該密閉室内に密閉された気体の圧力と
被測定物の圧力との差圧を検知して、その差圧に応じた
出力を行う差圧検知部と、前記密閉室内の圧力変動を補
償する補償手段とを備え、前記補償手段は、密閉室の体
積を変化させることが可能である体積可変部材である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an absolute pressure measuring apparatus for measuring an absolute pressure of an object to be measured. A differential pressure detecting unit that detects a differential pressure between a pressure of a gas sealed in the closed chamber and a pressure of an object to be measured, and performs an output according to the differential pressure, and compensates for pressure fluctuation in the closed chamber. Compensating means , wherein the compensating means comprises a body of a closed chamber.
It is a volume variable member capable of changing the product.

【0009】請求項2に記載の発明では、被測定物の絶
対圧を測定する絶対圧測定装置において、気体を外部か
ら密閉した状態で収納する密閉室と、該密閉室内に密閉
された気体の圧力と被測定物の圧力との差圧を検知し
て、その差圧に応じた出力を行う差圧検知部と、前記密
閉室内の圧力変動を補償する補償手段とを備え、前記密
閉室内には、差圧検知部の耐圧限界内において大気圧よ
りも高圧の気体を封入した。
According to the second aspect of the present invention, the object to be measured is isolated.
In an absolute pressure measuring device that measures counter pressure, the gas
And a closed room that is housed in a sealed state
Detects the pressure difference between the measured gas pressure and the measured object pressure.
A differential pressure detecting section for performing an output corresponding to the differential pressure,
And compensating means for compensating for pressure fluctuations in the closed chamber.
In a closed room, the atmospheric pressure is within the pressure limit of the differential pressure detector.
A high-pressure gas was sealed.

【0010】請求項3に記載の発明では、請求項2に記
載の絶対圧測定装置において、前記補償手段は、密閉室
の体積を変化させることが可能である体積可変部材によ
り構成されるものである
[0010] According to the third aspect of the present invention, the second aspect of the present invention is provided.
In the above absolute pressure measuring device, the compensating means is a closed chamber.
Variable volume member that can change the volume of
It is configured .

【0011】請求項4に記載の発明では、請求項2に記
載の絶対圧測定装置において、前記補償手段は、密閉室
内の気体の温度を検知して、その温度に応じた出力を行
う温度検知部と、該温度検知部により検知された温度変
化に伴う圧力変化分を補償する温度補償手段とから構成
されるものである。
According to the fourth aspect of the present invention, the second aspect of the present invention is provided.
In the above absolute pressure measuring device, the compensating means is a closed chamber.
Detects the temperature of the gas inside, and outputs according to that temperature.
Temperature detecting section and a temperature change detected by the temperature detecting section.
Temperature compensation means to compensate for the pressure change due to
Is what is done.

【0012】従って、請求項1〜4に記載の発明は次に
ような作用を奏する。請求項1及び請求項2に記載の発
明においては、密閉室内に気体が外部から完全密閉され
た状態で収納されている。そして、差圧検知部によっ
て、密閉室内の気体の圧力と被測定物の圧力との差圧が
検知され、その差圧に応じた出力が行われることによっ
て、被測定物の絶対圧が測定される。さらに、密閉室内
の気体の圧力が変動したときには、補償手段により変動
した圧力が補償される。
Accordingly, the first to fourth aspects of the present invention have the following effects. According to the first and second aspects of the present invention, the gas is housed in the closed chamber in a state of being completely sealed from the outside. Then, the differential pressure detector detects the differential pressure between the pressure of the gas in the closed chamber and the pressure of the device under test, and outputs an output corresponding to the pressure difference, thereby measuring the absolute pressure of the device under test. You. Further, when the pressure of the gas in the closed chamber fluctuates, the fluctuating pressure is compensated by the compensating means.

【0013】又、請求項1及び請求項3に記載の発明に
おいては、密閉室内の体積が体積可変部材を介して変化
されることにともなって、変動した圧力が補償されて被
測定物の絶対圧が測定される。
According to the first and third aspects of the present invention, since the volume in the closed chamber is changed via the variable volume member, the fluctuating pressure is compensated and the absolute value of the object to be measured is compensated. The pressure is measured.

【0014】請求項に記載の発明においては、前記密
閉室内には、差圧検知部の耐圧限界内において、大気圧
よりも高圧の気体を封入してあるため、差圧検知部の耐
圧範囲が有効利用される。
In the second aspect of the present invention, the density
In a closed room, the atmospheric pressure is within the pressure limit of the differential pressure detector.
The higher pressure gas is sealed, so the differential pressure detector
The pressure range is used effectively.

【0015】請求項4に記載の発明においては、密閉室
内に設けられた温度検知部によって気体の温度が検知さ
れ、その温度に応じた出力がされる。そして、温度変化
にともなう気体の圧力変化分が、温度補償手段により補
償されて被測定物の絶対圧が測定される。
According to the fourth aspect of the present invention, the closed chamber is provided.
The temperature of the gas is detected by the temperature detector
And outputs an output according to the temperature. And the temperature change
The pressure change of the gas accompanying the
Then, the absolute pressure of the object is measured.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)以下、本発明である絶対圧測定装置
の第1の実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
(First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of an absolute pressure measuring device according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0017】図1に示すように、絶対圧測定装置11の
本体ケース12は、下部本体13、中部本体14及び上
部本体15から構成されている。下部本体13には、被
測定物を導入する被測定物用ポート16が設けられると
ともに、センサケース17を支持する支持部18が設け
られている。
As shown in FIG. 1, a main body case 12 of the absolute pressure measuring device 11 comprises a lower main body 13, a middle main body 14, and an upper main body 15. The lower body 13 is provided with an object port 16 for introducing an object to be measured, and a support 18 for supporting the sensor case 17.

