JP5867820B2 - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5867820B2 JP5867820B2 JP2012051471A JP2012051471A JP5867820B2 JP 5867820 B2 JP5867820 B2 JP 5867820B2 JP 2012051471 A JP2012051471 A JP 2012051471A JP 2012051471 A JP2012051471 A JP 2012051471A JP 5867820 B2 JP5867820 B2 JP 5867820B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- pressure fluctuation
- cantilever
- sensor
- cavity
- 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.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 13
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
- G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0008—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
- G01L9/0019—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a semiconductive element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
これにより、所望の周波数特性以外の他の周波数特性の圧力変動によって所望の周波数特性の圧力変動に対するノイズ(雑音)が増大することを防止し、初段の増幅回路などにおいて信号が飽和してしまうことを防止することができる。
これにより、圧力センサを所望の周波数帯域の圧力変動のみに対して感度を有するように作動させることができる。
本実施の形態による圧力センサ10は、例えば、互いに異なる周波数特性を有する2つの圧力変動センサ11(例えば、第1圧力変動センサ(P1)11aおよび第2圧力変動センサ(P2)11b)と、2つの圧力変動センサ11の出力の差分を検出する検出回路12と、を備え、圧力(例えば、気圧など)の変動に応じた信号を出力する。
この周波数特性は、例えば遮断周波数fcなどのように圧力変動センサ11の感度が所定値以上となる下限周波数であって、この下限周波数より低い周波数帯域の圧力変動に対しては周波数の低下に伴い感度は低下傾向に変化し、下限周波数より高い周波数帯域の圧力変動に対しては周波数の増大に伴い感度は所定値から上限値に飽和するように増大傾向に変化する。
この圧力変動センサ11において、例えば図2(A),(B)に示す期間Aのようにキャビティ21の外部の圧力Pout(=第1所定圧力Pa)と内部の圧力Pinとの圧力差がゼロである場合には、例えば図3(A)に示すようにカンチレバー22は撓み変形せず、圧力変動センサ11の出力(センサ出力)はゼロである。
そして、例えば図2(A),(B)に示す時刻t2以降の期間Cのように、キャビティ21の内部の圧力Pinが外部の圧力Poutに等しくなると(Pin=Pout=Pb)、例えば図3(C)に示すようにカンチレバー22の撓み変形は解消され、圧力変動センサ11の出力はゼロになる。
このブリッジ回路31において、第1ピエゾ抵抗24aと第2ピエゾ抵抗24bとの接続点は差動増幅回路33の反転入力端子に接続され、固定抵抗41,42同士の接続点は差動増幅回路33の非反転入力端子に接続されている。
この電位差は、第1ピエゾ抵抗24aの抵抗値RP1と第2ピエゾ抵抗24bの抵抗値RP2との差分(RP1−RP2)、つまり第1圧力変動センサ(P1)11aの出力と第2圧力変動センサ(P2)11bの出力との差分に応じた値となる。
したがって、圧力センサ10は、いわば所望の周波数帯域(fc2−fc1)の圧力変動のみに対して感度を有するように作動する。
これにより、所望の周波数帯域以外の他の周波数帯域の圧力変動によって所望の周波数帯域の圧力変動に対するノイズ(雑音)が増大することを防止し、初段の増幅回路などにおいて信号が飽和してしまうことを防止することができる。
Claims (5)
- 2つの圧力変動センサと、
前記2つの圧力変動センサの出力の差分を検出する検出手段と、を備え、
前記圧力変動センサは、
開口するキャビティと、
基端側から先端側に向かう方向に延びる板状に形成され、前記キャビティの開口端において片持ち状態で支持された基端部および自由端とされた先端部を有し、前記キャビティの内部と外部との圧力差に応じて撓み変形するカンチレバーと、
前記カンチレバーの前記先端部と前記キャビティの開口端との間に設けられ、前記キャビティの内部と外部とを連通するギャップと、
前記カンチレバーの撓み変形を検出して、検出結果の信号を出力する変形検出手段と、を備え、
前記2つの圧力変動センサは、少なくとも前記キャビティの容量または前記ギャップの距離に応じて互いに異なる周波数特性を有することを特徴とする圧力センサ。 - 前記周波数特性は、前記圧力変動センサの感度が所定値以上となる下限周波数であることを特徴とする請求項1に記載の圧力センサ。
- 前記2つの圧力変動センサは、前記カンチレバーの延在方向において一方の前記カンチレバーの前記先端部と他方の前記カンチレバーの前記基端部とを対向させて、隣り合うように配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧力センサ。
- 前記2つの圧力変動センサは、前記カンチレバーの延在方向において互いの前記カンチレバーの前記先端部同士を対向させて、隣り合うように配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧力センサ。
- 前記変形検出手段は、
半導体材料によって形成された前記カンチレバーの前記基端部において不純物のドーピングによって形成されたピエゾ抵抗を備えることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1つに記載の圧力センサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012051471A JP5867820B2 (ja) | 2012-03-08 | 2012-03-08 | 圧力センサ |
