JPH0337539A - 圧力センサの特性調整装置 - 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〕 本発明は、圧力センサの特性調整装置に係り、詳しくは
、圧力センサ個々の圧力−電圧特性を揃えるためのもの
に関する。

〔従来の技術〕

圧力センサは、第３図に示すように、半導体圧力センサ
素子１と、当該素子１から出力される印加圧力に応した
出力電圧を増幅する増幅回路２とで構成されている。な
お、図中、３は半導体圧力センサ素子１の一対の入力端
子ＩＮ（＋）、ＩＮ（−）に対して接続されるとともに
増幅回路２に接続される直流電源、４は半導体圧力セン
サ素子１の受圧部に接続される圧力制御装置であり、い
ずれも後述する特性調整を行うにあたって用いられるも
のである。

前述の半導体圧カセンサ素子ｌは、図示しないが、シリ
コン基板にダイアフラム部、及び歪ゲージ抵抗を用いた
ブリソジ回路が形成されたものである。また、増幅回路
２は、差動増幅器２ａと、正相入力端子に直列に接続さ
れた可変可能な抵抗Ｒ＋　と、逆相入力端子に直列に接
続された固定抵抗Ｒ２と、正相入力端子と出力端子Ｖｏ
ｕｔとの間に挿入された可変可能な帰還抵抗Ｒ３と、逆
相入力端子と接地点との間に挿入された固定抵抗Ｒ４と
、差動増幅器２ａと接地部との間に挿入された可変可能
なオフセント電圧ゼロ調整用の抵抗Ｒ５＋Ｒ６とを備え
たものである。このうち、抵抗Ｒ及び帰還抵抗Ｒ３の抵
抗値を可変することによりゲイン調整が行えるようにな
っている。

ところで、半導体圧力センサ素子１個々の製造誤差に起
因して、圧力センサにおける第４図に示すような圧力−
電圧特性が圧力センサ毎にばらつくことがあるために、
従来では、前記ばらつきを増幅回路２のオフセント電圧
及びゲインの調整を行うことで吸収させている。第４図
中、Ｐａは圧力ゼロ点、Ｐ、は実使用圧力範囲での最大
圧力点、Ｖｏは出力電圧ゼロ点、ＶＡは出力電圧最大点
を示している。

前述の特性調整は、半導体圧力センサ素子１と増幅回路
２とを組み立てた状態とし、以下のような手順にて行う
。

まず、圧力制御装置４を用いて、半導体圧力センサ素子
ｌに対して高真空度の圧力を印加することにより圧力ゼ
ロの状態とし、増幅回路２の出力電圧Ｖｏｕｔが“０″
となるように増幅回路２のオフセントゼロ調整用の抵抗
Ｒ５，Ｒｈを図示しないトリマーによってトリミングす
る。次に、圧力制御装置４を用いて、半導体圧力センサ
素子１に対して実使用圧力範囲での最大圧力を印加し、
増幅回路の出力電圧Ｖｏｕｔが任意設定される所望の設
定値となるように、増幅回路のゲイン調整用の抵抗Ｒ，
，Ｒ３を前記トリマーによってトリミングする。

なお、通常、上記の調整を行う前に、半導体圧力センサ
素子１単体における圧力−電圧特性、即ち圧力ゼロ時及
び実使用最大圧力印加時の出力電圧の測定が行われてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来では、調整に際して、半導体圧力センサ
素子１に対して圧力制御装置４により直接、圧力を印加
させているために、特性調整に要する時間が長くかかり
過ぎてしまう。また、高圧用の圧力センサでは、上記特
性調整に際して半導体圧力センサ素子に対し非常に高い
圧力を印加するので、安全性を確保する目的から作業し
にくい安全性重視の器具を使わざるを得す、この作業で
も時間がかかり過ぎている。

本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、特
性調整に要する時間の短縮を図ることを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような目的を構成するために、半導体圧力
センサ素子及び該素子の出力電圧を増幅する増幅回路を
有する圧力センサの特性を調整する装置において、次の
ような構成をとる。

本発明の圧力センサの特性調整装置は、第１図の機能ブ
ロソクに示すように、 所要の半導体圧力センサ素子の圧力−電圧特性のデータ
が格納される記憶手段と、 前記半導体圧力センサ素子と組み合わせるべき増幅回路
のセントに関連して記憶手段から該素子の圧力−電圧特
性データを読み出す制御手段と、この制御手段から供給
されるデータに基づいて該素子の出力電圧と等価な電圧
を増幅回路の入力端子に印加する電圧制御手段と、 を具備していることに特徴を有する。

〔作用〕

上記構成においては、従来のように実際に半導体圧力セ
ンサ素子に対し圧力を印加させることを行わずに、電気
的な処理を行うだけとしている。

つまり、圧力を加えるといった無駄な時間が省略される
から、調整に要する時間が大幅に短縮されることになり
、しかも、作業の安全性が確保されることになる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図に本発明の一実施例を示している。図において、
従来例の第３図に示す部品２部分と同一のものに同じ符
号を付し、その詳細な説明を省略する。

圧力センサの特性調整装置は、第１図の制御手段に相当
のコントローラ１０と、第１図の記憶手段に相当のメモ
リ１１と、第１図の電圧制御手段に相当の電圧制御装置
１２と、増幅回路２のオフセントゼロ調整用の抵抗及び
ゲイン調整用の抵抗をトリミングするためのトリマー１
３とを具備している。

電圧制御装置１２は、二つのプログラマブル電源１４、
１．５からなり、それらの（＋〉端子に増幅回路２の一
対の入力端子が接続され、また、（−）端子は接地され
ている。

このような特性調整装置を用いて圧力センサの特性調整
を行う手順を説明する。

なお、特性調整は半導体圧力センサ素子１と増幅回路２
とを組み立てずに行う。この特性調整に先立って、通常
、半導体圧力センサ素子１の圧力電圧特性（圧力ゼロ時
及び実使用最大圧力印加時の出力電圧）を測定している
ことに着目し、このときに、測定した各半導体圧力セン
サ素子１の圧力−電圧特性をメモリ１１に素子番号別に
格納しておく。

そこで、特性調整装置に対して増幅回路２をセソトした
後、オペレータは、図示しないキーボードなどの入力手
段を用いてコントローラ１０に、調整する増幅回路２と
組み合わせるべき半導体圧力センサ素子１の素子番号を
人力する。この人力に応答してコントローラ１０は、メ
モリ１１に格納しである前記素子１に関する圧力−電圧
特性データのうち、まず、圧力ゼロ時における出力電圧
に相当するデータを読み出し、これと等価な直流電圧を
発生させるよう、電圧制御装置１２を制御する。この電
圧制御装置１２からの電圧印加により、増幅回路２の出
力端子Ｖｏｕｔに増幅された電圧が出力される。この増
幅回路２から出力された電圧値をコントローラ１０は認
識しつつ、この出力電圧値を“０”にさせるべく、オフ
セント電圧ゼロ調整用の抵抗Ｒ５，Ｒ６をトリミングす
るようトリマー１３を制御する。

次いで、コントローラ１０は、前記指定された圧力−電
圧特性データのうち、実使用最大圧力印加時における出
力電圧に相当するデータを読み出し、これと等価な直流
電圧を発生させるよう、電圧制御装置１２を制御する。

そして、前記同様に、コントローラ１０は、増幅回路２
の出力端子Ｖｏｕｔから出力される電圧値を認識しつつ
、この出力電圧値を任意設定される設定値となるように
、ゲイン調整用の抵抗Ｒ，，Ｒ，をトリごングするよう
トリマー１３を湘り卸する。

この後、特性調整された増幅回路２と、その特性調整に
用いた半導体圧力センサ素子１とをペアとして組み立て
ることにより圧力センサが充放される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、特性調整に際し
て半導体圧力センサ素子に対して直接、圧力を印加する
ことを行わずに済むので、調整に要する時間を大幅に短
縮できるようになる。また、高圧用途とする圧力センサ
についても従来では必要だった無駄な安全確保のための
器具を用いずに済むようになり、作業能率の向上に貢献
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる圧力センサの特性調整装置の構
成を機能的に示す機能ブロソク、第２図は本発明の一実
施例にかかる特性調整装置の概略構成を示す回路図であ
る。 また、第３図は従来例にかかる圧力センサの特性調整を
実施する形態を示す回路図、第４図は圧力センサに要求
される圧力−電圧特性を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体圧力センサ素子及び該素子の出力電圧を増
   幅する増幅回路を有する圧力センサの特性を調整する装
   置において、 所要の半導体圧力センサ素子の圧力−電圧特性のデータ
   が格納される記憶手段と、 前記半導体圧力センサ素子と組み合わせるべき増幅回路
   のセットに関連して記憶手段から該素子の圧力−電圧特
   性データを読み出す制御手段と、この制御手段から供給
   されるデータに基づいて該素子の出力電圧と等価な電圧
   を増幅回路の入力端子に印加する電圧制御手段と、 を具備していることを特徴とする圧力センサのの特性調
   整装置。