【0018】支持部18に支持されるセンサケース17
の下部には、被測定物用ポート16から導入された被測
定物の圧力P2が作用するダイヤフラム21が設けられ
ている。第1の電子回路基板22はセンサケース17上
に配置されており、第1の電子回路基板22には耐圧限
界がP10であるゲージ圧センサ23が電気的に接続さ
れている。ゲージ圧センサ23は、差圧検知部を構成し
ている。そして、ダイヤフラム21とゲージ圧センサ2
3との間には、シリコンオイルよりなる絶縁体24が介
在されており、ダイヤフラム21に作用する被測定物の
圧力P2をゲージ圧センサ23に伝達する。また、第2
の電子回路基板25が第1の電子回路基板22の上方の
センサケース17に支持されており、第1の電子回路基
板22とリード線26によって電気的に接続される。
The sensor case 17 supported by the support 18
Is provided with a diaphragm 21 on which a pressure P2 of the object to be measured introduced from the object port 16 acts. The first electronic circuit board 22 is disposed on the sensor case 17, and a gauge pressure sensor 23 having a withstand voltage limit of P10 is electrically connected to the first electronic circuit board 22. The gauge pressure sensor 23 forms a differential pressure detecting unit. Then, the diaphragm 21 and the gauge pressure sensor 2
An insulator 24 made of silicone oil is interposed between the pressure sensor 3 and the pressure sensor 3 to transmit the pressure P2 of the object to be measured acting on the diaphragm 21 to the gauge pressure sensor 23. Also, the second
The electronic circuit board 25 is supported by the sensor case 17 above the first electronic circuit board 22, and is electrically connected to the first electronic circuit board 22 by the lead wire 26.

【0019】中部本体14には、上方が開口した中空孔
31が設けられている。さらに、中部本体14には、圧
力調節用孔34が前記中空孔31に対して平行に設けら
れており、さらに圧力調節用孔34の一部にはネジ孔6
1が設けられている。体積可変部材としての圧力調節用
ピストン33には、ネジ孔61と係合するネジ部62が
設けられるとともに、圧力調節用ピストン33を圧力調
節用孔34内に挿入させるための挿入口63、及び圧力
調節用孔34側とネジ孔61側とを気密性を保持して隔
離するための0リング64が設けられている。圧力調節
用ピストン33はネジ作用によって圧力調節用孔34内
を移動可能である。
The central body 14 is provided with a hollow hole 31 which is open at the top. Further, a pressure adjusting hole 34 is provided in the middle main body 14 in parallel with the hollow hole 31, and a part of the pressure adjusting hole 34 has a screw hole 6.
1 is provided. The pressure adjusting piston 33 as a volume variable member is provided with a screw portion 62 that engages with the screw hole 61, and an insertion port 63 for inserting the pressure adjusting piston 33 into the pressure adjusting hole 34, and An O-ring 64 is provided for isolating the pressure adjustment hole 34 side and the screw hole 61 side while maintaining airtightness. The pressure adjusting piston 33 is movable in the pressure adjusting hole 34 by a screw action.

【0020】一方、圧力の微調節を行うための体積可変
部材としてのニードル35が挿入される微調節用孔36
が、圧力調節用孔34に直交して設けられているととも
に、。微調節用孔36の一部にはネジ孔65が設けられ
ている。また、微調節用孔36は圧力調節用孔34に連
通された状態で設けられている。ニードル35には、ネ
ジ孔65と係合するネジ部66、ニードル35を微調節
用孔36に挿入させるための挿入口67、及び微調節用
孔36とネジ孔65とを気密性を保持して隔離するため
の0リング68が設けられている。ニードル35はネジ
作用によって微調節用孔36内を移動可能である。微調
節用孔36は導入孔37を介して前記中空孔31と連通
されている。なお、ニードル35の先端に位置する挿入
部39が気密性を保って導入孔37内に挿入されたとき
には、中空孔31と圧力調節用孔34及び微調節用孔3
6とは気密性を保持した状態で隔離される。上記のよう
に構成された中部本体14には、センサケース17の配
設された下部本体13がボルト38によって固着され
る。
On the other hand, a fine adjustment hole 36 into which a needle 35 as a volume variable member for fine adjustment of pressure is inserted.
Are provided orthogonal to the pressure adjusting hole 34. A screw hole 65 is provided in a part of the fine adjustment hole 36. The fine adjustment hole 36 is provided so as to communicate with the pressure adjustment hole 34. The needle 35 has a screw portion 66 that engages with the screw hole 65, an insertion opening 67 for inserting the needle 35 into the fine adjustment hole 36, and the fine adjustment hole 36 and the screw hole 65 that maintain airtightness. An O-ring 68 is provided for isolation. The needle 35 is movable in the fine adjustment hole 36 by a screw action. The fine adjustment hole 36 communicates with the hollow hole 31 via the introduction hole 37. When the insertion portion 39 located at the tip of the needle 35 is inserted into the introduction hole 37 while maintaining airtightness, the hollow hole 31, the pressure adjustment hole 34, and the fine adjustment hole 3
6 is isolated while maintaining airtightness. The lower main body 13 provided with the sensor case 17 is fixed to the middle main body 14 configured as described above with bolts 38.

