JP3070045B2 - 差圧測定装置 - Google Patents

差圧測定装置

Info

Publication number
JP3070045B2
JP3070045B2 JP4182290A JP18229092A JP3070045B2 JP 3070045 B2 JP3070045 B2 JP 3070045B2 JP 4182290 A JP4182290 A JP 4182290A JP 18229092 A JP18229092 A JP 18229092A JP 3070045 B2 JP3070045 B2 JP 3070045B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
pressure
differential pressure
measuring device
concave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP4182290A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0626964A (ja
Inventor
龍彦 宮内
隆史 宮下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP4182290A priority Critical patent/JP3070045B2/ja
Publication of JPH0626964A publication Critical patent/JPH0626964A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3070045B2 publication Critical patent/JP3070045B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐圧特性が向上され信
頼性の高い差圧測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来より一般に使用されている従
来例の構成説明図で、例えば、特開昭59―56137
号の第1図に示されている。図において、ハウジング1
の両側にフランジ2、フランジ3が嵌合い組み立てられ
溶接等によって固定されており、両フランジ2,3には
測定せんとする圧力PHの高圧流体の導入口5、圧力PL
の低圧流体の導入口4が設けられている。ハウジング1
内に圧力測定室6が形成されており、この圧力測定室6
内にセンタダイアフラム7とシリコンダイアフラム8が
設けられている。シリコンダイアフラム8は、単結晶の
シリコン基板81に凹部82を形成して形成される。
【0003】センタダイアフラム7とシリコンダイアフ
ラム8はそれぞれ別個に圧力測定室6の壁に固定されて
おり、センタダイアフラム7とシリコンダイアフラム8
の両者でもって圧力測定室6を2分している。センタダ
イアフラム7と対向する圧力測定室6の壁には、バック
プレ―ト6A,6Bが形成されている。センタダイアフ
ラム7は周縁部をハウジング1に溶接されている。
【0004】シリコン基板81の一方の面にボロン等の
不純物を選択拡散して4っのストレンゲ―ジ91を形成
する。4っのストレインゲ―ジ91は、シリコンダイア
フラム8が差圧ΔPを受けてたわむ時、2つが引張り、
2つが圧縮を受けるようになっており、これらがホイ―
トストン・ブリッジ回路に接続され、抵抗変化が差圧Δ
Pの変化として検出される。92は、ストレインゲ―ジ
91に一端が取付けられたリ―ドである。93は、リ―
ド92の他端が接続されたハ―メチック端子である。
【0005】支持体9は、ハ―メチック端子を備えてお
り、支持体9の圧力測定室6側端面に低融点ガラス接続
等の方法でシリコンダイアフラム8が接着固定されてい
る。ハウジング1とフランジ2、およびフランジ3との
間に、圧力導入室10,11が形成されている。この圧
力導入室10,11内に隔液ダイアフラム12,13を
設け、この隔液ダイアフラム12,13と対向するハウ
ジング1の壁10A,11Aに隔液ダイアフラム12,
13と類似の形状のバックプレ―トが形成されている。
【0006】隔液ダイアフラム12,13とバックプレ
―ト10A,11Aとで形成される空間と、圧力測定室
6は、連通孔14,15を介して導通している。そし
て、隔液ダイアフラム12,13間にシリコンオイル等
の封入液101,102が満たされ、この封入液が連通
孔16,17を介してシリコンダイアフラム8の上下面
にまで至っている、封入液101,102はセンタダイ
アフラム7とシリコンダイアフラム8とによって2分さ
れているが、その量が、ほぼ均等になるように配慮され
ている。
【0007】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、隔液ダイアフラム13に作用する圧力が封
入液102によってシリコンダイアフラム8に伝達され
る。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダイア
フラム12に作用する圧力が封入液101によってシリ
コンダイアフラム8に伝達される。この結果、高圧側と
低圧側との圧力差に応じてシリコンダイアフラム8が歪
み、この歪み量がストレインゲ―ジ91に因って電気的
に取出され、差圧の測定が行なわれる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置においては、 (1)センターダイアフラム7は基準面に対して左右振
り分けの物が使用されている。しかし、センターダイア
フラムはダイアフラム成形の都合上、片側に凸状の形成
のダイアフラムが一般によく使用され、安価なダイアフ
ラムが得られる。 (2)一方、シリコン基板81の印加圧力に対する強度
は、凹部82面側から印加された方が弱く、凹部82面
の反対側から印加された方が強い。本発明は、この問題
点を、解決するものである。本発明の目的は、耐圧特性
が向上され信頼性の高い差圧測定装置を提供するにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、シリコン基板に凹部を形成して測定ダイ
アフラムが形成されるセンサチップと、ハウジングに設
けられたセンターダイアフラムとを具備する差圧測定装
置において、ゼロ点に対して所定の非対称の加圧圧力ー
容積変化率の特性を有するように基準面より片側に凸状
あらかじめ設計形成されたセンターダイアフラムと、
該センターダイアフラムの凹面側に形成された室と前記
凹部の凹面側に形成された室を連通する連通孔とを具備
したことを特徴とする差圧測定装置を構成したものであ
る。
【0010】
【作用】以上の構成において、高圧側から圧力が作用し
た場合、隔液ダイアフラムに作用する圧力が封入液によ
ってシリコンダイアフラムに伝達される。一方、低圧側
から圧力が作用した場合、隔液ダイアフラムに作用する
圧力が封入液によってシリコンダイアフラムに伝達され
る。従って、高圧側と低圧側との圧力差に応じてシリコ
ンダイアフラムが歪み、この歪み量がストレインゲ―ジ
に因って電気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。
而して、センターダイアフラムの凹面側に形成された室
と、シリコン基板の凹部の凹面側に形成された室を、連
通孔で連通する様にしたので、過大圧印加時の内圧上昇
がシリコン基板の耐圧強度の弱い凹部面からの過大圧印
加時に低くすることが出来るので、シリコン基板の破壊
確率を小さくすることができる。以下、実施例に基づき
詳細に説明する。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例の要部構成説明図で
ある。図において、図4と同一記号の構成は同一機能を
表わす。以下、図4と相違部分のみ説明する。
【0012】21は、ゼロ点に対して所定の非対称の加
圧圧力ー容積変化率の特性を有するように基準面より片
側に凸状にあらかじめ設計形成されたセンターダイアフ
ラムである。22は、センターダイアフラム21の凹面
側に形成された室23と凹部82の凹面側に形成された
室24とを連通する連通孔である。
【0013】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、隔液ダイアフラム13に作用する圧力が封
入液102によってシリコンダイアフラム8に伝達され
る。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダイア
フラム12に作用する圧力が封入液101によってシリ
コンダイアフラム8に伝達される。従って、高圧側と低
圧側との圧力差に応じてシリコンダイアフラム8が歪
み、この歪み量がストレインゲ―ジ91に因って電気的
に取出され、差圧の測定が行なわれる。而して、センタ
ーダイアフラムの凹面側に形成された室23と、シリコ
ン基板81の凹部82の凹面側に形成された室24を、
連通孔22で連通する様にしたので、過大圧印加時の内
圧上昇に関して、シリコン基板81の耐圧強度が弱い、
凹部面側からの過大圧印加時に低くすることが出来るの
で、シリコン基板の破壊確率を小さくすることができ
る。この結果、差圧測定装置の信頼性が向上する。
【0014】即ち、センターダイアフラム21はダイア
フラム成形の都合上、片側に凸状の形成のダイアフラム
が一般によく使用され、安価なダイアフラムが得られ
る。成形型の例と、成形例を図2に示す。Aは上型、B
はダイアフラムブランク、CはOリング、Dは下型、E
は油圧、Fはクランプ力を示す。
【0015】次に、センターダイアフラム21に圧力を
印加した場合の容積変化率の特性を図3に示す。圧力が
凸側に印加された場合と凹側に印加された場合で、容積
移動が対称でなく、同じ容積を移動させた場合には、凹
側に印加された場合の方が圧力の上昇は低い事を示す。
一方、シリコン基板81の印加圧力に対する強度は、凹
部82面側から印加された方が弱く、凹部82面の反対
側から印加された方が強い。
【0016】よって、センターダイアフラムの凹面側に
形成された室23と、シリコン基板81の凹部82の凹
面側に形成された室24を、連通孔22で連通する様に
したので、過大圧印加時の内圧上昇がシリコン基板81
の耐圧強度の弱い凹部面からの過大圧印加時に低くする
ことが出来るので、シリコン基板81の破壊確率を小さ
くすることができる。この結果、差圧測定装置の信頼性
が向上する。また、ゼロ点に対して所定の非対称の加圧
圧力ー容積変化率の特性を有するように基準面より片側
に凸状にあらかじめ設計形成されたセンターダイアフラ
ム21が採用されたので、図3に示す如く、凸側加圧と
凹側加圧の容積変化率の曲線が連続する差圧測定装置が
得られる。また、センターダイアフラム21のみを、非
対称形に作れば良いので、たとえば、センターダイアフ
ラム21が密着するバックプレート6A,,6Bの密着面
積等を異ならしめる必要はなく、安価な差圧測定装置が
得られる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、シリコ
ン基板に凹部を形成して測定ダイアフラムが形成される
センサチップと、ハウジングに設けられたセンターダイ
アフラムとを具備する差圧測定装置において、ゼロ点に
対して所定の非対称の加圧圧力ー容積変化率の特性を有
するように基準面より片側に凸状にあらかじめ設計形成
されたセンターダイアフラムと、該センターダイアフラ
ムの凹面側に形成された室と前記凹部の凹面側に形成さ
れた室を連通する連通孔とを具備したことを特徴とする
差圧測定装置を構成した。
【0018】この結果、センターダイアフラムの凹面側
に形成された室と、シリコン基板の凹部の凹面側に形成
された室を、連通孔で連通する様にしたので、過大圧印
加時の内圧上昇がシリコン基板の耐圧強度の弱い凹部面
からの過大圧印加時に低くすることが出来るので、シリ
コン基板の破壊確率を小さくすることができ、差圧測定
装置の信頼性が向上する。また、ゼロ点に対して所定の
非対称の加圧圧力ー容積変化率の特性を有するように基
準面より片側に凸状にあらかじめ設計形成されたセンタ
ーダイアフラムが採用されたので、凸側加圧と凹側加圧
の容積変化率の曲線が連続する差圧測定装置が得られ
る。また、センターダイアフラムのみを、非対称形に作
れば良いので、たとえば、センターダイアフラムが密着
するバックプレートの密着面積等を異ならしめる必要は
なく、安価な差圧測定装置が得られる。従って、本発明
によれば、耐圧特性が向上され信頼性の高い差圧測定装
置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】図1の動作説明図である。
【図3】図1の動作説明図である。
【図4】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
【符号の説明】
1…ハウジング 2…フランジ 3…フランジ 4…導入口 5…導入口 6…圧力測定室 6A…バックプレ―ト 6B…バックプレ―ト 8…シリコンダイアフラム 9…支持体 10…圧力導入室 11…圧力導入室 10A…バックプレ―ト 11A…バックプレ―ト 12…隔液ダイアフラム 13…隔液ダイアフラム 14…連通孔 15…連通孔 16…連通孔 21…センターダイアフラム 22…連通孔 23…室 24…室 81…シリコン基板 82…凹部 91…ストレインゲ―ジ 101…封入液 102…封入液

