JPH0317233Y2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0317233Y2
JPH0317233Y2 JP16594887U JP16594887U JPH0317233Y2 JP H0317233 Y2 JPH0317233 Y2 JP H0317233Y2 JP 16594887 U JP16594887 U JP 16594887U JP 16594887 U JP16594887 U JP 16594887U JP H0317233 Y2 JPH0317233 Y2 JP H0317233Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistor
thin film
capacitor
vacuum
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.)
Expired
Application number
JP16594887U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0170141U (en
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 filed Critical
Priority to JP16594887U priority Critical patent/JPH0317233Y2/ja
Publication of JPH0170141U publication Critical patent/JPH0170141U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0317233Y2 publication Critical patent/JPH0317233Y2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、薄膜センサを用いた熱伝導真空計に
関する。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention relates to a thermal conduction vacuum gauge using a thin film sensor.

従来の技術及びその問題点 現在、一般に使用されている熱伝導真空計は、
発熱抵抗体に白金細線を用いたピラニ真空計であ
る。このピラニ真空計の中でも、特に定温度型の
ものは、測定レンジを切換えることなく測定し得
る範囲が広い、赤熱によるフイラメントの損傷が
ない等の理由で多用されている。しかし、この定
温度型ピラニ真空計でも、測定範囲は10〜10-3
Torr程度であり、工業的には十分である場合が
多いが、より広い範囲の測定が必要とされる場合
には使用できず、その場合には指示値に対する信
頼性に欠けるペニング真空計等を用いる必要があ
つた。
Conventional technology and its problems The heat conduction vacuum gauges currently in general use are:
This is a Pirani vacuum gauge that uses thin platinum wire as the heating resistor. Among these Pirani vacuum gauges, the constant temperature type is particularly widely used because it can measure a wide range without changing the measurement range and does not damage the filament due to red heat. However, even with this constant temperature Pirani vacuum gauge, the measurement range is 10 to 10 -3.
Torr, which is often sufficient for industrial purposes, but cannot be used when measurement over a wider range is required, in which case a Penning vacuum gauge, etc., which lacks reliability in reading, cannot be used. It was necessary to use it.

この欠点を克服すべく素子の有効表面積が白金
細線より広い薄膜センサが開発されており、10-5
程度の真空度までの測定が可能であることが確か
められている。しかしながら、薄膜センサは、白
金細線の場合(加熱下で数10Ω)に比べ、数kΩ
と抵抗値が大きい。従つて、従来の回路では、動
作温度にまでセンサを加熱するためには、より高
い電源電圧が必要となる。また、白金センサに多
用されるウイーンブリツジ発振回路をそのまま駆
動回路として使用できず、装置が大型化するとい
う問題があつた。
To overcome this drawback, a thin film sensor has been developed whose element has a larger effective surface area than the thin platinum wire .
It has been confirmed that measurements can be made up to a degree of vacuum. However, thin film sensors have a resistance of several kΩ compared to thin platinum wires (several tens of Ω under heating).
and the resistance value is large. Therefore, conventional circuits require a higher power supply voltage to heat the sensor to operating temperature. In addition, the Wien Bridge oscillation circuit, which is often used in platinum sensors, cannot be used as a drive circuit as is, resulting in a problem that the device becomes larger.

本考案は、このような従来技術の問題点を解決
し、簡便なウイーンブリツジ発振回路を用いた構
造簡単な薄膜熱伝導真空計を提供することを目的
とする。
It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art and to provide a thin film heat conduction vacuum gauge with a simple structure using a simple Wien Bridge oscillation circuit.

問題点を解決するための手段 本考案の前記目的は、第一の抵抗及び第一のコ
ンデンサからなる直列回路と、第二の抵抗及び第
二のコンデンサからなる並列回路と、抵抗一温度
特性を有し被測定真空雰囲気中に置かれる薄膜真
空センサと、第三の抵抗とがブリツジ接続され、
前記直列回路と並列回路との接続点にはパワーオ
ペアンプが接続されてウイーンブリツジ発振回路
を構成し、前記第一の抵抗の電気抵抗値R4及び
前記第一のコンデンサの静電容量C2と、前記第
二の抵抗の電気抵抗値R3及び前記第二のコンデ
ンサの静電容量C1とが、 (R3C1+R3C2+R4C2)/R3C2≧5 となるように決められ、前記薄膜真空センサは前
記ウイーンブリツジ発振回路における利得安定化
素子をなし、前記ウイーンブリツジ発振回路の出
力側に発振出力測定手段が設けられていることを
特徴とする薄膜熱伝導真空計により達成される。
Means for Solving the Problems The object of the present invention is to provide a series circuit consisting of a first resistor and a first capacitor, a parallel circuit consisting of a second resistor and a second capacitor, and a resistance-temperature characteristic. A thin film vacuum sensor that has a thin film and is placed in a vacuum atmosphere to be measured and a third resistor are bridge-connected,
A power operational amplifier is connected to the connection point between the series circuit and the parallel circuit to form a Wien Bridge oscillation circuit, and the electrical resistance value R 4 of the first resistor and the capacitance C 2 of the first capacitor The electric resistance value R 3 of the second resistor and the capacitance C 1 of the second capacitor are (R 3 C 1 +R 3 C 2 +R 4 C 2 )/R 3 C 2 ≧5. The thin film vacuum sensor is characterized in that the thin film vacuum sensor serves as a gain stabilizing element in the Wien Bridge oscillation circuit, and oscillation output measuring means is provided on the output side of the Wien Bridge oscillation circuit. Achieved by a heat conduction vacuum gauge.

実施例 以下、本考案の実施例を添付図面と共に説明す
る。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図はウイーンブリツジ発振回路Bを備えた
薄膜熱伝導真空計の回路構成を示す図である。図
示の如く、発振回路Bは、汎用パワーオペアンプ
7を用いて構成され、該パワーオペアンプへの一
方の入力端からブリツジ回路の接続点20,21
に延びる2つの辺のうち、一方には抵抗1及びコ
ンデンサ2が直列に接続され、他方には抵抗3及
びコンデンサ4が並列に接続されており、これら
により発振周波数が規定される。接続点20,2
1間には前記抵抗1,3及びコンデンサ2,4か
らなる回路に並列に抵抗5及び薄膜センサ6が接
続され、該抵抗5及びセンサ6相互の接続部はパ
ワーオペアンプ7の他方の入力端に接続されてい
る。接続点20はパワーオペアンプ7の出力側に
接続され、接続点21は接地されている。パワー
オペアンプ7としては、μA759、μA791(以上フ
エアチヤイルド社製)、CA3105(RCA社製)、
μA206(アナログシステム社製)、1468(テレダイ
ンフイルブリツク社製)等適宜のものを使用する
ことができ、薄膜センサとしては例えば抵抗温度
係数が負のTaN薄膜センサを使用することがで
きる。一般のウイーンブリツジ発振回路において
は、抵抗3及び1の各抵抗値R3及びR4と、コン
デンサ4及び2の各静電容量C1,C2とは、各々 R3=R4 C1=C2 となるように各値が決められていたが、この場
合、センサ6に印加される電圧は発振出力電圧の
約67%となり、適当な動作電圧が得られない。
FIG. 1 is a diagram showing the circuit configuration of a thin film thermal conduction vacuum gauge equipped with a Wien Bridge oscillation circuit B. As shown in the figure, the oscillation circuit B is constructed using a general-purpose power operational amplifier 7, and connects one input terminal to the power operational amplifier to the connection points 20, 21 of the bridge circuit.
A resistor 1 and a capacitor 2 are connected in series to one of two sides extending to , and a resistor 3 and a capacitor 4 are connected in parallel to the other, and the oscillation frequency is defined by these. Connection point 20,2
1, a resistor 5 and a thin film sensor 6 are connected in parallel to the circuit consisting of the resistors 1, 3 and capacitors 2, 4, and the mutual connection between the resistor 5 and the sensor 6 is connected to the other input terminal of the power operational amplifier 7. It is connected. Connection point 20 is connected to the output side of power operational amplifier 7, and connection point 21 is grounded. Power operational amplifiers 7 include μA759, μA791 (manufactured by Fairchild), CA3105 (manufactured by RCA),
Appropriate ones such as μA206 (manufactured by Analog System Co., Ltd.) and 1468 (manufactured by Teledyne Film Corporation) can be used, and as the thin film sensor, for example, a TaN thin film sensor with a negative temperature coefficient of resistance can be used. In a general Wien Bridge oscillation circuit, the resistance values R 3 and R 4 of the resistors 3 and 1 and the capacitances C 1 and C 2 of the capacitors 4 and 2 are R 3 = R 4 C 1 respectively. = C2 , but in this case, the voltage applied to the sensor 6 is approximately 67% of the oscillation output voltage, making it impossible to obtain an appropriate operating voltage.

この例では R4=10R3、且つ C1=10C2 となるように各値が決められている。したがつ
て、発振出力電圧の95%がセンサ6に印加され
る。従つてオペアンプ7の駆動電圧が、例えば±
15Vであつても、センサ6には実効電圧で最高約
10Vまで印加でき、十分な電力を供給できる。な
お、この場合ブリツジの帰還係数が低くなるが、
オペアンプの増幅率は充分高いので、発振は可能
である。発振条件を満たし、且つセンサ6に対す
るこのような十分な電力の供給を実現すめために
は、少なくとも (R3C1+R3C2+R4C2)/R3C2≧5 の条件を満たす必要がある。なお、最適発振周波
数を得るための回路設計を簡易にするためR4
R3=C1/C2≧2としても、この条件は満たされ
る。ここにあげた実施例はR4/R3=C1/C2=10
としたものである。
In this example, each value is determined so that R 4 =10R 3 and C 1 =10C 2 . Therefore, 95% of the oscillation output voltage is applied to the sensor 6. Therefore, the driving voltage of the operational amplifier 7 is, for example, ±
Even at 15V, sensor 6 has a maximum effective voltage of approximately
It can apply up to 10V and can supply sufficient power. In this case, the feedback coefficient of the bridge will be lower, but
Since the amplification factor of the operational amplifier is sufficiently high, oscillation is possible. In order to satisfy the oscillation conditions and to realize the supply of sufficient power to the sensor 6, at least the condition (R 3 C 1 + R 3 C 2 + R 4 C 2 )/R 3 C 2 ≧5 must be satisfied. There is a need. Note that R 4 /
This condition is also satisfied even if R 3 =C 1 /C 2 ≧2. In the example given here, R 4 /R 3 =C 1 /C 2 =10
That is.

オペアンプ7の出力端には、コンデンサ10及
び抵抗11を経て整流器12,13、コンデンサ
14,15及び抵抗16が図示の如く整流部を構
成するように接続され、更に電流計30、可変抵
抗31を経て駆動電源32が接続されている。可
変抵抗31は真空度の高低に応じた電流計読み取
りレンジを得るために設けられている。
Rectifiers 12, 13, capacitors 14, 15, and a resistor 16 are connected to the output terminal of the operational amplifier 7 via a capacitor 10 and a resistor 11 to form a rectifier as shown in the figure, and an ammeter 30 and a variable resistor 31 are also connected. A drive power source 32 is connected to the drive power source 32 via the drive power source 32 . The variable resistor 31 is provided to obtain an ammeter reading range depending on the degree of vacuum.

したがつて、真空度を測定するには、薄膜セン
サ6を被測定雰囲気中に置き、電源32から駆動
電源を印加すれば、通常のピラニ真空計における
如く、真空度の変化に対応した薄膜センサ6から
の放熱量変化が生じ、これに対しウイーンブリツ
ジ発振回路の性質に基づきセンサ6の温度を一定
に保つように電圧が変化するので、電流計30の
読みにより、真空度を知ることができる。
Therefore, to measure the degree of vacuum, by placing the thin film sensor 6 in the atmosphere to be measured and applying driving power from the power source 32, the thin film sensor 6 can respond to changes in the degree of vacuum like a normal Pirani vacuum gauge. The amount of heat dissipated from sensor 6 changes, and in response, the voltage changes to keep the temperature of sensor 6 constant based on the properties of the Vienna Bridge oscillator circuit, so the degree of vacuum can be determined by reading the ammeter 30. can.

第2図は、整流部40と電流計30との間に対
数増幅器50を設けた真空計の例を示している。
整流部40は、両波整流及び平滑の為のオペアン
プ41,42とダイオード43,44を用いた回
路により構成されている。
FIG. 2 shows an example of a vacuum gauge in which a logarithmic amplifier 50 is provided between the rectifier 40 and the ammeter 30.
The rectifying section 40 is constituted by a circuit using operational amplifiers 41 and 42 and diodes 43 and 44 for double-wave rectification and smoothing.

汎用のICである対数増幅器50は、出力電圧
を対数変換し、広い圧力範囲を感度切替なしに表
示すると共に低い圧力側の変化を大きく表示し得
るようにするためのものである。
The logarithmic amplifier 50, which is a general-purpose IC, logarithmically converts the output voltage so that a wide pressure range can be displayed without changing the sensitivity, and changes on the low pressure side can be displayed largely.

考案の効果 以上の説明から明らかなように、本考案によれ
ば、ウイーンブリツジ発振回路における抵抗及び
コンデンサの電気抵抗値及び静電容量を前述の如
く一般のものと異なる比率をなすように決めるこ
とにより、薄膜センサへの印加電圧を相対的に高
める結果、低い駆動電圧で薄膜センサを動作させ
ることができ、しかも汎用のパワーオペアンプの
使用により外付け部品点数が減少するので、これ
らに基づき、構造簡単なの薄膜熱伝導真空計を提
供することができる。
Effects of the invention As is clear from the above explanation, according to the invention, the electrical resistance values and capacitances of the resistors and capacitors in the Vienna Bridge oscillation circuit are determined to have a ratio different from that of general ones as described above. As a result of relatively increasing the voltage applied to the thin film sensor, the thin film sensor can be operated with a low drive voltage, and the number of external parts is reduced by using a general-purpose power operational amplifier. Based on these, We can provide a thin film heat conduction vacuum gauge with a simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本考案の例を示すもので、第1図は薄膜熱
伝導真空計の1例の電気回路構成を示す図、第2
図は他の例の電気回路構成を示す図である。 1,3,5…抵抗、2,4…コンデンサ、7…
パワーオペアンプ、30…電流計、B…ウイーン
ブリツジ発振回路。
The figures show an example of the present invention; Fig. 1 is a diagram showing the electric circuit configuration of an example of a thin film thermal conduction vacuum gauge;
The figure is a diagram showing an electric circuit configuration of another example. 1, 3, 5...Resistor, 2, 4...Capacitor, 7...
Power operational amplifier, 30... Ammeter, B... Vienna Bridge oscillation circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 第一の抵抗及び第一のコンデンサからなる直列
回路と、第二の抵抗及び第二のコンデンサからな
る並列回路と、抵抗一温度特性を有し被測定真空
雰囲気中に置かれる薄膜真空センサと、第三の抵
抗とがブリツジ接続され、前記直列回路と並列回
路との接続点にはパワーオペアンプが接続されて
ウイーンブリツジ発振回路を構成し、前記第一の
抵抗の電気抵抗値R4及び前記第一のコンデンサ
の静電容量C2と、前記第二の抵抗の電気抵抗値
R3及び前記第二のコンデンサの静電容量C1とが、 (R3C1+R3C2+R4C2)/R3C2≧5 となるように決められ、前記薄膜真空センサは前
記ウイーンブリツジ発振回路における利得安定化
素子をなし、前記ウイーンブリツジ発振回路の出
力側に発振出力測定手段が設けられていることを
特徴とする薄膜熱伝導真空計。
[Claims for Utility Model Registration] A series circuit consisting of a first resistor and a first capacitor, a parallel circuit consisting of a second resistor and a second capacitor, and a resistor having temperature characteristics in a vacuum atmosphere to be measured. The thin film vacuum sensor placed in electrical resistance value R 4 , capacitance C 2 of the first capacitor, and electrical resistance value of the second resistor
R 3 and the capacitance C 1 of the second capacitor are determined to be (R 3 C 1 +R 3 C 2 +R 4 C 2 )/R 3 C 2 ≧5, and the thin film vacuum sensor 1. A thin film thermal conduction vacuum gauge, comprising a gain stabilizing element in the Wien Bridge oscillation circuit, and comprising oscillation output measuring means on the output side of the Wien Bridge oscillation circuit.
JP16594887U 1987-10-28 1987-10-28 Expired JPH0317233Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16594887U JPH0317233Y2 (en) 1987-10-28 1987-10-28

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16594887U JPH0317233Y2 (en) 1987-10-28 1987-10-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0170141U JPH0170141U (en) 1989-05-10
JPH0317233Y2 true JPH0317233Y2 (en) 1991-04-11

Family

ID=31452895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16594887U Expired JPH0317233Y2 (en) 1987-10-28 1987-10-28

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0317233Y2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0170141U (en) 1989-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0317233Y2 (en)
JP3678845B2 (en) Humidity sensor unit
JPH0628748U (en) Non-contact AC voltmeter
EP0139370A1 (en) Piezoresistive transducer
JP2953950B2 (en) Output signal generator
JPH039023Y2 (en)
JP2553622Y2 (en) Humidity detector
JPS6152945B2 (en)
JPH0634309A (en) Graphite structure distortion factor measuring sensor
JPH05232055A (en) Humidity detecting device
JP2517537B2 (en) Humidity measurement circuit
JPS5844330Y2 (en) drive circuit
JPH0387641A (en) Signal processing circuit for humidity sensor
JPS6123793Y2 (en)
JPS6027965Y2 (en) Meter drive circuit
JP3121455B2 (en) Stress evaluation method for ceramic capacitors
JPH0627011A (en) Measuring apparatus for humidity or specific gravity and temperature of liquid
JPS5822090Y2 (en) Meter drive circuit with logarithmic characteristics
JPS6398552A (en) Temperature compensation type improved humidity detection circuit
JP3413274B2 (en) Thermal conductivity type absolute humidity sensor
JPH075421Y2 (en) High voltage measuring device
SU1196775A1 (en) Alternating voltage meter
SU1545115A1 (en) Pressure pickup
JPS6135967Y2 (en)
JPS6020054Y2 (en) Effective value indication enlarged scale AC indicator