JPH0278924A

JPH0278924A - 圧力検出装置

Info

Publication number: JPH0278924A
Application number: JP23067988A
Authority: JP
Inventors: Takuji Tsuda; 津田　卓爾
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-19

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】〈発明の分野〉この発明は気体ないしは液体等の流体の圧力を検出して
機器の制御の用に供される圧力検出装置に関するもので
ある。

〈従来技術と課題〉たとえば、空調システム等においては、送風機からの送
風圧を検出して各室の送風量を一定にコントロールする
構成が採られるが、システムの規模により微小圧の高精
度の検出が要求される場合がある。

従来のこの種装置として、シリコンダイヤフラムの主面
に拡散抵抗体による歪ゲージを形成し。

圧力によるシリコンタイヤプラムの変形を抵抗値変化と
して取り出すようにした半導体拡散抵抗膨圧カセンサが
ある。これは、シリコンダイヤフラムのばね定数が一定
で大きく、大気圧よりも比較的大きい圧力レベルの検出
には有効であるが、数＋１１１Ｈ２０程度の大気圧近傍
レベルの微小圧の検出には精度が悪く、対応しにくいも
のである。微小圧を検出できるようにしようとすれば、
シリコンダイヤプラムを構成する高価なチップを大形に
しなければならず、コストの大幅なト昇は避けられず、
非現実的である。

また、管内圧力の変化を管体の形状変化から検出するブ
ルドン管でも、当然、ｌ：記微小圧の高粘度の検出に対
応することは不可能である。

〈発明の目的〉この発明は上記従来のものの問題点を解消するためにな
されたもので、微小圧の検出の高精度化を容易に達成し
得る圧力検出装置を提供することを目的としている。

〈発明の構成と効果〉この発明に係る圧力検出装置は、流体が取り入れられる
通路をもった装置本体内に、流体の圧力に応じて弾性変
形する感圧弾性体を設置し、１記感圧弾性体に応動する
押圧子を該感圧弾性体の主面に立設して、上記押圧子に
伝達された圧力を応力歪に変換する板ばねを上記装置本
体に支持させ、全抵抗素ｆのブリッジ回路から構成され
て、上記板ばねの歪量を抵抗変化に置換する歪ゲージを
鎖板ばねに設け、上記歪ゲージの抵抗変化を信号出力回
路により上記圧力に対応する出力電圧として取り出すよ
うにしたものである。

この発明によれば、感圧夕１性体の変位量を、歪ゲージ
をもった板ばねにより大きな歪抵抗変化に４換するため
、高価な材料や特殊部品を採用するこ゛となく、低コス
トで微小圧の検出が可能となり、しかも感圧弾性体と板
ばねのばね定数を変えられるため、検出精度の向上にも
対応しやすい効果がある。

〈実施例の説明〉以下、この発明の一実施例を図面にしたがって説明する
。

第１図はこの発明に係る圧力検出装置の一例を示す断面
である。

同図において、ｌは金属ないしは合成樹脂等からなる装
置本体で、この装置本体ｌは、たとえば上ケース２とこ
の上ケース２の下面側に嵌着された下ケース３と、上ケ
ース２に形成された凹所４の開口を閉塞するカバー５と
からなり、と配下ケース３には、流体、たとえば空気Ｍ
を取り入れる通路６が側面から上面にかけて形成されて
いる。

７は上記通路６に対応して上記上ケース２に形成された
空所である。

８は上記空所７内に配置されて上記空気Ｍの圧力によっ
て弾性変形する感圧弾性体、たとえばｊｌｉｌ製基材の
両側面にニッケルの薄膜を形成してなるベローズであり
、その下端周縁部８ａはＬケース２の下端側に形成され
た切欠部９に嵌入されて下ケース３の上面との間で挟着
・固定されている。

ｈ　記ヘロース８の主面８ｂの中央には、該ベローズ８
の伸縮変形に応動する尖頭ピン状の押圧子ｌＯの下端を
接着剤等で固定することにより、１慎押圧子ｌＯを立設
してあり、この押圧子１０の先端側は上記凹所４の底壁
ｉこ形成された孔１１を通って凹所４内側へ突出してい
る。

１２は基端部が上記上ケース２に形成された台座？Ｂ１
３に固定・支持された板ばねであり、その先端部には、
上記押圧子１０の先端が当接されており、該押圧子１０
に伝達された圧力を応力歪に変換するようになっている
。上記板ばね１２の両側面には、第２図に示すブリッジ
回路を構成する４つの歪抵抗素子１４Ａ、１４Ｂ、１４
ｃ。

１４Ｄが１対ずつ設けられており、］−記板ばね１２の
歪量を抵抗値変化に置換する歪ゲージ１４として設定さ
れている。

１５はプリント配線基板であり、上記凹所４の内壁に形
成された段部１６，１７に支承されており、−側面には
、第２図に示す信号出力回路１８を構成する回路素子１
９が装着されている。

