JPH05248979A - 差圧センサ - Google Patents
差圧センサInfo
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- JPH05248979A JPH05248979A JP4276894A JP27689492A JPH05248979A JP H05248979 A JPH05248979 A JP H05248979A JP 4276894 A JP4276894 A JP 4276894A JP 27689492 A JP27689492 A JP 27689492A JP H05248979 A JPH05248979 A JP H05248979A
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- pressure
- differential pressure
- pressure sensor
- diaphragm
- sensor according
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
- G01F23/18—Indicating, recording or alarm devices actuated electrically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
- B60K15/03—Fuel tanks
- B60K15/077—Fuel tanks with means modifying or controlling distribution or motion of fuel, e.g. to prevent noise, surge, splash or fuel starvation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
- G01F23/16—Indicating, recording, or alarm devices being actuated by mechanical or fluid means, e.g. using gas, mercury, or a diaphragm as transmitting element, or by a column of liquid
- G01F23/164—Indicating, recording, or alarm devices being actuated by mechanical or fluid means, e.g. using gas, mercury, or a diaphragm as transmitting element, or by a column of liquid using a diaphragm, bellow as transmitting element
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
- G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
- G01L13/025—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements using diaphragms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L15/00—Devices or apparatus for measuring two or more fluid pressure values simultaneously
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造の簡単で高い精度を有する差圧センサを
提供する。 【要約】 上面に少なくとも１つのセンサ素子５１，８５を備えた
第２のダイヤフラム４６，７９が下面で差圧を形成する
第２の圧力ｐ2によって負荷されるようになっており、
かつセンサ素子が差の形成のために接続されている。
提供する。 【要約】 上面に少なくとも１つのセンサ素子５１，８５を備えた
第２のダイヤフラム４６，７９が下面で差圧を形成する
第２の圧力ｐ2によって負荷されるようになっており、
かつセンサ素子が差の形成のために接続されている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主請求項の種類による差
圧センサに関する。
圧センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコーン技術の従来の差圧センサでは
ダイヤフラムの上面と下面がそれぞれ圧力ｐ1ないしは
ｐ2で負荷される。ダイヤフラムは上面または下面にセ
ンサ素子、例えば互いに接続されたピエゾ抵抗を備えて
おり、その抵抗はダイヤフラムの伸長とともに変化す
る。ダイヤフラムの伸長、したがって回路抵抗の変動は
両圧力ｐ1とｐ2の差、すなわち差圧ｐに関する基準であ
る。このような差圧センサは例えばＤＥ−ＯＳ３９２８
５４２から公知である。
ダイヤフラムの上面と下面がそれぞれ圧力ｐ1ないしは
ｐ2で負荷される。ダイヤフラムは上面または下面にセ
ンサ素子、例えば互いに接続されたピエゾ抵抗を備えて
おり、その抵抗はダイヤフラムの伸長とともに変化す
る。ダイヤフラムの伸長、したがって回路抵抗の変動は
両圧力ｐ1とｐ2の差、すなわち差圧ｐに関する基準であ
る。このような差圧センサは例えばＤＥ−ＯＳ３９２８
５４２から公知である。
【０００３】更に２つの測定ダイヤフラムを利用して特
に小さな圧力および小さな差圧の際のかかるセンサの測
定制度を高めることがＵＳ−ＰＳ４８９５０２６から公
知である。ここでは一方の測定ダイヤフラムの上面およ
び他方の測定ダイヤフラムの下面がそれぞれ同一の圧力
ｐ1ないしはｐ2で負荷される。
に小さな圧力および小さな差圧の際のかかるセンサの測
定制度を高めることがＵＳ−ＰＳ４８９５０２６から公
知である。ここでは一方の測定ダイヤフラムの上面およ
び他方の測定ダイヤフラムの下面がそれぞれ同一の圧力
ｐ1ないしはｐ2で負荷される。
【０００４】このような圧力センサを中でも攻撃性のま
たは腐食性の媒体中で使用するためには媒体とこれに面
した測定ダイヤフラムの側面との間に圧縮不可の分離ダ
イヤフラムを配置し、かつ中間室に圧縮不可の媒体を充
填することがＤＥ−ＯＳ３７０３６８５から公知であ
る。ダイヤフラムの他方の側はこの圧力センサを差圧セ
ンサとして利用する場合は従来のように負荷される。
たは腐食性の媒体中で使用するためには媒体とこれに面
した測定ダイヤフラムの側面との間に圧縮不可の分離ダ
イヤフラムを配置し、かつ中間室に圧縮不可の媒体を充
填することがＤＥ−ＯＳ３７０３６８５から公知であ
る。ダイヤフラムの他方の側はこの圧力センサを差圧セ
ンサとして利用する場合は従来のように負荷される。
【０００５】このような差圧センサは構造がきわめて面
倒であり、かつ分離ダイヤフラムおよび中間手段の影響
のために十分な精度が達成されないことがしばしばあ
る。
倒であり、かつ分離ダイヤフラムおよび中間手段の影響
のために十分な精度が達成されないことがしばしばあ
る。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】本発明の課題は従来技
術の上記の欠点を克服することである。
術の上記の欠点を克服することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は主請求項の
特徴を有する本発明による差圧センサによって解決され
る。
特徴を有する本発明による差圧センサによって解決され
る。
【０００８】
【発明の効果】本発明による差圧センサは構成が簡単で
あり、しかも攻撃性かつ腐食性の媒体内で使用するのに
好適である。このような差圧センサはコスト上有利に製
作することができ、かつ高い精度に優れている。
あり、しかも攻撃性かつ腐食性の媒体内で使用するのに
好適である。このような差圧センサはコスト上有利に製
作することができ、かつ高い精度に優れている。
【０００９】その他の利点と有利な構成は他の請求項お
よび説明から明らかになる。
よび説明から明らかになる。
【００１０】
【実施例】図１、図２に示された差圧センサ１０は主と
して円筒形の支持プレート１１と上部に半導体素子１３
が配置されたやはり円筒形のソケット１２とカバー１４
と接続プレート１５とを備えている。
して円筒形の支持プレート１１と上部に半導体素子１３
が配置されたやはり円筒形のソケット１２とカバー１４
と接続プレート１５とを備えている。
【００１１】同様に円筒形の接続プレート１５は下面に
２つの接続管部１８ないし１９を有し、これらには孔２
０ないし２１が設けられており、孔は接続プレート１５
も貫通している。孔２０を備えた接続管部１８は第１の
圧力媒体と接続されており、この圧力はｐ1で示され
る。他方の孔２１を有する接続管部１９は第２の圧力媒
体と接続されており、この圧力はｐ2で示される。
２つの接続管部１８ないし１９を有し、これらには孔２
０ないし２１が設けられており、孔は接続プレート１５
も貫通している。孔２０を備えた接続管部１８は第１の
圧力媒体と接続されており、この圧力はｐ1で示され
る。他方の孔２１を有する接続管部１９は第２の圧力媒
体と接続されており、この圧力はｐ2で示される。
【００１２】接続プレート１５の上面２２内には２つの
半環状のみぞ２３，２４が形成されており、そのうちの
みぞ２３は孔２０を、みぞ２４は孔２１を包囲してい
る。両みぞ２３，２４の内径は孔２０，２１の直径より
も大きい。みぞ２３，２４の端部は２つの平行な長手み
ぞ２５，２６によって結合されている。２つの孔２０，
２１の中間において２つの長手みぞ２５，２６はこれら
に対して直角の方向に延びた横みぞ２７によって結合さ
れている。孔２０ないしは２１からは長手みぞ２５，２
６に平行に各１つの結合みぞ２８ないしは２９が延び、
これらはそれぞれ横みぞ２７の方向に延びているがこれ
に到達はしていない。結合みぞ２８，２９の幅は孔２
０，２１の直径にほぼ等しい。結合みぞ２８ないしは２
９はそれぞれより扁平な接続みぞ３０ないしは３１に移
行しており、これらはそれぞれ横みぞ２７まで達する。
半環状のみぞ２３，２４が形成されており、そのうちの
みぞ２３は孔２０を、みぞ２４は孔２１を包囲してい
る。両みぞ２３，２４の内径は孔２０，２１の直径より
も大きい。みぞ２３，２４の端部は２つの平行な長手み
ぞ２５，２６によって結合されている。２つの孔２０，
２１の中間において２つの長手みぞ２５，２６はこれら
に対して直角の方向に延びた横みぞ２７によって結合さ
れている。孔２０ないしは２１からは長手みぞ２５，２
６に平行に各１つの結合みぞ２８ないしは２９が延び、
これらはそれぞれ横みぞ２７の方向に延びているがこれ
に到達はしていない。結合みぞ２８，２９の幅は孔２
０，２１の直径にほぼ等しい。結合みぞ２８ないしは２
９はそれぞれより扁平な接続みぞ３０ないしは３１に移
行しており、これらはそれぞれ横みぞ２７まで達する。
【００１３】接続プレート１５の上面２２には支持プレ
ート１１が載置されている。支持プレートは下面３３に
直線形の側を有する長孔環状のウエブ３４を有してお
り、ウエブの寸法はみぞ２３，２４および長手みぞ２
５，２６に相当する。ウエブ３４の直線形の側は横ウエ
ブ３７によって結合されており、横ウエブの寸法は横み
ぞ２７に相当する。支持プレート１１と接続プレート１
５とは、ウエブ３４と横ウエブ３７とが相当するみぞ２
３〜２７内に突入するように一緒にされており、例えば
接着されている。この準みぞ−キー結合によって支持プ
レート１１と接続プレート１５との間で位置正しく、簡
単で、しかも良好にシール性の結合が可能である。測定
すべき圧力ｐ1ないしはｐ2を持つ両圧力媒体は横ウエブ
３７ないしは横みぞ２７によって互いに分離されてい
る。
ート１１が載置されている。支持プレートは下面３３に
直線形の側を有する長孔環状のウエブ３４を有してお
り、ウエブの寸法はみぞ２３，２４および長手みぞ２
５，２６に相当する。ウエブ３４の直線形の側は横ウエ
ブ３７によって結合されており、横ウエブの寸法は横み
ぞ２７に相当する。支持プレート１１と接続プレート１
５とは、ウエブ３４と横ウエブ３７とが相当するみぞ２
３〜２７内に突入するように一緒にされており、例えば
接着されている。この準みぞ−キー結合によって支持プ
レート１１と接続プレート１５との間で位置正しく、簡
単で、しかも良好にシール性の結合が可能である。測定
すべき圧力ｐ1ないしはｐ2を持つ両圧力媒体は横ウエブ
３７ないしは横みぞ２７によって互いに分離されてい
る。
【００１４】支持プレート１１の上面３８からは孔３９
が延び、この孔は横ウエブ３７に達するがこれを貫通は
しないように支持プレートを貫通している。この孔３９
内にソケット１２が挿入されている。ソケットの直径は
孔３９の直径に等しく、かつソケットは支持プレート１
１からは上面で突出している。ソケット１２は下面４０
でもって支持プレート１１の下面３３と面一で終ってお
り、かつ横ウエブ３７上に平らに載っている。
が延び、この孔は横ウエブ３７に達するがこれを貫通は
しないように支持プレートを貫通している。この孔３９
内にソケット１２が挿入されている。ソケットの直径は
孔３９の直径に等しく、かつソケットは支持プレート１
１からは上面で突出している。ソケット１２は下面４０
でもって支持プレート１１の下面３３と面一で終ってお
り、かつ横ウエブ３７上に平らに載っている。
【００１５】縦方向でみてソケット１２を２つの平行に
延びた孔４１，４２が貫通しており、孔４１は接続みぞ
３０の領域で、かつ孔４２は接続みぞ３１の領域で連通
している。ソケットを孔３９内で適切に固定（例えばろ
う接など）し、かつ横ウエブ３７に例えば接着（または
他の、圧力媒体に適合せしめられた密で持続性の結合）
することによって２つの圧力媒体（圧力ｐ1とｐ2）の確
実な分離が保証される。ソケット１２の自由端面４３上
には半導体素子１３、例えばシリコーンチップが取付け
られており、半導体素子内には２つのダイヤフラム４
５，４６が構成されている。これらのダイヤフラム４
５，４６は、ダイヤフラム４５の下面４７が孔４１と、
かつ測定ダイヤフラム４６の下面４８が同様にして孔４
