JPH0318735A - 圧力・温度センサ素子 - Google Patents
圧力・温度センサ素子Info
- Publication number
- JPH0318735A JPH0318735A JP15331489A JP15331489A JPH0318735A JP H0318735 A JPH0318735 A JP H0318735A JP 15331489 A JP15331489 A JP 15331489A JP 15331489 A JP15331489 A JP 15331489A JP H0318735 A JPH0318735 A JP H0318735A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- temperature
- electrodes
- sensor element
- temperature 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
Links
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
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。
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
本発明は重量と温度を単一の素子で検出できる圧力・温
度センサ素子に関するもので、コンブレッサーなどに利
用される。
度センサ素子に関するもので、コンブレッサーなどに利
用される。
従来の技術
従来、圧カセンサとしては、特公平1−13524号公
報に示されるように、一対の絶縁性基板を、その周辺部
で固着し、一定の間隔に保持し、互いに対面する表面に
電極膜を形威してコンデンサを構戒し、一対の絶縁性基
板の一方を弾性ダイアフラムとして利用し、このダイア
フラムに圧力が印加されたときの前記ダイアプラムの変
形を前記コンデンサの静電容量の変化として検出するこ
とにより、圧カセンサ素子としていた。
報に示されるように、一対の絶縁性基板を、その周辺部
で固着し、一定の間隔に保持し、互いに対面する表面に
電極膜を形威してコンデンサを構戒し、一対の絶縁性基
板の一方を弾性ダイアフラムとして利用し、このダイア
フラムに圧力が印加されたときの前記ダイアプラムの変
形を前記コンデンサの静電容量の変化として検出するこ
とにより、圧カセンサ素子としていた。
他方、温度センサ素子としては、種々のものが知られて
いるが、代表的温度センサとして、「サー藁スタとその
応用j (二木久夫著、日刊工業新聞社、昭和44年発
行、P.P. 12−18)に示されるように、感温材
料に電極膜を形威したサーミスタが知られ、感温材料の
抵抗値が温度により変化することを利用し、温度センサ
素子としていた.上述のように、従来、圧力と温度とを
別個に検出できるセンサ素子は公知であるが、蓼一の素
子で両者を検出できるものは知られていない。
いるが、代表的温度センサとして、「サー藁スタとその
応用j (二木久夫著、日刊工業新聞社、昭和44年発
行、P.P. 12−18)に示されるように、感温材
料に電極膜を形威したサーミスタが知られ、感温材料の
抵抗値が温度により変化することを利用し、温度センサ
素子としていた.上述のように、従来、圧力と温度とを
別個に検出できるセンサ素子は公知であるが、蓼一の素
子で両者を検出できるものは知られていない。
発明が解決しようとする課題
例えば、コンブレッサーなどの圧力変動も、温度変動も
大きな機器で、精確に圧力・温度を検知することは非常
に困難であった。しかも、単一素子で、同時に、同じ所
の圧力・温度を検知することができなかったので、それ
ぞれ別個のセンサ素子で圧力・温度をそれぞれ検知して
いたため、検知圧力の温度補償が、あるいは、検知温度
の圧力補償が複雑になり、高価格になるという課題があ
った。
大きな機器で、精確に圧力・温度を検知することは非常
に困難であった。しかも、単一素子で、同時に、同じ所
の圧力・温度を検知することができなかったので、それ
ぞれ別個のセンサ素子で圧力・温度をそれぞれ検知して
いたため、検知圧力の温度補償が、あるいは、検知温度
の圧力補償が複雑になり、高価格になるという課題があ
った。
そこで、本発明の第1の目的は、圧力と温度を単一の素
子で、同時に検知できる圧力・温度センサ素子を提供す
ることにある。
子で、同時に検知できる圧力・温度センサ素子を提供す
ることにある。
課題を解決するための手段
本発明の圧力・温度センサ素子は、少なくとも一方が非
導電性である一対の板体からなり、前記一対の板体が一
定の空間をあけて、互に平行に配置され、且つ、その周
辺部を固着され、平行に配置された板体の互いに、向か
い合う平面の中央部に円状の電極が形威され、且つ、前
記円状の電極の周辺部に、感温抵抗体からなる環状の電
極が形威された構戒となる。前記一対の板体の内、少な
くとも一方が、弾性ダイアフラムとして動作し、円状の
電極間の静電容量か、もしくは、円状電極間の静電容量
と、環状電極間の静電容量との比が、圧力によるダイア
フラムの変形を検知する圧カセンサ素子として動作し、
且つ、環状電極を構威する感温抵抗体の抵抗値の変化を
検知することにより温度センサとして動作する。従って
単一の素子で、同時に圧力・温度を検知することができ
る。
導電性である一対の板体からなり、前記一対の板体が一
定の空間をあけて、互に平行に配置され、且つ、その周
辺部を固着され、平行に配置された板体の互いに、向か
い合う平面の中央部に円状の電極が形威され、且つ、前
記円状の電極の周辺部に、感温抵抗体からなる環状の電
極が形威された構戒となる。前記一対の板体の内、少な
くとも一方が、弾性ダイアフラムとして動作し、円状の
電極間の静電容量か、もしくは、円状電極間の静電容量
と、環状電極間の静電容量との比が、圧力によるダイア
フラムの変形を検知する圧カセンサ素子として動作し、
且つ、環状電極を構威する感温抵抗体の抵抗値の変化を
検知することにより温度センサとして動作する。従って
単一の素子で、同時に圧力・温度を検知することができ
る。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第1図は本発明に基づく圧力・温度センサ素子の断面
図を示す。lは弾性ダイアフラムとして動作する絶縁性
平板としての板厚0.63onのアルミナ平板(以下板
体ともいう)、2は基板としての絶縁性平板としての板
厚0.63mmのアルミナ平板(以下板体ともいう)を
示す。3は、前記一対の平板1、2を周辺部で固着する
ためのガラス接着層を示し、内径Φ24ma+、外径Φ
28帥とし、高さは約50μmとした,4a、4bは、
一対の板体l、2の内面に設けられたΦ12Mの円状の
I¥lI2金電極を、5a、5bは、円形の電i4a、
4bの周辺部に設けられた感/!i祇bT.体としての
厚膜白金抵抗体からなる内径Φ18m+o、外径Φ22
III11の環状電極を示す. 第2図は、弾性ダイアフラムlの内面から見た平面図を
示し、6は円状?iii4aの取り出しリード部、7a
、7bは環状電極5aの取り出しリード部を示す.尚、
7a、7b間の抵抗値は、常温25゜CでlOOΩであ
った.弾性ダイアフラム1に圧力を印加した所、4a、
4bの静電容量C。、5a,5b間の静電容量C,およ
びそれらの比R(=C′/cl)は、第3図に示すよう
に変化した,すなわち、電極4a、4b間の静電容量C
いもしくは静電容量の比Rを、圧力検知として用いるこ
とが出来る.第4図に環状電極5aの温度による抵抗変
化を示す.従って、取り出しリード部7a、7b間の抵
抗R1を検知することにより温度を検?することが出来
る。
。第1図は本発明に基づく圧力・温度センサ素子の断面
図を示す。lは弾性ダイアフラムとして動作する絶縁性
平板としての板厚0.63onのアルミナ平板(以下板
体ともいう)、2は基板としての絶縁性平板としての板
厚0.63mmのアルミナ平板(以下板体ともいう)を
示す。3は、前記一対の平板1、2を周辺部で固着する
ためのガラス接着層を示し、内径Φ24ma+、外径Φ
28帥とし、高さは約50μmとした,4a、4bは、
一対の板体l、2の内面に設けられたΦ12Mの円状の
I¥lI2金電極を、5a、5bは、円形の電i4a、
4bの周辺部に設けられた感/!i祇bT.体としての
厚膜白金抵抗体からなる内径Φ18m+o、外径Φ22
III11の環状電極を示す. 第2図は、弾性ダイアフラムlの内面から見た平面図を
示し、6は円状?iii4aの取り出しリード部、7a
、7bは環状電極5aの取り出しリード部を示す.尚、
7a、7b間の抵抗値は、常温25゜CでlOOΩであ
った.弾性ダイアフラム1に圧力を印加した所、4a、
4bの静電容量C。、5a,5b間の静電容量C,およ
びそれらの比R(=C′/cl)は、第3図に示すよう
に変化した,すなわち、電極4a、4b間の静電容量C
いもしくは静電容量の比Rを、圧力検知として用いるこ
とが出来る.第4図に環状電極5aの温度による抵抗変
化を示す.従って、取り出しリード部7a、7b間の抵
抗R1を検知することにより温度を検?することが出来
る。
第5図に、圧力および温度の代表的な検知回路図を示す
。9は圧力・温度センサ素子を示し、C5、C.は4a
,4b問および環状電極5a,5b間の静電容量を示す
。SWI、SI1■、SW3、SW4はアナログスイッ
チをそれぞれ示す。lOはオペアンプからなるC−F変
喚発振回路を示し、l2はその出力端を示し、静電容量
の変化が、発振周波数,fout,の変化として出力さ
れる。11はオペアンプからなるi−V変換回路を示し
、取り出しリード部7a、7b間の抵抗値の変化による
電流変化を、電圧変化.Vout,として、出力端l3
に出力される。尚、゛■bは回路のバイアス電圧を示す
。すなわち、静電容量C。を検知するときは、アナログ
スイッチS山のみが閉し、静電容量CIを検知するとき
は、アナログスイッチSI1!のみが閉しる。また取り
出しリード部7a、7b間の抵抗値Rtを検知するとき
は、アナログスインチS113およびS114だけが閉
じる.このようにSWl’=SW4を順次開閉すること
によりそれぞれの値を知ることが出来る.以上説明した
ように本発明の圧力・温度センサ素子によれば、弾性ダ
イアフラムに印加される圧力および温度を同時に単一素
子で検知することが出来る。
。9は圧力・温度センサ素子を示し、C5、C.は4a
,4b問および環状電極5a,5b間の静電容量を示す
。SWI、SI1■、SW3、SW4はアナログスイッ
チをそれぞれ示す。lOはオペアンプからなるC−F変
喚発振回路を示し、l2はその出力端を示し、静電容量
の変化が、発振周波数,fout,の変化として出力さ
れる。11はオペアンプからなるi−V変換回路を示し
、取り出しリード部7a、7b間の抵抗値の変化による
電流変化を、電圧変化.Vout,として、出力端l3
に出力される。尚、゛■bは回路のバイアス電圧を示す
。すなわち、静電容量C。を検知するときは、アナログ
スイッチS山のみが閉し、静電容量CIを検知するとき
は、アナログスイッチSI1!のみが閉しる。また取り
出しリード部7a、7b間の抵抗値Rtを検知するとき
は、アナログスインチS113およびS114だけが閉
じる.このようにSWl’=SW4を順次開閉すること
によりそれぞれの値を知ることが出来る.以上説明した
ように本発明の圧力・温度センサ素子によれば、弾性ダ
イアフラムに印加される圧力および温度を同時に単一素
子で検知することが出来る。
尚、本発明の実施例において、非導電性板体として、ア
ルミナ平板を用いたが、弾性特性の優れたジルコニアな
どの磁気平板、あるいは、石英ガラス、硼珪酸ガラスな
どのガラス平板を用いても良い。また、一対の板体とし
て、非導電性板体と導電性板体との一対であってもよい
。この場合、導電性板体上には電極を形戒する必要がな
く、板体自身を電極と動作させることが出来る。導電性
板体としては弾性特性の優れたステンレス、コバール、
426合金などが適している。また、前記実施例におい
て、接着層をガラス接着層としたが、使用温度範囲内に
おいて強固に接着するものであれば良く、フェノール系
、尿素系あるいはエボキシ系などの樹脂系接着層であっ
ても良い。
ルミナ平板を用いたが、弾性特性の優れたジルコニアな
どの磁気平板、あるいは、石英ガラス、硼珪酸ガラスな
どのガラス平板を用いても良い。また、一対の板体とし
て、非導電性板体と導電性板体との一対であってもよい
。この場合、導電性板体上には電極を形戒する必要がな
く、板体自身を電極と動作させることが出来る。導電性
板体としては弾性特性の優れたステンレス、コバール、
426合金などが適している。また、前記実施例におい
て、接着層をガラス接着層としたが、使用温度範囲内に
おいて強固に接着するものであれば良く、フェノール系
、尿素系あるいはエボキシ系などの樹脂系接着層であっ
ても良い。
発明の効果
以上説明したように本発明の圧力・温度センサ素子によ
れば、圧力と温度を同一素子で、同時に検知することが
できるため、圧力の温度補償が不要となり、低価格なセ
ンサ素子を提供することが出来る.また同一素子で、同
時に検知することが出来るため、同一場所での検知であ
り、精確な検知が出来る.
れば、圧力と温度を同一素子で、同時に検知することが
できるため、圧力の温度補償が不要となり、低価格なセ
ンサ素子を提供することが出来る.また同一素子で、同
時に検知することが出来るため、同一場所での検知であ
り、精確な検知が出来る.
第1図は本発明の一実施例による圧力・温度センサ素子
の断面図、第2図は同弾性ダイアフラムの平面図、第3
図、第4図は本発明の素子の特性図、第5図は本発明の
素子の検知回路図である。 1・・・・・・弾性ダイアフラム(板体)、2・・・・
・・基台(板体)、3・・・・・・接着層、4a、4b
・・・・・・円状電極、5a、5b・・・・・・環状電
極。
の断面図、第2図は同弾性ダイアフラムの平面図、第3
図、第4図は本発明の素子の特性図、第5図は本発明の
素子の検知回路図である。 1・・・・・・弾性ダイアフラム(板体)、2・・・・
・・基台(板体)、3・・・・・・接着層、4a、4b
・・・・・・円状電極、5a、5b・・・・・・環状電
極。
Claims (2)
- (1)少なくとも一方が非導電性である一対の板体から
なり、前記一対の板体が一定の空間をあけて互に平行に
配置され、且つ、その周辺部を固着され、前記平行に配
置された板体の互いに向かい合う平面の中央部に設けら
れた円状の電極と、前記円状の電極の周辺部に設けられ
た感温抵抗体からなる環状の電極とからなり、少なくと
も一方の板体が弾性ダイアフラムとして動作してなる 圧力・温度センサ素子。 - (2)感温抵抗体が、白金、ニッケルなどの感温抵抗体
からなる特許請求の範囲第1項記載の圧力・温度センサ
素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15331489A JPH0318735A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 圧力・温度センサ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15331489A JPH0318735A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 圧力・温度センサ素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0318735A true JPH0318735A (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=15559786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15331489A Pending JPH0318735A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 圧力・温度センサ素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0318735A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6561216B2 (en) * | 2000-01-20 | 2003-05-13 | Smc Kabushiki Kaisha | Combined sensor and flow controller provided with combined sensor |
US6769299B2 (en) | 2003-01-08 | 2004-08-03 | Fetso Corporation | Integral dual technology flow sensor |
US6901794B2 (en) | 2003-10-16 | 2005-06-07 | Festo Corporation | Multiple technology flow sensor |
US6971272B2 (en) | 2000-09-21 | 2005-12-06 | Festo Ag & Co. | Integrated fluid sensing device |
JP2006082079A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | F Hoffmann La Roche Ag | 流体の温度を調整する方法および装置ならびに微細加工システム |
JP2007121107A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Nec Lcd Technologies Ltd | 圧力センサー |
JP2009175113A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-08-06 | Kyocera Corp | センサモジュール、センサ付ホイール、およびタイヤ組立体 |
JP2009535622A (ja) * | 2006-04-25 | 2009-10-01 | ローズマウント インコーポレイテッド | ネットに近い形状の焼結セラミックを用いた圧力センサ |
JP2012073141A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Kyocera Corp | 圧力検出用パッケージおよび圧力検出装置 |
-
1989
- 1989-06-15 JP JP15331489A patent/JPH0318735A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6561216B2 (en) * | 2000-01-20 | 2003-05-13 | Smc Kabushiki Kaisha | Combined sensor and flow controller provided with combined sensor |
US6971272B2 (en) | 2000-09-21 | 2005-12-06 | Festo Ag & Co. | Integrated fluid sensing device |
US6769299B2 (en) | 2003-01-08 | 2004-08-03 | Fetso Corporation | Integral dual technology flow sensor |
US6901794B2 (en) | 2003-10-16 | 2005-06-07 | Festo Corporation | Multiple technology flow sensor |
JP2006082079A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | F Hoffmann La Roche Ag | 流体の温度を調整する方法および装置ならびに微細加工システム |
JP2007121107A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Nec Lcd Technologies Ltd | 圧力センサー |
JP2009535622A (ja) * | 2006-04-25 | 2009-10-01 | ローズマウント インコーポレイテッド | ネットに近い形状の焼結セラミックを用いた圧力センサ |
JP2009175113A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-08-06 | Kyocera Corp | センサモジュール、センサ付ホイール、およびタイヤ組立体 |
JP2012073141A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Kyocera Corp | 圧力検出用パッケージおよび圧力検出装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4177496A (en) | Capacitive pressure transducer | |
US4207604A (en) | Capacitive pressure transducer with cut out conductive plate | |
US5150275A (en) | Capacitive pressure sensor | |
Zhao et al. | Flexible bimodal sensor for simultaneous and independent perceiving of pressure and temperature stimuli | |
US4388668A (en) | Capacitive pressure transducer | |
US5965821A (en) | Pressure sensor | |
US4523474A (en) | Capacitive pressure sensor | |
US4433580A (en) | Pressure transducer | |
US7219551B2 (en) | Differential pressure sensor | |
JPS6140529A (ja) | 圧力・容量トランスデユ−サおよびその製造方法 | |
JPH0337501A (ja) | 静電容量型検出装置 | |
US20050066736A1 (en) | Piezoelectric vibration sensor | |
JPH0318735A (ja) | 圧力・温度センサ素子 | |
US3814998A (en) | Pressure sensitive capacitance sensing element | |
KR20070096655A (ko) | 마이크로 압력센서 | |
US7178403B2 (en) | Transducer responsive to pressure, vibration/acceleration and temperature and methods of fabricating the same | |
JPS62267636A (ja) | センサ | |
JP3358684B2 (ja) | 熱依存性検出装置 | |
JPH109979A (ja) | ドライタイプ圧力検出装置 | |
JPS5967437A (ja) | 水晶振動子圧力センサ | |
KR100427430B1 (ko) | 금속박막형 압력센서 및 그 제조방법 | |
JPH085435A (ja) | ガスメータ | |
JPH0495743A (ja) | 静電容量式差圧検出器 | |
JPH02306114A (ja) | 重量温度センサ | |
JPS5844324A (ja) | 静電容量形圧力トランスジユ−サ |