上記信号出力回路１８は、たとえば第２図に示すように
歪ゲージ１４の抵抗値変化を検出する演算回路２０と、
この演算回路２０からの出力を増幅する直流□増幅回２
８２１とからなり、直流増幅回路２１の出力は１対の出
力端子２２．２３で上記圧力に応じた出力電圧として取
り出されるようになっている。２４は歪ゲージ１４に−
・定の電圧を供給する定電圧回路、２５は電源端子であ
る。

なお、第１図中、２６はプリント配線基板１５に接続さ
れた信号進出用のケーブル、２７は上記通路６の入口ボ
ート６ａに形成されて空気供給管用ジヨイント（図示せ
ず）が螺合して結合さ゛れるねじ部、２８は板ばね１２
の基端部を上記台座部１３上に固定するための圧着部材
である。

つぎに、Ｌ記構酸の動作について説明する。

装置本体１の通路６に空気Ｍが取り込まれると、その圧
力に応じてベローズ８が伸張変形するため、押圧子１０
もこれに応動して上方へ変位する。押圧子１０の上方変
位により、板ばね１２が上方へ撓わまされることにより
、上記押圧子ｌＯに伝達された圧力が応力歪に変換され
る。この応力歪の発生により、板ばね１２の一ヒ下面に
１対ずつ設けられた歪抵抗素子１４Ａ、１４Ｂ。

１４Ｃ，１４Ｄの抵抗値が変化し、歪ゲージ１４の１対
の出力端の電位Ｖｌ、Ｖ２　　（第２図）が演算回路２
０に印加され、上記抵抗値変化が（ｖｔ−Ｖ２）の電圧
値として取り出された後、直流増幅回路２１で増幅され
る。すなわち、この結果、１対の出力端子２２．２３間
には、第３図に示す特性にしたがって圧力に応じた出力
電圧が生起し、これは、たとえば送風機コントローラ（
図示せず）の制御信号に用いられる。

ここで、空気Ｍの圧力を受けるベローズ８の変位を板ば
ね１２の応力歪に変換し、この歪量を歪ゲージ１４の大
きな抵抗値変化に変えるようにしであるから、構成も比
較的簡単であるうえ、数ｍｍ＋ＨＯ程度の微小圧の検出
に容易に対応でき、しかも従来のシリコンダイヤフラム
等を用いるものに比して安価に得ることができる。

また、Ｌ記ベローズ８や板ばね１２等の材質等の選択に
よりばね定数を変えられるため、検出レンジを調整でき
、高い検出精度のものを得ることが可能となる。

なお、上記実施例では、感圧ター性体としてベローズ８
を用いたものであるが、ダイヤフラム等の他の感圧弾性
体であっても同様の効果を奏することができる。

また、上記板ばね１２は上ケース２に片持ち状に支持さ
せたものであるが、両持ち支持させる構成であってもよ
い。

さらに、上記実施例では、空気等の気体圧力を検出する
もので説明したが、液体等の他の流体の圧力を検出する
ものにも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る圧力検出装置の一例を示す断面
図、第２図は同装置における歪ゲージの出力を取り出す
ための信号出力回路等を示すブロック図、第３図は圧力
と出力電圧との関係を示す特性図である。１・・・装置本体、８・・・感圧弾性体、ｉｏ・・・押
圧子、１２・・・板ばね、１４・・・歪ゲージ、１４Ａ
。１４Ｂ、Ｌ４Ｃ，１４Ｄ・・・歪抵抗素子、１８・・・
信号出力回路１Ｍ・・・流体。代理人　３ｆ埋十　　が波国英（外１名）ｆ妃蔀５　　
８１図１　二亡！！ｔＵイシ）［：、８：）どき（ノジｉ＊４吃ヒイ２Ｆ之１０二押＆　二＋１２：ｕ、＋Ｚ“０１４：ｔ′たヅＭ：ｉイ４に

Claims

【特許請求の範囲】

（１）流体が取り入れられる通路をもつた装置本体と、
上記装置本体内に設置されて上記流体の圧力に応じて弾
性変形する感圧弾性体と、上記感圧弾性体の主面に立設
されて該感圧弾性体に応動する押圧子と、上記装置本体
に支持されて上記押圧子に伝達された圧力を応力歪に変
換する板ばねと、上記板ばねに設けられた歪抵抗素子の
ブリッジ回路からなり、該板ばねの歪量を抵抗変化に置
換する歪ゲージと、歪ゲージの抵抗変化を上記圧力に対
応する出力電圧として取り出す信号出力回路とを具備し
たことを特徴とする圧力検出装置。