【0021】上部本体15にはコネクタ41が配設さ
れ、ボルト42によって中部本体14に固着されてい
る。第2の電子回路基板25上に載置された第3の電子
回路基板43は、コネクタ41及び第2の電子回路基板
25に電気的に接続されている。また、温度を検知する
温度検知部としての温度センサ44及び補償手段として
の0点調節部45が、第3の電子回路基板43に電気的
に接続された状態で設けられている。
A connector 41 is provided on the upper body 15 and is fixed to the middle body 14 by bolts 42. The third electronic circuit board 43 mounted on the second electronic circuit board 25 is electrically connected to the connector 41 and the second electronic circuit board 25. Further, a temperature sensor 44 as a temperature detecting unit for detecting a temperature and a zero-point adjusting unit 45 as a compensating unit are provided in a state of being electrically connected to the third electronic circuit board 43.

【0022】以上のように構成された絶対圧測定装置1
1には、上部本体15、中部本体14、下部本体13及
びセンサケース17によって密閉された密閉室としての
気体室51が形成されており、気体室51内に封入され
た任意の気体Aは外部環境から完全に隔離されている。
そして、気体室51には圧力P1を有する気体Aが収納
されており、圧力P1は予め圧力調節用ピストン33の
調節によって、大気圧より高圧であるとともに、ゲージ
ンサ23の耐圧限界P10に満たないものに設定さ
れている。なお、圧力P1の設定においては、圧力調節
用ピストン33が圧力調節用孔34内に挿入されるに従
って圧力P1は上昇し、一方、圧力調節用ピストン33
が圧力調節用孔34内から挿出されるに従って圧力P1
は降下する。そして、ニードル35の挿入部39が導入
孔37内に挿入されるに従って、圧力P1は微小量だけ
上昇し、一方、ニードル35の挿入部39が導入孔37
内から挿出されるに従って、圧力P1は微小量だけ降下
する。また、温度が上昇するに従って圧力P1は上昇
し、温度が降下するに従って圧力P1は降下する。
Absolute pressure measuring device 1 configured as described above
1, a gas chamber 51 is formed as a closed chamber which is closed by the upper main body 15, the middle main body 14, the lower main body 13, and the sensor case 17, and any gas A sealed in the gas chamber 51 is externally provided. Completely isolated from the environment.
Then, the gas chamber 51 is housed a gas A having a pressure P1, by adjustment of the pressure P1 is previously pressure regulating piston 33, together with a pressure higher than atmospheric pressure, the breakdown voltage limit P10 of the gauge pressure sensor 23 Set to less than In setting the pressure P1, the pressure P1 increases as the pressure adjusting piston 33 is inserted into the pressure adjusting hole 34, while the pressure adjusting piston 33
As the pressure P1 is inserted out of the pressure adjusting hole 34,
Descends. Then, as the insertion portion 39 of the needle 35 is inserted into the introduction hole 37, the pressure P1 increases by a very small amount, while the insertion portion 39 of the needle 35
As it is inserted from the inside, the pressure P1 drops by a very small amount. Further, the pressure P1 increases as the temperature increases, and the pressure P1 decreases as the temperature decreases.

【0023】前記ゲージ圧センサ23は、上記のように
変動する気体Aの圧力P1と絶縁体24を介して伝達さ
れた被測定物の圧力P2との差圧P2−P1を検知す
る。次に、上記のように構成された絶対圧測定装置11
の電気的構成を図2にもとづいて説明する。
The gauge pressure sensor 23 detects a differential pressure P2−P1 between the pressure P1 of the gas A that fluctuates as described above and the pressure P2 of the measured object transmitted through the insulator 24. Next, the absolute pressure measuring device 11 configured as described above
Will be described with reference to FIG.

【0024】まず、ゲージ圧センサ23側の電気的構成
について説明すると、定電流回路D1は検知回路D2に
接続され、検知回路D2に一定の電流を供給する。検知
回路D2はホイートストンブリッジ回路D2−1及び可
変抵抗D2−2を備え、ホイートストンブリッジ回路D
2−1には前記定電流回路D1より一定の電流が供給さ
れ、ホイートストンブリッジ回路D2−1は密閉された
気体Aの圧力P1と被測定物の圧力P2との差圧に応じ
た電位差V1を出力する。なお、可変抵抗D2−2は初
期設定された気体Aの圧力P1と被測定物の圧力P2と
の差圧がゼロである場合に電圧V1がゼロとなるように
調節するためのゼロ点調節に用いられる。
First, the electrical configuration of the gauge pressure sensor 23 will be described. The constant current circuit D1 is connected to the detection circuit D2 and supplies a constant current to the detection circuit D2. The detection circuit D2 includes a Wheatstone bridge circuit D2-1 and a variable resistor D2-2.
2-1 is supplied with a constant current from the constant current circuit D1, and the Wheatstone bridge circuit D2-1 generates a potential difference V1 corresponding to the pressure difference between the pressure P1 of the sealed gas A and the pressure P2 of the device under test. Output. The variable resistor D2-2 is used for zero point adjustment for adjusting the voltage V1 to zero when the pressure difference between the initially set pressure P1 of the gas A and the pressure P2 of the device under test is zero. Used.