US13/779,863 US20130247677A1 (en) | 2012-03-08 | 2013-02-28 | Pressure sensor |
CN201310073745.6A CN103308246B (zh) | 2012-03-08 | 2013-03-08 | 压力传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012051471A JP5867820B2 (ja) | 2012-03-08 | 2012-03-08 | 圧力センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013185970A JP2013185970A (ja) | 2013-09-19 |
JP5867820B2 true JP5867820B2 (ja) | 2016-02-24 |
Family
ID=49133712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012051471A Active JP5867820B2 (ja) | 2012-03-08 | 2012-03-08 | 圧力センサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130247677A1 (ja) |
JP (1) | JP5867820B2 (ja) |
CN (1) | CN103308246B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6073512B1 (ja) * | 2016-03-10 | 2017-02-01 | 株式会社フジクラ | 差圧検出素子、流量計測装置、及び、差圧検出素子の製造方法 |
JP2017181292A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 株式会社フジクラ | 差圧センサモジュール |
JP2020134364A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | セイコーインスツル株式会社 | 圧力センサ、圧力センサ駆動方法および圧力センサ運搬方法 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6144594B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2017-06-07 | セイコーインスツル株式会社 | 圧力センサ |
JP6294083B2 (ja) * | 2014-01-09 | 2018-03-14 | セイコーインスツル株式会社 | 電子機器 |
JP6292932B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2018-03-14 | セイコーインスツル株式会社 | 圧力センサ |
US10094724B2 (en) | 2014-03-13 | 2018-10-09 | Seiko Instruments Inc. | Pressure sensor |
JP6403520B2 (ja) * | 2014-03-26 | 2018-10-10 | セイコーインスツル株式会社 | 車載装置 |
US10393608B2 (en) * | 2014-06-25 | 2019-08-27 | Seiko Instruments Inc. | Pressure change measuring apparatus and pressure change measuring method |
WO2016056419A1 (ja) * | 2014-10-06 | 2016-04-14 | 国立大学法人東京大学 | 圧力センサ |
US9804048B2 (en) | 2016-01-20 | 2017-10-31 | Rosemount Aerospace Inc. | Pseudo differential pressure sensing bridge configuration |
DE102016112352A1 (de) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg | Differenzdrucksensor zur Bestimmung eines Druckmesssignals |
JP6782647B2 (ja) * | 2017-02-07 | 2020-11-11 | セイコーインスツル株式会社 | 傾斜計測装置、傾斜計測システム、及び傾斜計測方法 |
JP6829108B2 (ja) * | 2017-02-24 | 2021-02-10 | セイコーインスツル株式会社 | 高度計、及び高度検出方法 |
JP6785689B2 (ja) * | 2017-03-07 | 2020-11-18 | セイコーインスツル株式会社 | 圧力センサ |
CN108051309B (zh) * | 2018-01-16 | 2024-03-15 | 福州中润电子科技有限公司 | 一种油泵油压的监测装置及其监测方法 |
EP3995802A1 (en) * | 2020-11-05 | 2022-05-11 | Melexis Technologies NV | Dual pressure sensor |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60133332A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-16 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 圧力センサ |
JPH0429027A (ja) * | 1990-05-25 | 1992-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | 差圧センサ |
JPH06324074A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-11-25 | Omron Corp | ピエゾ抵抗変化検出方式センサ、モジュール、振動検出機能付き機器、ボイラの物理量検出装置、気体用物理量検出装置及び異常状態検出装置 |
US5444244A (en) * | 1993-06-03 | 1995-08-22 | Park Scientific Instruments Corporation | Piezoresistive cantilever with integral tip for scanning probe microscope |
JPH07225168A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-08-22 | Purimo:Kk | 差圧型圧力センサ |
JP2003004567A (ja) * | 2001-06-19 | 2003-01-08 | Omron Corp | 圧力センサ及び血圧計 |
US7425749B2 (en) * | 2002-04-23 | 2008-09-16 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | MEMS pixel sensor |
JP5242347B2 (ja) * | 2008-11-11 | 2013-07-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 検出センサ |
JP2010151769A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 感圧素子 |
EP2309241B1 (en) * | 2009-10-07 | 2016-11-30 | ams international AG | MEMS pressure sensor |
-
2012
- 2012-03-08 JP JP2012051471A patent/JP5867820B2/ja active Active
-
2013
- 2013-02-28 US US13/779,863 patent/US20130247677A1/en not_active Abandoned
- 2013-03-08 CN CN201310073745.6A patent/CN103308246B/zh active Active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6073512B1 (ja) * | 2016-03-10 | 2017-02-01 | 株式会社フジクラ | 差圧検出素子、流量計測装置、及び、差圧検出素子の製造方法 |
JP2017181292A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 株式会社フジクラ | 差圧センサモジュール |
JP2020134364A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | セイコーインスツル株式会社 | 圧力センサ、圧力センサ駆動方法および圧力センサ運搬方法 |
JP7156969B2 (ja) | 2019-02-21 | 2022-10-19 | セイコーインスツル株式会社 | 圧力センサ駆動方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103308246B (zh) | 2016-08-24 |
CN103308246A (zh) | 2013-09-18 |
US20130247677A1 (en) | 2013-09-26 |
JP2013185970A (ja) | 2013-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5867820B2 (ja) | 圧力センサ | |
JP5867821B2 (ja) | 圧力センサ | |
JP5778619B2 (ja) | 圧力センサ | |
JP6292932B2 (ja) | 圧力センサ | |
JP6053357B2 (ja) | 最適化された感度を有する圧力測定デバイス | |
JP4670427B2 (ja) | 半導体センサおよびその製造方法 | |
US8881596B2 (en) | Semiconductor sensing device to minimize thermal noise | |
JP5853169B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
US9693150B2 (en) | Microphone sensor | |
JPH06194379A (ja) | 半導体加速度検出装置 | |
JP6350952B2 (ja) | 圧力センサ | |
JP6184006B2 (ja) | 圧力センサ | |
JP2008275325A (ja) | センサ装置 | |
JP5866496B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
JP6403007B2 (ja) | 圧力センサ | |
JP2007256046A (ja) | 加速度センサ | |
JP2008309667A (ja) | 3軸加速度センサ | |
JP7156969B2 (ja) | 圧力センサ駆動方法 | |
JP6815900B2 (ja) | 圧力センサ | |
JP2016138844A (ja) | 歪センサ | |
JP2017009563A (ja) | 圧力センサ | |
KR20220084505A (ko) | 전계효과를 이용한 압저항형 mems 가속도계 | |
JP2020180847A (ja) | 圧力センサ | |
JP2006038789A (ja) | 圧力センサ | |
JP2016095177A (ja) | 加速度センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150108 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151201 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20151224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5867820 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |