JPH04240532A - Differential pressure sensor and adjusting method of sensitivity thereof - Google Patents
Differential pressure sensor and adjusting method of sensitivity thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、差圧センサおよびその
感度調整方法に関し、特に、建設機械などの油圧システ
ムにおける各部の油圧状態の検出に利用され、液圧によ
って発生する歪みを検出して当該液圧の差を検出する差
圧センサおよびその感度調整方法に関するものである。[Industrial Application Field] The present invention relates to a differential pressure sensor and a method for adjusting its sensitivity, and is particularly used for detecting the hydraulic status of various parts in hydraulic systems such as construction machinery, and for detecting distortions caused by hydraulic pressure. The present invention relates to a differential pressure sensor that detects the difference in fluid pressure and a method for adjusting its sensitivity.
【0002】0002
【従来の技術】差圧センサでは、通常、2個のダイヤフ
ラムを備える。各々のダイヤフラムは、一方の面に歪み
検出部を備え、他方の面を受圧面としている。歪み検出
部は、例えば4個の歪みゲージを所定の配置で形成し、
4個の歪みゲージでホイートストンブリッジ回路を形成
している。他方の受圧面には、計測対象である圧油等の
圧力が加わる。圧力が加わると、ダイヤフラムは変形し
、その内部に歪みが生じる。ダイヤフラムが変形し、歪
みが生じると、前記のブリッジ回路のバランスが崩れ、
変形に応じた、すなわち印加される圧力に応じたブリッ
ジ回路出力を取り出すことができる。ところで、差圧セ
ンサでは、正確な差圧出力を得るために、2個のダイヤ
フラムのそれぞれに設けられた歪み検出部の検出特性は
、同一の感度特性を有するものであることが必要である
。そのため、各ダイヤフラムにおいて、別々に作られる
電気的構成を有する前記の歪み検出部およびそれに関連
する電気回路部について、その検出特性は電気的に調整
され、同一の検出特性を有するように調整される。
歪み検出部に関連する電気的構成は、前述したブリッジ
回路を形成する4つの歪みゲージと、ブリッジ回路の出
力を所要レベルまで増幅する増幅器を含む。4つの歪み
ゲージはダイヤフラムの表面に所定の位置関係にて付着
する膜として形成され、増幅器は、外部回路として形成
される。かかる差圧センサの電気的構成において、従来
における、歪み検出部の検出特性の調整は、増幅器の利
得を調整することにより行っていた。2. Description of the Related Art Differential pressure sensors typically include two diaphragms. Each diaphragm has a strain detection section on one surface and a pressure receiving surface on the other surface. The strain detection section includes, for example, four strain gauges arranged in a predetermined manner,
Four strain gauges form a Wheatstone bridge circuit. The other pressure-receiving surface is subjected to the pressure of pressurized oil or the like to be measured. When pressure is applied, the diaphragm deforms, creating strain within it. If the diaphragm deforms and distortion occurs, the balance of the bridge circuit described above will be lost, and
A bridge circuit output corresponding to the deformation, that is, the applied pressure can be extracted. By the way, in a differential pressure sensor, in order to obtain an accurate differential pressure output, it is necessary that the detection characteristics of the strain detection sections provided in each of the two diaphragms have the same sensitivity characteristics. Therefore, in each diaphragm, the detection characteristics of the distortion detection section and its related electric circuit section, which have separately manufactured electrical configurations, are electrically adjusted so that they have the same detection characteristics. . The electrical configuration associated with the strain detection section includes four strain gauges forming the bridge circuit described above and an amplifier that amplifies the output of the bridge circuit to a required level. The four strain gauges are formed as membranes deposited in predetermined positional relationships on the surface of the diaphragm, and the amplifier is formed as an external circuit. In the electrical configuration of such a differential pressure sensor, the detection characteristics of the distortion detection section have conventionally been adjusted by adjusting the gain of the amplifier.
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の差圧セ
ンサでは、2つの歪み検出部の感度特性の調整において
、増幅器のゲインで調整を行っていたため、調整精度が
低く、ひいては、差圧センサのセンシング能力を高める
ことができないという不具合があった。本発明の目的は
、2つのダイヤフラム部を有し、各ダイヤフラム部に歪
み検出部が設けられた差圧センサにおいて、2つの歪み
検出部の感度特性の調整を、高精度で行うことができる
構造を有した差圧センサおよびその感度調整方法を提供
することにある。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional differential pressure sensor described above, the sensitivity characteristics of the two strain detection sections are adjusted using the gain of the amplifier, so the adjustment accuracy is low, and as a result, the sensitivity of the differential pressure sensor There was a problem that the sensing ability of the sensor could not be increased. An object of the present invention is to provide a differential pressure sensor that has two diaphragm parts and each diaphragm part is provided with a strain detection part, in which the sensitivity characteristics of the two strain detection parts can be adjusted with high precision. An object of the present invention is to provide a differential pressure sensor and a method for adjusting its sensitivity.
【0004】0004
【課題を解決するための手段】本発明に係る差圧センサ
は、一方の面に歪み検出部を備え、かつ他方の面を受圧
面としたダイヤフラム部を2か所備え、ダイヤフラム部
のそれぞれで、受圧面に加わる圧力が各々の歪み検出部
で検出され、各歪み検出部で検出された圧力の差を求め
る差圧センサにおいて、2つの歪み検出部のそれぞれは
、圧力を検出するためのブリッジ回路を有し、2つの歪
み検出部の少なくとも一方は、ブリッジ回路の感度を調
整するための可変抵抗器を含むことを特徴とする。前記
の構成において、感度調整用可変抵抗器を備えた歪み検
出部の感度特性を、可変抵抗器の抵抗値を調整して、感
度調整機能を有しない歪み検出部の感度特性に一致させ
るようにしたことを特徴とする。前記の構成において、
2つの歪み検出部は、それぞれ、トリミングで形成され
る感度調整用の可変抵抗器を有することを特徴とする。
本発明に係る差圧センサの感度調整方法は、一方の面に
歪み検出部を備え、かつ他方の面を受圧面としたダイヤ
フラム部を2か所備え、ダイヤフラム部のそれぞれで、
受圧面に加わる圧力が各々の歪み検出部で検出され、各
歪み検出部で検出された圧力の差を求める差圧センサで
あり、2つの歪み検出部は、それぞれ、圧力を検出する
ためのブリッジ回路と、このブリッジ回路の中に組み込
まれた、その感度を調整するための、トリミングで形成
される感度調整用の可変抵抗器とを有し、これらの感度
調整用の可変抵抗器の抵抗値を調整して、感度の高い歪
み検出部の感度特性を、感度の低い歪み検出部の感度特
性に一致させるようにしたことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A differential pressure sensor according to the present invention includes two diaphragm portions each having a strain detection portion on one surface and a pressure receiving surface on the other surface. , in a differential pressure sensor in which the pressure applied to the pressure receiving surface is detected by each strain detection section and the difference between the pressures detected by each strain detection section is determined, each of the two strain detection sections has a bridge for detecting pressure. At least one of the two distortion detection sections includes a variable resistor for adjusting the sensitivity of the bridge circuit. In the above configuration, the sensitivity characteristics of the distortion detection section including the variable resistor for sensitivity adjustment are made to match the sensitivity characteristics of the distortion detection section without the sensitivity adjustment function by adjusting the resistance value of the variable resistor. It is characterized by what it did. In the above configuration,
Each of the two distortion detection sections is characterized by having a variable resistor for sensitivity adjustment formed by trimming. A method for adjusting the sensitivity of a differential pressure sensor according to the present invention includes two diaphragm parts each having a strain detection section on one surface and a pressure receiving surface on the other surface, and at each of the diaphragm parts,
It is a differential pressure sensor in which the pressure applied to the pressure-receiving surface is detected by each strain detection section, and the difference between the pressures detected by each strain detection section is determined.The two strain detection sections each have a bridge for detecting pressure. circuit, and a variable resistor for sensitivity adjustment formed by trimming that is built into this bridge circuit to adjust its sensitivity, and the resistance value of the variable resistor for sensitivity adjustment is The present invention is characterized in that the sensitivity characteristics of the distortion detection section with high sensitivity are made to match the sensitivity characteristics of the distortion detection section with low sensitivity by adjusting.
【0005】[0005]
【作用】本発明による差圧センサでおよびその感度調整
方法では、2つのダイヤフラム部のそれぞれの一方の面
に、歪み検出部を設け、さらに少なくともいずれか一方
の歪み検出部の箇所に感度調整用の可変抵抗器を設け、
この可変抵抗器の抵抗値を変更することにより、歪み検
出部の感度を調整するように構成したため、2つの歪み
検出部の感度特性を正確に一致させることができ、差圧
センサとしてのセンシング精度を高めることができる。
特に、2つの歪み検出部に、感度調整用の、トリミング
によって抵抗値を調整するように構成された可変抵抗器
を設けるようにしたものでは、前記抵抗値は小さくなる
ようにしか調整できないから、抵抗値の大きい感度の高
いものが、抵抗値の小さい感度の低いものに一致するよ
うに、調整を行う。[Operation] In the differential pressure sensor and its sensitivity adjustment method according to the present invention, a strain detection section is provided on one surface of each of the two diaphragm sections, and at least one of the strain detection sections is provided with a sensitivity adjustment section. A variable resistor is provided,
By changing the resistance value of this variable resistor, the sensitivity of the strain detection section is adjusted, so the sensitivity characteristics of the two strain detection sections can be matched accurately, and the sensing accuracy as a differential pressure sensor is improved. can be increased. In particular, in the case where the two distortion detection sections are provided with variable resistors for adjusting the sensitivity and configured to adjust the resistance value by trimming, the resistance value can only be adjusted to be small. Adjustments are made so that the high sensitivity with a large resistance value matches the low sensitivity with a small resistance value.
【0006】[0006]
【実施例】以下に、本発明の実施例を、図1〜図5に基
づいて説明する。図1は本発明に係る差圧センサを、実
装箇所に組付けた状態の縦断面図、図2はダイヤフラム
の歪み検出部が配設された面の平面図、図3は差圧セン
サの電気回路部の配線図、図4はブリッジ回路の感度調
整前の感度特性図、図5は感度調整後の感度特性図であ
る。図1において、差圧センサは、2つのダイヤフラム
基体1,2を組み合わせて構成される。第1のダイヤフ
ラム基体1と第2のダイヤフラム基体2は、同一の材質
および同一の形態で形成され、それぞれ差圧センサのセ
ンサ半体として構成される。ダイヤフラム基体1,2は
、それぞれ、リング形支持部1a,2aと、ダイヤフラ
ム部1b,2bとからなり、これらは一体的に形成され
ている。支持部1a,2aはダイヤフラム部1b,2b
を支持する機能を有する。ダイヤフラム部1b,2bは
,この実施例では、薄肉円形の形態を有した受圧部とし
ての機能を有する。ダイヤフラム基体1では上から流体
圧が加わり、ダイヤフラム基体2では下から流体圧が加
わる。ダイヤフラム基体1のダイヤフラム部1bにおい
て、受圧面の裏側の面には、図2に示されるように、歪
み検出部31が設けられる。歪み検出部は、受圧面に加
わる圧力でダイヤフラム部1bが変形したとき、ダイヤ
フラム部1bに生じる歪みを測定し、これにより印加さ
れた流体圧を検出する。歪み検出部では、ダイヤフラム
部1bの裏側面に、例えばポリシリコンで形成された4
個の歪みゲージ3が所定の配置状態で配設される。4個
の歪みゲージ3は、ホイートストンブリッジ回路を構成
する。4は、歪みゲージ3を電気的に接続する金で成膜
された電極であり、電極4は、ワイヤ5を外部へボンデ
ィングするためのパッドとして機能する。6は、例えば
フレキシブルプリント基板であり、その表面には、前記
ワイヤ5を接続させるパッド7を有し、配線用部材とし
て用いられている。ワイヤ5で取り出されたブリッジ回
路の出力は、フレキシブルプリント基板6上に形成され
たリード線8によって外部に引き出される。フレキシブ
ルプリント基板6の上には複数のリード線8が形成され
ており、これらのリード線8は集められた状態で、外部
に引き出される。ダイヤフラム基体2のダイヤフラム部
2bの受圧面の裏側面にも、上記と同様にして、同じ構
成を有する歪み検出部が設けられている。Embodiments Below, embodiments of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 5. Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of the differential pressure sensor according to the present invention assembled at a mounting location, Fig. 2 is a plan view of the surface on which the strain detection section of the diaphragm is disposed, and Fig. 3 is the electrical diagram of the differential pressure sensor. The wiring diagram of the circuit section, FIG. 4 is a sensitivity characteristic diagram of the bridge circuit before sensitivity adjustment, and FIG. 5 is a sensitivity characteristic diagram after sensitivity adjustment. In FIG. 1, the differential pressure sensor is constructed by combining two diaphragm bases 1 and 2. The first diaphragm base 1 and the second diaphragm base 2 are formed of the same material and the same shape, and are each configured as a sensor half of a differential pressure sensor. The diaphragm base bodies 1 and 2 each consist of ring-shaped support parts 1a and 2a and diaphragm parts 1b and 2b, which are integrally formed. Support parts 1a, 2a are diaphragm parts 1b, 2b
It has the function of supporting. In this embodiment, the diaphragm parts 1b and 2b have a function as a pressure receiving part having a thin circular shape. Fluid pressure is applied to the diaphragm base 1 from above, and fluid pressure is applied to the diaphragm base 2 from below. In the diaphragm portion 1b of the diaphragm base 1, a strain detection portion 31 is provided on the back side of the pressure receiving surface, as shown in FIG. The strain detection section measures the strain that occurs in the diaphragm section 1b when the diaphragm section 1b is deformed by the pressure applied to the pressure receiving surface, and thereby detects the applied fluid pressure. In the strain detection section, a 4-layer film made of polysilicon, for example, is placed on the back side of the diaphragm section 1b.
Strain gauges 3 are arranged in a predetermined arrangement state. The four strain gauges 3 constitute a Wheatstone bridge circuit. Reference numeral 4 denotes an electrode made of gold that electrically connects the strain gauge 3, and the electrode 4 functions as a pad for bonding the wire 5 to the outside. Reference numeral 6 denotes, for example, a flexible printed circuit board, which has pads 7 on its surface to which the wires 5 are connected, and is used as a wiring member. The output of the bridge circuit taken out by the wire 5 is taken out to the outside by a lead wire 8 formed on the flexible printed circuit board 6. A plurality of lead wires 8 are formed on the flexible printed circuit board 6, and these lead wires 8 are drawn out in a collected state. Similarly to the above, a strain detection section having the same configuration is also provided on the back side of the pressure receiving surface of the diaphragm portion 2b of the diaphragm base 2.
【0007】本発明による差圧センサでは、それぞれセ
ンサ半体である2つのダイヤフラム基体1,2を、歪み
検出部を備えたダイヤフラム部1b,2bの面が対向す
るように、背中合わせの位置関係で配置させ、2つのダ
イヤフラム基体1,2の間にリング部材9を介設して組
み付けている。2つのダイヤフラム基体1,2とリング
部材9によってスペース10が形成されるが、このスペ
ース10は流体の存在する箇所から隔離され、前記リー
ド線8の引出し部を除いて、ほぼ封止状態にある。この
空間10の大きさは小さいほどよい。すなわち、各ダイ
ヤフラム部1b,2bの受圧面の反対側の背面に配設さ
れた応力検出部の温度条件が同一になるように、できる
限り接近させて配設するように構成されている。In the differential pressure sensor according to the present invention, two diaphragm base bodies 1 and 2, each serving as a sensor half, are placed back-to-back in such a way that the surfaces of the diaphragm parts 1b and 2b, each provided with a strain detection part, face each other. The ring member 9 is interposed between the two diaphragm base bodies 1 and 2 and assembled. A space 10 is formed by the two diaphragm bases 1 and 2 and the ring member 9, and this space 10 is isolated from a location where a fluid exists, and is in a substantially sealed state except for the lead wire 8 lead-out portion. . The smaller the size of this space 10, the better. That is, the stress detecting sections disposed on the back surface opposite to the pressure receiving surface of each diaphragm section 1b, 2b are arranged as close as possible so that the temperature conditions are the same.
【0008】差圧センサの周辺部の11は、差圧センサ
が収容されるハウジングの一部を示す。12はハウジン
グ11に形成された差圧センサが配設される円形の穴、
13は穴12に通じる第1の油路、14は穴12に通じ
る第2の油路である。油路13,14の出口部に対応す
る穴12の内面部分には、全周にわたりリング形状の溝
13a,14aが形成されている。穴12内には、まず
底部の側からリング形状のスペーサ15、本発明の差圧
センサ、カバー部材16の順で配設される。スペーサ1
5は、油路13および溝13aに対応して配置され、ス
ペーサ15に形成された孔15aを通して内部の空間と
油路13が連通した状態にある。ダイヤフラム基体1,
2の外周囲には、リング状溝のそれぞれに配置されたO
リング17,18が配設され、圧力の測定対象である圧
油のシールを行っている。ダイヤフラム基体2のダイヤ
フラム部2bの下面は受圧面であり、油路13から供給
される圧油は溝13a及び孔15aを介してダイヤフラ
ム部2bの受圧面に導かれ、接液する。カバー部材16
は、差圧センサを外側よりカバーする機能を有する。カ
バー部材16には、差圧センサのダイヤフラム基体1の
受圧面に対し油路14からの圧油を導くための孔16a
が形成されている。差圧センサで、ダイヤフラム部1b
,2bの裏面に配設された、歪みゲージ等からなる歪み
検出部から引き出されたリード線8は、リング部材9の
横孔9aおよびハウジング11に形成された孔19を通
して、増幅器を含むICチップ20の箇所まで引き出さ
れる。21はICチップ20から引き出されるピンであ
り、22はピン21を固定するカバーである。ハウジン
グ11の穴12に収容・設置された差圧センサは、押え
カバー部材23によって押さえ付けられ、穴12内に固
定される。また押えカバー部材23はボルトやネジ等に
よってハウジング11に固定される。Reference numeral 11 at the periphery of the differential pressure sensor indicates a part of the housing in which the differential pressure sensor is accommodated. 12 is a circular hole formed in the housing 11 in which the differential pressure sensor is disposed;
13 is a first oil passage communicating with the hole 12, and 14 is a second oil passage communicating with the hole 12. Ring-shaped grooves 13a and 14a are formed all around the inner surface of the hole 12 corresponding to the outlet portions of the oil passages 13 and 14. Inside the hole 12, first, a ring-shaped spacer 15, a differential pressure sensor of the present invention, and a cover member 16 are arranged in this order from the bottom side. Spacer 1
5 is arranged corresponding to the oil passage 13 and the groove 13a, and the internal space and the oil passage 13 are in communication through the hole 15a formed in the spacer 15. diaphragm base 1,
On the outer periphery of 2, O
Rings 17 and 18 are provided to seal the pressure oil whose pressure is to be measured. The lower surface of the diaphragm portion 2b of the diaphragm base 2 is a pressure-receiving surface, and the pressure oil supplied from the oil passage 13 is guided to the pressure-receiving surface of the diaphragm portion 2b through the groove 13a and the hole 15a, and comes into contact with the pressure-receiving surface of the diaphragm portion 2b. Cover member 16
has the function of covering the differential pressure sensor from the outside. The cover member 16 has a hole 16a for guiding pressure oil from the oil passage 14 to the pressure receiving surface of the diaphragm base 1 of the differential pressure sensor.
is formed. With the differential pressure sensor, the diaphragm part 1b
, 2b, the lead wire 8 is drawn out from a strain detecting section consisting of a strain gauge or the like, and is passed through the horizontal hole 9a of the ring member 9 and the hole 19 formed in the housing 11 to the IC chip including the amplifier. It is pulled out to 20 places. 21 is a pin pulled out from the IC chip 20, and 22 is a cover that fixes the pin 21. The differential pressure sensor housed and installed in the hole 12 of the housing 11 is pressed down by the presser cover member 23 and fixed in the hole 12 . Further, the presser cover member 23 is fixed to the housing 11 with bolts, screws, or the like.
【0009】差圧を検出する電気回路系統を、回路図で
描くと、図3に示す通りになる。前述した如く、ダイヤ
フラム部1b,2bの一方の面に形成された歪み検出部
において、歪みゲージ3はブリッジ回路を形成するが、
これを回路図で示すと、抵抗素子によるブリッジ回路と
して示される。図3で、抵抗3は歪みゲージを示してい
る。また、31はダイヤフラム部1bの歪み検出部のブ
リッジ回路、32はダイヤフラム部2bの歪み検出部の
ブリッジ回路である。各ブリッジ回路31,32には、
電圧Vが印加されている。ブリッジ回路31,32のそ
れぞれの出力端には、感度調整用の抵抗器33,34,
35,36が接続されている。ブリッジ回路31,32
の出力は、次の段の増幅器37,38で所望レベルまで
増幅される。その後、各増幅器37,38の出力は差動
増幅器39に入力され、ここでその差の電圧が増幅され
る。以上の3つの増幅器37,38および差動増幅器3
9は、実装上、図1に示される同一のICチップ20に
収容されている。The electrical circuit system for detecting differential pressure is depicted in a circuit diagram as shown in FIG. As mentioned above, the strain gauge 3 forms a bridge circuit in the strain detection section formed on one surface of the diaphragm sections 1b and 2b.
When this is shown in a circuit diagram, it is shown as a bridge circuit using resistive elements. In FIG. 3, resistor 3 represents a strain gauge. Further, 31 is a bridge circuit of the distortion detection section of the diaphragm section 1b, and 32 is a bridge circuit of the distortion detection section of the diaphragm section 2b. Each bridge circuit 31, 32 has
A voltage V is applied. Sensitivity adjustment resistors 33, 34,
35 and 36 are connected. Bridge circuit 31, 32
The output of is amplified to a desired level by amplifiers 37 and 38 in the next stage. Thereafter, the outputs of each amplifier 37, 38 are input to a differential amplifier 39, where the voltage difference is amplified. The above three amplifiers 37 and 38 and the differential amplifier 3
9 are housed in the same IC chip 20 shown in FIG. 1 in terms of implementation.
【0010】油路13,14を通って、外部から供給さ
れる流体圧は、各ダイヤフラム1,2のダイヤフラム部
1b,2bに印加される。ダイヤフラム部1b,2bは
、圧力を受けると、圧力に対応した歪みを発生する。
ダイヤフラム部の歪み検出部に成膜された4個の歪みゲ
ージ3は、それぞれ歪みに対応した抵抗値変化を起こし
、ブリッジ回路31,32のそれぞれで、圧力に比例し
たブリッジ回路出力を発生する。ところで、各々の歪み
ゲージのゲージ率のばらつき、あるいはダイヤフラム部
1b,2bの厚みの誤差に起因して、圧力に対するブリ
ッジ回路31と32の感度特性が、それぞれで異なる。
そこで、正確な差圧を求めるためには、2つのブリッジ
回路31,32の感度特性が同じ特性になるように調整
される必要がある。図4は、ブリッジ回路31,32の
、圧力に対する出力特性の例を示す。図4で、Aはブリ
ッジ回路31の出力特性、Bはブリッジ回路32の出力
特性である。2つの出力特性A,Bは傾斜が一致してい
ない。そこで、図3に示した、ブリッジ回路31および
32のそれぞれに加えられた4つの感度調整用の可変抵
抗器33〜36の抵抗値を調整することにより、2つの
ブリッジ回路31,32の感度特性を一致させるように
する。可変抵抗器33〜36は、その可変抵抗値を所定
値に設定すれば、その後、圧力に対しては、その抵抗値
は一定に保持される。感度調整用の可変抵抗器33〜3
6は、この実施例では、図1に示す如く、ICチップ2
0に設けられたトリミング可能なチップ抵抗20aであ
り、外付け構造を有するものである。トリミング可能な
チップ抵抗20aは、その抵抗値を上げる方向のみでし
か抵抗値を変えることができないので、抵抗値を高くし
てブリッジ回路の感度を下げることにより、2つのブリ
ッジ回路31,32の感度特性を一致させる。したがっ
て、この感度調整では、感度の高いものの感度特性を、
感度の低いものの感度特性に一致させることになる。図
4の例の場合で説明すると、ブリッジ回路31の出力特
性A、すなわち感度特性の方が高いから、可変抵抗器3
3,34のいずれかの抵抗値を高くして、ブリッジ回路
32の出力特性Bに一致させる。図5は調整後の出力特
性A,Bを示している。出力特性Aの感度(直線の傾き
)を低下させることにより、出力特性Bと一致させてい
る。ブリッジ回路31および32の感度特性の実際的な
調整を説明する。最初に、感度調整用の可変抵抗器で、
零バランスをとる。次に、圧力を所定の範囲で変化させ
て各ブリッジ回路31,32の出力を測定し、出力特性
からそれぞれの感度を求める。感度の大きいブリッジ回
路31の感度を、感度の小さいブリッジ回路32の感度
に合わせるため、ブリッジ回路31の2つの感度調整用
の可変抵抗器33,34の抵抗値を、零バランスを保ち
ながら、上げていき、ブリッジ回路32の感度に一致さ
せる。一例として、無負荷時の歪みゲージの抵抗値を3
KΩとし、ブリッジ回路を組んだ時100Ωの感度調整
用抵抗を追加し、さらにこの感度調整用抵抗を10%増
加させるとすると、ブリッジ回路の感度は、約0.2%
減少する。このように、感度調整用抵抗器によるブリッ
ジ回路の感度の低下の調整は、非常に小さくすることが
でき、これにより、2つのブリッジ回路31,32の感
度を、正確に合わせることができ、かつ高い精度で微調
整することができる。因みに、従来の如く増幅器のゲイ
ンで調整する場合には、調整用の抵抗器の抵抗値を10
%増減させると、ゲイン、すなわち感度も10%変動す
る。このように、従来の調整方法では、調整用の抵抗値
の精度と、ゲインの精度とが同程度であり、感度の調整
には適さないものである。Fluid pressure supplied from the outside through the oil passages 13 and 14 is applied to the diaphragm portions 1b and 2b of each diaphragm 1 and 2. When the diaphragm parts 1b and 2b receive pressure, they generate distortion corresponding to the pressure. The four strain gauges 3 formed on the strain detection section of the diaphragm section each cause a resistance value change corresponding to the strain, and each of the bridge circuits 31 and 32 generates a bridge circuit output proportional to the pressure. By the way, the sensitivity characteristics of the bridge circuits 31 and 32 with respect to pressure are different from each other due to variations in the gauge factor of each strain gauge or errors in the thickness of the diaphragm portions 1b and 2b. Therefore, in order to obtain an accurate differential pressure, it is necessary to adjust the sensitivity characteristics of the two bridge circuits 31 and 32 so that they have the same characteristics. FIG. 4 shows an example of the output characteristics of the bridge circuits 31 and 32 with respect to pressure. In FIG. 4, A is the output characteristic of the bridge circuit 31, and B is the output characteristic of the bridge circuit 32. The slopes of the two output characteristics A and B do not match. Therefore, by adjusting the resistance values of the four sensitivity adjustment variable resistors 33 to 36 added to each of the bridge circuits 31 and 32 shown in FIG. to match. Once the variable resistance values of the variable resistors 33 to 36 are set to a predetermined value, the resistance values are kept constant with respect to pressure. Variable resistor 33-3 for sensitivity adjustment
In this embodiment, 6 is an IC chip 2 as shown in FIG.
This is a trimmable chip resistor 20a provided at 0, and has an external structure. Since the resistance value of the trimmable chip resistor 20a can only be changed in the direction of increasing its resistance value, the sensitivity of the two bridge circuits 31 and 32 can be increased by increasing the resistance value and lowering the sensitivity of the bridge circuit. Match characteristics. Therefore, in this sensitivity adjustment, the sensitivity characteristics of the highly sensitive
This will match the sensitivity characteristics of something with low sensitivity. To explain the case of the example in FIG. 4, since the output characteristic A of the bridge circuit 31, that is, the sensitivity characteristic is higher, the variable resistor 3
The resistance value of either 3 or 34 is increased to match the output characteristic B of the bridge circuit 32. FIG. 5 shows output characteristics A and B after adjustment. By lowering the sensitivity (the slope of the straight line) of the output characteristic A, it is made to match the output characteristic B. Practical adjustment of the sensitivity characteristics of bridge circuits 31 and 32 will be explained. First, with a variable resistor for sensitivity adjustment,
Zero balance. Next, the output of each bridge circuit 31, 32 is measured while changing the pressure within a predetermined range, and the sensitivity of each is determined from the output characteristics. In order to match the sensitivity of the bridge circuit 31 with high sensitivity to the sensitivity of the bridge circuit 32 with low sensitivity, the resistance values of the two sensitivity adjustment variable resistors 33 and 34 of the bridge circuit 31 are increased while maintaining zero balance. to match the sensitivity of the bridge circuit 32. As an example, the resistance value of the strain gauge at no load is set to 3.
KΩ, and if a 100Ω sensitivity adjustment resistor is added when a bridge circuit is assembled, and this sensitivity adjustment resistor is further increased by 10%, the sensitivity of the bridge circuit is approximately 0.2%.
Decrease. In this way, the reduction in sensitivity of the bridge circuit can be adjusted to a very small level by the sensitivity adjustment resistor, thereby making it possible to accurately match the sensitivities of the two bridge circuits 31 and 32, and Fine adjustments can be made with high precision. Incidentally, when adjusting the gain of the amplifier as in the past, the resistance value of the adjustment resistor is set to 10
When increasing or decreasing the gain by 10%, the gain, that is, the sensitivity also changes by 10%. As described above, in the conventional adjustment method, the accuracy of the resistance value for adjustment and the accuracy of the gain are approximately the same, and are not suitable for adjusting the sensitivity.
【0011】図3において、各ブリッジ回路31,32
から出力された電圧は、それぞれ、初段の増幅器37,
38で増幅される。この場合には、増幅器37,38は
、同一のICチップ20の上に対称性を持たせて製作す
るようにしたため、互いにゲインが同じであるとみなす
ことができ、ゲイン合わせのための調整を行う必要は生
じない。各増幅器37,38の出力電圧は、差動増幅器
39で差をとられ、外付けのゲイン調整用の抵抗器40
でゲインが調整され、センサ出力として所定の信号を得
る。In FIG. 3, each bridge circuit 31, 32
The voltage output from the first stage amplifier 37,
It is amplified by 38. In this case, since the amplifiers 37 and 38 are manufactured symmetrically on the same IC chip 20, they can be considered to have the same gain, and adjustments for gain matching can be made. There is no need to do so. The output voltages of each amplifier 37 and 38 are differenced by a differential amplifier 39, and an external gain adjustment resistor 40 is used.
The gain is adjusted to obtain a predetermined signal as the sensor output.
【0012】なお、前記の感度調整用の抵抗器33〜3
6によるブリッジ回路31,32の間の感度合わせの時
に、零バランスを保ちながら、感度調整を行うと、零バ
ランスが多少くずれるおそれがある。この場合には、差
動増幅器39で、オフセット用の調整機能を設けること
により、問題を解消することができる。Note that the sensitivity adjustment resistors 33 to 3 mentioned above
When adjusting the sensitivity between the bridge circuits 31 and 32 according to No. 6, if the sensitivity is adjusted while maintaining the zero balance, there is a risk that the zero balance will be slightly distorted. In this case, the problem can be solved by providing the differential amplifier 39 with an offset adjustment function.
【0013】前記の実施例では、2つのブリッジ回路3
1,32の感度合せの調整用抵抗を、トリミングで抵抗
値調整される抵抗器の例で説明したが、その他に、抵抗
値を自由に増減できる小型抵抗器を用いることも可能で
ある。この場合にも、かかる小型抵抗器は、ICチップ
20の近傍の箇所に外付けされる。特に、本実施例の場
合には、感度の高いブリッジ回路と感度の低いブリッジ
回路との間で、自由に感度合わせのための調整を行うこ
とができる。すなわち、感度の低いブリッジ回路に一致
させることもできるし、感度の高いブリッジ回路に一致
させることもできる。In the embodiment described above, two bridge circuits 3
Although the adjustment resistor for sensitivity adjustment No. 1 and 32 has been described as an example of a resistor whose resistance value is adjusted by trimming, it is also possible to use a small resistor whose resistance value can be freely increased or decreased. In this case as well, such a small resistor is externally attached near the IC chip 20. In particular, in the case of this embodiment, adjustment for sensitivity matching can be freely performed between a bridge circuit with high sensitivity and a bridge circuit with low sensitivity. That is, it can be matched with a bridge circuit with low sensitivity, or it can be matched with a bridge circuit with high sensitivity.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、2つのダイヤフラム部を有して、したがって、
それぞれ、歪みゲージで構成されるブリッジ回路を含む
2つの歪み検出部を有する差圧センサにおいて、前記ブ
ッリジ回路に感度調整用に可変抵抗器を設けるようにし
たため、2つのブリッジ回路の感度を容易にかつ正確に
、さらに高い精度で調整することができる。この結果、
本発明による差圧センサによれば、高圧領域と低圧領域
で誤差の少ない差圧を検出することができる。[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, there are two diaphragm parts, and therefore,
In a differential pressure sensor having two strain detection sections each including a bridge circuit composed of a strain gauge, the bridge circuit is provided with a variable resistor for sensitivity adjustment, so that the sensitivity of the two bridge circuits can be easily adjusted. And it can be adjusted accurately and with even higher precision. As a result,
According to the differential pressure sensor according to the present invention, it is possible to detect a differential pressure with little error between a high pressure region and a low pressure region.
【図1】本発明に係る差圧センサを実装すべき箇所に組
付けた状態の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a differential pressure sensor according to the present invention assembled at a location where it is to be mounted.
【図2】ダイヤフラムの歪み検出部が配設された面の平
面図である。FIG. 2 is a plan view of a surface of a diaphragm on which a strain detection section is provided.
【図3】差圧センサの電気回路部の配線図である。FIG. 3 is a wiring diagram of the electric circuit section of the differential pressure sensor.
【図4】ブリッジ回路の感度調整前の感度特性図である
。FIG. 4 is a sensitivity characteristic diagram of the bridge circuit before sensitivity adjustment.
【図5】ブリッジ回路の感度調整後の感度特性図である
。FIG. 5 is a sensitivity characteristic diagram after sensitivity adjustment of the bridge circuit.
1,2 ダイヤフラム基体1b,2b
ダイヤフラム部
3 歪みゲージ
6 フレキシブルプリント基板8
リード線
9 リング部材
11 ハウジング
13,14 油路
15 スペーサ
16 カバー部材
20 ICチップ
31,32 ブリッジ回路
33〜36 感度調整用可変抵抗器37,38
増幅器
39 差動増幅器1, 2 Diaphragm base 1b, 2b
Diaphragm part 3 Strain gauge 6 Flexible printed circuit board 8
Lead wire 9 Ring member 11 Housing 13, 14 Oil passage 15 Spacer 16 Cover member 20 IC chip 31, 32 Bridge circuit 33-36 Sensitivity adjustment variable resistor 37, 38
Amplifier 39 Differential amplifier
Claims (4)
方の面を受圧面としたダイヤフラム部を2か所備え、前
記ダイヤフラム部のそれぞれで、受圧面に加わる圧力が
各々の前記歪み検出部で検出され、各歪み検出部で検出
された圧力の差を求める差圧センサにおいて、前記2つ
の歪み検出部のそれぞれは、圧力を検出するためのブリ
ッジ回路を有し、前記2つの歪み検出部の少なくとも一
方は、ブリッジ回路の感度を調整するための可変抵抗器
を含むことを特徴とする差圧センサ。1. Two diaphragm portions each having a strain detection portion on one surface and a pressure receiving surface on the other surface, wherein the pressure applied to the pressure receiving surface of each of the diaphragm portions is applied to each of the strain detection portions. In the differential pressure sensor that determines the difference between the pressure detected at the strain detection section and the pressure detected at each strain detection section, each of the two strain detection sections has a bridge circuit for detecting pressure, and the two strain detection sections each have a bridge circuit for detecting pressure. A differential pressure sensor, wherein at least one of the parts includes a variable resistor for adjusting the sensitivity of the bridge circuit.
感度調整用可変抵抗器を備えた歪み検出部の感度特性を
、前記可変抵抗器の抵抗値を調整して、感度調整機能を
有しない歪み検出部の感度特性に一致させるようにした
ことを特徴とする差圧センサ。2. The differential pressure sensor according to claim 1,
The sensitivity characteristics of the distortion detection section equipped with a variable resistor for sensitivity adjustment are made to match the sensitivity characteristics of a distortion detection section without a sensitivity adjustment function by adjusting the resistance value of the variable resistor. Differential pressure sensor.
前記2つの歪み検出部は、それぞれ、トリミングで形成
される感度調整用の前記可変抵抗器を有することを特徴
とする差圧センサ。3. The differential pressure sensor according to claim 1,
The differential pressure sensor, wherein each of the two distortion detection sections has the variable resistor for sensitivity adjustment formed by trimming.
方の面を受圧面としたダイヤフラム部を2か所備え、前
記ダイヤフラム部のそれぞれで、受圧面に加わる圧力が
各々の前記歪み検出部で検出され、各歪み検出部で検出
された圧力の差を求める差圧センサであり、前記2つの
歪み検出部は、それぞれ、圧力を検出するためのブリッ
ジ回路と、このブリッジ回路の中に組み込まれた、その
感度を調整するための、トリミングで形成される感度調
整用の可変抵抗器とを有し、これらの感度調整用の可変
抵抗器の抵抗値を調整して、感度の高い歪み検出部の感
度特性を、感度の低い歪み検出部の感度特性に一致させ
るようにしたことを特徴とする差圧センサの感度調整方
法。4. Two diaphragm portions each having a strain detection portion on one surface and a pressure receiving surface on the other surface, wherein the pressure applied to the pressure receiving surface of each of the diaphragm portions is applied to each of the strain detection portions. The sensor is a differential pressure sensor that calculates the difference between the pressure detected at the strain detection section and the pressure detected at each strain detection section, and each of the two strain detection sections includes a bridge circuit for detecting pressure, and a It has built-in variable resistors for sensitivity adjustment formed by trimming to adjust the sensitivity, and the resistance value of these variable resistors for sensitivity adjustment can be adjusted to create a highly sensitive distortion. A method for adjusting the sensitivity of a differential pressure sensor, characterized in that the sensitivity characteristics of the detection section are made to match the sensitivity characteristics of a strain detection section with low sensitivity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP764191A JPH04240532A (en) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | Differential pressure sensor and adjusting method of sensitivity thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP764191A JPH04240532A (en) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | Differential pressure sensor and adjusting method of sensitivity thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04240532A true JPH04240532A (en) | 1992-08-27 |
Family
ID=11671457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP764191A Pending JPH04240532A (en) | 1991-01-25 | 1991-01-25 | Differential pressure sensor and adjusting method of sensitivity thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04240532A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103175650A (en) * | 2013-03-15 | 2013-06-26 | 北京交通大学 | Method for improving sensitivity of magnetic liquid micro differential pressure sensor |
CN103196621A (en) * | 2013-03-14 | 2013-07-10 | 北京交通大学 | Anti-overflow device of magnetic liquid micro differential pressure transducer |
-
1991
- 1991-01-25 JP JP764191A patent/JPH04240532A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103196621A (en) * | 2013-03-14 | 2013-07-10 | 北京交通大学 | Anti-overflow device of magnetic liquid micro differential pressure transducer |
CN103175650A (en) * | 2013-03-15 | 2013-06-26 | 北京交通大学 | Method for improving sensitivity of magnetic liquid micro differential pressure sensor |
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