JPH02228585A - 電子晴雨計 - Google Patents

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〕 この発明は、半導体圧力センサで大気圧を検出し、この
検出結果から天気の変化傾向を予測して表示する電子晴
雨計に関し、周囲の環境温度による測定誤差の解消を狙
ったものである。

（従来の技術〕 例えば、特、公開５８−３８７３３号公報において、大
気圧の変化量と増減傾向を判定要素として、これらから
天気の変化傾向を予測し、予測結果を４段階表示する電
子晴雨計が公知である。これは、気圧計によって圧力−
機械変換を行い、機械的な出力動作をスイッチ手段で電
気信号に変換し、気圧の変化量と増減傾向を検知してい
る。

また、近年では気圧の変化を電気量の変化に直接変換す
る半導体センサが開発されている。この半導体圧力セン
サは、圧力−電気変換を直接的に行え、感度および応答
速度に優れる。しかし、環境温度で出力特性が変動する
ため、温度補正を行う必要があり、通常は圧力センサと
共に温度センサを設け、温度の変動による特性変化を電
気回路で補償している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の温度補償を行うことによって、温度変化に伴う圧
力センサの特性誤差はある程度まで避けられる。しかし
現実には、空調機器を備える室内に晴雨計を設置して使
用した場合、短時間での急激な温度変化に対応できず、
半導体圧力センサを用いても、天気の変化傾向を正しく
判定できない要因のひとつとなっていた。

本発明は、かかる実情に着目して提案されたものであり
、その目的は、半導体圧力センサを検出素子とする晴雨
計において、環境温度による測定誤差を解消し、その圧
力測定精度を向上して、天気の変化傾向の予測を正確に
行うにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の基本原理は、半導体圧力センサｌを断熱容器１
１内に配置し、断熱容器１１内の空間における熱の移動
を抑止することによって、晴雨計の設置環境の温度変化
に左右されることなく大気圧を測定するにある。

具体的には、第１図に示すように、半導体圧力センサ１
を密閉されたセンサ容器１ｏ内に封入し、このセンサ容
器１０を断熱容器１１内に配置する。

断熱容器１１は内外の内容器１２と外容器１３との間が
真空空間１４に形成されており、断熱容器１１の密封し
た内部にセンサ容器１０を配置し、半導体圧力センサ１
から導出したリード線３２、および大気導入用の微少通
路２８が、センサ容器１０内から断熱容器１１外に導出
されるようにしたものである。

断熱容器１１内にはセンサ容器１ｏまわりに熱緩衝材３
３を充満するか、断熱容器１１の内部空間を真空にして
熱移動を抑止することが望まれる。

〔作用〕

半導体圧力センサｌを封入したセンサ容器１゜は、断熱
容器ｌｌ内にあり、外部の熱は断熱容器１１で主として
遮断されてセンサ容器１ｏに達するまでの時間を大幅に
遅らせることができ、センサ容器１０内の温度が短時間
内で急激に変化することはなく、はぼ一定にできる。

大気導入用の微少通路２８は、外部の気圧をセンサ容器
工０内に作用させ得る極小で足り、該通路２８内の空気
を媒体とする熱移動は殆ど無視できる。

〔発明の効果〕

本発明の晴雨計によれば、内外の容器１２・１３間に真
空空間１４を有する断熱容器１１により、外部の熱がセ
ンサ容器１０内の半導体圧力センサ１に伝わるのを防止
するようにしたので、晴雨計の設置環境の温度変化に基
づく大気圧の測定誤差を解消し、常に一定の温度条件下
で大気圧を正確に測定できる。

〔実施例〕

第１図ないし第４図は本発明を卓上用の晴雨計に適用し
た実施例を示す。

第４図において、晴雨計は半導体圧力センサ１と、該セ
ンサＩからの出力信号に基づいて天気の変化傾向を判定
する制御回路２と、判定結果に応じて択一的に点灯され
る４個の表示ランプＬ。

Ｌ、・Ｌ３　・Ｌ４と、大気圧をディジタル表示するた
めの液晶表示ユニット３と、前記ランプの表示が切り換
わるときに信号音を発生する圧電スピーカ４などの部材
で構成され、これらの各部材を第３図に示す本体ケース
５内に収容したものである。

詳しくは、本体ケース５の傾斜する前壁のほぼ中央に、
発光ダイオードからなる表示ランプＬ。

・１．、−１．、　　・Ｌ４を上下−列に配設し、各ラ
ンプに対応する絵表示６を入れである。この絵表示６に
隣接して、液晶表示ユニット３と一群の溝からなる圧電
スピーカ４用の開ロアとを備えている。

本体ケース５の前面左半部にクロックユニット８を配置
してあり、その外面から透明なカバーで覆われている。

第１図において、半導体圧力センサ１はセンサ容器１０
内に収容し、断熱容器１１内に該センサ容ｉ：ｉ　ｔ　
ｏを配置した４Ｊ！で使用する。

断熱容器１１はそれぞれステンレス材で形成される内容
器１２と外容器１３とからなり、両容器ｌ２・１３を内
外方向に小間隔を隔てて配置し、この空間内の空気を排
除して真空空間１４を形成する。内容器１２の上端に充
填口１５を有し、この充填口１５は外容器１３にねじ込
まれるキャンプ１６で密閉できる。内容器１２と外容器
１３とは、装填口１５の周縁で溶接されて一体化されて
いる。

センサ容器１０は、上下に分割されたドーム形状の上下
ケース１８・１９からなり、下ケース１９内にホルダ２
０を介して半導体圧力センサ１を支持し、上下ケース１
８・１９をねじ２１で一体化することにより容器内部を
密閉する。上下ケース１８・１９はいずれもプラスチッ
ク成形品である。

半導体圧力センサ１は、シリコン半導体のピエゾ抵抗効
果を利用して圧力変化を電圧の変化として出力するもの
であって、シリコンチップを内蔵する筒形のパッケージ
２２の端面に、圧力導入パイプ２３と入出力用のそれぞ
れ一対の入力リード端子２４および出力リード端子２５
を有する。そして、入出力用のリード端子２４・２５を
ホルダ２０に半田付けすることにより、圧力センサ１と
ホルダ２０とを一体化する。

センサ容器１０内に大気圧を導入し、かつ半導体圧力セ
ンサ１に接続すべき４本のリード線３２を断熱容器１１
外に導出するために、キャンプ１６とセンサ容器ＩＯの
上ケース１８とをロフト２７で接続し固定する。第２図
において、このロッド２７は４本のリード線３２をイン
サートしたプラスチック成形品であり、その中央部に微
少通路２８を縦貫状に形成してあり、センサ容器ＩＯを
内容器１２内のほぼ中央に位置させる支持部材も兼ねて
いる。キャンプ１６と口・ノド２７、およびセンサ容器
１０とロッド２７は、それぞれの接続部をシール部材２
９で密封する。センサ容器１０の上下ケース１８・１９
の接合面、およびキャップ１６と断熱容器１１の接合面
も、それぞれシール部材３０・３１で密封する。

断熱容器１１の内容器１２にエチレングリコール液から
なる熱緩衝材３３を充満した状態で、センサ容器１０を
内容器１２の内部に挿入し、キャップ１６をねじ込むこ
とにより、センサ容器１０を断熱容器１１内に封入する
。このようにして、内部に半導体圧力センサ１を封入し
た断熱容器１１は、本体ケース５内の適所に設置し、各
リード線３２を制御回路２に接続する９本体ケース５の
内部と外部空間とは、ケース壁の隙間あるいは通口を介
して連通している。

