JPH02228534A - 圧力センサ - Google Patents

圧力センサ

Info

Publication number
JPH02228534A
JPH02228534A JP5084089A JP5084089A JPH02228534A JP H02228534 A JPH02228534 A JP H02228534A JP 5084089 A JP5084089 A JP 5084089A JP 5084089 A JP5084089 A JP 5084089A JP H02228534 A JPH02228534 A JP H02228534A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensitive element
pressure
force
pressure sensitive
pressure sensor
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.)
Pending
Application number
JP5084089A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Ishii
修 石井
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.)
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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 Toyo Communication Equipment Co Ltd filed Critical Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority to JP5084089A priority Critical patent/JPH02228534A/ja
Publication of JPH02228534A publication Critical patent/JPH02228534A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は圧力センサに関し、殊に温度変化による熱ひず
みの影響を抑制した圧力センサの構造に関する。
(従来技術) 圧電振動子を用いた圧力センサとしては従来よシ第3図
に示す如き構造のものが用いられている。
同図に於いて1はハウジング、2は圧力導入口、3はベ
ローズであって、該べo−ス3 a + 3b度には力
伝達部材4を有し、該力伝達部材40可撓部40と固定
部4b間に感圧素子5が接着固定されている。
このように構成した圧力センサに於いて圧力導入口2よ
りベローズ3a、3bに圧力が加わると該ベローズの有
効面積に応じた刀が前記力伝達部材4の上下にかがシ、
差圧に相当する刀がヒボット6を支点にして感圧素子5
に圧縮カ若しくは引張力として加わシ核力に応じ前記感
圧素子5の共振周波数が変化し、これを検知することに
よシ圧力を測定するものである。
しかしながら、ベローズ3a、3b、力伝達部材4.感
圧素子5及びハウジング1は夫々異種材料、により構成
されているため使用環境の温度変化等によシ線膨張係数
の差による熱ひずみが発生し、圧電素子5に応力が加わ
シ、正確な圧力測定を行なうことは困難であるという欠
点があった。
この欠点を除去するためには使用する感圧素子と同一の
線膨張係数の材料によジノ・ウジングベローズ及び力伝
達部材等を構成すればよいが、実質的に困難且つ高価な
ため従来よシ温度変化の影響を受けず廉価な圧力センサ
の開発が望まれていた。
(発明の目的) 本発明は上述した如き欠点に鑑みなされたものでありて
、温度変化に伴う熱ひずみの発生を抑え、簡単な栴成且
つ安価な圧力センサを彷供することを目的とする。
(発明の概要) この目的を達成するために本発明の圧力センサは測定圧
力をベローズ等の立食換器により刀を変換し、核力を力
伝達部材を介して感圧素子に加えることによυ該感圧素
子に於ける発振周波数の変化量から前記測定圧力を検出
するタイプの圧力センサに於いて、前記感圧素子力伝達
部材可撓部と該力伝達部材と隔設し且つ圧力センサハウ
ジング内に設けられた感圧素子固定部材との間に橋架固
定することによシ周囲温度の変化に伴なう熱ひずみの影
響を前記感圧素子に加えろことのないよう構成する。
(実施例) 以下1図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。
先づ1本発明の理解全助けろため従来用いられている圧
力センサの熱ひずみについて第4図の簡略化した図を基
に解析する1、同、解析が複雑な念めベローズライン系
、刀伝達部材系、感圧素子固定部系等各糸に分けて説明
すると共にハウジング内面下部を基準面として考察する
■ ベローズラインの系について 温度変化Δt(degJによってベローズは第5図(a
)に示した状態から第5図(b)に示した状態へと変化
し、A点はA′点の位置に移動する。
該AAはハウジング中央に位置するためベローズのβ力
は互いに打消し平衡状態となシ、従ってベローズの熱膨
張による伸びはA点の移動に影響を及ぼさない。即ち、
A点の位置変位Δ1はケースの伸びによって決定され (β1:ハウジングの線膨張係数、Ll:)・ウジフグ
内径) となる。
■ 力伝達部材について 温度変化△t(degJによって力伝達部材は第6図(
alの状態から第6図(blの状態へと変化する。
従ってA点はA″点に変位する。
該A点の変位量Δ4は力伝達部材に於けるDE間の延び
Δ2から該力伝達部材に於けるブームHC間の延ひΔ3
を引いたものであり Δ2=L6・β8・Δt      ・・・・・・・・
・ (2)a Δ3=(L2+了)・β3・Δt・・・・・・(3)Δ
4=Δ2−Δ3 と表すことができ、また該変位量Δ4がベローズに与え
る影響を考慮すると該ベローズは第6図(C)に示す如
くΔ5だけ押し縮められることになる。
Δ5=△4−Δ1  ・・・・・・・・・(5)ここで
力伝達部材のピボットF点を中心に反時計回シの力を正
方向とすると前記峻位Δ5によシベローズ3aはA r
e点に対して正の力F1を発生する。
F1=2・Kl・Δ5 ・・・・・・・・・(6)(K
 1 :ベローズのバネボ数) ■ 力伝達部材支柱と感圧素子固定部について温度変化
Δt(degJ  によって力伝達部材は第7図(al
の状態から第7図(bJの状態へと変化し。
これは力伝達部材の変位Δ2と感圧素子の変位Δ6との
差Δ7によシカ伝達部材可撓部4aビボッ) F ”を
中心に傾斜した定めであシ、該変化量Δ6.Δ7は夫々 Δ5=(Ls−L4)β4・Δt  ・・・・・・・−
・ (7)Δ7=Δ2−Δ6 =(β8−β4)(LIS−L4)Δt ・・・・・・
 (8)と表すことができ A Il# p F#中p
 II G ILL  と考えるとベローズ3aがΔ7
たけ押し縮められ正の力F2 F 2 = 2 K t・Δ7 ・・・・・・・・・(
9)なる力及び力伝達部材のピボットのバネ性によ多発
生する正の力F8 Fs=Kx・Δ7  ・・・・・・・・・(至)(Kg
:ピボットのくびれバネ定数) なる力が発生する。
従って前記圧力センサ全体に発生する力FはF=F 1
+F 2 +F s =2に1(Δ5+Δ7)+に2Δ7 ・・・・・・・・
・ 中」となり、更に核力Fによシ生じる周波数の変化
量Δfは Δf=8−F =8(zKz(Δ5+Δ7)+に2Δ7) ・・・・・
・(2)となる。
(S:感圧素子の応力感度) 即ち、使用環境の温度変化等に伴なう熱ひずみによシ生
じろ周波数変化は8.に1.Kg、Δ5及びΔ7に依存
するため夫々を小さく或は低くすればよいことが分かる
しかしながら、Kl、に2及びSを低下させることは感
度の低下及び力伝達部材及びベローズの破壊という問題
点を有しており、従ってむやみに小さく設定することは
できないため熱ひずみを防止し温度変化に伴なう周波数
変動をなくすにはΔ5及びΔ7を零とすればよくそのた
め本発明の圧力センサは以下の如き構成をとる。
第1図は本発明の一実施例を示す図であって。
前記第3図と同一部分には同一記号を符しその説明を省
略する。
同図に於いて前記第3図と異なる点は感圧素子5を力伝
達部材4の可撓g4aと感圧素子固定部材7間に橋架固
定した点であり、tた該感圧素子固定部材7は前記力伝
達部材4の固定部4bとは隔設されハウジング6内Vこ
固定されている。
第2図は前記第1図に示した圧力センサを簡略化した図
であシ、同図を用いて再び解析を行なう。
先づ、前記変位量Δ5を零にするには Δ5=Δ4−△1 (zLg+Ls)・△t) しかしながら9本実施例の如き形状をとると前述したの
ベローズライン系及び■力伝達部材については同じであ
るが、■力伝達部材支柱と感圧素子固定部については以
下の様に解析することができる。
Δ7′=Δ2′−Δ6′ ・・・・・・・・・(2)Δ
2’=(La・β8+L6・β1)Δt 叫・・(2)
Δ6’=((L4+La、)β5+(Ls−L4)β4
)Δt ・・・・・・・・・(至) β1)ノ・△t   ・・・・・・・・・ (至)から
明らかなようにL2.Lx、Lsにより決定するもので
あるため、該L2.La、Lsを所足値に設定すること
により容易に変化量Δ5を零にすることができろ。
一万、変位量Δ7は前記(8)式からも明らかなように
L4 、La 、β8及びβ4によシ決定し、該L4及
びLaの組合せのみでは変位量Δ7を零とすることはで
きない。
従って、変位量Δ7′は Δ7’=(Lsβ8+L6β”(L4+L6)β6−(
La−L4)β4)Δt ・・・・・・・・・α7であ
シ、該変位量Δ7′ が零となるよう感圧素子固定部材
の線膨張係数β5及び長dLsを設定すればよい。
今9例えばハウジングをステンレス、ベローズをニッケ
ル、力伝達部材をリン青銅、感圧素子を水晶振動子にて
構成し、夫々の線膨張係数をβ1=17X10  、β
2=12.8X10  、β1=18゜2X10  (
m/degJ−長さをL 1=21.4 、 L 2=
8.2.Ls=5.0.L4=3.2.L5=20.7
(闘〕とした場合、感圧素子固定部材にジュラルミン(
β6=27.3X10  m/deg)を用いればL6
は(ロ)式よシ Ls==4.94m を得ることができる。
従って、圧力センサ外形寸法等を考慮し、感圧素子固定
部材材料と長さlを設定することによシ熱ひずみの影響
を受けろことのない圧力センサを構成することができる
メ、従来熱ひずみの発生を考慮して形状及び圧力測定範
囲者に水晶振動子の切断角度を変更する必要があったが
1本発明の圧力センサによれば、感圧素子は熱ひずみの
影響を受けないため一足の切断角度のものを用いろこと
ができ設計を容易にし、コストを低減することができる
、。
(発明の効果) 本発明は上述した如く構成し且つ機能するものであるか
ら、簡単な構成によシ熱ひずみの影響を受けず、従って
正確な測定を可能とするうえで著しい効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は本発明の
圧力センサを簡略化した図、第3図は従来の圧力センサ
の構造を示す図、第4図は従来の圧力センサを簡略化し
た図、第5図乃至第7図は従来の圧力センサの状態を示
す図である。 1・・・・・・・・・ハウジング、   2・・・・・
・・・・圧力導入口、   3・・・・・・・・・ベロ
ーズ、   4・・・・・・・・・力伝達部材、   