２と協働するように配置されており、かつ構成されてい
る。そのためには半導体素子１３はソケット１２上に、
例えば陽極接合によって孔４１，４２とダイヤフラム４
５ないしは４６の下面４７ないしは４８とが結合しない
ように設けられている。
延びた孔４１，４２が貫通しており、孔４１は接続みぞ
３０の領域で、かつ孔４２は接続みぞ３１の領域で連通
している。ソケットを孔３９内で適切に固定（例えばろ
う接など）し、かつ横ウエブ３７に例えば接着（または
他の、圧力媒体に適合せしめられた密で持続性の結合）
することによって２つの圧力媒体（圧力ｐ1とｐ2）の確
実な分離が保証される。ソケット１２の自由端面４３上
には半導体素子１３、例えばシリコーンチップが取付け
られており、半導体素子内には２つのダイヤフラム４
５，４６が構成されている。これらのダイヤフラム４
５，４６は、ダイヤフラム４５の下面４７が孔４１と、
かつ測定ダイヤフラム４６の下面４８が同様にして孔４
２と協働するように配置されており、かつ構成されてい
る。そのためには半導体素子１３はソケット１２上に、
例えば陽極接合によって孔４１，４２とダイヤフラム４
５ないしは４６の下面４７ないしは４８とが結合しない
ように設けられている。
【００１６】半導体素子の上面４９上にはダイヤフラム
４５ないしは４６の領域に適切な方法（例えば拡散、エ
ッチング）によってセンサ素子５０ないしは５１が構成
されている。これらのセンサ素子５０，５１は例えば公
知のピエゾ抵抗ないしは抵抗回路である。これらはセン
サ素子５０がダイヤフラム４５と、かつセンサ素子５１
がダイヤフラム４５と協働するように配置される。
４５ないしは４６の領域に適切な方法（例えば拡散、エ
ッチング）によってセンサ素子５０ないしは５１が構成
されている。これらのセンサ素子５０，５１は例えば公
知のピエゾ抵抗ないしは抵抗回路である。これらはセン
サ素子５０がダイヤフラム４５と、かつセンサ素子５１
がダイヤフラム４５と協働するように配置される。
【００１７】両センサ素子５０，５１は、これらが差信
号として圧力ｐ1，ｐ2の圧力差に相当する出力信号を発
生するように互いに結合されていると有利である。
号として圧力ｐ1，ｐ2の圧力差に相当する出力信号を発
生するように互いに結合されていると有利である。
【００１８】更に支持プレート１１の上面３８上にはフ
ード状のカバー１４がかぶせられており、カバーはソケ
ット１２をその上部の半導体素子１３ともどもこれらに
触れずに包囲し、かつカバーは支持プレートと一緒にな
って基準室５２を構成している。
ード状のカバー１４がかぶせられており、カバーはソケ
ット１２をその上部の半導体素子１３ともどもこれらに
触れずに包囲し、かつカバーは支持プレートと一緒にな
って基準室５２を構成している。
【００１９】カバー１４と支持プレートとは、基準室５
２が気密に閉鎖されるように互いに結合されている。こ
の室は有利には排気される。
２が気密に閉鎖されるように互いに結合されている。こ
の室は有利には排気される。
【００２０】接続管部１８内の孔２０、結合みぞ２８、
接続みぞ３０およびソケット１２内の孔４１を介してダ
イヤフラム４５に圧力ｐ1が適用される。同時に接続管
部１９内の孔２１、結合みぞ２９、接続みぞ３１および
ソケット１２内の孔４２を介して圧力ｐ2がダイヤフラ
ム４６に適用される。支持プレート１１と接続プレート
１５は上述したように２つのダイヤフラム４５，４６の
両下面４７，４８と圧力を案内する管路とが結合しない
ように構成されている。半導体素子１３の上面、したが
ってダイヤフラムの上面は基準室５２内の圧力(真空)に
よって負荷される。これらの圧力負荷(ｐ1，ｐ2、基準
室５２内の圧力)によってダイヤフラムが変位せしめら
れ、その結果公知の形式でセンサ素子５０，５１内にそ
の都度信号が形成される。半導体素子１３に集積された
回路によってセンサ素子５０，５１の２つの個別の信号
から差信号が形成される。半導体素子１３の上面４９が
基準室５２内に配置されたことによってダイヤフラム４
５，４６は上面で同様に負荷される。この構成により両
センサ素子の温度依存性は殆ど同一である。特に圧力と
は無関係の温度影響は差の形成によって十分に相殺され
る。センサの温度補償はこれによってより簡単となり、
かつ一定の場合には省略することができる。
接続みぞ３０およびソケット１２内の孔４１を介してダ
イヤフラム４５に圧力ｐ1が適用される。同時に接続管
部１９内の孔２１、結合みぞ２９、接続みぞ３１および
ソケット１２内の孔４２を介して圧力ｐ2がダイヤフラ
ム４６に適用される。支持プレート１１と接続プレート
１５は上述したように２つのダイヤフラム４５，４６の
両下面４７，４８と圧力を案内する管路とが結合しない
ように構成されている。半導体素子１３の上面、したが
ってダイヤフラムの上面は基準室５２内の圧力(真空)に
よって負荷される。これらの圧力負荷(ｐ1，ｐ2、基準
室５２内の圧力)によってダイヤフラムが変位せしめら
れ、その結果公知の形式でセンサ素子５０，５１内にそ
の都度信号が形成される。半導体素子１３に集積された
回路によってセンサ素子５０，５１の２つの個別の信号
から差信号が形成される。半導体素子１３の上面４９が
基準室５２内に配置されたことによってダイヤフラム４
５，４６は上面で同様に負荷される。この構成により両
センサ素子の温度依存性は殆ど同一である。特に圧力と
は無関係の温度影響は差の形成によって十分に相殺され
る。センサの温度補償はこれによってより簡単となり、
かつ一定の場合には省略することができる。
【００２１】測定すべき圧力ないしは測定すべき複数の
圧力はダイヤフラムの敏感ではない下面４７，４８に適
用されるので、この差圧センサは攻撃性の、もしくは腐
食性の媒体に対しても使用可能である。分離ダイヤフラ
ムまたは分離媒体は必要ではない。半導体素子１３の敏
感な上面４９はこの上に構成されたセンサ素子５０，５
１と一緒に基準室５２（真空）内に位置し、保護されて
いる。
圧力はダイヤフラムの敏感ではない下面４７，４８に適
用されるので、この差圧センサは攻撃性の、もしくは腐
食性の媒体に対しても使用可能である。分離ダイヤフラ
ムまたは分離媒体は必要ではない。半導体素子１３の敏
感な上面４９はこの上に構成されたセンサ素子５０，５
１と一緒に基準室５２（真空）内に位置し、保護されて
いる。
【００２２】温度変動の影響を小さく保ち、かつシール
問題を回避するためには、ソケット１２の材料を半導体
素子１３（シリコーンチップ）とほぼ同じ熱膨張率のも
のにする。
問題を回避するためには、ソケット１２の材料を半導体
素子１３（シリコーンチップ）とほぼ同じ熱膨張率のも
のにする。
【００２３】その上に半導体素子１３内にダイヤフラム
４５，４６を２つ形成したことによってさもなければ必
要な、付加的な、第２の半導体構成素子が省略される。
更に２つのセンサ素子の回路技術による結合が既にセン
サ素子製作時に行うことができる。２つのセンサ素子間
に後から結合（接合）を形成する必要はない。
４５，４６を２つ形成したことによってさもなければ必
要な、付加的な、第２の半導体構成素子が省略される。
更に２つのセンサ素子の回路技術による結合が既にセン
サ素子製作時に行うことができる。２つのセンサ素子間
に後から結合（接合）を形成する必要はない。
【００２４】図３に示された差圧センサの第２の実施例
は閉じられたケーシング６０を有し、ケーシングの底部
６１は２つの孔６２，６３によって貫通されている。孔
６２内へは圧力管部６４が挿入されており、この圧力管
部の接続孔６５は第１の圧力媒体へ通じている。この圧
力媒体の圧力はｐ1で示されている。孔６３内には同様
に圧力管部６６が挿入されており、この接続孔６７は第
２の圧力媒体に通じており、その圧力はｐ2で示されて
いる。圧力管部６４，６６はケーシング６０の内室６９
内でそれぞれソケット７０，７１へ移行している。ソケ
ット７０は孔７２によって貫通され、孔は接続孔６５と
協働する。ソケット７１も同様に孔７３が貫通してお
り、孔は接続孔６７と協働する。
は閉じられたケーシング６０を有し、ケーシングの底部
６１は２つの孔６２，６３によって貫通されている。孔
６２内へは圧力管部６４が挿入されており、この圧力管
部の接続孔６５は第１の圧力媒体へ通じている。この圧
力媒体の圧力はｐ1で示されている。孔６３内には同様
に圧力管部６６が挿入されており、この接続孔６７は第
２の圧力媒体に通じており、その圧力はｐ2で示されて
いる。圧力管部６４，６６はケーシング６０の内室６９
内でそれぞれソケット７０，７１へ移行している。ソケ
ット７０は孔７２によって貫通され、孔は接続孔６５と
協働する。ソケット７１も同様に孔７３が貫通してお
り、孔は接続孔６７と協働する。
【００２５】ソケット７０，７１の自由端部７４，７５
上にはそれぞれ公知の半導体素子７６，７７（シリコー
ンチップ）が載置されている。半導体素子７６，７７は
それぞれダイヤフラムを有し、これらの下面８０，８１
は孔７２ないしは７３に対面している。半導体素子７
６，７７もしくはダイヤフラム７８，７９の上面８２，
８３はそれぞれセンサ素子８４ないしは８５、例えばピ
エゾ抵抗または抵抗回路を備えている。
上にはそれぞれ公知の半導体素子７６，７７（シリコー
ンチップ）が載置されている。半導体素子７６，７７は
それぞれダイヤフラムを有し、これらの下面８０，８１
は孔７２ないしは７３に対面している。半導体素子７
６，７７もしくはダイヤフラム７８，７９の上面８２，
８３はそれぞれセンサ素子８４ないしは８５、例えばピ
エゾ抵抗または抵抗回路を備えている。
【００２６】２つのセンサ素子８４，８５は圧力ｐ1と
ｐ2の差を形成するために、例えば接合結合８６を介し
て互いに接続されている。もう１つの接合結合８７を介
して半導体素子７７ないしはセンサ素子８５がケーシン
グ６０を貫通した信号線路８０と結合されている。
ｐ2の差を形成するために、例えば接合結合８６を介し
て互いに接続されている。もう１つの接合結合８７を介
して半導体素子７７ないしはセンサ素子８５がケーシン
グ６０を貫通した信号線路８０と結合されている。
【００２７】この第２の実施例においてもセンサ素子８
４，８５を備えた半導体素子７６，７７の敏感な上面８
２，８３が共通の（保護された）基準室、すなわちケー
シング６０の内室６９内に位置している。この室は有利
には上記の実施例の場合と同様に排気されている。ダイ
ヤフラムの圧力負荷はダイヤフラムの、攻撃性または腐
食性の圧力媒体に対して敏感ではない下面８０，８１に
おいて行われる。
４，８５を備えた半導体素子７６，７７の敏感な上面８
２，８３が共通の（保護された）基準室、すなわちケー
シング６０の内室６９内に位置している。この室は有利
には上記の実施例の場合と同様に排気されている。ダイ
ヤフラムの圧力負荷はダイヤフラムの、攻撃性または腐
食性の圧力媒体に対して敏感ではない下面８０，８１に
おいて行われる。
【００２８】本発明による差圧センサは特に両側（ｐ1
とｐ2）が攻撃性の圧力媒体の場合に、例えば燃料タン
ク圧力センサ（燃料安定性および環境安定性、例えば湿
気、塩水噴霧等に対する）として使用するのに好適であ
る。この場合には圧力ｐ1は燃料タンク内の圧力（ガソ
リン−空気混合物）に相当し、かつ第２の圧力ｐ2は周
囲圧力（大気圧）に相当する。
とｐ2）が攻撃性の圧力媒体の場合に、例えば燃料タン
ク圧力センサ（燃料安定性および環境安定性、例えば湿
気、塩水噴霧等に対する）として使用するのに好適であ
る。この場合には圧力ｐ1は燃料タンク内の圧力（ガソ
リン−空気混合物）に相当し、かつ第２の圧力ｐ2は周
囲圧力（大気圧）に相当する。
【００２９】別の実施例では基準室５２もしくは６９が
閉じられていず、開口を介して周囲圧力ないしは大気圧
（ｐ0）で負荷することができる。この場合には圧力ｐ1
は燃料タンク内の圧力（ガソリン−空気混合物）に、か
つ第２の圧力ｐ2は燃料の液体柱の圧力と圧力ｐ1の合計
に相当する。そのためには圧力ｐ2は燃料タンクの最深
点または他の代表的な箇所で測定され、したがって燃料
タンクの公知のジオメトリではこの圧力ｐ2を介してそ
の充填レベルを言うことができる。圧力ｐ2は上記のよ
うに液体柱の圧力と圧力ｐ1の合計に相当する。差ｐ2−
ｐ1が形成されると、液体柱の圧力を圧力ｐ1とは無関係
に求めることができる。これにより充填レベル測定が海
面、燃料のガス発生に起因する燃料タンク内の過圧もし
くは冷却時における燃料蒸気の凝縮に起因する燃料タン
ク内の負圧に無関係になる。
閉じられていず、開口を介して周囲圧力ないしは大気圧
（ｐ0）で負荷することができる。この場合には圧力ｐ1
は燃料タンク内の圧力（ガソリン−空気混合物）に、か
つ第２の圧力ｐ2は燃料の液体柱の圧力と圧力ｐ1の合計
に相当する。そのためには圧力ｐ2は燃料タンクの最深
点または他の代表的な箇所で測定され、したがって燃料
タンクの公知のジオメトリではこの圧力ｐ2を介してそ
の充填レベルを言うことができる。圧力ｐ2は上記のよ
うに液体柱の圧力と圧力ｐ1の合計に相当する。差ｐ2−
ｐ1が形成されると、液体柱の圧力を圧力ｐ1とは無関係
に求めることができる。これにより充填レベル測定が海
面、燃料のガス発生に起因する燃料タンク内の過圧もし
くは冷却時における燃料蒸気の凝縮に起因する燃料タン
ク内の負圧に無関係になる。
【００３０】同時に差形成ｐ1−ｐ0を介して燃料タンク
内にある燃料のガス発生状態に関するインフォノーショ
ンも可能にある。したがってタンク排気系についての判
断の可能性が得られる。差ｐ1−ｐ0を介して大気圧と比
較して燃料タンク内に形成された圧力ないしは過圧が求
められる。この圧力測定は主に密封性試験に相当する。
内にある燃料のガス発生状態に関するインフォノーショ
ンも可能にある。したがってタンク排気系についての判
断の可能性が得られる。差ｐ1−ｐ0を介して大気圧と比
較して燃料タンク内に形成された圧力ないしは過圧が求
められる。この圧力測定は主に密封性試験に相当する。
【００３１】上記の圧力差ｐ2−ｐ1、ｐ1−ｐ0の他に圧
力差ｐ2−ｐ0も測定することができる。
力差ｐ2−ｐ0も測定することができる。
【００３２】差信号を形成するためのセンサ素子の接続
とともに半導体構成素子上にないしは複数の半導体構成
素子の１つの上に信号評価回路を統合することができ
る。この場合には信号評価回路は２つの信号の差を形成
し、感度および信号零点の圧力依存性の温度依存性を補