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基板に凹部を形成して測定ダイア
    フラムが形成されるセンサチップと、 ハウジングに設けられたセンターダイアフラムとを具備
    する差圧測定装置において、ゼロ点に対して所定の非対称の加圧圧力ー容積変化率の
    特性を有するように 基準面より片側に凸状にあらかじめ
    設計形成されたセンターダイアフラムと、 該センターダイアフラムの凹面側に形成された室と前記
    凹部の凹面側に形成された室を連通する連通孔とを具備
    したことを特徴とする差圧測定装置。
JP4182290A 1992-07-09 1992-07-09 差圧測定装置 Expired - Fee Related JP3070045B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4182290A JP3070045B2 (ja) 1992-07-09 1992-07-09 差圧測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4182290A JP3070045B2 (ja) 1992-07-09 1992-07-09 差圧測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0626964A JPH0626964A (ja) 1994-02-04
JP3070045B2 true JP3070045B2 (ja) 2000-07-24

Family

ID=16115701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4182290A Expired - Fee Related JP3070045B2 (ja) 1992-07-09 1992-07-09 差圧測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3070045B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104748924A (zh) * 2015-03-30 2015-07-01 沪东中华造船(集团)有限公司 密性试验的压差测量装置和测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0626964A (ja) 1994-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0202786B1 (en) Piezoresistive pressure transducer
JP4044307B2 (ja) 圧力センサ
JP2011257393A (ja) 密閉封止された圧力感知装置
US6640640B2 (en) Differential pressure sensor
CN113029430A (zh) 一种芯体结构以及压力传感器
JP2800083B2 (ja) 圧力トランスデューサ組立体およびその製造方法
JP3070045B2 (ja) 差圧測定装置
US20040040384A1 (en) Differential pressure/pressure transmitter
JP3199103B2 (ja) 差圧測定装置
JP2988077B2 (ja) 差圧測定装置
JP3067382B2 (ja) 差圧測定装置
JPH0749281A (ja) 半導体差圧測定装置の製造方法
JPH055666A (ja) 差圧測定装置
JPS63274832A (ja) 受圧ダイヤフラム保護装置およびその製造方法
JPS63243830A (ja) 半導体圧力検出装置
JPH062190U (ja) 差圧測定装置
JPH04131742U (ja) 差圧測定装置
JPH052042U (ja) 差圧測定装置
JPH0518838A (ja) 半導体差圧センサ
JP2578983Y2 (ja) 絶対圧力計
JP3039141B2 (ja) 差圧測定装置
JPH0573550U (ja) 差圧測定装置
JPH0550337U (ja) 差圧測定装置
JP3090175B2 (ja) 差圧測定装置
JP2004117086A (ja) 差圧測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080526

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090526

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees