JP7294009B2 - 圧力センサ - Google Patents
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Description
圧力に応じた変形を生じるメンブレンと、
前記メンブレン上において所定の歪特性を生じる第1歪位置に配置される第1抵抗体及び第3抵抗体と、前記第1歪位置とは異なる方向の歪特性を生じる第2歪位置に配置される第2抵抗体および第4抵抗体とを含み、ブリッジ回路を形成して歪を検出する第1回路と、
前記メンブレンにおける前記第1歪位置又は前記第2歪位置と同方向の歪特性を生じる位置に配置される第5抵抗体を含み、前記第1回路とは独立して歪を検出可能な第2回路と、を有する。
前記第2回路は、前記薄膜抵抗体同士を直列接続する接続部を有してもよい。
前記第2回路は、前記第1薄膜抵抗体と前記第2薄膜抵抗体とを直列接続する接続部を有してもよい。
図1は、本発明に係る圧力センサ10の概略断面図である。圧力センサ10は、圧力に応じた変形を生じるメンブレン22を有する。図1に示す実施形態では、ステム20の上底が、メンブレン22になっている。圧力センサ10は、メンブレン22を有するステム20の他に、ステム20へ圧力を伝える流路12bが形成されている接続部材12、接続部材12に対してステム20を固定する抑え部材14、メンブレン22上の電極部などに対して配線される基板部70などを有する。
図5は、第2実施形態に係る圧力センサ110を用いて形成される回路の一例を示す概念図である。第2実施形態に係る圧力センサ110は、基板部70に配置される切換部172およびマイクロプロセッサ180が異なることを除き、第1実施形態に係る圧力センサ10と同様である。第2実施形態に係る圧力センサ110については、第1実施形態に係る圧力センサ10との相違点のみ説明をおこない、共通点の説明は省略する。
図7は、第3実施形態に係る圧力センサ210における第1回路32、第2回路134および電極部の配置と、第1回路32および第2回路134の等価回路を示す概念図である。第3実施形態に係る圧力センサ210は、第2回路134の第5抵抗体R15が、第1部分R15-1と第2部分R15-2を有している点が異なることを除き、第1実施形態に係る圧力センサ10と同様である。第3実施形態に係る圧力センサ210については、第1実施形態に係る圧力センサ10との相違点のみ説明をおこない、共通点の説明は省略する。
図8は、第4実施形態に係る圧力センサ310における第1回路32、第2回路334および電極部の配置と、第1回路32および第2回路334の等価回路を示す概念図である。第4実施形態に係る圧力センサ310は、第2回路334の第5抵抗体R25が、第1部分R25-1と第2部分R25-2と第3部分R25-3とを有している点が異なることを除き、第1実施形態に係る圧力センサ10と同様である。第3実施形態に係る圧力センサ310については、第1実施形態に係る圧力センサ10との相違点のみ説明をおこない、共通点の説明は省略する。
図9は、第5実施形態に係る圧力センサ410における第1回路32、第2回路434および電極部の配置と、第1回路32および第2回路434の等価回路を示す概念図である。第5実施形態に係る圧力センサ410は、第2回路434の第5抵抗体R35が、第4部分R35-4と第5部分R35-5と第6部分R35-6とを有している点が異なることを除き、第4実施形態に係る圧力センサ310と同様である。第5実施形態に係る圧力センサ410については、第3実施形態に係る圧力センサ310との相違点のみ説明をおこない、共通点の説明は省略する。
図10は、第6実施形態に係る圧力センサ510の概略断面図である。第6実施形態に係る圧力センサ510は、メンブレン522が平板状の金属板であり、ステム20の底面ではない点が異なることを除き、第6実施形態に係る圧力センサ510と同様である。第5実施形態に係る圧力センサ510については、第1実施形態に係る圧力センサ10との相違点のみ説明をおこない、共通点の説明は省略する。
以下、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例の記載は、本発明を何ら限定するものではない。
12…接続部材
12a…ねじ溝
12b、512b…流路
14…抑え部材
20…ステム
21…フランジ部
22a…内面
22b…外面
22、522…メンブレン
24…第1円周
26…第2円周
327…第3円周
328…第4円周
32…第1回路
34、324、434…第2回路
35、337、338…接続部
R1…第1抵抗体
R2…第2抵抗体
R3…第3抵抗体
R4…第4抵抗体
R5、R25、R35…第5抵抗体
R25-1…第1部分
R25-2…第2部分
R25-3…第3部分
R35-4…第4部分
R35-5…第5部分
R35-6…第6部分
R51…第1薄膜抵抗体
R52…第2薄膜抵抗体
R53…第3薄膜抵抗体
41、42、43、44…第1電極部
46、47、346、347…第2電極部
70…基板部
72、172…切換部
73…アンプ
175…ドランジスタ
176…コンパレータ
80、180…マイクロプロセッサ
81…スイッチ制御部
82…圧力信号入力部
83…検知信号入力部
92…接続配線
VDD…電源電圧
Rо1、Rо2、Rо3、Rо4…抵抗
512…ハウジング
512a…端面
515…絶縁膜
516…圧力検出回路
Claims (7)
- 圧力に応じた変形を生じるメンブレンと、
前記メンブレン上において所定の歪特性を生じる第1歪位置に配置される第1抵抗体及び第3抵抗体と、前記第1歪位置とは異なる方向の歪特性を生じる第2歪位置に配置される第2抵抗体および第4抵抗体とを含み、ブリッジ回路を形成して歪を検出する第1回路と、
前記メンブレンにおける前記第1歪位置又は前記第2歪位置と同方向の歪特性を生じる位置に配置される第5抵抗体を含み、前記第1回路とは独立して歪を検出可能な第2回路と、
前記第2回路からの検出信号を用いて、前記第1回路への電力供給を切り換える切換部と、を有する圧力センサ。 - 圧力に応じた変形を生じるメンブレンと、
前記メンブレン上において所定の歪特性を生じる第1歪位置に配置される第1抵抗体及び第3抵抗体と、前記第1歪位置とは異なる方向の歪特性を生じる第2歪位置に配置される第2抵抗体および第4抵抗体とを含み、ブリッジ回路を形成して歪を検出する第1回路と、
前記メンブレンにおける前記第1歪位置又は前記第2歪位置と同方向の歪特性を生じる位置に配置される第5抵抗体を含み、前記第1回路とは独立して歪を検出可能な第2回路と、を有し、
前記第5抵抗体は、前記メンブレン上において前記第2歪位置より外周側に位置する前記第1歪位置に配置されている薄膜による第1薄膜抵抗体と、前記メンブレン上において前記第1歪位置とは異なる大きさであるが同方向の歪を生じる第3歪領域に配置されている薄膜による第2薄膜抵抗体と、を有し、
前記第2回路は、前記第1薄膜抵抗体と前記第2薄膜抵抗体とを直列接続する接続部を
を有する圧力センサ。 - 圧力に応じた変形を生じるメンブレンと、
前記メンブレン上において所定の歪特性を生じる第1歪位置に配置される第1抵抗体及び第3抵抗体と、前記第1歪位置とは異なる方向の歪特性を生じる第2歪位置に配置される第2抵抗体および第4抵抗体とを含み、ブリッジ回路を形成して歪を検出する第1回路と、
前記メンブレンにおける前記第1歪位置又は前記第2歪位置と同方向の歪特性を生じる位置に配置される第5抵抗体を含み、前記第1回路とは独立して歪を検出可能な第2回路と、を有し、
前記第5抵抗体の抵抗値は、前記メンブレンに変形が生じていない状態において、前記第1~第4抵抗体のいずれの抵抗値より高いことを特徴とする圧力センサ。 - 前記第2回路からの検出信号を用いて、前記第1回路への電力供給を切り換える切換部を有する請求項2または請求項3に記載の圧力センサ。
- 前記第5抵抗体の少なくとも一部は、前記メンブレン上において前記第2歪位置より外周側に位置する前記第1歪位置に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3まで、または、請求項3を引用する請求項4のいずれかに記載の圧力センサ。
- 前記第5抵抗体は、薄膜による薄膜抵抗体を複数有し、
前記第2回路は、前記薄膜抵抗体同士を直列接続する接続部を有する請求項1、請求項3、請求項3を引用する請求項4、請求項1または請求項3を引用する請求項5、または、請求項3を引用する請求項4を引用する請求項5のいずれかに記載の圧力センサ。 - 前記第5抵抗体は、前記メンブレン上において前記第2歪位置より外周側に位置する前記第1歪位置に配置されている薄膜による第1薄膜抵抗体と、前記メンブレン上において前記第1歪位置とは異なる大きさであるが同方向の歪を生じる第3歪領域に配置されている薄膜による第2薄膜抵抗体と、を有し、
前記第2回路は、前記第1薄膜抵抗体と前記第2薄膜抵抗体とを直列接続する接続部を有する請求項3、請求項3を引用する請求項4、請求項1または請求項3を引用する請求項5、または、請求項3を引用する請求項4を引用する請求項5のいずれかに記載の圧力センサ。
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