JP3238001B2 - 複合センサ及びこれを用いた複合伝送器 - Google Patents
複合センサ及びこれを用いた複合伝送器Info
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- JP3238001B2 JP3238001B2 JP10681394A JP10681394A JP3238001B2 JP 3238001 B2 JP3238001 B2 JP 3238001B2 JP 10681394 A JP10681394 A JP 10681394A JP 10681394 A JP10681394 A JP 10681394A JP 3238001 B2 JP3238001 B2 JP 3238001B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化学プラント、製鉄所、
発電所等で流量や圧力を検出する差圧伝送器における複
合センサ及びこれを用いた複合伝送器に関する。
発電所等で流量や圧力を検出する差圧伝送器における複
合センサ及びこれを用いた複合伝送器に関する。
【０００２】
【従来の技術】インテリジェント差圧伝送器のセンシン
グ部に用いられるピエゾ抵抗式の複合センサは、差圧セ
ンサ、静圧センサ及び温度センサが１つの基板上に形成
され、静圧センサ及び温度センサからの出力信号を用い
て、差圧センサの出力を補正し、高精度に差圧を計測す
る構成となっている。
グ部に用いられるピエゾ抵抗式の複合センサは、差圧セ
ンサ、静圧センサ及び温度センサが１つの基板上に形成
され、静圧センサ及び温度センサからの出力信号を用い
て、差圧センサの出力を補正し、高精度に差圧を計測す
る構成となっている。
【０００３】上記複合センサにおいては、差圧負荷が静
圧センサの検出特性に影響を及ぼし、高精度な静圧検出
が実行できず、差圧センサの出力を高精度に補正する事
ができなかった。
圧センサの検出特性に影響を及ぼし、高精度な静圧検出
が実行できず、差圧センサの出力を高精度に補正する事
ができなかった。
【０００４】そこで、特開平４−２１２０３２号公報記
載の「複合センサとそれを用いた複合伝送器とプラント
システム」においては、静圧ダイアフラム上に配置され
た静圧ゲージからの出力と、固定部上に配置された静圧
ゲージからの出力とが組み合わされ、差圧負荷の影響が
相殺される構成となっている。
載の「複合センサとそれを用いた複合伝送器とプラント
システム」においては、静圧ダイアフラム上に配置され
た静圧ゲージからの出力と、固定部上に配置された静圧
ゲージからの出力とが組み合わされ、差圧負荷の影響が
相殺される構成となっている。
【０００５】つまり、差圧に応じた抵抗値変化特性が、
静圧ダイアフラム上の静圧検出用ゲージαと、固定部上
の静圧検出用ゲージβとで同等となるように、静圧検出
用ゲージβが差圧ダイアフラムに近接して配置される。
この場合、ゲージαは静圧ダイアフラム上に形成されて
いるので、静圧に対するゲージαの抵抗値変化は、ゲー
ジβの抵抗値変化が無視できる程、大となる。
静圧ダイアフラム上の静圧検出用ゲージαと、固定部上
の静圧検出用ゲージβとで同等となるように、静圧検出
用ゲージβが差圧ダイアフラムに近接して配置される。
この場合、ゲージαは静圧ダイアフラム上に形成されて
いるので、静圧に対するゲージαの抵抗値変化は、ゲー
ジβの抵抗値変化が無視できる程、大となる。
【０００６】そして、２つのゲージαと２つのゲージβ
とにより、ブリッジ回路を構成し、ゲージαの抵抗値変
化による電圧出力からゲージβの抵抗値変化による電圧
出力を減算することにより、差圧負荷による影響をゲー
ジαとβとで相殺し、差圧負荷に影響されない静圧検出
を実行する構成となっている。
とにより、ブリッジ回路を構成し、ゲージαの抵抗値変
化による電圧出力からゲージβの抵抗値変化による電圧
出力を減算することにより、差圧負荷による影響をゲー
ジαとβとで相殺し、差圧負荷に影響されない静圧検出
を実行する構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
４−２１２０３２号公報に記載された複合センサにあっ
ては、差圧負荷の影響は抑制されるが、固定部上に形成
された静圧ゲージβは、静圧入力時に抵抗変化が小さ
く、低感度である。このため、静圧センサは、ハーフブ
リッジ回路となり、静圧検出出力が低下してしまってい
た。
４−２１２０３２号公報に記載された複合センサにあっ
ては、差圧負荷の影響は抑制されるが、固定部上に形成
された静圧ゲージβは、静圧入力時に抵抗変化が小さ
く、低感度である。このため、静圧センサは、ハーフブ
リッジ回路となり、静圧検出出力が低下してしまってい
た。
【０００８】したがって、静圧検出出力を低下すること
無く、差圧負荷の影響が抑制された複合センサが望まれ
ていた。
無く、差圧負荷の影響が抑制された複合センサが望まれ
ていた。
【０００９】本発明の目的は、静圧入力時にも最大出力
を得ることができるとともに、差圧の影響を抑制できる
複合センサ及びこれを用いた複合伝送器を実現すること
である。
を得ることができるとともに、差圧の影響を抑制できる
複合センサ及びこれを用いた複合伝送器を実現すること
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のように構成される。（１） 単結晶シリコン基板に形成され、差圧検出手段が
配置された差圧検出用のダイアフラムと、シリコン基板
に形成された静圧検出用のダイアフラムと、この静圧検
出用のダイアフラム上の、感歪ゲージを有する４つの静
圧検出手段とを備え、４つの静圧検出手段によりホイー
トストンブリッジ回路が構成される複合センサにおい
て、全ての感歪ゲージは、これら感歪ゲージの長手方向
が、差圧ダイアフラムに外接する円の半径方向にほぼ平
行となるように、静圧検出用ダイアフラムに配列されて
いる。（２）単結晶シリコン基板に形成され、差圧検出手段が
配置された差圧検出用のダイアフラムと、上記シリコン
基板に形成された少なくとも一つの静圧検出用のダイア
フラムと、この静圧検出用のダイアフラム上に形成さ
れ、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段とを備え、
これら４つの静圧検出手段によりホイートストンブリッ
ジ回路が構成される複合センサにおいて、全ての上記感
歪ゲージは、これら感歪ゲージの長手方向が、差圧ダイ
アフラムに外接する円の接線方向にほぼ平行となるよう
に、上記静圧検出用ダイアフラムに配列されている。
成するため、次のように構成される。（１） 単結晶シリコン基板に形成され、差圧検出手段が
配置された差圧検出用のダイアフラムと、シリコン基板
に形成された静圧検出用のダイアフラムと、この静圧検
出用のダイアフラム上の、感歪ゲージを有する４つの静
圧検出手段とを備え、４つの静圧検出手段によりホイー
トストンブリッジ回路が構成される複合センサにおい
て、全ての感歪ゲージは、これら感歪ゲージの長手方向
が、差圧ダイアフラムに外接する円の半径方向にほぼ平
行となるように、静圧検出用ダイアフラムに配列されて
いる。（２）単結晶シリコン基板に形成され、差圧検出手段が
配置された差圧検出用のダイアフラムと、上記シリコン
基板に形成された少なくとも一つの静圧検出用のダイア
フラムと、この静圧検出用のダイアフラム上に形成さ
れ、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段とを備え、
これら４つの静圧検出手段によりホイートストンブリッ
ジ回路が構成される複合センサにおいて、全ての上記感
歪ゲージは、これら感歪ゲージの長手方向が、差圧ダイ
アフラムに外接する円の接線方向にほぼ平行となるよう
に、上記静圧検出用ダイアフラムに配列されている。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】（３）単結晶シリコン基板に形成され、差
圧検出手段が配置された差圧検出用のダイアフラムと、
上記シリコン基板に形成された少なくとも一つの静圧検
出用のダイアフラムと、この静圧検出用のダイアフラム
上に形成され、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段
とを備え、これら４つの静圧検出手段によりホイートス
トンブリッジ回路が構成される複合センサにおいて、上
記静圧検出用のダイアフラム上に形成された、それぞれ
の感歪ゲージは、長手方向が静圧ダイアフラムに外接す
る円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、か
つ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の半径方
向にほぼ平行となるように配列される第１のゲージ（Ｌ
ｌゲージ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに外接する
円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、かつ、
長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の接線方向に
ほぼ平行となるように配列される第２のゲージ（Ｌｔゲ
ージ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の
接線方向にほぼ平行となるように配列され、かつ、長手
方向が差圧ダイアフラムに外接する円の半径方向にほぼ
平行となるように配列される第３のゲージ（Ｔｌゲー
ジ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の接
線方向にほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方
向が差圧ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平
行となるように配列される第４のゲージ（Ｔｔゲージ）
と、のいずれかであり、上記第１のゲージと第２のゲー
ジのうちの一方が、上記ホイートストンブリッジ回路の
高電位側に配置されるときは、上記第１のゲージと第２
のゲージのうちの他方は低電位側に配置され、上記第３
のゲージと第４のゲージのうちの一方が、上記ホイート
ストンブリッジ回路の高電位側に配置されるときは、上
記第３のゲージと第４のゲージのうちの他方は低電位側
に配置される。 （４）差圧検出手段が配置された差圧検出用のダイアフ
ラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイアフラムとこ
の静圧検出用のダイアフラム上に形成され、感歪ゲージ
を有する４つの静圧検出手段とを有し、これら４つの静
圧検出手段によりホイートストンブリッジ回路が構成さ
れる複合センサと、この複合センサに圧力を導入し、保
護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝送する複合伝送
器において、上記複合センサの全ての上記感歪ゲージ
は、これら感歪ゲージの長手方向が 、差圧ダイアフラム
に外接する円の半径方向にほぼ平行となるように、上記
静圧検出用ダイアフラムに配列されている。
圧検出手段が配置された差圧検出用のダイアフラムと、
上記シリコン基板に形成された少なくとも一つの静圧検
出用のダイアフラムと、この静圧検出用のダイアフラム
上に形成され、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段
とを備え、これら４つの静圧検出手段によりホイートス
トンブリッジ回路が構成される複合センサにおいて、上
記静圧検出用のダイアフラム上に形成された、それぞれ
の感歪ゲージは、長手方向が静圧ダイアフラムに外接す
る円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、か
つ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の半径方
向にほぼ平行となるように配列される第１のゲージ（Ｌ
ｌゲージ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに外接する
円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、かつ、
長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の接線方向に
ほぼ平行となるように配列される第２のゲージ（Ｌｔゲ
ージ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の
接線方向にほぼ平行となるように配列され、かつ、長手
方向が差圧ダイアフラムに外接する円の半径方向にほぼ
平行となるように配列される第３のゲージ（Ｔｌゲー
ジ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の接
線方向にほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方
向が差圧ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平
行となるように配列される第４のゲージ（Ｔｔゲージ）
と、のいずれかであり、上記第１のゲージと第２のゲー
ジのうちの一方が、上記ホイートストンブリッジ回路の
高電位側に配置されるときは、上記第１のゲージと第２
のゲージのうちの他方は低電位側に配置され、上記第３
のゲージと第４のゲージのうちの一方が、上記ホイート
ストンブリッジ回路の高電位側に配置されるときは、上
記第３のゲージと第４のゲージのうちの他方は低電位側
に配置される。 （４）差圧検出手段が配置された差圧検出用のダイアフ
ラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイアフラムとこ
の静圧検出用のダイアフラム上に形成され、感歪ゲージ
を有する４つの静圧検出手段とを有し、これら４つの静
圧検出手段によりホイートストンブリッジ回路が構成さ
れる複合センサと、この複合センサに圧力を導入し、保
護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝送する複合伝送
器において、上記複合センサの全ての上記感歪ゲージ
は、これら感歪ゲージの長手方向が 、差圧ダイアフラム
に外接する円の半径方向にほぼ平行となるように、上記
静圧検出用ダイアフラムに配列されている。
【００１６】（５）差圧検出手段が配置された差圧検出
用のダイアフラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイ
アフラムとこの静圧検出用のダイアフラム上に形成さ
れ、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段とを有し、
これら４つの静圧検出手段によりホイートストンブリッ
ジ回路が構成される複合センサと、この複合センサに圧
力を導入し、保護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝
送する複合伝送器において、上記複合センサの全ての上
記感歪ゲージは、これら感歪ゲージの長手方向が、差圧
ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平行となる
ように、上記静圧検出用ダイアフラムに配列されてい
る。 （６）差圧検出手段が配置された差圧検出用のダイアフ
ラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイアフラムとこ
の静圧検出用のダイアフラム上に形成され、感歪ゲージ
を有する４つの静圧検出手段とを有し、これら４つの静
圧検出手段によりホイートストンブリッジ回路が構成さ
れる複合センサと、この複合センサに圧力を導入し、保
護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝送する複合伝送
器において、上記静圧検出用のダイアフラム上に形成さ
れた、それぞれの感歪ゲージは、長手方向が静圧ダイア
フラムに外接する円の半径方向にほぼ平行となるように
配列され、かつ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接す
る円の半径方向にほぼ平行となるように配列される第１
のゲージ（Ｌｌゲージ）と、長手方向が静圧ダイアフラ
ムに外接する円の半径方向にほぼ平行となるように配列
され、かつ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円
の接線方向にほぼ平行となるように配列される第２のゲ
ージ（Ｌｔゲージ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに
外接する円の接線方向にほぼ平行となるように配列さ
れ、かつ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の
半径方向にほぼ平行となるように配列される第３のゲー
ジ（Ｔｌゲージ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに外
接する円の接線方向にほぼ平行となるように配列され、
かつ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の接線
方向にほぼ平行となるように配列される第４のゲージ
（Ｔｔゲージ）と、のいずれかであり、上記第１のゲー
ジと第２のゲージのうちの一方が、上記ホイートストン
ブリッジ回路の高電位側に配置されるときは、上記第１
のゲージと第２のゲージのうちの他方は低電位側に配置
され、上記第３のゲージと第４のゲージのうち の一方
が、上記ホイートストンブリッジ回路の高電位側に配置
されるときは、上記第３のゲージと第４のゲージのうち
の他方は低電位側に配置される。
用のダイアフラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイ
アフラムとこの静圧検出用のダイアフラム上に形成さ
れ、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段とを有し、
これら４つの静圧検出手段によりホイートストンブリッ
ジ回路が構成される複合センサと、この複合センサに圧
力を導入し、保護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝
送する複合伝送器において、上記複合センサの全ての上
記感歪ゲージは、これら感歪ゲージの長手方向が、差圧
ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平行となる
ように、上記静圧検出用ダイアフラムに配列されてい
る。 （６）差圧検出手段が配置された差圧検出用のダイアフ
ラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイアフラムとこ
の静圧検出用のダイアフラム上に形成され、感歪ゲージ
を有する４つの静圧検出手段とを有し、これら４つの静
圧検出手段によりホイートストンブリッジ回路が構成さ
れる複合センサと、この複合センサに圧力を導入し、保
護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝送する複合伝送
器において、上記静圧検出用のダイアフラム上に形成さ
れた、それぞれの感歪ゲージは、長手方向が静圧ダイア
フラムに外接する円の半径方向にほぼ平行となるように
配列され、かつ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接す
る円の半径方向にほぼ平行となるように配列される第１
のゲージ（Ｌｌゲージ）と、長手方向が静圧ダイアフラ
ムに外接する円の半径方向にほぼ平行となるように配列
され、かつ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円
の接線方向にほぼ平行となるように配列される第２のゲ
ージ（Ｌｔゲージ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに
外接する円の接線方向にほぼ平行となるように配列さ
れ、かつ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の
半径方向にほぼ平行となるように配列される第３のゲー
ジ（Ｔｌゲージ）と、長手方向が静圧ダイアフラムに外
接する円の接線方向にほぼ平行となるように配列され、
かつ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の接線
方向にほぼ平行となるように配列される第４のゲージ
（Ｔｔゲージ）と、のいずれかであり、上記第１のゲー
ジと第２のゲージのうちの一方が、上記ホイートストン
ブリッジ回路の高電位側に配置されるときは、上記第１
のゲージと第２のゲージのうちの他方は低電位側に配置
され、上記第３のゲージと第４のゲージのうち の一方
が、上記ホイートストンブリッジ回路の高電位側に配置
されるときは、上記第３のゲージと第４のゲージのうち
の他方は低電位側に配置される。
【００１７】（７）好ましくは、上記（４）、（５）又
は（６）において、上記静圧検出手段により検出された
静圧データに基づき、上記差圧検出手段により検出され
た差圧データを補正する補正演算手段を備える。 （８）また、好ましくは、上記（４）、（５）又は
（６）において、上記複合センサに配置される温度検出
手段と、この温度検出手段によって検出された温度に基
づいて、静圧検出手段により検出された静圧データを温
度補正し、温度補正された静圧データに基づいて、差圧
検出手段により検出された差圧データを補正し、この補
正された差圧データを、上記温度検出手段により検出さ
れた温度に基づいて、温度補正する補正演算手段とを備
える。
は（６）において、上記静圧検出手段により検出された
静圧データに基づき、上記差圧検出手段により検出され
た差圧データを補正する補正演算手段を備える。 （８）また、好ましくは、上記（４）、（５）又は
（６）において、上記複合センサに配置される温度検出
手段と、この温度検出手段によって検出された温度に基
づいて、静圧検出手段により検出された静圧データを温
度補正し、温度補正された静圧データに基づいて、差圧
検出手段により検出された差圧データを補正し、この補
正された差圧データを、上記温度検出手段により検出さ
れた温度に基づいて、温度補正する補正演算手段とを備
える。
【００１８】
【００１９】
【作用】差圧検出用のダイアフラムに差圧が印加され、
この差圧検出用のダイアフラムが変位すると、この変位
の影響により静圧ダイアフラムも変位する。これによ
り、静圧ダイアフラム上に配置された静圧検出手段の感
歪ゲージに力が印加され、正確な静圧の検出が困難とな
る。そこで、全ての感歪ゲージの長手方向が、差圧ダイ
アフラムに外接する円の半径方向又は接線方向に平行と
なるように配列すると、静圧検出手段により構成される
ホイーストンブリッジ回路から最大出力が得られるとと
もに、差圧の影響が抑制された静圧検出信号が得られ
る。
この差圧検出用のダイアフラムが変位すると、この変位
の影響により静圧ダイアフラムも変位する。これによ
り、静圧ダイアフラム上に配置された静圧検出手段の感
歪ゲージに力が印加され、正確な静圧の検出が困難とな
る。そこで、全ての感歪ゲージの長手方向が、差圧ダイ
アフラムに外接する円の半径方向又は接線方向に平行と
なるように配列すると、静圧検出手段により構成される
ホイーストンブリッジ回路から最大出力が得られるとと
もに、差圧の影響が抑制された静圧検出信号が得られ
る。
【００２０】また、静圧検出用のホイートストンブリッ
ジ回路の高電位側に接続される一方の静圧検出手段の感
歪ゲージは、長手方向が、差圧ダイアフラムに外接する
円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、他方の
静圧検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記円の接
線方向にほぼ平行となるように配列される。さらに、ホ
イートストンブリッジ回路の低電位側に接続される一方
の静圧検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記円の
半径方向にほぼ平行となるように配列され、他方の静圧
検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記円の接線方
向にほぼ平行となるように配列されている。このように
構成しても、ホイーストンブリッジ回路から最大出力が
得られるとともに、差圧の影響が抑制された静圧検出信
号が得られる。
ジ回路の高電位側に接続される一方の静圧検出手段の感
歪ゲージは、長手方向が、差圧ダイアフラムに外接する
円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、他方の
静圧検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記円の接
線方向にほぼ平行となるように配列される。さらに、ホ
イートストンブリッジ回路の低電位側に接続される一方
の静圧検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記円の
半径方向にほぼ平行となるように配列され、他方の静圧
検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記円の接線方
向にほぼ平行となるように配列されている。このように
構成しても、ホイーストンブリッジ回路から最大出力が
得られるとともに、差圧の影響が抑制された静圧検出信
号が得られる。
【００２１】
【実施例】図１は、本発明の一実施例である複合センサ
２０の概略構成図であり、図１の（ａ）は、複合センサ
２０の上面、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ−Ｂ断
面である。図１において、複合センサ２０は、ｎ型の
（００１）面シリコン単結晶からなり、１チップ中に差
圧センサと静圧センサ及び温度センサを集積したもので
ある。そして、複合センサ２０の差圧センサは、差圧検
出用のダイアフラム２１と、ダイアフラム２１の周辺部
に、ボロン等を拡散して形成したｐ型のゲージ抵抗（感
歪ゲージ）２４ａ〜２４ｄ（Ｒg1〜Ｒg4）によって構成
されている。
２０の概略構成図であり、図１の（ａ）は、複合センサ
２０の上面、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ−Ｂ断
面である。図１において、複合センサ２０は、ｎ型の
（００１）面シリコン単結晶からなり、１チップ中に差
圧センサと静圧センサ及び温度センサを集積したもので
ある。そして、複合センサ２０の差圧センサは、差圧検
出用のダイアフラム２１と、ダイアフラム２１の周辺部
に、ボロン等を拡散して形成したｐ型のゲージ抵抗（感
歪ゲージ）２４ａ〜２４ｄ（Ｒg1〜Ｒg4）によって構成
されている。
【００２２】また、複合センサ２０の静圧センサは、ダ
イアフラム２１の外周部であり、チップの４隅に形成さ
れた小型の静圧ダイアフラム２２ａ〜２２ｄと、これら
ダイアフラム２２ａ〜２２ｄの上に配置されたｐ型のゲ
ージ抵抗（感歪ゲージ）２３ａ〜２３ｄ（Ｒs1〜Ｒs4）
によって構成される。
イアフラム２１の外周部であり、チップの４隅に形成さ
れた小型の静圧ダイアフラム２２ａ〜２２ｄと、これら
ダイアフラム２２ａ〜２２ｄの上に配置されたｐ型のゲ
ージ抵抗（感歪ゲージ）２３ａ〜２３ｄ（Ｒs1〜Ｒs4）
によって構成される。
【００２３】これら差圧センサと静圧センサのゲージ抵
抗は、応力に関して最大の抵抗変化を示す＜１１０＞方
向に配列しておく。ここで、特に、静圧ゲージは差圧に
よる影響を相殺するため４つのゲージ抵抗すべてが、差
圧ダイアフラム２１からみて半径方向に配列されてい
る。一方、温度センサ２５は、これも不純物拡散によっ
て形成されるが、応力にはほとんど感度がない＜１００
＞方向に配置して、温度のみ感度をもたせる。これらの
ゲージ抵抗は、抵抗変化を検出するため、アルミ等によ
る配線２７によってワイヤボンディング用のパッド１〜
１２へ引き出される。
抗は、応力に関して最大の抵抗変化を示す＜１１０＞方
向に配列しておく。ここで、特に、静圧ゲージは差圧に
よる影響を相殺するため４つのゲージ抵抗すべてが、差
圧ダイアフラム２１からみて半径方向に配列されてい
る。一方、温度センサ２５は、これも不純物拡散によっ
て形成されるが、応力にはほとんど感度がない＜１００
＞方向に配置して、温度のみ感度をもたせる。これらの
ゲージ抵抗は、抵抗変化を検出するため、アルミ等によ
る配線２７によってワイヤボンディング用のパッド１〜
１２へ引き出される。
【００２４】また、アルミ等の配線２７とシリコンのオ
ーミック接続をとるため、配線２７とゲージ抵抗との間
にゲージ抵抗と同じ導伝型の低抵抗部（高濃度不純物
層、ｐ＋層）２６を設けている。ただし、ゲージ抵抗２
３ａ〜２３ｄ、２４ａ〜２４ｄ、２５と配線２７の間で
直接オーミック接続がとれるような場合には低抵抗部２
６は不要である。図１に示す実施例では、さらに、シリ
コン基板の電位を安定させるため基板と同じ導伝型の高
濃度不純物層（ｎ＋層）２８を設け、これに一定の電位
を与える。
ーミック接続をとるため、配線２７とゲージ抵抗との間
にゲージ抵抗と同じ導伝型の低抵抗部（高濃度不純物
層、ｐ＋層）２６を設けている。ただし、ゲージ抵抗２
３ａ〜２３ｄ、２４ａ〜２４ｄ、２５と配線２７の間で
直接オーミック接続がとれるような場合には低抵抗部２
６は不要である。図１に示す実施例では、さらに、シリ
コン基板の電位を安定させるため基板と同じ導伝型の高
濃度不純物層（ｎ＋層）２８を設け、これに一定の電位
を与える。
【００２５】複合センサ２０は、圧力印加のためパイレ
ックスガラス、或いはシリコンから成る台３０にボンデ
ィングされている。ダイアフラムの有効面積を減らすこ
と無く、ボンディング領域を広げ、接合強度の向上を図
るため、異方性エッチングを用いて差圧ダイアフラム２
１は８角形に加工される。そして、上述したように、チ
ップの４隅に静圧ダイアフラムが配置される。
ックスガラス、或いはシリコンから成る台３０にボンデ
ィングされている。ダイアフラムの有効面積を減らすこ
と無く、ボンディング領域を広げ、接合強度の向上を図
るため、異方性エッチングを用いて差圧ダイアフラム２
１は８角形に加工される。そして、上述したように、チ
ップの４隅に静圧ダイアフラムが配置される。
【００２６】図２及び図３は、静圧ゲージの配置例であ
り、静圧ゲージ２３ａ及び２３ｂを示す。ただし、この
例では、伝送器用の複合センサを考慮し、静圧ダイアフ
ラム２２ａ〜２２ｄは、板厚が差圧ダイアフラム２１と
同じ１０〜３０μm程度であり、２００μm角程度の正方
形とした。このため、一つの静圧ゲージを４〜６本のス
トリングに分割し、低抵抗部２６を用いて接続した。
り、静圧ゲージ２３ａ及び２３ｂを示す。ただし、この
例では、伝送器用の複合センサを考慮し、静圧ダイアフ
ラム２２ａ〜２２ｄは、板厚が差圧ダイアフラム２１と
同じ１０〜３０μm程度であり、２００μm角程度の正方
形とした。このため、一つの静圧ゲージを４〜６本のス
トリングに分割し、低抵抗部２６を用いて接続した。
【００２７】図２の例において、複数のゲージストリン
グ２３ａの長手方向は、ダイアフラム２２ａに外接する
円の半径方向に平行となるように配列されている。ゲー
ジストリング２３ａを、図２に示すように配列すると、
静圧が印加された場合、ゲージストリング２３ａの長手
方向に大きな応力が働き、ピエゾ抵抗効果によって抵抗
値が増加する。このように、ゲージストリングの長手方
向が、ダイアフラムに外接する円の半径方向に平行とな
るように配列された、ゲージをＬゲージと定義する。
グ２３ａの長手方向は、ダイアフラム２２ａに外接する
円の半径方向に平行となるように配列されている。ゲー
ジストリング２３ａを、図２に示すように配列すると、
静圧が印加された場合、ゲージストリング２３ａの長手
方向に大きな応力が働き、ピエゾ抵抗効果によって抵抗
値が増加する。このように、ゲージストリングの長手方
向が、ダイアフラムに外接する円の半径方向に平行とな
るように配列された、ゲージをＬゲージと定義する。
【００２８】一方、図３の例において、複数のゲージス
トリング２３ｂの長手方向は、ダイアフラム２２ｂに外
接する円の接線方向に平行となるように配列されてい
る。ゲージストリング２３ｂを、図３に示すように配列
すると、静圧が印加された場合、ゲージストリング２３
ｂの横手方向に大きな応力が働き、抵抗値が減少する。
このように、ゲージストリングの長手方向が、ダイアフ
ラムに外接する円の接線方向に平行となるように配列さ
れた、ゲージをＴゲージと定義する。
トリング２３ｂの長手方向は、ダイアフラム２２ｂに外
接する円の接線方向に平行となるように配列されてい
る。ゲージストリング２３ｂを、図３に示すように配列
すると、静圧が印加された場合、ゲージストリング２３
ｂの横手方向に大きな応力が働き、抵抗値が減少する。
このように、ゲージストリングの長手方向が、ダイアフ
ラムに外接する円の接線方向に平行となるように配列さ
れた、ゲージをＴゲージと定義する。
【００２９】したがって、静圧ゲージ２３ａ（Ｒs1）と
２３ｃ（Ｒs3）をＬゲージとし、静圧ゲージ２３ｂ（Ｒ
s2）と２３ｄ（Ｒs4）をＴゲージとして、図４に示すブ
リッジ回路を構成することにより、静圧にほぼ比例した
ブリッジ出力ΔＥsを得ることができる。なお、静圧ゲ
ージ２３ａ及び２３ｂはブリッジ回路の高電位側に接続
され、静圧ゲージ２３ｃ及び２３ｄはブリッジ回路の低
電位側に接続されている。
２３ｃ（Ｒs3）をＬゲージとし、静圧ゲージ２３ｂ（Ｒ
s2）と２３ｄ（Ｒs4）をＴゲージとして、図４に示すブ
リッジ回路を構成することにより、静圧にほぼ比例した
ブリッジ出力ΔＥsを得ることができる。なお、静圧ゲ
ージ２３ａ及び２３ｂはブリッジ回路の高電位側に接続
され、静圧ゲージ２３ｃ及び２３ｄはブリッジ回路の低
電位側に接続されている。
【００３０】差圧センサに関しては、差圧ダイアフラム
２１に外接する円の半径方向を長手方向とするＬゲージ
２４ａ（Ｒg1）及び２４ｃ（Ｒg3）と上記円の接線方向
を長手方向とするＴゲージ２４ｂ（Ｒg2）及び２４ｄ
（Ｒg4）を図４に示すブリッジ回路のように、構成する
ことによって、ほぼ差圧に比例したブリッジ出力ΔＥd
を得ることができる。
２１に外接する円の半径方向を長手方向とするＬゲージ
２４ａ（Ｒg1）及び２４ｃ（Ｒg3）と上記円の接線方向
を長手方向とするＴゲージ２４ｂ（Ｒg2）及び２４ｄ
（Ｒg4）を図４に示すブリッジ回路のように、構成する
ことによって、ほぼ差圧に比例したブリッジ出力ΔＥd
を得ることができる。
【００３１】次に、本実施例によって静圧センサに及ぶ
差圧の影響が相殺できることを証明する。まず、図５を
用いて静圧センサに差圧の影響が及ぶメカニズムを説明
する。差圧の入力によって差圧ダイアフラム２１が、図
１の（ｂ）における下方または上方に変位すると、静圧
ダイアフラム２２ｂは、差圧ダイアフラム２１に近接し
ているため、この変位に引っ張られて静圧ゲージ２３ｂ
にもが力が働く。特に、静圧ダイアフラムは、エッチン
グ等によって薄く加工されているため、その応力σΔｐ
は拡大されてしまう。この差圧に起因する応力によって
静圧ゲージの抵抗値が変化してしまう。
差圧の影響が相殺できることを証明する。まず、図５を
用いて静圧センサに差圧の影響が及ぶメカニズムを説明
する。差圧の入力によって差圧ダイアフラム２１が、図
１の（ｂ）における下方または上方に変位すると、静圧
ダイアフラム２２ｂは、差圧ダイアフラム２１に近接し
ているため、この変位に引っ張られて静圧ゲージ２３ｂ
にもが力が働く。特に、静圧ダイアフラムは、エッチン
グ等によって薄く加工されているため、その応力σΔｐ
は拡大されてしまう。この差圧に起因する応力によって
静圧ゲージの抵抗値が変化してしまう。
【００３２】差圧による静圧ゲージの抵抗値変化の正負
方向は、静圧ゲージの配列と差圧ダイアフラムとの位置
関係によって決まる。そこで、静圧ゲージの、静圧ダイ
アフラムに対する配列関係と、差圧ダイアフラムに対す
る配列関係とによって図６に示すように、静圧ゲージを
分類する。
方向は、静圧ゲージの配列と差圧ダイアフラムとの位置
関係によって決まる。そこで、静圧ゲージの、静圧ダイ
アフラムに対する配列関係と、差圧ダイアフラムに対す
る配列関係とによって図６に示すように、静圧ゲージを
分類する。
【００３３】まず、図６の（ａ）に示す静圧ゲージは２
３１は、、静圧ダイアフラム２２に対してＬゲージであ
り、差圧ダイアフラム２１に対してもゲージ長手方向が
半径方向に平行なのでこれもＬゲージである。したがっ
て、この静圧ゲージ２３１をＲLlとする。ＲLlのL（ラ
ージエル）は、静圧ゲージ２３１の静圧ダイアフラムに
対する関係を示し、l（スモールエル）は、静圧ゲージ
２３１の差圧ダイアフラムに対する関係を示す。
３１は、、静圧ダイアフラム２２に対してＬゲージであ
り、差圧ダイアフラム２１に対してもゲージ長手方向が
半径方向に平行なのでこれもＬゲージである。したがっ
て、この静圧ゲージ２３１をＲLlとする。ＲLlのL（ラ
ージエル）は、静圧ゲージ２３１の静圧ダイアフラムに
対する関係を示し、l（スモールエル）は、静圧ゲージ
２３１の差圧ダイアフラムに対する関係を示す。
【００３４】次に、図６の（ｂ）に示す静圧ゲージ２３
２は、静圧ダイアフラム２２に対してＬゲージであり、
差圧ダイアフラム２１に対しては、ゲージ長手方向が接
線方向に平行なのでＴゲージである。したがって、この
静圧ゲージ２３２をＲLtとする。
２は、静圧ダイアフラム２２に対してＬゲージであり、
差圧ダイアフラム２１に対しては、ゲージ長手方向が接
線方向に平行なのでＴゲージである。したがって、この
静圧ゲージ２３２をＲLtとする。
【００３５】同様に、図６の（ｃ）に示す静圧ゲージ２
３３は、静圧ダイアフラム２２に対してＴゲージ、差圧
ダイアフラム２１に対してＬゲージであるので、ＲTlと
する。そして、図６の（ｄ）に示す静圧ゲージ２３４
は、静圧ダイアフラム２２に対してＴゲージ、差圧ダイ
アフラム２１に対してもＴゲージであるので、ＲTtとす
る。
３３は、静圧ダイアフラム２２に対してＴゲージ、差圧
ダイアフラム２１に対してＬゲージであるので、ＲTlと
する。そして、図６の（ｄ）に示す静圧ゲージ２３４
は、静圧ダイアフラム２２に対してＴゲージ、差圧ダイ
アフラム２１に対してもＴゲージであるので、ＲTtとす
る。
【００３６】これら４種類の静圧ゲージ２３１〜２３４
について静圧入力時の抵抗変化及び差圧入力時の抵抗変
化について測定すると、図７及び図８に示す様になっ
た。図７は、静圧による静圧ゲージの抵抗変化であり、
縦軸が抵抗変化ΔＲ／Ｒを示し、横軸が静圧ＰSを示
す。また、図８は、差圧による静圧ゲージの抵抗変化で
あり、縦軸が抵抗変化ΔＲ／Ｒを示し、横軸が差圧変化
ΔＰを示す。
について静圧入力時の抵抗変化及び差圧入力時の抵抗変
化について測定すると、図７及び図８に示す様になっ
た。図７は、静圧による静圧ゲージの抵抗変化であり、
縦軸が抵抗変化ΔＲ／Ｒを示し、横軸が静圧ＰSを示
す。また、図８は、差圧による静圧ゲージの抵抗変化で
あり、縦軸が抵抗変化ΔＲ／Ｒを示し、横軸が差圧変化
ΔＰを示す。
【００３７】図７及び図８において、静圧入力時にはＲ
LlとＲLtはほぼ直線的に増加し、ＲTlとＲTtはほぼ直線
的に減少する。差圧入力時には、非常に大きな非線形性
の抵抗変化を示すが、ＲLl及びＲTlは、下に凸な特性、
ＲLt及びＲTtは上に凸な特性を示すことが分かった。こ
れを数式で表現すると、次式（１）〜（４）のようにな
る。 ΔＲLl／ＲLl ＝ ｋＰs ＋ ｆ（Δｐ） ・・・ （１） ΔＲLt／ＲLt ＝ ｋＰs − ｆ（Δｐ） ・・・ （２） ΔＲTl／ＲTl ＝ −ｋＰs ＋ ｆ（Δｐ） ・・・ （３） ΔＲTt／ＲTt ＝ −ｋＰs − ｆ（Δｐ） ・・・ （４） ただし、上記式において、ｋは静圧Ｐsに対する抵抗変
化の感度、ｆ（Δｐ）は差圧に対する非線形特性を表す
関数である。
LlとＲLtはほぼ直線的に増加し、ＲTlとＲTtはほぼ直線
的に減少する。差圧入力時には、非常に大きな非線形性
の抵抗変化を示すが、ＲLl及びＲTlは、下に凸な特性、
ＲLt及びＲTtは上に凸な特性を示すことが分かった。こ
れを数式で表現すると、次式（１）〜（４）のようにな
る。 ΔＲLl／ＲLl ＝ ｋＰs ＋ ｆ（Δｐ） ・・・ （１） ΔＲLt／ＲLt ＝ ｋＰs − ｆ（Δｐ） ・・・ （２） ΔＲTl／ＲTl ＝ −ｋＰs ＋ ｆ（Δｐ） ・・・ （３） ΔＲTt／ＲTt ＝ −ｋＰs − ｆ（Δｐ） ・・・ （４） ただし、上記式において、ｋは静圧Ｐsに対する抵抗変
化の感度、ｆ（Δｐ）は差圧に対する非線形特性を表す
関数である。
【００３８】通常、オフセット電圧をゼロにするため静
圧ゲージの抵抗値をほぼ等しく形成するが、この場合、
静圧ブリッジ回路の出力は図４に示したブリッジ回路に
対応して次式（５）のように表される。 ΔＥS ＝ （（ΔＲS１／ＲS１）＋（ΔＲS３／ＲS３）−（ΔＲS２／ＲS２ ）−（ΔＲS４／ＲS４））・Ｅ ・・・ （５） ただし、上記式において、Ｅ（３１）は励起電圧であ
る。
圧ゲージの抵抗値をほぼ等しく形成するが、この場合、
静圧ブリッジ回路の出力は図４に示したブリッジ回路に
対応して次式（５）のように表される。 ΔＥS ＝ （（ΔＲS１／ＲS１）＋（ΔＲS３／ＲS３）−（ΔＲS２／ＲS２ ）−（ΔＲS４／ＲS４））・Ｅ ・・・ （５） ただし、上記式において、Ｅ（３１）は励起電圧であ
る。
【００３９】図１に示した例のようにＲs１、Ｒs３にＲ
Llのタイプの静圧ゲージを採用し、Ｒs２、Ｒs４にＲTl
のタイプの静圧ゲージを採用すると、静圧センサの出力
ΔＥSは、式（１）及び（３）を式（５）に代入して次
式（６）となる。 ΔＥS ＝ ４ｋＰS ・・・ （６） したがって、図１の例によれば静圧負荷に対してはフル
ブリッジとして働き、静圧センサは、大きな出力（４ｋ
ＰS）を得ることができると同時に差圧の影響を相殺す
ることができる（（６）式には、差圧に対する関数ｆ
（Δｐ）が無い）。
Llのタイプの静圧ゲージを採用し、Ｒs２、Ｒs４にＲTl
のタイプの静圧ゲージを採用すると、静圧センサの出力
ΔＥSは、式（１）及び（３）を式（５）に代入して次
式（６）となる。 ΔＥS ＝ ４ｋＰS ・・・ （６） したがって、図１の例によれば静圧負荷に対してはフル
ブリッジとして働き、静圧センサは、大きな出力（４ｋ
ＰS）を得ることができると同時に差圧の影響を相殺す
ることができる（（６）式には、差圧に対する関数ｆ
（Δｐ）が無い）。
【００４０】図９は、静圧センサの出力（感度）を最大
の４ｋとする静圧ゲージの組み合わせにおいて、差圧影
響がどのようになるかを調べた結果を示す表である。図
９において、矢印は、ゲージタイプを互いに交換して
も、同一の結果となることを示す。
の４ｋとする静圧ゲージの組み合わせにおいて、差圧影
響がどのようになるかを調べた結果を示す表である。図
９において、矢印は、ゲージタイプを互いに交換して
も、同一の結果となることを示す。
【００４１】上述した例は、図９のＮＯ．１の場合に相
当する。このＮＯ．１の場合には、差圧Δｐの影響が０
となっている。このＮＯ．１の場合の他に、差圧Δｐの
影響が０のもの（case3）は、Ｒs１、Ｒs３のどちらか
一方をＲLlタイプに、他方をＲLtタイプとし、Ｒs２、
Ｒs４のどちらか一方をＲTlタイプ、他方をＲTtタイプ
に選ぶＮＯ．５、また、Ｒs１、Ｒs３にＲLtタイプと
し、Ｒs２、Ｒs４にＲTtタイプのゲージを選ぶＮＯ．９
がある。
当する。このＮＯ．１の場合には、差圧Δｐの影響が０
となっている。このＮＯ．１の場合の他に、差圧Δｐの
影響が０のもの（case3）は、Ｒs１、Ｒs３のどちらか
一方をＲLlタイプに、他方をＲLtタイプとし、Ｒs２、
Ｒs４のどちらか一方をＲTlタイプ、他方をＲTtタイプ
に選ぶＮＯ．５、また、Ｒs１、Ｒs３にＲLtタイプと
し、Ｒs２、Ｒs４にＲTtタイプのゲージを選ぶＮＯ．９
がある。
【００４２】その他の場合（ＮＯ．２、３、４、６、
７、８(case2、1、4、2、5、4)）においては、静圧センサの
出力は最大（４ｋ）となるが、差圧Δｐの影響が存在す
る結果となっている（±２ｆ（Δｐ）、±４ｆ（Δ
ｐ））。
７、８(case2、1、4、2、5、4)）においては、静圧センサの
出力は最大（４ｋ）となるが、差圧Δｐの影響が存在す
る結果となっている（±２ｆ（Δｐ）、±４ｆ（Δ
ｐ））。
【００４３】図１０は、静圧ゲージの組み合わせによっ
て、差圧影響がどのように変化するかを示したグラフで
ある。図１の例は、太い実線で示したcase3であり、差
圧の影響が相殺され、差圧の大きさに係わらず０であ
る。これは、上述したが、図９のＮＯ．１、ＮＯ．５、
ＮＯ．９の組み合わせに相当する。
て、差圧影響がどのように変化するかを示したグラフで
ある。図１の例は、太い実線で示したcase3であり、差
圧の影響が相殺され、差圧の大きさに係わらず０であ
る。これは、上述したが、図９のＮＯ．１、ＮＯ．５、
ＮＯ．９の組み合わせに相当する。
【００４４】また、case1（破線図示）は、図９のＮ
Ｏ．３の組み合わせの場合、case5（−Δ−線図示）は
ＮＯ．７の組み合わせであり、最もひどい差圧影響が現
れる。case2（一点鎖線図示）は、ＮＯ．２及びＮＯ．
６の組み合わせであり、case4（二点鎖線）は、ＮＯ．
４及びＮＯ．８の組み合わせであり、これらも差圧の影
響が残る。
Ｏ．３の組み合わせの場合、case5（−Δ−線図示）は
ＮＯ．７の組み合わせであり、最もひどい差圧影響が現
れる。case2（一点鎖線図示）は、ＮＯ．２及びＮＯ．
６の組み合わせであり、case4（二点鎖線）は、ＮＯ．
４及びＮＯ．８の組み合わせであり、これらも差圧の影
響が残る。
【００４５】以上述べたように、本発明の一実施例によ
れば、図９のＮＯ．１（図１の構成）、ＮＯ．５又はＮ
Ｏ．９の静圧ゲージの組み合わせを採用することによっ
て、静圧センサの静圧入力時の出力を最大にし、同時に
差圧入力時の影響を充分抑制できる複合センサを実現す
ることができる。
れば、図９のＮＯ．１（図１の構成）、ＮＯ．５又はＮ
Ｏ．９の静圧ゲージの組み合わせを採用することによっ
て、静圧センサの静圧入力時の出力を最大にし、同時に
差圧入力時の影響を充分抑制できる複合センサを実現す
ることができる。
【００４６】また、本発明の一実施例によれば、差圧ダ
イアフラムに対して、静圧ダイアフラムを対称に配置し
たので、特に、歪ゲージを差圧ダイアフラムの受圧中心
について対称に配置したので、差圧歪による影響をより
効果的に抑制することができる。
イアフラムに対して、静圧ダイアフラムを対称に配置し
たので、特に、歪ゲージを差圧ダイアフラムの受圧中心
について対称に配置したので、差圧歪による影響をより
効果的に抑制することができる。
【００４７】図１１は、本発明の他の実施例の要部概略
構成図であり、静圧ダイアフラムが複合センサに２つ形
成される例である。ただし、図１１においては、静圧ダ
イアフラムと静圧ゲージの配列状態を示し、他の構成は
図１の例と同様となる。
構成図であり、静圧ダイアフラムが複合センサに２つ形
成される例である。ただし、図１１においては、静圧ダ
イアフラムと静圧ゲージの配列状態を示し、他の構成は
図１の例と同様となる。
【００４８】図１１において、静圧ダイアフラム２２ｅ
及び２２ｆの形状は、正方形であり、静圧ダイアフラム
２２ｅ上に静圧ゲージ２３ａ及び２３ｂが配置され、静
圧ダイアフラム２２ｆ上に静圧ゲージ２３ｃ及び２３ｄ
が配置される。そして、静圧ゲージ２３ａは、その長手
方向が、差圧ダイアフラム２１に外接する円の半径方向
及び静圧ダイアフラム２２ｅに外接する円の半径方向に
平行となるように配列される（ＲLl）。また、静圧ゲー
ジ２３ｂは、その長手方向が、差圧ダイアフラム２１に
外接する円の半径方向及び静圧ダイアフラム２２ｅに外
接する円の接線方向に平行となるように配列される（Ｒ
Tl）。
及び２２ｆの形状は、正方形であり、静圧ダイアフラム
２２ｅ上に静圧ゲージ２３ａ及び２３ｂが配置され、静
圧ダイアフラム２２ｆ上に静圧ゲージ２３ｃ及び２３ｄ
が配置される。そして、静圧ゲージ２３ａは、その長手
方向が、差圧ダイアフラム２１に外接する円の半径方向
及び静圧ダイアフラム２２ｅに外接する円の半径方向に
平行となるように配列される（ＲLl）。また、静圧ゲー
ジ２３ｂは、その長手方向が、差圧ダイアフラム２１に
外接する円の半径方向及び静圧ダイアフラム２２ｅに外
接する円の接線方向に平行となるように配列される（Ｒ
Tl）。
【００４９】また、静圧ゲージ２３ｃは、その長手方向
が、差圧ダイアフラム２１に外接する円の半径方向及び
静圧ダイアフラム２２ｆに外接する円の半径方向に平行
となるように配列される（ＲLl）。また、静圧ゲージ２
３ｄは、その長手方向が、差圧ダイアフラム２１に外接
する円の半径方向及び静圧ダイアフラム２２ｆに外接す
る円の接線方向に平行となるように配列される（ＲT
l）。
が、差圧ダイアフラム２１に外接する円の半径方向及び
静圧ダイアフラム２２ｆに外接する円の半径方向に平行
となるように配列される（ＲLl）。また、静圧ゲージ２
３ｄは、その長手方向が、差圧ダイアフラム２１に外接
する円の半径方向及び静圧ダイアフラム２２ｆに外接す
る円の接線方向に平行となるように配列される（ＲT
l）。
【００５０】そして、これら静圧ゲージ２３ａ、２３
ｂ、２３ｃ、２３ｄが図４に示したホイートストンブリ
ッジ回路を構成する。図１１に示した例においても、図
１に示した例と同様な効果を得ることができる。
ｂ、２３ｃ、２３ｄが図４に示したホイートストンブリ
ッジ回路を構成する。図１１に示した例においても、図
１に示した例と同様な効果を得ることができる。
【００５１】図１２は、上記複合センサを利用した差
圧、圧力伝送器（複合伝送器）の一実施例である。図１
２において、２０は本発明による複合センサ、１０２は
高圧側と低圧側とを隔てるセンタダイアフラム、１０３
ａ及び１０３ｂは外部環境と伝送器内部の圧力伝達媒体
（シリコンオイル等）とを隔て、外部の圧力を受けるシ
ールダイアフラム、１０４はＳＵＳ等からなる伝送器本
体、１０５ａ及び１０５ｂは圧力導入口、１０６は複合
センサ２０の出力を増幅し、補正演算を行う信号処理部
（補正演算手段）である。なお、センタダイアフラム１
０２、シールダイアフラム１０３ａ及び１０３ｂ、伝送
器本体１０４、圧力導入口１０５ａ及び１０５ｂによ
り、複合センサに圧力を導入し、保護する受圧手段が構
成される。
圧、圧力伝送器（複合伝送器）の一実施例である。図１
２において、２０は本発明による複合センサ、１０２は
高圧側と低圧側とを隔てるセンタダイアフラム、１０３
ａ及び１０３ｂは外部環境と伝送器内部の圧力伝達媒体
（シリコンオイル等）とを隔て、外部の圧力を受けるシ
ールダイアフラム、１０４はＳＵＳ等からなる伝送器本
体、１０５ａ及び１０５ｂは圧力導入口、１０６は複合
センサ２０の出力を増幅し、補正演算を行う信号処理部
（補正演算手段）である。なお、センタダイアフラム１
０２、シールダイアフラム１０３ａ及び１０３ｂ、伝送
器本体１０４、圧力導入口１０５ａ及び１０５ｂによ
り、複合センサに圧力を導入し、保護する受圧手段が構
成される。
【００５２】このインテリジェント複合伝送器に、上述
した複合センサ２０を用いることによって、最大出力が
得られ、かつ、差圧に影響されない正確な静圧値が検出
できる。また、差圧センサの出力も１００気圧以上に及
ぶ大きな静圧によって影響を受けるが、正確な静圧値を
検知できるので、高精度の補正が実現でき、差圧検出の
精度も向上できる。
した複合センサ２０を用いることによって、最大出力が
得られ、かつ、差圧に影響されない正確な静圧値が検出
できる。また、差圧センサの出力も１００気圧以上に及
ぶ大きな静圧によって影響を受けるが、正確な静圧値を
検知できるので、高精度の補正が実現でき、差圧検出の
精度も向上できる。
【００５３】次に、複合伝送器に用いられる信号処理部
１０６の例を図１３にブロック図として示す。図１３に
おいて、複合センサ２０の差圧センサＤＰＳ、静圧セン
サＳＰＳ及び温度センサＴＳのゲージ抵抗変化が、マル
チプレクサ２０１に選択的に取り込まれ、プログラマブ
ルゲインアンプ２０２で増幅される。
１０６の例を図１３にブロック図として示す。図１３に
おいて、複合センサ２０の差圧センサＤＰＳ、静圧セン
サＳＰＳ及び温度センサＴＳのゲージ抵抗変化が、マル
チプレクサ２０１に選択的に取り込まれ、プログラマブ
ルゲインアンプ２０２で増幅される。
【００５４】次に、アンプ２０２により増幅された抵抗
変化信号は、Ａ／Ｄ変換器２０３でデジタル信号に変換
され、マイクロコンピュータ２０５に送信される。メモ
リ２０４には、予め差圧センサＤＳＰ、静圧センサＳＰ
Ｓ、温度センサＴＳの各特性データが記憶されている。
そして、マイクロコンピュータ（演算部）２０５は、メ
モリ（記憶部）２０４に記憶された特性データに基づ
き、各センサの出力を補正し、高精度に差圧及び静圧を
算出する。
変化信号は、Ａ／Ｄ変換器２０３でデジタル信号に変換
され、マイクロコンピュータ２０５に送信される。メモ
リ２０４には、予め差圧センサＤＳＰ、静圧センサＳＰ
Ｓ、温度センサＴＳの各特性データが記憶されている。
そして、マイクロコンピュータ（演算部）２０５は、メ
モリ（記憶部）２０４に記憶された特性データに基づ
き、各センサの出力を補正し、高精度に差圧及び静圧を
算出する。
【００５５】マイクロコンピュータ２０５により算出さ
れた差圧データ及び静圧データは、Ｄ／Ａ変換器２０６
で、アナログ信号に変換され、電圧−電流変換器２０７
を介して、上位計器等に出力される。
れた差圧データ及び静圧データは、Ｄ／Ａ変換器２０６
で、アナログ信号に変換され、電圧−電流変換器２０７
を介して、上位計器等に出力される。
【００５６】上記信号処理部１０６の構成の特徴は、以
下に述べるメモリ２０４とマイクロコンピュータ２０５
の部分である。すなわち、メモリ２０４に差圧センサＤ
ＰＳ、静圧センサＳＰＳ、温度センサＴＳの各特性を補
正マップとして予め記憶させる。この補正マップは差圧
センサ出力ΔＥd、静圧センサ出力ΔＥs、温度センサ出
力ΔＥtを３次元的に表したものである。
下に述べるメモリ２０４とマイクロコンピュータ２０５
の部分である。すなわち、メモリ２０４に差圧センサＤ
ＰＳ、静圧センサＳＰＳ、温度センサＴＳの各特性を補
正マップとして予め記憶させる。この補正マップは差圧
センサ出力ΔＥd、静圧センサ出力ΔＥs、温度センサ出
力ΔＥtを３次元的に表したものである。
【００５７】図１４は、マイクロコンピュータ２０５及
びメモリ２０４を機能的に示したブロック図である。図
１４において、静圧センサＳＰＳ及び温度センサＴＳの
出力信号から、メモリ２０４に記憶されたマップ３０２
を用いて温度補正された正確な静圧値を算出し、これを
出力する。この正確な静圧値と差圧センサＤＳＰからの
差圧出力信号を、減算部３０４で補正する。そして、減
算部３０４で静圧補正された差圧出力信号は、さらに温
度センサＴＳの出力信号とメモリ２０４に記憶されたマ
ップ３０３とを用いて温度補正し、正確な差圧値を得
る。
びメモリ２０４を機能的に示したブロック図である。図
１４において、静圧センサＳＰＳ及び温度センサＴＳの
出力信号から、メモリ２０４に記憶されたマップ３０２
を用いて温度補正された正確な静圧値を算出し、これを
出力する。この正確な静圧値と差圧センサＤＳＰからの
差圧出力信号を、減算部３０４で補正する。そして、減
算部３０４で静圧補正された差圧出力信号は、さらに温
度センサＴＳの出力信号とメモリ２０４に記憶されたマ
ップ３０３とを用いて温度補正し、正確な差圧値を得
る。
【００５８】図１５は、従来例に対応し、静圧センサの
出力信号が差圧により影響を受ける場合の例であり、こ
れに対処するためのマイクロコンピュータ及びメモリの
機能ブロック２１２を示す図である。図１５において、
差圧センサ２０９からの差圧信号は、温度センサ２０８
からの温度信号により、マップ３０１が用いられ、温度
補正される。そして、温度補正された差圧信号は、減算
部３０５において、静圧センサ２１０からの静圧信号と
減算処理され、静圧信号が補正される。そして、補正さ
れた静圧信号は、温度センサからの温度信号により、マ
ップ３０２が用いられ、温度補正される。
出力信号が差圧により影響を受ける場合の例であり、こ
れに対処するためのマイクロコンピュータ及びメモリの
機能ブロック２１２を示す図である。図１５において、
差圧センサ２０９からの差圧信号は、温度センサ２０８
からの温度信号により、マップ３０１が用いられ、温度
補正される。そして、温度補正された差圧信号は、減算
部３０５において、静圧センサ２１０からの静圧信号と
減算処理され、静圧信号が補正される。そして、補正さ
れた静圧信号は、温度センサからの温度信号により、マ
ップ３０２が用いられ、温度補正される。
【００５９】次に、温度補正された静圧信号は、減算部
３０４にて、差圧信号と減算処理され、差圧信号が補正
される。補正された差圧信号は、温度信号によりマップ
３０３が用いられ、温度補正される。
３０４にて、差圧信号と減算処理され、差圧信号が補正
される。補正された差圧信号は、温度信号によりマップ
３０３が用いられ、温度補正される。
【００６０】このように、図１５に示した例では、静圧
センサの出力は、差圧に大きく影響されていたため、こ
れも補正しなければならず、図１４に示した本発明の例
と比較して、マップ３０１及び減算部３０５が必要であ
り、処理が複雑となっていた。 本発明の例において
は、差圧影響が抑制された静圧センサを構成したため、
静圧信号を差圧信号で補正する必要が無く、補正演算処
理を簡略化することができる。
センサの出力は、差圧に大きく影響されていたため、こ
れも補正しなければならず、図１４に示した本発明の例
と比較して、マップ３０１及び減算部３０５が必要であ
り、処理が複雑となっていた。 本発明の例において
は、差圧影響が抑制された静圧センサを構成したため、
静圧信号を差圧信号で補正する必要が無く、補正演算処
理を簡略化することができる。
【００６１】以上のように、本発明の複合伝送器を用い
れば、１つの複合センサを用いた１台の伝送器で差圧と
静圧の検出が可能な複合伝送器を実現することができ
る。さらに、補正演算も簡略化できる。
れば、１つの複合センサを用いた１台の伝送器で差圧と
静圧の検出が可能な複合伝送器を実現することができ
る。さらに、補正演算も簡略化できる。
【００６２】なお、上記実施例において、静圧ダイアフ
ラムの形状は、正方形としたが、正方形に限らず、例え
ば、六角形、八角形、円等の他の形状でもよい。また、
上記実施例においては、差圧ダイアフラムの形状を八角
形としたが、円等の他の形状であってもよい。
ラムの形状は、正方形としたが、正方形に限らず、例え
ば、六角形、八角形、円等の他の形状でもよい。また、
上記実施例においては、差圧ダイアフラムの形状を八角
形としたが、円等の他の形状であってもよい。
【００６３】また、上記実施例においては、複合センサ
に４つ及び２つの静圧ダイヤフラムが形成されている
が、静圧ダイヤフラムの数は、４つ及び２つに限らず、
３つ又は１つであってもよい。ただし、４つの静圧ゲー
ジ全てが、静圧ダイアフラム上に配置され、かつ、全静
圧ゲージの長手方向が、差圧ダイアフラムに外接又は内
接する円の半径方向に平行であるか、上記円の接線方向
に平行とする。または、４つの静圧ゲージ全てが、静圧
ダイアフラム上に配置され、かつ、ホイートストンブリ
ッジ回路の高電位側の２つの静圧ゲージのうち、一方の
長手方向が、差圧ダイアフラムに外接又は内接する円の
半径方向に平行で、他方の長手方向が、上記円の接線方
向に平行であり、上記ブリッジ回路の低電位側の２つの
静圧ゲージのうち、一方の長手方向が、上記円の半径方
向に平行で、他方の長手方向が、上記円の接線方向に平
行とする。また、静圧検出用のダイアフラムがの形成さ
れる位置は、シリコン基板の四隅の領域のいずれの領域
であってもよい。
に４つ及び２つの静圧ダイヤフラムが形成されている
が、静圧ダイヤフラムの数は、４つ及び２つに限らず、
３つ又は１つであってもよい。ただし、４つの静圧ゲー
ジ全てが、静圧ダイアフラム上に配置され、かつ、全静
圧ゲージの長手方向が、差圧ダイアフラムに外接又は内
接する円の半径方向に平行であるか、上記円の接線方向
に平行とする。または、４つの静圧ゲージ全てが、静圧
ダイアフラム上に配置され、かつ、ホイートストンブリ
ッジ回路の高電位側の２つの静圧ゲージのうち、一方の
長手方向が、差圧ダイアフラムに外接又は内接する円の
半径方向に平行で、他方の長手方向が、上記円の接線方
向に平行であり、上記ブリッジ回路の低電位側の２つの
静圧ゲージのうち、一方の長手方向が、上記円の半径方
向に平行で、他方の長手方向が、上記円の接線方向に平
行とする。また、静圧検出用のダイアフラムがの形成さ
れる位置は、シリコン基板の四隅の領域のいずれの領域
であってもよい。
【００６４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次のような効果がある。複合センサにおい
て、全ての感歪ゲージの長手方向が、差圧ダイアフラム
の外接円の半径方向又は接線方向にほぼ平行となるよう
に配列されている。或いは、ホイートストンブリッジ回
路の高電位側の一方の静圧検出手段の感歪ゲージは、長
手方向が、差圧ダイアフラムの外接円の半径方向にほぼ
平行となるように配列され、他方の静圧検出手段の感歪
ゲージは、長手方向が、上記円の接線方向にほぼ平行と
なるように配列され、かつ、ブリッジ回路の低電位側の
一方の静圧検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記
円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、他方の
静圧検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記円の接
線方向にほぼ平行となるように配列されている。これに
より、静圧入力時にも最大出力を得ることができるとと
もに、差圧の影響を抑制できる複合センサ及びこれを用
いた複合伝送器を実現することができる。
ているため、次のような効果がある。複合センサにおい
て、全ての感歪ゲージの長手方向が、差圧ダイアフラム
の外接円の半径方向又は接線方向にほぼ平行となるよう
に配列されている。或いは、ホイートストンブリッジ回
路の高電位側の一方の静圧検出手段の感歪ゲージは、長
手方向が、差圧ダイアフラムの外接円の半径方向にほぼ
平行となるように配列され、他方の静圧検出手段の感歪
ゲージは、長手方向が、上記円の接線方向にほぼ平行と
なるように配列され、かつ、ブリッジ回路の低電位側の
一方の静圧検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記
円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、他方の
静圧検出手段の感歪ゲージは、長手方向が、上記円の接
線方向にほぼ平行となるように配列されている。これに
より、静圧入力時にも最大出力を得ることができるとと
もに、差圧の影響を抑制できる複合センサ及びこれを用
いた複合伝送器を実現することができる。
【００６５】さらに、静圧や温度の補正手順が簡略化で
き、計測にかかる測定時間の短縮も図れる。さらに、本
発明によれば、差圧と静圧と一つの複合センサで高精度
に検出できるため、差圧検出伝送器の機能と圧力（静
圧）伝送器の機能と有する複合伝送器を実現することが
できる。
き、計測にかかる測定時間の短縮も図れる。さらに、本
発明によれば、差圧と静圧と一つの複合センサで高精度
に検出できるため、差圧検出伝送器の機能と圧力（静
圧）伝送器の機能と有する複合伝送器を実現することが
できる。
【図１】本発明の一実施例である複合センサの概略構成
図である。
図である。
【図２】静圧ゲージの配置の一例を示す図である。
【図３】静圧ゲージの配置の他の例を示す図である。
【図４】静圧ゲージ及び差圧ゲージにより構成されるホ
イーストンブリッジ回路を示す図である。
イーストンブリッジ回路を示す図である。
【図５】差圧ダイアフラムの静圧ゲージに与える影響に
ついての説明図である。
ついての説明図である。
【図６】静圧ゲージの配列の分類を示す図である。
【図７】静圧ゲージの静圧による抵抗変化を示す図であ
る。
る。
【図８】静圧ゲージの差圧による抵抗変化を示す図であ
る。
る。
【図９】静圧ゲージの配列の組み合わせに対する差圧の
影響を示す表である。
影響を示す表である。
【図１０】静圧ゲージの配列の組み合わせに対する差圧
の影響を示すグラフである。
の影響を示すグラフである。
【図１１】本発明の他の実施例である複合センサの要部
概略構成図である。
概略構成図である。
【図１２】本発明の一実施例である複合センサが用いら
れた複合伝送器の概略構成図である。
れた複合伝送器の概略構成図である。
【図１３】複合伝送器における信号処理部のブロック図
である。
である。
【図１４】図１３の信号処理部におけるマイクロコンピ
ュータ及びメモリを機能的に示したブロック図である。
ュータ及びメモリを機能的に示したブロック図である。
【図１５】従来における複合伝送器の信号処理部におけ
るマイクロコンピュータ及びメモリを機能的に示したブ
ロック図である。
るマイクロコンピュータ及びメモリを機能的に示したブ
ロック図である。
１〜１２ 複合センサ出力用端子 ２０ 複合センサ ２１ 差圧センサ用ダイアフラム（差圧ダ
イアフラム） ２２ａ〜２２ｆ 静圧センサ用ダイアフラム（静圧ダ
イアフラム） ２３ａ〜２３ｄ 静圧センサ用ゲージ抵抗 ２４ａ〜２４ｄ 差圧センサ用ゲージ抵抗 ２５ 温度センサ用ゲージ抵抗 ２６ 低抵抗部（高濃度不純物層） ２７ 配線部 ２８ 基板と同じ導伝型の高濃度不純物層 ３０ 台 ３１ 励起電源 １０２ センタダイアフラム １０３ａ、１０３ｂシールダイアフラム １０４ 複合伝送器本体 １０５ａ、１０５ｂ圧力導入部 １０６ 信号処理部 ２０１ マルチプレクサ ２０２ プログラマブルゲインアンプ ２０３ Ａ／Ｄ変換器 ２０４ メモリ ２０５ マイクロコンピュータ ２０６ Ｄ／Ａ変換器 ２０７ 電圧電流変換器 ２３１ 静圧ゲージＲLl ２３２ 静圧ゲージＲLt ２３３ 静圧ゲージＲTl ２３４ 静圧ゲージＲＴｔ ３０２、３０３ 特性補正用マップ ３０４ 減算部 ＤＰＳ 差圧センサ ＳＰＳ 静圧センサ ＴＳ 温度センサ
イアフラム） ２２ａ〜２２ｆ 静圧センサ用ダイアフラム（静圧ダ
イアフラム） ２３ａ〜２３ｄ 静圧センサ用ゲージ抵抗 ２４ａ〜２４ｄ 差圧センサ用ゲージ抵抗 ２５ 温度センサ用ゲージ抵抗 ２６ 低抵抗部（高濃度不純物層） ２７ 配線部 ２８ 基板と同じ導伝型の高濃度不純物層 ３０ 台 ３１ 励起電源 １０２ センタダイアフラム １０３ａ、１０３ｂシールダイアフラム １０４ 複合伝送器本体 １０５ａ、１０５ｂ圧力導入部 １０６ 信号処理部 ２０１ マルチプレクサ ２０２ プログラマブルゲインアンプ ２０３ Ａ／Ｄ変換器 ２０４ メモリ ２０５ マイクロコンピュータ ２０６ Ｄ／Ａ変換器 ２０７ 電圧電流変換器 ２３１ 静圧ゲージＲLl ２３２ 静圧ゲージＲLt ２３３ 静圧ゲージＲTl ２３４ 静圧ゲージＲＴｔ ３０２、３０３ 特性補正用マップ ３０４ 減算部 ＤＰＳ 差圧センサ ＳＰＳ 静圧センサ ＴＳ 温度センサ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−61929（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−41777（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−212032（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−72069（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 13/06
Claims (8)
- 【請求項１】単結晶シリコン基板に形成され、差圧検出
手段が配置された差圧検出用のダイアフラムと、上記シ
リコン基板に形成された少なくとも一つの静圧検出用の
ダイアフラムと、この静圧検出用のダイアフラム上に形
成され、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段とを備
え、これら４つの静圧検出手段によりホイートストンブ
リッジ回路が構成される複合センサにおいて、 全ての上記感歪ゲージは、これら感歪ゲージの長手方向
が、差圧ダイアフラムに外接する円の半径方向にほぼ平
行となるように、上記静圧検出用ダイアフラムに配列さ
れていることを特徴とする複合センサ。 - 【請求項２】単結晶シリコン基板に形成され、差圧検出
手段が配置された差圧検出用のダイアフラムと、上記シ
リコン基板に形成された少なくとも一つの静圧検出用の
ダイアフラムと、この静圧検出用のダイアフラム上に形
成され、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段とを備
え、これら４つの静圧検出手段によりホイートストンブ
リッジ回路が構成される複合センサにおいて、 全ての上記感歪ゲージは、これら感歪ゲージの長手方向
が、差圧ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平
行となるように、上記静圧検出用ダイアフラムに配列さ
れていることを特徴とする複合センサ。 - 【請求項３】単結晶シリコン基板に形成され、差圧検出
手段が配置された差圧検出用のダイアフラムと、上記シ
リコン基板に形成された少なくとも一つの静圧検出用の
ダイアフラムと、この静圧検出用のダイアフラム上に形
成され、感歪ゲージを有する４つの静圧検出手段とを備
え、これら４つの静圧検出手段によりホイートストンブ
リッジ回路が構成される複合センサにおいて、上記静圧検出用のダイアフラム上に形成された、それぞ
れの感歪ゲージは、 長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の半径方向に
ほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方向が差圧
ダイアフラムに外接する円の半径方向にほぼ平行となる
ように配列される第１のゲージ（Ｌｌゲージ）と、 長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の半径方向に
ほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方向が差圧
ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平行となる
ように配列される第２のゲージ（Ｌｔゲージ）と、 長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の接線方向に
ほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方向が差圧
ダイアフラムに外接する円の半径方向にほぼ平行となる
ように配列される第３のゲージ（Ｔｌゲージ）と、 長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の接線方向に
ほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方向が差圧
ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平行となる
ように配列される第４のゲージ（Ｔｔゲージ）と、 のいずれかであり、 上記第１のゲージと第２のゲージのうちの一方が、上記
ホイートストンブリッジ回路の高電位側に配置されると
きは、上記第１のゲージと第２のゲージのうちの他方は
低電位側に配置され、 上記第３のゲージと第４のゲージのうちの一方が、上記
ホイートストンブリッジ回路の高電位側に配置されると
きは、上記第３のゲージと第４のゲージのうちの他方は
低電位側に配置される ことを特徴とする複合センサ。 - 【請求項４】差圧検出手段が配置された差圧検出用のダ
イアフラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイアフラ
ムとこの静圧検出用のダイアフラム上に形成され、感歪
ゲージを有する４つの静圧検出手段とを有し、これら４
つの静圧検出手段によりホイートストンブリッジ回路が
構成される複合センサと、この複合センサに圧力を導入
し、保護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝送する複
合伝送器において、 上記複合センサの全ての上記感歪ゲージは、これら感歪
ゲージの長手方向が、差圧ダイアフラムに外接する円の
半径方向にほぼ平行となるように、上記静圧検出用ダイ
アフラムに配列されていることを特徴とする複合伝送
器。 - 【請求項５】差圧検出手段が配置された差圧検出用のダ
イアフラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイアフラ
ムとこの静圧検出用のダイアフラム上に形成され、感歪
ゲージを有する４つの静圧検出手段とを有し、これら４
つの静圧検出手段によりホイートストンブリッジ回路が
構成される複合センサと、この複合センサに圧力を導入
し、保護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝送する複
合伝送器において、 上記複合センサの全ての上記感歪ゲージは、これら感歪
ゲージの長手方向が、差圧ダイアフラムに外接する円の
接線方向にほぼ平行となるように、上記静圧検出用ダイ
アフラムに配列されていることを特徴とする複合伝送
器。 - 【請求項６】差圧検出手段が配置された差圧検出用のダ
イアフラムと少なくとも一つの静圧検出用のダイアフラ
ムとこの静圧検出用のダイアフラム上に形成され、感歪
ゲージを有する４つの静圧検出手段とを有し、これら４
つの静圧検出手段によりホイートストンブリッジ回路が
構成される複合センサと、この複合センサに圧力を導入
し、保護する受圧手段とを備え、差圧信号を伝送する複
合伝送器において、上記静圧検出用のダイアフラム上に形成された、それぞ
れの感歪ゲージは、長手方向が静圧ダイアフラムに外接
する円の半径方向にほぼ平行となるように配列され、か
つ、長手方向が差圧ダイアフラムに外接する円の半径方
向にほぼ平行となるように配列される第１のゲージ（Ｌ
ｌゲージ）と、 長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の半径方向に
ほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方向が差圧
ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平行となる
ように配列される第２のゲージ（Ｌｔゲージ）と、 長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の接線方向に
ほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方向が差圧
ダイアフラムに外接する円の半径方向にほぼ平行となる
ように配列される第３のゲージ（Ｔｌゲージ）と、 長手方向が静圧ダイアフラムに外接する円の接線方向に
ほぼ平行となるように配列され、かつ、長手方向が差圧
ダイアフラムに外接する円の接線方向にほぼ平行となる
ように配列される第４のゲージ（Ｔｔゲージ）と、 のいずれかであり、 上記第１のゲージと第２のゲージのうちの一方が、上記
ホイートストンブリッジ回路の高電位側に配置されると
きは、上記第１のゲージと第２のゲージのうちの他方は
低電位側に配置され、 上記第３のゲージと第４のゲージのうちの一方が、上記
ホイートストンブリッ ジ回路の高電位側に配置されると
きは、上記第３のゲージと第４のゲージのうちの他方は
低電位側に配置される ことを特徴とする複合伝送器。 - 【請求項７】請求項４、５又は６のうちのいずれか一項
記載の複合伝送器において、上記静圧検出手段により検
出された静圧データに基づき、上記差圧検出手段により
検出された差圧データを補正する補正演算手段を備える
ことを特徴とする複合伝送器。 - 【請求項８】請求項４、５又は６のうちのいずれか一項
記載の複合伝送器において、上記複合センサに配置され
る温度検出手段と、この温度検出手段によって検出され
た温度に基づいて、静圧検出手段により検出された静圧
データを温度補正し、温度補正された静圧データに基づ
いて、差圧検出手段により検出された差圧データを補正
し、この補正された差圧データを、上記温度検出手段に
より検出された温度に基づいて、温度補正する補正演算
手段とを備えることを特徴とする複合伝送器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10681394A JP3238001B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 複合センサ及びこれを用いた複合伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10681394A JP3238001B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 複合センサ及びこれを用いた複合伝送器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07311110A JPH07311110A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3238001B2 true JP3238001B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=14443281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10681394A Expired - Fee Related JP3238001B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 複合センサ及びこれを用いた複合伝送器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3238001B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015194344A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | アズビル株式会社 | 圧力センサチップ |
| JP2015194346A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | アズビル株式会社 | 圧力センサチップ |
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|---|---|---|---|---|
| JP5227730B2 (ja) * | 2008-10-07 | 2013-07-03 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
| JP5227729B2 (ja) * | 2008-10-07 | 2013-07-03 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
| JP5658477B2 (ja) * | 2010-04-13 | 2015-01-28 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
| JP2011220927A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Yamatake Corp | 圧力センサ |
| JP2023040674A (ja) * | 2021-09-10 | 2023-03-23 | Tdk株式会社 | 圧力センサ |
| CN114184309B (zh) * | 2021-10-27 | 2023-09-01 | 贵州航天智慧农业有限公司 | 一种压阻式mems传感器及其制备方法 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP10681394A patent/JP3238001B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015194344A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | アズビル株式会社 | 圧力センサチップ |
| JP2015194346A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | アズビル株式会社 | 圧力センサチップ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07311110A (ja) | 1995-11-28 |
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