【0025】検知回路D2には増幅回路D3が接続さ
れ、検知回路D2から出力される電圧V1を増幅した電
圧V2を出力する。気体室51内に密閉された気体Aの
圧力P1は温度の上昇に応じて変化するものであり、気
体室51内の気体Aの温度がΔTだけ上昇することに伴
って、電位差V2は図3においてY1 に示すようにΔV
2 だけ降下する。なお、増幅回路D3は可変抵抗D3−
1を備えている。この可変抵抗D3−1は増幅率(V2
/V1)を調節するための増幅率調節に用いられる。
An amplification circuit D3 is connected to the detection circuit D2.
And a voltage obtained by amplifying the voltage V1 output from the detection circuit D2.
The pressure V2 is output. Of the gas A sealed in the gas chamber 51
The pressure P1 changes in accordance with the rise in temperature.
As the temperature of gas A in body chamber 51 rises by ΔT,
Therefore, the potential difference V2 is Y in FIG.1ΔV as shown in
TwoJust descend. Note that the amplifier circuit D3 includes a variable resistor D3-
1 is provided. This variable resistor D3-1 has an amplification factor (V2
/ V1) is used for adjusting the amplification factor.

【0026】次に、温度センサ44側の電気的構成につ
いて述べる。温度センサ44及び補償手段を構成する温
度検知回路D4、並びに圧力P1を絶対圧として測定す
べく調節が行われる0点調節部45としての0点調節用
抵抗D5は、増幅回路d3に接続されている。温度検知
回路D4は気体Aの温度変化に応じて抵抗率が変化する
ことにより、温度に応じた電気信号を出力する。0点調
節用抵抗D5には、気体Aの圧力P1を真空圧とみなす
べく予め所定の抵抗率を付しておく。温度検知回路D4
から得られた電位に対する0点調節用抵抗D5から得ら
れた電位は、電位差V3として増幅回路d3に印加され
る。
Next, the electrical configuration of the temperature sensor 44 will be described. A temperature sensor 44, a temperature detection circuit D4 constituting a compensating means, and a zero-point adjusting resistor D5 as a zero-point adjusting part 45 for performing adjustment to measure the pressure P1 as an absolute pressure are connected to an amplifier circuit d3. I have. The temperature detection circuit D4 outputs an electric signal corresponding to the temperature when the resistivity changes according to the temperature change of the gas A. The zero-point adjustment resistor D5 is given a predetermined resistivity in advance so that the pressure P1 of the gas A is regarded as a vacuum pressure. Temperature detection circuit D4
Is applied to the amplifier circuit d3 as a potential difference V3.

【0027】補償手段を構成する増幅回路d3は上記増
幅回路D3と同一の構成であり、温度検知回路D4及び
0点調節用抵抗D5から得られた電位差V3を電位V4
に増幅する。なお、可変抵抗d3−1は増幅率(V4/
V3)を調節するための増幅率調節に用いられるもので
ある。0点調節用抵抗D5は、ゲージ圧センサ23で測
定される被測定物の圧力を図3に示すように温度T1
ときに絶対圧として測定すべく0点調節を行うものであ
り、また可変抵抗d3−1によって温度変化ΔTにとも
なって上昇するΔV4 の傾きが調整される。そして、図
3のY2 に示すように0点調節用抵抗D5及び可変抵抗
d3−1は温度変化ΔTにともなって、電位V4がΔV
4 (=ΔV2 )だけ上昇すべく調節されている。これに
よって、気体Aの温度がΔTだけ上昇することにともな
って下降した電位ΔV2 を、ゲージ圧センサ23側にて
上昇した電位ΔV4 にて補償している。
The amplifying circuit d3 constituting the compensating means has the same configuration as the amplifying circuit D3.
To amplify. The variable resistor d3-1 has an amplification factor (V4 /
V3) is used for adjusting the amplification factor for adjusting V3). 0 point adjustment resistor D5 are those performing the zero point adjusted to measure as an absolute pressure when the pressure of the measured object measured by the gauge pressure sensor 23 of temperatures T 1, as shown in FIG. 3, also The slope of ΔV 4 that rises with the temperature change ΔT is adjusted by the variable resistor d3-1. The zero point adjusting resistor D5 and a variable resistor d3-1 as shown in Y 2 in FIG. 3 in accordance with the temperature change [Delta] T, the potential V4 is ΔV
4 (= ΔV 2 ). As a result, the potential ΔV 2, which has fallen as the temperature of the gas A rises by ΔT, is compensated for by the potential ΔV 4 that has risen on the gauge pressure sensor 23 side.

【0028】前記増幅回路D3及び増幅回路d3はそれ
ぞれ補償手段としての加算回路D6に接続され、増幅回
路D3より出力された電位V3と増幅回路d3より出力
された電圧V4とを加算して出力する。
The amplifying circuit D3 and the amplifying circuit d3 are connected to an adding circuit D6 as compensation means, respectively, and add and output the potential V3 output from the amplifying circuit D3 and the voltage V4 output from the amplifying circuit d3. .

【0029】次に、上記のように構成された絶対圧測定
装置11の動作について説明する。ダイヤフラム21に
気体Aの圧力P1と被測定物の圧力P2との差圧P2−
P1が作用することに起因して、ダイヤフラム21は歪
曲する。なお、ダイヤフラム21に作用させることの可
能な被測定物の圧力P2の大きさは、耐圧限界P10に
気体室51内の圧力P1を加えた加算圧P10+P1で
ある。ダイヤフラム21が歪曲すると、差圧P2−P1
はシリコンオイルの充填された絶縁体24を介してゲー
ジ圧センサ23に伝達される。そして、ゲージ圧センサ
23を構成するピエゾ抵抗には応力が加わることによっ
て、検知回路D2の抵抗の抵抗率が変化する。抵抗率の
変化にともなって電位差V1が生じると、その電位差V
1は増幅回路D3の入力端に印加される。そして、印加
された電位差V1は増幅回路D3を介して電圧V2に増
幅された後、加算回路D6へ印加される。
Next, the operation of the absolute pressure measuring device 11 configured as described above will be described. A differential pressure P2- between the pressure P1 of the gas A and the pressure P2 of the measured object is applied to the diaphragm 21.
Due to the action of P1, the diaphragm 21 is distorted. Note that the magnitude of the pressure P2 of the measured object that can act on the diaphragm 21 is the sum of the pressure P1 and the pressure P1 in the gas chamber 51 plus the pressure P1 + P1. When the diaphragm 21 is distorted, the differential pressure P2-P1
Is transmitted to the gauge pressure sensor 23 via the insulator 24 filled with silicon oil. Then, when a stress is applied to the piezo resistor constituting the gauge pressure sensor 23, the resistivity of the resistance of the detection circuit D2 changes. When the potential difference V1 occurs with the change in the resistivity, the potential difference V1
1 is applied to the input terminal of the amplifier circuit D3. Then, the applied potential difference V1 is amplified to a voltage V2 via an amplifier circuit D3, and then applied to an adder circuit D6.

【0030】一方、温度センサ44が気体Aの温度を検
知すると、その温度に応じて温度検知回路D4の抵抗に
おける抵抗率が変化する。そして、変化した抵抗率に応
じて検知回路D4から得られる電位と0点調節用抵抗D
5を介して得られる電位との電位差V3が、増幅回路d
3に印加される。電位差V3は増幅回路d3において電
位V4に増幅され、加算回路D6に印加される。
On the other hand, when the temperature sensor 44 detects the temperature of the gas A, the resistivity of the resistance of the temperature detection circuit D4 changes according to the detected temperature. Then, the potential obtained from the detection circuit D4 according to the changed resistivity and the zero-point adjusting resistor D
5, the potential difference V3 from the potential obtained through the amplifier circuit d
3 is applied. The potential difference V3 is amplified to a potential V4 in the amplifier circuit d3 and applied to the adder circuit D6.

【0031】電圧V2,V4が加算回路D6へ印加され
ると、加算電圧V2+V4にもとづく電圧V5が出力端
から出力される。そして、電位V5にもとづいて、被測
定物の圧力P2が電気信号Bとして求められる。そし
て、その電気信号Bをコネクタ41を介して絶対圧測定
装置11の外部に設けられた図示しない表示部に表示さ
せる。
When the voltages V2 and V4 are applied to the addition circuit D6, a voltage V5 based on the addition voltage V2 + V4 is output from the output terminal. Then, the pressure P2 of the measured object is obtained as the electric signal B based on the potential V5. Then, the electric signal B is displayed on a display unit (not shown) provided outside the absolute pressure measuring device 11 via the connector 41.

【0032】この第1の実施形態は以下のような利点を
有する。 (イ) 気体室51内の気体Aの温度変化ΔTにともな
って、電位差V2が電位ΔV2 だけ下降するが、下降し
た電位ΔV2 はゲージ圧センサ23の検知する差圧P2
−P1の誤差となる。そこで、温度センサ44を介して
検知される温度変化ΔTにともなって、下降した電位Δ
2 と等しいだけの上昇した電位ΔV4が電位差V4に
加わるべく、0点調節用抵抗D5及び可変抵抗d3−1
が設けられている。従って、下降した電位ΔV2 と等し
い上昇した電位ΔV4 が変化分として加算回路D6に印
加されることにより、ゲージ圧センサ23の検知する差
圧P2−P1の誤差を取り除くことができる。
The first embodiment has the following advantages. (B) with the temperature change ΔT of the gas A in the gas chamber 51, the pressure difference potential difference V2 is but decreases by potential [Delta] V 2, the lowered potential [Delta] V 2 detects the gauge pressure sensor 23 P2
−P1 error. Thus, the potential Δ decreases with the temperature change ΔT detected via the temperature sensor 44.
So only increased potential [Delta] V 4 of equal to V 2 is applied to the potential difference V4, resistor D5 and a variable resistor for adjusting the zero point d3-1
Is provided. Therefore, the increased potential ΔV 4 equal to the decreased potential ΔV 2 is applied to the addition circuit D 6 as a change, so that the error of the differential pressure P 2 -P 1 detected by the gauge pressure sensor 23 can be removed.

【0033】(ロ) 0点調節用抵抗D5の調節によ
り、気体室51内の気体Aの圧力P1を真空圧とみなし
て、ゲージ圧センサ23によって検知される差圧P2−
P1を絶対圧として測定すべく補償が行われる。従っ
て、被測定物の絶対圧を測定することが可能となる。
(B) By adjusting the zero-point adjusting resistor D5, the pressure P1 of the gas A in the gas chamber 51 is regarded as a vacuum pressure, and the differential pressure P2-
Compensation is performed to measure P1 as absolute pressure. Therefore, it is possible to measure the absolute pressure of the measured object.

【0034】(ハ) 気体室51は密閉されているた
め、外部から粉塵や水滴等が気体室51内に入り込むこ
とはなく、気体室51内に配設された電子回路基板2
2,25,43がそれらの影響により故障又は破損する
といった恐れを防ぐことができる。
(C) Since the gas chamber 51 is sealed, dust and water droplets do not enter the gas chamber 51 from the outside, and the electronic circuit board 2 disposed in the gas chamber 51
2, 25, 43 can be prevented from being damaged or damaged due to their influence.

【0035】(ニ) 0点調節は圧力調節用ピストン3
3が圧力調節用孔34に挿入される深さによって行われ
るとともに、微調節はニードル35が微調節用孔36に
挿入される深さによって行われる。従って、圧力の補償
を容易に行うことができるとともに、気体室51内の気
体Aを外部環境から隔離した状態で0点調節を行うこと
が可能であるため、外部環境が悪いときであっても粉塵
や水滴等が気体室51内に入り込むことはなく、気体室
51内に配設された電子回路基板22,25,43がそ
れらの影響により故障又は破損するといった恐れを防ぐ
ことができる。
(D) Piston for pressure adjustment 3
3 is performed by the depth of insertion into the pressure adjusting hole 34, and the fine adjustment is performed by the depth of insertion of the needle 35 into the fine adjustment hole 36. Accordingly, the pressure can be easily compensated, and the zero point adjustment can be performed while the gas A in the gas chamber 51 is isolated from the external environment. Dust, water droplets, and the like do not enter the gas chamber 51, and it is possible to prevent the electronic circuit boards 22, 25, and 43 disposed in the gas chamber 51 from being damaged or damaged due to the influence thereof.

【0036】(ホ) ゲージ圧センサ23を利用してい
るため、絶対圧センサを利用する場合に比して、製造コ
ストの削減が図られる。 (ヘ) 気体Aの圧力がP1であり、さらにダイヤフラ
ム21の耐圧限界がP10であるときには、ダイヤフラ
ム21にはP10+P1までの大きさの被測定物の圧力
P2を作用させることが可能となる。例えば圧力P1の
大きさがP1=P10であるとすると、ダイヤフラム2
1に作用させるこのできる圧力は2・P10となる。従
って、ダイヤフラム21の耐圧限界±P10内におい
て、測定可能な被測定物の圧力範囲を拡大させることが
可能となる。
(E) Since the gauge pressure sensor 23 is used, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the absolute pressure sensor is used. (F) When the pressure of the gas A is P1 and the withstand pressure limit of the diaphragm 21 is P10, the pressure P2 of the object to be measured having a size up to P10 + P1 can be applied to the diaphragm 21. For example, assuming that the magnitude of the pressure P1 is P1 = P10, the diaphragm 2
The resulting pressure acting on 1 is 2 · P10. Therefore, it is possible to expand the measurable pressure range of the measured object within the withstand pressure limit ± P10 of the diaphragm 21.

【0037】(ト) 圧力P1の調節を行う際に利用さ
れる圧力調節用孔34は、中空孔31に対して平行に設
けられているため、装置をよりコンパクトに製造するこ
とが可能である。
(G) Since the pressure adjusting hole 34 used for adjusting the pressure P1 is provided in parallel with the hollow hole 31, the device can be manufactured more compactly. .

【0038】なお、この発明は、次のように変更して具
体化することも可能である。 (1) 被測定物の圧力P2の0点調節を0点調節部4
5の抵抗に応じて自動的に調節する制御手段を備えるこ
と。これによって、0点調節をより精度良く行うことも
可能となる。
The present invention can be embodied with the following modifications. (1) The zero-point adjustment unit 4 adjusts the zero-point adjustment of the pressure P2 of the DUT.
5. A control means for automatically adjusting the resistance according to the resistance of 5. As a result, the zero point adjustment can be performed with higher accuracy.

【0039】(2) ゲージ圧センサ23及び温度セン
サ44のみを設け、両者23,44より得られた信号を
コネクタ41を介して絶対圧測定装置の外部に設けられ
た演算回路に出力して、被測定物の絶対圧を求めるこ
と。これによっても、上記(イ)〜(ト)に記載の利点
と同様な効果を得ることができる。
(2) Only the gauge pressure sensor 23 and the temperature sensor 44 are provided, and the signals obtained from the two are output to the arithmetic circuit provided outside the absolute pressure measuring device via the connector 41. Obtain the absolute pressure of the measured object. This also provides the same advantages as the advantages described in the above (a) to (g).

【0040】(3) 被測定物の圧力P2がゲージ圧セ
ンサ23の耐圧以内の所定の圧力以上になったときに
は、その旨を表示或いは音声等によって測定者に知らせ
ること。これにより、ゲージ圧センサ23の耐圧性にも
とづく故障等の可能性をより抑えることができる。
(3) When the pressure P2 of the object to be measured becomes equal to or higher than a predetermined pressure within the pressure resistance of the gauge pressure sensor 23, the effect is notified to the measurer by display or voice. Thereby, the possibility of failure or the like based on the pressure resistance of the gauge pressure sensor 23 can be further suppressed.

【0041】(4) 被測定物用ポート16に被測定物
の導入を停止するための導入停止弁を設けること。そし
て、ゲージ圧センサ23によって測定された差圧P2−
P1が所定の値以上になったときには、被測定物用ポー
ト16に設けられた導入停止弁を閉じること。これによ
って、ゲージ圧センサ23の耐圧性にもとづく故障等か
ら回避することができる。
(4) An introduction stop valve for stopping the introduction of the object to be measured is provided in the object port 16. Then, the differential pressure P2- measured by the gauge pressure sensor 23
When P1 becomes equal to or more than a predetermined value, the introduction stop valve provided in the DUT port 16 is closed. Thereby, it is possible to avoid a failure or the like based on the pressure resistance of the gauge pressure sensor 23.

【0042】(5) 差圧P2−P1を測定するゲージ
圧センサ23を含め複数設け、さらに複数のゲージ圧セ
ンサ23の平均値をとる回路を設けること。これによ
り、差圧P2−P1をより精度良く測定することが可能
となる。
(5) A plurality of gauge pressure sensors 23 including the gauge pressure sensors 23 for measuring the differential pressure P2-P1 are provided, and a circuit for obtaining an average value of the plurality of gauge pressure sensors 23 is provided. This makes it possible to measure the differential pressure P2-P1 with higher accuracy.

【0043】(6) 温度検知回路D4を介して得られ
る信号及び0点調節用抵抗D5を介して得られる信号を
演算回路にて処理せず、予めROM等に記憶されたデー
タに基づいて両者の信号を出力する制御手段を設けるこ
と。これによっても、絶対圧測定を行うことができる。
(6) The signal obtained through the temperature detection circuit D4 and the signal obtained through the zero-point adjusting resistor D5 are not processed by the arithmetic circuit, but are processed based on data stored in advance in a ROM or the like. Control means for outputting a signal of This also allows the absolute pressure measurement to be performed.

【0044】(7) 図2について、温度検知回路D
4、0点調節用抵抗D5、増幅回路d3、加算回路D6
を省いて、圧力調節用ピストン33及びニードル35の
みで調節すること。これによっても、絶対圧測定装置1
1を温度が変動しない場所で利用する場合には、圧力調
節用ピストン33及びニードル35のみによって0点調
節を行うことにより、被測定物の絶対圧測定を行うこと
ができる。
(7) Referring to FIG.
4, 0 point adjusting resistor D5, amplifying circuit d3, adding circuit D6
And adjusting only with the pressure adjusting piston 33 and the needle 35. This also allows the absolute pressure measuring device 1
When 1 is used in a place where the temperature does not fluctuate, the absolute pressure of the measured object can be measured by adjusting the zero point only by the pressure adjusting piston 33 and the needle 35.

【0045】(第2の実施形態)次に本発明の第2の実
施形態は、図4に示すように気体室51の体積を変化さ
せるための圧力調節用ピストン33及びニードル35を
備えていない点のみが、前記第1の実施形態とは異な
る。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention does not include the pressure adjusting piston 33 and the needle 35 for changing the volume of the gas chamber 51 as shown in FIG. Only the point is different from the first embodiment.

【0046】この第2の実施形態は、上記第1の実施形
態における利点(イ)〜(ハ)、(ホ)〜(ヘ)を有す
る。上記実施形態から把握できる技術的思想について以
下に記載する。
The second embodiment has the advantages (a) to (c) and (e) to (f) of the first embodiment. The technical ideas that can be grasped from the above embodiment will be described below.

【0047】(α) 差圧検知部に作用する密閉室内に
密閉された気体の圧力と被測定物の圧力との差圧が所定
の値以上になったときには、その旨を測定者に知らせる
手段を備えた請求項1〜4のいずれかに記載の絶対圧測
定装置。これにより、検知部の故障等の可能性を抑える
ことができる。
(Α) Means for notifying the measurer when the pressure difference between the pressure of the gas sealed in the closed chamber acting on the pressure difference detection section and the pressure of the object to be measured exceeds a predetermined value. The absolute pressure measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising: Thereby, the possibility of a failure of the detection unit can be suppressed.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば次
のような優れた効果を奏する。請求項1及び請求項2
記載の発明によれば、大気及び被測定物との差圧測定の
対象となる気体は密閉室内に密閉された状態で収納され
ているため、外部環境の影響を受けることによる粉塵や
水滴等の悪影響から回避することができる。また、密閉
室内の圧力変動が補償されることにより、被測定物の絶
対圧を精度良く測定することが可能である。
As described in detail above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained. According to the first and second aspects of the present invention, since the air and the gas to be measured for the differential pressure between the atmosphere and the object to be measured are stored in a closed chamber in a sealed state, the influence of the external environment is reduced. It is possible to avoid the adverse effects of dust, water droplets, and the like due to receiving. Further, since the pressure fluctuation in the closed chamber is compensated, it is possible to accurately measure the absolute pressure of the measured object.

【0049】請求項1及び請求項3に記載の発明によれ
ば、密閉室内の圧力を容易に変化させることが可能であ
るとともに、気体は気密性を保持した状態で圧力の変化
を行うことが可能であるため、外部環境が悪いときであ
っても粉塵や水滴等の悪影響から回避することができる
According to the first and third aspects of the present invention, the pressure in the closed chamber can be easily changed, and the pressure can be changed while maintaining the gas tightness. Because it is possible, even when the external environment is bad, it can be avoided from adverse effects such as dust and water droplets

【0050】請求項2に記載の発明によれば、圧力測定
可能な範囲をより拡大することが可能となり、被測定物
の圧力をより広い範囲に亘って測定することができる。
According to the second aspect of the present invention, pressure measurement
The possible range can be expanded further,
Can be measured over a wider range.

【0051】請求項4に記載の発明によれば、密閉室内
の気体の温度が変化することにともなって気体の圧力が
変化したときであっても、圧力変化分を補償することが
できるために、被測定物の絶対圧を精度良く測定するこ
とが可能である。
According to the fourth aspect of the present invention, the closed room
As the temperature of the gas changes, the gas pressure increases
Even when it changes, it is possible to compensate for the pressure change
To be able to measure the absolute pressure of the DUT accurately.
And it is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本実施形態におけるゲージ圧測定装置の断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of a gauge pressure measuring device according to an embodiment.

【図2】 演算処理を行う回路構成を説明する説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a circuit configuration for performing arithmetic processing.

【図3】 密閉室内の温度変化にともなう電圧の変動を
説明する説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a change in voltage due to a temperature change in a closed chamber.

【図4】 第2の実施形態を説明するための説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…絶対圧測定装置、23…差圧検知部を構成するゲ
ージ圧センサ、33…体積可変部材としての圧力調節用
ピストン、35…体積可変部材としてのニードル、44
…温度検知部としての温度センサ、51…密閉室として
の気体室、d3…温度補償手段としての増幅回路、D4
…温度補償手段としての温度検知回路、D5…0点調節
用抵抗、D6…温度補償手段としての加算回路、A…気
体、P1…圧力、P2…被測定物の圧力。
11: Absolute pressure measuring device, 23: Gauge pressure sensor constituting a differential pressure detecting unit, 33: Piston for pressure adjustment as a variable volume member, 35: Needle as a variable volume member, 44
... Temperature sensor as a temperature detecting section, 51. Gas chamber as a closed chamber, d3. Amplifier circuit as temperature compensating means, D4
... Temperature detecting circuit as temperature compensating means, D5: zero-point adjusting resistor, D6: adding circuit as temperature compensating means, A: gas, P1: pressure, P2: pressure of DUT

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被測定物の絶対圧を測定する絶対圧測定
装置において、 気体を外部から密閉した状態で収納する密閉室と、 該密閉室内に密閉された気体の圧力と被測定物の圧力と
の差圧を検知して、その差圧に応じた出力を行う差圧検
知部と、 前記密閉室内の圧力変動を補償する補償手段とを備え
前記補償手段は、密閉室の体積を変化させることが可能
である体積可変部材である絶対圧測定装置。
An absolute pressure measuring device for measuring an absolute pressure of an object to be measured, comprising: a sealed chamber for accommodating a gas in a sealed state from the outside; a pressure of the gas sealed in the sealed chamber and a pressure of the object to be measured. And a compensating means for compensating for pressure fluctuations in the sealed chamber ,
The compensation means can change the volume of the closed chamber
Absolute pressure measuring device which is a volume variable member .
【請求項2】 被測定物の絶対圧を測定する絶対圧測定
装置において、 気体を外部から密閉した状態で収納する密閉室と、 該密閉室内に密閉された気体の圧力と被測定物の圧力と
の差圧を検知して、その差圧に応じた出力を行う差圧検
知部と、 前記密閉室内の圧力変動を補償する補償手段とを備え、
前記密閉室内には、差圧検知部の耐圧限界内において大
気圧よりも高圧の気体を封入した 絶対圧測定装置。
2. An absolute pressure measurement for measuring an absolute pressure of an object to be measured.
In the apparatus, a closed chamber for storing gas in a sealed state from the outside, and the pressure of the gas and the pressure of the DUT sealed in the closed chamber
Differential pressure detection that detects the differential pressure of
A sensing unit, and a compensating means for compensating for pressure fluctuations in the closed chamber,
In the closed chamber, a large pressure within the pressure limit of the differential pressure detector
Absolute pressure measuring device in which gas higher than atmospheric pressure is sealed .
【請求項3】 前記補償手段は、密閉室の体積を変化さ
せることが可能である体積可変部材である請求項2に記
載の絶対圧測定装置。
3. The compensating means changes the volume of the closed chamber.
3. The variable volume member according to claim 2, wherein
Mounting the absolute pressure measuring device.
【請求項4】 前記補償手段は、密閉室内の気体の温度
を検知して、その温度に応じた出力を行う温度検知部
と、該温度検知部により検知された温度変化に伴う圧力
変化分を補償する温度補償手段とからなる請求項2に記
載の絶対圧測定装置。
4. The method according to claim 1, wherein the compensating means is configured to measure a temperature of the gas in the closed chamber.
Temperature detector that detects the temperature and outputs according to the temperature
And the pressure associated with the temperature change detected by the temperature detection unit.
3. A temperature compensation means for compensating for the variation.
Mounting the absolute pressure measuring device.
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