償し、かつ差圧信号を出力信号の目標特性曲線に変換す
ることができる。
とともに半導体構成素子上にないしは複数の半導体構成
素子の１つの上に信号評価回路を統合することができ
る。この場合には信号評価回路は２つの信号の差を形成
し、感度および信号零点の圧力依存性の温度依存性を補
償し、かつ差圧信号を出力信号の目標特性曲線に変換す
ることができる。
【００３３】このように、半導体素子上に信号評価回路
を統合することができることにより簡略化された構成の
ためにコスト上有利に製作することのできる差圧センサ
が得られる。このような差圧センサの補償安定性は大き
く、これにより補償回路網に対する要求も小さい。更に
本発明による差圧センサは大きな信号安定性に優れてお
り、攻撃性または腐食性の媒体内で使用する際に分離ダ
イヤフラムの影響はなくなる。
を統合することができることにより簡略化された構成の
ためにコスト上有利に製作することのできる差圧センサ
が得られる。このような差圧センサの補償安定性は大き
く、これにより補償回路網に対する要求も小さい。更に
本発明による差圧センサは大きな信号安定性に優れてお
り、攻撃性または腐食性の媒体内で使用する際に分離ダ
イヤフラムの影響はなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】差圧センサの第１の実施例の略示縦断面図であ
る。
る。
【図２】図１の差圧センサの露出状態の接続プレートの
平面図である。
平面図である。
【図３】差圧センサの第２の実施例の略示縦断面図であ
る。
る。
１０ 差圧センサ １１ 支持プレート １２，７０，７１ ソケット １３ 半導体素子 １４，７６，７７ カバー １５ 接続プレート １８，１９ 接続管部 ２０，２１，３９，４０，４１，４２，６２，６３，７
３ 孔 ２２，３８，４９，８２，８３ 上面 ２３，２４ みぞ ２５，２６ 長手みぞ ２７ 横みぞ ２８，２９ 結合みぞ ３０，３１ 接続みぞ ３３，４０，４７，４８，８０，８１ 下面 ３４ ウエブ ３７ 横ウエブ ４３，７４，７５ 端面 ４５，４６，７８，７９ ダイヤフラム ５０，５１，８４，８５ センサ素子 ５２ 基準室 ６０ ケーシング ６１ 底部 ６４，６６ 圧力管部 ６５，６７ 接続孔 ６９ 内室 ８６，８７ 接合結合 ８８ 信号線路
３ 孔 ２２，３８，４９，８２，８３ 上面 ２３，２４ みぞ ２５，２６ 長手みぞ ２７ 横みぞ ２８，２９ 結合みぞ ３０，３１ 接続みぞ ３３，４０，４７，４８，８０，８１ 下面 ３４ ウエブ ３７ 横ウエブ ４３，７４，７５ 端面 ４５，４６，７８，７９ ダイヤフラム ５０，５１，８４，８５ センサ素子 ５２ 基準室 ６０ ケーシング ６１ 底部 ６４，６６ 圧力管部 ６５，６７ 接続孔 ６９ 内室 ８６，８７ 接合結合 ８８ 信号線路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン マスト ドイツ連邦共和国 ゲルリンゲン カイメ ンエッカーシュトラーセ 52 (72)発明者 アンドレアス ブルーメンシュトック ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスブル ク イェーガーホーフアレー 79
Claims (11)
- 【請求項１】 ２つの圧力ｐ1，ｐ2の圧力差を測定する
ための差圧センサにおいて少なくとも１つの半導体ダイ
ヤフラム（４５，４６；７８，７９）を備えていて、そ
の上面（４９；８２，８３）上にセンサ素子（５０，５
１；８４，８５）が少なくとも１つ形成されており、か
つその下面（４７，４８；８０，８１）が差圧を形成す
る圧力の１つｐ1によって負荷されるように構成された
形式のものにおいて、上面にセンサ素子（５１，８５）
を少なくとも１つ備えた第２のダイヤフラム（４６，７
９）が下面で差圧を形成する第２の圧力ｐ2によって負
荷されるようになっており、かつセンサ素子が差の形成
のために接続されていることを特徴とする、差圧セン
サ。 - 【請求項２】 ダイヤフラム（４５，４６；８０，８
１）の上面（４９，８２，８３）が共通の基準室（５
２，６９）内に配置されている、請求項１記載の差圧セ
ンサ。 - 【請求項３】 基準室（５２；６９）内に真空が形成さ
れている、請求項２記載の差圧センサ。 - 【請求項４】 基準室（５２，６９）が大気圧（ｐ0）
で負荷される、請求項２記載の差圧センサ。 - 【請求項５】 差圧ｐ2−ｐ1の測定に加えてｐ2−基準
室（５２；６９）内の圧力ないしはｐ1−基準室（５
２；６９）内の圧力の両差圧の少なくとも１つが測定さ
れる、請求項２から４までのいずれか１項記載の差圧セ
ンサ。 - 【請求項６】 ２つの半導体ダイヤフラム（４５，４