5・・・・・・・・・感圧素子。 7・・・・・・・・・感圧素子固定部材。 特許出願人  東洋通信機株式会社 −一一一リ−一−J (T= t 〔・c]) (y=t≠乙りじC’J) (T=t(”C1) (T=t+Δt【’LA ) (、T−t−,6t(’C] ) ¥6)ポα〕 第6L21(b〕 第6+’A<c)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 測定圧力をベローズ等の力変換器により力に変換し、該
    力を力伝達部材を介して感圧素子に加えることにより該
    感圧素子に於ける発振周波数変化量から前記測定圧力を
    検出するタイプの圧力センサに於いて、前記感圧素子力
    伝達部材可撓部と該力伝達部材と隔設し且つ圧力センサ
    ハウジング内に設けられた感圧素子固定部材との間に橋
    架固定することにより、周囲温度の変化に伴なう熱ひず
    みの影響を前記感圧素子に加えることのないよう構成し
    たことを特徴とする圧力センサ。
JP5084089A 1989-03-02 1989-03-02 圧力センサ Pending JPH02228534A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5084089A JPH02228534A (ja) 1989-03-02 1989-03-02 圧力センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5084089A JPH02228534A (ja) 1989-03-02 1989-03-02 圧力センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02228534A true JPH02228534A (ja) 1990-09-11

Family

ID=12869942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5084089A Pending JPH02228534A (ja) 1989-03-02 1989-03-02 圧力センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02228534A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009258085A (ja) * 2008-03-25 2009-11-05 Epson Toyocom Corp 圧力センサおよびその製造方法
US7779700B2 (en) 2008-06-11 2010-08-24 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor
US7895896B2 (en) 2008-06-11 2011-03-01 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor
US8011252B2 (en) 2009-03-04 2011-09-06 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor
US8015881B2 (en) 2008-03-25 2011-09-13 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor
US8297124B2 (en) 2008-07-22 2012-10-30 Seiko Epson Corporation Pressure sensor
US8312775B2 (en) 2008-06-11 2012-11-20 Seiko Epson Corporation Diaphragm for pressure sensor and pressure sensor
US8667849B2 (en) 2010-09-29 2014-03-11 Seiko Epson Corporation Pressure sensor
US20180031432A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Fluke Corporation Amorphous quartz pressure transducer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS649331A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Toyo Communication Equip Structure of pressure sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS649331A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Toyo Communication Equip Structure of pressure sensor

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009258085A (ja) * 2008-03-25 2009-11-05 Epson Toyocom Corp 圧力センサおよびその製造方法
US7942062B2 (en) 2008-03-25 2011-05-17 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor and method for manufacturing the same
US8015881B2 (en) 2008-03-25 2011-09-13 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor
US7779700B2 (en) 2008-06-11 2010-08-24 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor
US7895896B2 (en) 2008-06-11 2011-03-01 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor
US8091431B2 (en) 2008-06-11 2012-01-10 Seiko Epson Corporation Pressure sensor
US8312775B2 (en) 2008-06-11 2012-11-20 Seiko Epson Corporation Diaphragm for pressure sensor and pressure sensor
US8297124B2 (en) 2008-07-22 2012-10-30 Seiko Epson Corporation Pressure sensor
US8011252B2 (en) 2009-03-04 2011-09-06 Epson Toyocom Corporation Pressure sensor
US8667849B2 (en) 2010-09-29 2014-03-11 Seiko Epson Corporation Pressure sensor
US20180031432A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Fluke Corporation Amorphous quartz pressure transducer
US10119874B2 (en) * 2016-07-28 2018-11-06 Fluke Corporation Amorphous quartz pressure transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5005413A (en) Accelerometer with coplanar push-pull force transducers
US4881408A (en) Low profile accelerometer
CA1189720A (en) Digital pressure transducer
US4751849A (en) Force-sensitive resonator load cell
US4891982A (en) Temperature compensation of a steady-state accelerometer
EP0270664B1 (en) Temperature compensation of an accelerometer
EP1930709A1 (en) Tuning bi-fork piezoelectric oscillation element and pressure sensor
JP2005526240A (ja) Sawデバイスと併用される圧力モニター
US4333342A (en) Fluid damped saw accelerometer
JPH02228534A (ja) 圧力センサ
US5097172A (en) Mounting system for transducer
EP0552884B1 (en) Pressure transducer with quartz crystal
EP0327524A2 (en) Differential pressure sensing apparatus
JPH03501651A (ja) 組み合わされた対のフォーストランスデューサ
US6497152B2 (en) Method for eliminating output discontinuities in digital pressure transducers and digital pressure transducer employing same
CA1290593C (en) Mounting and isolation system for tuning fork temperature sensor
US5299868A (en) Crystalline transducer with ac-cut temperature crystal
US7584665B2 (en) Combustion transducer apparatus employing pressure restriction means
RU2690699C1 (ru) Частоторезонансный чувствительный элемент дифференциального давления и частоторезонансный датчик дифференциального давления
Tilmans et al. A novel design of a highly sensitive low differential-pressure sensor using built-in resonant strain gauges
KR20010105321A (ko) 토크 측정장치 및 측정방법
JPS6222041A (ja) レゾネ−タ圧力トランスデユ−サ
JPH02248866A (ja) 加速度センサの梁構造
JP2011064651A (ja) 加速度検出器
US5094100A (en) Method and apparatus for measuring shear stress