JPH05203520A - Capacitance type pressure sensor - Google Patents

Capacitance type pressure sensor

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JPH05203520A
JPH05203520A JP3129492A JP3129492A JPH05203520A JP H05203520 A JPH05203520 A JP H05203520A JP 3129492 A JP3129492 A JP 3129492A JP 3129492 A JP3129492 A JP 3129492A JP H05203520 A JPH05203520 A JP H05203520A
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electrode
substrate
capacitance
pressure sensor
shaped
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Noboru Aoki
登 青木
Toshiya Inoue
俊哉 井上
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To avoid dispersion in capacitance when compressing force is zero, to ensure linearity in pressure measurement and to improve pressure measuring accuracy without stray loss by detecting the change in capacitance with a capacitance-type pressure sensor, wherein a ring-shaped or arc-shaped electrode is arranged between the first substrate and the second substrate. CONSTITUTION:A third electrode 5 keeps an interval (d) between a first electrode 3 and a second electrode 4. The cross section of the electrode 5 is circular. The accuracy of the size is high along the entire length, and the interval (d) is kept in high accuracy and high quality. It is preferable that the size A is close to zero. The electrode 5 concentrates electric lines of force 22 generated between the electrodes 3 and 4 into a part between the edges of the electrodes 3 and 4 so as to prevent the leaking of the electric lines of force to the outside. Since the electrode 5 is provided through a lead wire 12, capacitance Cs for stray loss is eliminated. Therefore, the measuring accuracy is improved based on a capacitance Cx in reference detection. The linearity of pressure and the capacitance Cx is improved. The stray loss caused by the capacitance is inebitably eliminated, and the power consumption in the pressure measuring circuit becomes less.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、静電容量形圧力セン
サに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance type pressure sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】静電容量形圧力センサは、たとえば一般
産業用機器、車載用機器、あるいは民生用機器における
油圧力や空気圧力の検出に用いる。
2. Description of the Related Art Capacitance type pressure sensors are used, for example, to detect oil pressure or air pressure in general industrial equipment, vehicle equipment, or consumer equipment.

【0003】従来の静電容量形圧力センサは、特開昭6
3−265128号公報で開示されているような構造で
ある。すなわち、従来の静電容量形圧力センサは、電気
絶縁性の第1基板と、その第1基板の内面に形成された
第1電極と、シール材を介して封着した剛性の高い電気
絶縁性の第2基板と、第1電極に対向する第2基板の面
に設けられた第2電極を有する。
A conventional capacitance type pressure sensor is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
The structure is as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-265128. That is, the conventional electrostatic capacitance type pressure sensor has a highly rigid electrically insulating substrate in which a first substrate having an electrically insulating property, a first electrode formed on the inner surface of the first substrate, and a sealing material are sealed. And a second electrode provided on the surface of the second substrate facing the first electrode.

【0004】第1基板に圧力をかけると、その圧力によ
る第1基板の変位により、第1電極と第2電極間の距離
が変化する。この距離の変化による第1電極と第2電極
間の静電容量の変化を検出する。この場合、圧力が加わ
っていない時の第1電極と第2電極間の初期距離は、第
1基板と第2基板の間に融点の高い球や直方体のフリッ
トを入れて封着材(ガラスフリット等)によりシールす
ることにより確保している。
When pressure is applied to the first substrate, the distance between the first electrode and the second electrode changes due to the displacement of the first substrate due to the pressure. A change in capacitance between the first electrode and the second electrode due to the change in this distance is detected. In this case, the initial distance between the first electrode and the second electrode when no pressure is applied is the sealing material (glass frit) with a high melting point sphere or rectangular frit between the first substrate and the second substrate. It is secured by sealing with

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
静電容量形圧力センサにあっては次の(A)〜(C)の
問題がある。
However, such a capacitance type pressure sensor has the following problems (A) to (C).

【0006】(A)第1電極と第2電極間の初期距離を
一定にして封着するのが困難である。このため、作られ
た個々の静電容量形圧力センサにおいて初期すなわち圧
力がゼロの時の静電容量にバラツキが生じる。
(A) It is difficult to seal the first electrode and the second electrode with a constant initial distance. For this reason, in the individual capacitance-type pressure sensors that are produced, variations occur in the capacitance at the initial stage, that is, when the pressure is zero.

【0007】(B)第1電極と第2電極間の静電容量を
測定する時に、第1電極と第2電極間の電圧印加時の電
気力線が、図10に示すように、第1電極と第2電極に
対して垂直方向の他に、第1電極と第2電極の端面にお
いて外側に曲がり、フリンジング(電気力線が外に出る
こと)により計算値と異なる静電容量となる。このため
圧力測定における直線性がなくなる。
(B) When measuring the capacitance between the first electrode and the second electrode, the lines of electric force when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode are as shown in FIG. In addition to the direction perpendicular to the electrode and the second electrode, the end surface of the first electrode and the second electrode bends outward, resulting in a capacitance different from the calculated value due to fringing (electric force lines go out). .. Therefore, there is no linearity in the pressure measurement.

【0008】(C)構成部材である電気絶縁性の第1基
板と第2基板は、ともに誘電性の材料であるため、第1
電極と第2電極間の静電容量の他に、第1基板と第2基
板との間の静電容量が存在する。この構成部材の静電容
量による誘電体損(ストレーロス)となり、圧力測定精
度が悪くなる。
(C) Since the first and second electrically insulating substrates, which are the constituent members, are both dielectric materials,
Besides the capacitance between the electrode and the second electrode, there is the capacitance between the first substrate and the second substrate. This results in a dielectric loss (stray loss) due to the capacitance of the constituent members, resulting in poor pressure measurement accuracy.

【0009】この発明は、加圧力がゼロのときの静電容
量にバラツキがなく、圧力測定における直線性を確保
し、しかも誘電体損(ストレーロス)がなく圧力測定精
度を向上できる静電容量形圧力センサを提供することを
目的とする。
According to the present invention, there is no variation in capacitance when the applied pressure is zero, linearity in pressure measurement is ensured, and there is no dielectric loss (stray loss), and the precision of pressure measurement is improved. An object is to provide a pressure sensor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、第1基板
(実施例ではダイヤフラム1)と第2基板(2)を有
し、第1基板(1)と第2基板(2)は所定間隔離して
配置され、圧力が加わった時に生じる第1基板(1)と
第2基板(2)の間での静電容量の変化を検出する静電
容量形圧力センサにおいて、第1基板(1)と第2基板
(2)の間にリング状もしくはアーク状の電極(5)を
配置した静電容量形圧力センサを要旨とするものであ
る。
According to the present invention, a first substrate (diaphragm 1 in the embodiment) and a second substrate (2) are provided, and the first substrate (1) and the second substrate (2) are spaced at a predetermined distance. A capacitive pressure sensor for detecting a change in electrostatic capacitance between a first substrate (1) and a second substrate (2), which are arranged apart from each other, and which occurs when pressure is applied to the first substrate (1). The gist of the present invention is a capacitance type pressure sensor in which a ring-shaped or arc-shaped electrode (5) is arranged between the second substrate (2) and the second substrate (2).

【0011】この発明では、リング状の電極とは、円形
のリング形の電極の他に三角形、正方形や長方形、ひし
形などの多角形のもので、連続的又は非連続的なリング
形状の電極も含む。また、アーク状の電極とは厳密な円
弧のみでなく円弧に近い任意の形状の電極を含む。
In the present invention, the ring-shaped electrode means not only a circular ring-shaped electrode but also a polygonal shape such as a triangle, a square, a rectangle, a rhombus, and a continuous or discontinuous ring-shaped electrode. Including. Further, the arc-shaped electrode includes not only a strict arc but also an electrode having an arbitrary shape close to the arc.

【0012】[0012]

【作用】リング状もしくはアーク状の電極は、第1基板
と第2基板の電気的距離(初期距離)を確保する。
The ring-shaped or arc-shaped electrode secures the electrical distance (initial distance) between the first substrate and the second substrate.

【0013】リング状もしくはアーク状の電極は、第1
電極と第2電極間で生じる電気力線が外周にはみ出すの
を防止するガード電極としての役割を果たす。さらにリ
ング状もしくはアーク状の電極は接地が容易にでき、誘
電体損(ストレーロス)がなくなる。
The ring-shaped or arc-shaped electrode is the first
It acts as a guard electrode for preventing the lines of electric force generated between the electrode and the second electrode from protruding to the outer periphery. Furthermore, the ring-shaped or arc-shaped electrode can be grounded easily, and the dielectric loss (stray loss) is eliminated.

【0014】[0014]

【実施例】図1はこの発明の静電容量形圧力センサの好
適な実施例を示している。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of the capacitance type pressure sensor of the present invention.

【0015】静電容量形圧力センサは、第1基板1、第
2基板2、第1電極3、第2電極4、第3電極5、封着
材6を有している。
The capacitance type pressure sensor has a first substrate 1, a second substrate 2, a first electrode 3, a second electrode 4, a third electrode 5 and a sealing material 6.

【0016】第1基板1は、典型的にはダイヤフラムで
あり、電気絶縁性材料たとえばアルミナ、シリコン又は
溶融石英などのセラミック基板により作られている。第
1基板1は、円形で圧力Pを外部からかけることにより
変位可能である。この第1基板1に対向して第2基板2
が配置されている。第2基板2は円形であり、たとえば
アルミナ等と同材質の剛性の高い材料で作られている。
本実施例では第2基板2の直径と第1基板1の直径は同
じである。
The first substrate 1 is typically a diaphragm and is made of an electrically insulating material such as a ceramic substrate of alumina, silicon or fused silica. The first substrate 1 is circular and can be displaced by applying pressure P from the outside. The second substrate 2 facing the first substrate 1
Are arranged. The second substrate 2 has a circular shape and is made of, for example, a material having a high rigidity such as alumina.
In this embodiment, the diameter of the second substrate 2 and the diameter of the first substrate 1 are the same.

【0017】第1基板1の内面には第1電極3が配置さ
れている。一方第2基板2の内面には第2電極4が配置
されている。このため第1電極3と第2電極4は向い合
っている。
A first electrode 3 is arranged on the inner surface of the first substrate 1. On the other hand, the second electrode 4 is arranged on the inner surface of the second substrate 2. Therefore, the first electrode 3 and the second electrode 4 face each other.

【0018】図2に示すように第1電極3は円形であ
り、第1基板1に円心状に配置されている。第1電極3
には延長接続部7が半径方向に形成されている。この延
長接続部7にはリード線8が接続されている。リード線
8は図1に示すように封着材6を通り、基板8のスルー
ホール9を通って下方に導き出されている。このスルー
ホール9のすき間には導電ペーストを流し込む。これに
より、第2基板2に対してリード線8を封着し、リード
線8と延長接続部7の電気的接続を確実にしている。
As shown in FIG. 2, the first electrode 3 has a circular shape and is arranged on the first substrate 1 in a concentric manner. First electrode 3
The extension connection 7 is formed in the radial direction. A lead wire 8 is connected to the extension connecting portion 7. The lead wire 8 passes through the sealing material 6 as shown in FIG. 1, and is led out downward through the through hole 9 of the substrate 8. A conductive paste is poured into the gap of the through hole 9. Thereby, the lead wire 8 is sealed to the second substrate 2, and the electrical connection between the lead wire 8 and the extension connection portion 7 is ensured.

【0019】図3に示すように第2電極4は円形であ
り、第2基板2と同心状に配置されている。第2電極4
にはリード線10が接続されている。リード線10は、
図1に示すように第2基板2のスルーホール11を通っ
て下方に導き出されている。このスルーホール11のす
き間には導電ペーストを流し込む。これにより第2基板
2に対してリード線10を封着し、リード線10と第2
電極4の電気的接続を確実にしている。
As shown in FIG. 3, the second electrode 4 has a circular shape and is arranged concentrically with the second substrate 2. Second electrode 4
A lead wire 10 is connected to the. The lead wire 10 is
As shown in FIG. 1, it is led out downward through the through hole 11 of the second substrate 2. A conductive paste is poured into the gap of the through hole 11. As a result, the lead wire 10 is sealed to the second substrate 2, and the lead wire 10 and the second
The electrical connection of the electrode 4 is ensured.

【0020】第3電極5は、図1と図3に示すようにリ
ング状であり、第2電極4の周囲において円心状に配置
されている。第3電極5はリード線12に接続されてい
る。リード線12は図1で示すように、第2基板2のス
ルーホール13を介して第2基板2の下方へ導き出され
ている。このスルーホール13のすき間に導電ペースト
を流し込む。これにより第2基板2に対してリード線1
2を封着して、リード線12と第3電極5の電気的接続
を確実にしている。
The third electrode 5 has a ring shape as shown in FIGS. 1 and 3, and is arranged in a circular center around the second electrode 4. The third electrode 5 is connected to the lead wire 12. As shown in FIG. 1, the lead wire 12 is led out below the second substrate 2 via the through hole 13 of the second substrate 2. A conductive paste is poured into the gap of the through hole 13. As a result, the lead wire 1 is attached to the second substrate 2.
2 is sealed to ensure the electrical connection between the lead wire 12 and the third electrode 5.

【0021】第3電極5の材質としては、金属、特に炭
素Cを有する金属が好ましく、特に電気抵抗値ρが大き
くない材料であれば採用できる。たとえば第3電極5
は、スチール、Cuから作ったり、市販のNi細線やC
u細線である。リング状の第3電極5は、切欠部20を
有している。この切欠部20には、図1で明確に示すよ
うに第1電極3の延長接続部7を通す。
The material of the third electrode 5 is preferably a metal, particularly a metal having carbon C, and any material having a large electrical resistance value ρ can be used. For example, the third electrode 5
Is made of steel or Cu, or commercially available Ni fine wire or C
It is u thin wire. The ring-shaped third electrode 5 has a cutout 20. As clearly shown in FIG. 1, the extension connection portion 7 of the first electrode 3 is passed through the cutout portion 20.

【0022】第3電極5の第1番目の役割は、第1電極
3と第2電極4の間の初期距離ともいう間隔dを保持す
るためのものである。第3電極5の断面は円形であり、
その直径は間隔dに相当し、十分に全長にわたり寸法精
度が高い。第3電極5はこのようなワイヤ状でリング状
であり、従来のシリカ等のボールや直方体を用いるのに
比べて、第3電極5の形状の精度により第1電極3と第
2電極4の間隔dを精度よく高品位に維持できる。この
ため静電容量形圧力センサを製作する度に測定回路定数
を修正する必要がない。
The first role of the third electrode 5 is to maintain the distance d, which is also called the initial distance between the first electrode 3 and the second electrode 4. The cross section of the third electrode 5 is circular,
The diameter corresponds to the distance d, and the dimensional accuracy is sufficiently high over the entire length. The third electrode 5 has such a wire-like and ring-like shape, and compared to the conventional ball or rectangular parallelepiped made of silica or the like, the accuracy of the shape of the third electrode 5 allows the first electrode 3 and the second electrode 4 to have the same accuracy. The distance d can be accurately maintained with high quality. Therefore, it is not necessary to modify the measurement circuit constant every time the capacitance type pressure sensor is manufactured.

【0023】また第3電極5の第2番目の役割は、図4
に示すように第1電極3と第2電極4の間に生じる電気
力線22を第1電極3と第2電極4の端面間に集中させ
て、図10の従来例のように外側に電気力線が出ないよ
うにすることである。すなわち図1の第3電極5は、リ
ード線12を接地することにより、電気力線のガード電
極の役割を果たさせるのである。これにより、フリンジ
ングやストレーロスを防止し、電気力線が外側にはみ出
さないようにする。
The second role of the third electrode 5 is shown in FIG.
As shown in FIG. 10, the lines of electric force 22 generated between the first electrode 3 and the second electrode 4 are concentrated between the end faces of the first electrode 3 and the second electrode 4, and the electric force lines 22 are generated outside as in the conventional example of FIG. It is to prevent the lines of force from coming out. That is, the third electrode 5 in FIG. 1 plays a role of a guard electrode for the lines of electric force by grounding the lead wire 12. This prevents fringing and stray loss, and prevents the lines of electric force from protruding to the outside.

【0024】しかも第3電極5は、図1のシール部とし
て機能する封着材6の内周側に配置している。封着材6
はガラスペースト等のシールド材であり、封着材6によ
り第3電極5を一体に封着している。封着部6は好まし
くは印刷により形成する。これにより、第1基板1と第
2基板2および第3電極5により、圧力応答領域として
構成された圧力室Rを形成している。
Moreover, the third electrode 5 is arranged on the inner peripheral side of the sealing material 6 which functions as the sealing portion of FIG. Sealing material 6
Is a shield material such as glass paste, and the third electrode 5 is integrally sealed by the sealing material 6. The sealing portion 6 is preferably formed by printing. As a result, the first substrate 1, the second substrate 2, and the third electrode 5 form a pressure chamber R configured as a pressure response region.

【0025】このように第3電極5は、第1電極3と第
2電極4の間隔dの保持と、電気力線のガード電極の役
割すなわち電気的特性の改善の両方を果たすのである。
なお図1における寸法Aはゼロに近いのが望ましい。
As described above, the third electrode 5 serves both to maintain the distance d between the first electrode 3 and the second electrode 4 and to serve as a guard electrode for the lines of electric force, that is, to improve the electrical characteristics.
The dimension A in FIG. 1 is preferably close to zero.

【0026】第3電極5の寸法精度は、たとえば20μ
m±1μmである。従来のボールや直方体等のビーズを
用いるやり方では、ビーズの寸法精度は20μm±5μ
mであるので、第3電極5の寸法精度が大幅に改善され
る。
The dimensional accuracy of the third electrode 5 is, for example, 20 μm.
m ± 1 μm. With the conventional method of using beads such as balls and rectangular parallelepipeds, the dimensional accuracy of beads is 20 μm ± 5 μ.
Since it is m, the dimensional accuracy of the third electrode 5 is significantly improved.

【0027】図5は、図1の静電容量形圧力センサの等
価回路を示している。第1電極3と第2電極4の間の基
準の検出用の静電容量をCxとする。第1基板1を圧力
Pで押すと、第1基板1が変形し、空気を誘電媒体とし
て第1電極3と第2電極4間の静電容量Cxを圧力とし
て検出する。
FIG. 5 shows an equivalent circuit of the capacitance type pressure sensor of FIG. Cx is a reference detection capacitance between the first electrode 3 and the second electrode 4. When the first substrate 1 is pressed with the pressure P, the first substrate 1 is deformed, and the capacitance Cx between the first electrode 3 and the second electrode 4 is detected as the pressure by using air as a dielectric medium.

【0028】第1電極3と第2電極4よりみると、基準
の検出用の静電容量Cxの他に、絶縁性の第1基板1と
第2基板2および封着材6の誘電体による静電容量Cs
が、図5に示すように並列に接続されたことになる。も
し静電容量Csが大きいと、基準の検出用の静電容量C
xの変化がうまく検出されず、しかも第1電極3と第2
電極4の間に測定回路より印加された電圧によるストレ
ーロス(誘電体損)を生じ、回路の消費電流も大きくな
ることが考えられる。
As seen from the first electrode 3 and the second electrode 4, in addition to the reference detection capacitance Cx, the dielectric materials of the insulating first substrate 1 and second substrate 2 and the sealing material 6 are used. Capacitance Cs
Are connected in parallel as shown in FIG. If the capacitance Cs is large, the reference detection capacitance C
The change in x is not detected well, and the first electrode 3 and the second electrode
It is conceivable that a stray loss (dielectric loss) occurs between the electrodes 4 due to the voltage applied from the measurement circuit, and the current consumption of the circuit also increases.

【0029】しかし、この発明では、上述のように第3
電極5をリード線12を介して接地するので、ストレー
ロス分の静電容量Csがなくなる。このため基準の検出
用の静電容量Cxに基づいて測定精度を向上し、圧力と
静電容量Cxの直線性を良くする。当然静電容量Csを
起因とするストレーロス(誘電体損)がなくなり、圧力
測定回路の消費電力も少くできる。
However, in the present invention, as described above, the third
Since the electrode 5 is grounded via the lead wire 12, the capacitance Cs corresponding to the stray loss is eliminated. Therefore, the measurement accuracy is improved based on the reference detection capacitance Cx, and the linearity between the pressure and the capacitance Cx is improved. Naturally, the stray loss (dielectric loss) caused by the capacitance Cs is eliminated, and the power consumption of the pressure measuring circuit can be reduced.

【0030】図6と図7はこの発明の静電容量形圧力セ
ンサにおける第2基板の別の実施例を示している。いず
れの実施例においても図2の第1基板1と第1電極3は
同じものを用いることができる。
6 and 7 show another embodiment of the second substrate in the capacitance type pressure sensor of the present invention. In any of the embodiments, the same first substrate 1 and first electrode 3 of FIG. 2 can be used.

【0031】図6の実施例では、第2基板52と第2電
極60および2つのアーク状の第3電極62を示してい
る。第2基板52は図3の第2基板2と同様のものであ
る。第2電極60は、円形部60aと延長接続部60b
から成る。延長接続部60bはリード線70に接続され
ている。
In the embodiment of FIG. 6, the second substrate 52, the second electrode 60 and the two arc-shaped third electrodes 62 are shown. The second substrate 52 is similar to the second substrate 2 of FIG. The second electrode 60 includes a circular portion 60a and an extension connecting portion 60b.
Consists of. The extension connecting portion 60b is connected to the lead wire 70.

【0032】2つの第3電極62はほぼ180度の角度
を有するアーク状のものであり、両者の間に間隙72が
設定されている。2つの第3電極62は全体としてリン
グ状になっている。1つの間隙72には、第2電極60
の延長接続部60bが通っている。もう1つの間隙72
には、図2で示した第1電極3の延長接続部7が通って
いる。
The two third electrodes 62 are arc-shaped and have an angle of approximately 180 degrees, and a gap 72 is set between them. The two third electrodes 62 are ring-shaped as a whole. In one gap 72, the second electrode 60
The extension connection portion 60b of the above is passing through. Another gap 72
The extension connecting portion 7 of the first electrode 3 shown in FIG.

【0033】図7の実施例では、第2基板82と第2電
極80と第3電極90,92を有している。第2電極8
0は円形部80aと延長接続部80bを有する。ほぼリ
ング状の第3電極90の間にもう1つの短いアーク状の
第3電極92が配置されている。第3電極90はリード
線96に接続され、第3電極92は必要に応じて図示し
ないリード線96に接続されている。第2電極80の延
長接続部80bはリード線98に接続されている。第3
電極90,92の隙間100には図2の第1電極3の延
長接続部7が通っている。第3電極90,92の隙間1
02には延長接続部80bが通っている。
The embodiment shown in FIG. 7 has a second substrate 82, a second electrode 80, and third electrodes 90, 92. Second electrode 8
0 has a circular portion 80a and an extension connecting portion 80b. Another short arc-shaped third electrode 92 is arranged between the substantially ring-shaped third electrodes 90. The third electrode 90 is connected to the lead wire 96, and the third electrode 92 is connected to the lead wire 96 (not shown) as necessary. The extension connection portion 80b of the second electrode 80 is connected to the lead wire 98. Third
The extension connecting portion 7 of the first electrode 3 of FIG. 2 passes through the gap 100 between the electrodes 90 and 92. Gap 1 between the third electrodes 90 and 92
The extension connection portion 80b passes through 02.

【0034】図8と図9は、さらに別の実施例を示して
いる。第2基板2の内面には第2電極140が配置さ
れ、その周囲に封着材6が設けられている。リング状の
第3電極130が封着材6の上にのっている。第3電極
130の断面は長方形である。この第3電極130は金
属板をリング状に打抜いたものである。
FIG. 8 and FIG. 9 show another embodiment. The second electrode 140 is arranged on the inner surface of the second substrate 2, and the sealing material 6 is provided around the second electrode 140. The ring-shaped third electrode 130 is placed on the sealing material 6. The cross section of the third electrode 130 is rectangular. The third electrode 130 is a metal plate punched into a ring shape.

【0035】この発明は上述の実施例に限定されない。
たとえば第3電極の断面形状は円形に限らず楕円形や正
方形などでもよい。また第3電極は金属ワイヤを用いる
他に薄板状の円輪を用いることも可能であり、第3電極
は好ましくは金属で寸法精度が良好に加工されたものが
よい。第3電極は、図3のようにすき間を備えたもの以
外に連続して円形などに形成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments.
For example, the cross-sectional shape of the third electrode is not limited to a circle, but may be an ellipse or a square. The third electrode may be a thin plate-shaped circular ring other than the metal wire, and the third electrode is preferably made of metal and processed with good dimensional accuracy. The third electrode may be continuously formed in a circular shape or the like other than the one having the gap as shown in FIG.

【0036】また、図示の実施例では、第1基板と第2
基板として絶縁性の基板を用いて、第1基板の内面に第
1電極を形成し、第2基板の内面に第2電極を形成して
いる。しかし、これに限らず絶縁性の基板でなくシリコ
ンなどの導電性の基板を第1基板と第2基板に用いても
よい。このように導電性の第1基板と第2基板を用いた
場合、第1電極と第2電極は省略される。そして導電性
の第1基板と第2基板の間にリング状の電極を設けると
きは、この電極との第1基板および第2基板と、電極と
の間の電気的接触のないようにする。
In the illustrated embodiment, the first substrate and the second substrate
Using an insulating substrate as the substrate, the first electrode is formed on the inner surface of the first substrate and the second electrode is formed on the inner surface of the second substrate. However, not limited to this, a conductive substrate such as silicon may be used as the first substrate and the second substrate instead of the insulating substrate. When the conductive first and second substrates are used in this manner, the first and second electrodes are omitted. When a ring-shaped electrode is provided between the conductive first substrate and the second substrate, no electrical contact is made between the electrode and the first substrate or the second substrate.

【0037】[0037]

【発明の効果】この発明によれば、リング状もしくはア
ーク状の電極により、初期距離(間隔)が一定にでき、
加圧力がゼロのときの静電容量にバラツキが生じにく
い。
According to the present invention, the initial distance (spacing) can be made constant by the ring-shaped or arc-shaped electrode,
Capacitance does not fluctuate when the applied pressure is zero.

【0038】また、リング状もしくはアーク状の電極が
あるので、電圧印加時に電気力線が外側に曲がって出て
しまうこと、すなわちフリンジングを防ぐことができ、
圧力測定精度圧力測定時の圧力変化の直線性と静電容量
変化の直線性を確保できる。フリンジングをなくすと、
測定すべき検出用の静電容量Cxを設計通りの値に設定
できる。
Further, since there is a ring-shaped or arc-shaped electrode, it is possible to prevent the lines of electric force from bending outward when a voltage is applied, that is, fringing.
Pressure measurement accuracy It is possible to secure the linearity of pressure change and the linearity of capacitance change during pressure measurement. If you eliminate the fringing,
The detection capacitance Cx to be measured can be set to a value as designed.