以上のように断熱容器１１内に半導体圧力センサ１を封
入して大気圧を計測する際に、外部の急激な温度変化は
内外の容器１２・１３を介してセンサ容器１０に伝わろ
うとする。ところが内外容器１２・１３は真空空間１４
で隔てられているので、内容器１２が外部温度と平衡す
るには、内外の温度差にもよるが、相当な長時間を要す
る二しかも、内容器１２に達した外部熱は、熱緩衝材３
３を介してセンサ容器１０に伝わろうとする。しかし、
内容器１２と熱緩衝材３３の温度差は元来小さく、しか
も熱緩衝材３３の熱容量（体積）が内容器１０の熱容量
に比べて十分に大きいため、センサ容器ＩＯが内容器１
２と温度平衡するにはさらに長時間を要し、気温の日変
化による相殺作用もあって、実質的に外部熱の伝導が阻
止される。

熱緩衝材３３は、ロッド２７を介して伝わる外部熱を吸
収し、センサ容器１０の温度変動を緩和するのにも役立
つ。

従って、半導体圧力センサ１は、空調機器などによる急
激な温度変化の影響を受けることなく、大気圧を常に正
しく測定できる。

制御回路２は、半導体圧力センサｌからの出力電圧値に
よって大気圧を判定する。また、電圧変動量によって、
気圧の所定値の変化量（実際には２ミリバールの変化）
が天気傾向に影響を与えるものと判定し、これに基づい
て４種の天気傾向のひとつを選択して対応する表示ラン
プＬ、−Ｌ４のひとつを点灯させる。表示ランプＬ１は
「天気が良くなる」ことを、Ｌｇは「天気が良くなる傾
向に転じた」ことを、Ｌ、は「天気が悪くなる傾向に転
じた」ことを、Ｌ４は「天気が悪くなる」ことをそれぞ
れ点灯することで表現する。

〔別実施態様例〕

熱緩衝材３３としては、エチレングリコール液や水など
の液体以外に、ビーズ状の発泡体粒や発泡体の細片など
の固体を用いることもできる。熱緩衝材３３を充填する
に代えて、内容器１２内を真空にしてもよい。

内外の容器１２・１３はガラスやセラミックスで形成す
ることができる。

センサ容器１０を固体の熱緩衝材３３や、別の支持部材
で支持する場合は、ロッド２７を軟質材で形成してもよ
い、ロッド２７の微少通路２８は大気圧をセンサ容器１
０内に導入できればよいので、通路２８内に発泡線材を
充填し、あるいは発泡体自体で通路２８を形成すること
もでき、この場合は通路２８内の空気を媒体とする熱移
動をさらに抑止することができる。

本発明が卓上用以外に街頭表示用などの大型の晴雨計に
も適用できることは、言うまでもない。

また、本発明の電子晴雨計は天気傾向や現実の大気圧の
みを刻々とディジタル表示する実施形式も含む。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る電子晴雨計の実施例を示しており、 第１図は要部の縦断面図、 第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面図、第３図は全体
の外観斜視図、 第４図はブロック線図である。 １・・・・・半導体圧力センサ、 ２・・・・・制御回路、 ５・・・・・本体ケース、 ＩＯ・・・・センナ容器、 １１・・・・断熱容器、 １２・・・・内容器、 １３・・・・外容器、 １４・・・・真空空間、 １６・・・・キャップ、 ２３・・・・圧力導入パイプ、 ２７・・・・ロッド、 ２８・・・・微少通路、 ３３・・・・熱緩衝材。 第　１　　図 明 者　　筒 井　　　龍 彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体圧力センサ１を検出素子として大気圧を計
   測する電子晴雨計であって、 半導体圧力センサ１は密閉されたセンサ容器１０内に封
   入してあり、 内外の内容器１２と外容器１３との間が真空空間１４に
   形成された断熱容器１１を有し、 この断熱容器１１の密封した内部に、前記センサ容器１
   ０を配置してあり、 半導体圧力センサ１から導出したリード線３２、および
   大気導入用の微少通路２８が、センサ容器１０内から断
   熱容器１１外に導出されている電子晴雨計。