【0039】さらに従来のビーズを用いたものと異な
り、本発明によれば、リング状もしくはアーク状の電極
を簡単に接地することができるので、検出用の基準の静
電容量以外の途分な静電容量がなくなり、誘電体損(ス
トレーロス)を防ぐことができる。ストレーロスをなく
することにより、圧力測定回路の消費電力の低下をなく
し、圧力測定精度を向上できる。
Further, unlike the conventional one using the beads, according to the present invention, the ring-shaped or arc-shaped electrode can be easily grounded, so that there is no gap other than the reference capacitance for detection. Since the electrostatic capacity is lost, dielectric loss (stray loss) can be prevented. By eliminating the stray loss, the power consumption of the pressure measuring circuit can be reduced and the pressure measuring accuracy can be improved.

【0040】また、本発明によれば、従来のような多数
のフリットを配置しなくてすみ生産性が向上する。
Further, according to the present invention, it is not necessary to dispose a large number of frit as in the prior art, and the productivity is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の静電容量形圧力センサの好適な実施
例を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a preferred embodiment of a capacitance type pressure sensor of the present invention.

【図2】この発明の静電容量形圧力センサの好適な実施
例における第1基板の内面を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an inner surface of a first substrate in a preferred embodiment of the capacitance type pressure sensor of the present invention.

【図3】この発明の静電容量形圧力センサの好適な実施
例における第2基板の内面を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an inner surface of a second substrate in a preferred embodiment of the capacitance type pressure sensor of the present invention.

【図4】この発明の静電容量形圧力センサの好適な実施
例における電気力線の分布を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a distribution of lines of electric force in a preferred embodiment of the capacitance type pressure sensor of the present invention.

【図5】この発明の静電容量形圧力センサの好適な実施
例における等価回路を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit in a preferred embodiment of the capacitance type pressure sensor of the present invention.

【図6】この発明の静電容量形圧力センサの別の実施例
である第2基板の内面を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an inner surface of a second substrate which is another embodiment of the capacitance type pressure sensor of the present invention.

【図7】この発明の静電容量形圧力センサのさらに別の
実施例である第2基板の内面を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an inner surface of a second substrate which is still another embodiment of the capacitance type pressure sensor of the present invention.

【図8】この発明の静電容量形圧力センサのさらに別の
実施例である第2基板の内面を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an inner surface of a second substrate which is still another embodiment of the capacitance type pressure sensor of the present invention.

【図9】図8における実施例のX−X線における断面
図。
9 is a sectional view taken along line XX of the embodiment shown in FIG.

【図10】従来の静電容量形圧力センサにおける電気力
線の分布を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a distribution of lines of electric force in a conventional electrostatic capacitance type pressure sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1基板 2 第2基板 3 第1電極 4 第2電極 5 第3電極 6 封着材 7 延長接続部 8 リード線 10 リード線 12 リード線 ◆ 1 1st board 2 2nd board 3 1st electrode 4 2nd electrode 5 3rd electrode 6 Sealing material 7 Extended connection part 8 Lead wire 10 Lead wire 12 Lead wire ◆

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1基板(1)と第2基板(2)を有
し、第1基板(1)と第2基板(2)は所定間隔離して
配置され、圧力が加わった時に生じる第1基板(1)と
第2基板(2)の間での静電容量の変化を検出する静電
容量形圧力センサにおいて、第1基板(1)と第2基板
(2)の間にリング状もしくはアーク状の電極(5)を
配置した静電容量形圧力センサ。
1. A first substrate (1) and a second substrate (2), wherein the first substrate (1) and the second substrate (2) are arranged separated from each other by a predetermined distance, and are generated when pressure is applied. In a capacitance type pressure sensor for detecting a change in capacitance between a first substrate (1) and a second substrate (2), a ring shape is provided between the first substrate (1) and the second substrate (2). Alternatively, a capacitance type pressure sensor in which arc-shaped electrodes (5) are arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003519377A (en) * 2000-01-06 2003-06-17 ローズマウント インコーポレイテッド Method and apparatus for manufacturing a direct junction isolation pressure sensor
JP2010197057A (en) * 2009-02-23 2010-09-09 Kyocera Corp Base substance for pressure detection device and the pressure detection device

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