６）が共通の半導体素子（１３）内に構成されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載の差圧センサ。 - 【請求項７】 半導体素子（１３）が圧力を供給するソ
ケット部材（１２）上に載置されており、ソケット部材
によってダイヤフラム（４５，４６）の下面（４７，４
８）が互いに独立に圧力ｐ1ないしはｐ2で負荷される、
請求項１から６までのいずれか１項記載の差圧センサ。 - 【請求項８】 基準室（６９）内に圧力接続部（６４，
６６）が２つ突出しており、圧力接続部にそれぞれ１つ
の半導体ダイヤフラム（７８，７９）を備えた半導体素
子（７６，７７）が載置されている、請求項１から５ま
でのいずれか１項記載の差圧センサ。 - 【請求項９】 半導体素子（１３）ないしは半導体素子
（７６，７７）の一方に評価回路が取付けられている、
請求項１から８までのいずれか１項記載の差圧センサ。 - 【請求項１０】 燃料タンク−圧力発信器として自動車
に配置される、請求項１から９までのいずれか１項記載
の差圧センサ。 - 【請求項１１】 燃料タンク−充填レベル発信器として
自動車に設けられている、請求項１から１０までのいず
れか１項記載の差圧センサ。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4134444 | 1991-10-18 | ||
| DE4227893A DE4227893A1 (de) | 1991-10-18 | 1992-08-22 | Differenzdrucksensor |
| DE4227893.7 | 1992-08-22 | ||
| DE4134444.8 | 1992-08-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05248979A true JPH05248979A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=25908317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4276894A Pending JPH05248979A (ja) | 1991-10-18 | 1992-10-15 | 差圧センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05248979A (ja) |
| DE (1) | DE4227893A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003383A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Denso Corp | 圧力センサ |
| US7320250B2 (en) | 2005-02-16 | 2008-01-22 | Denso Corporation | Pressure sensing element and sensor incorporating the same |
| US7516667B2 (en) | 2006-06-29 | 2009-04-14 | Denso Corporation | Differential pressure sensor having symmetrically-provided sensor chips and pressure introduction passages |
| US8276455B2 (en) | 2007-08-08 | 2012-10-02 | Denso Corporation | Pressure sensor with water restriction plate |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4311925A1 (de) * | 1993-04-14 | 1994-10-20 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betrieb eines an einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges angeordneten Differenzdrucksensors |
| JP2991014B2 (ja) * | 1993-10-08 | 1999-12-20 | 三菱電機株式会社 | 圧力センサ |
| US5465626A (en) * | 1994-04-04 | 1995-11-14 | Motorola, Inc. | Pressure sensor with stress isolation platform hermetically sealed to protect sensor die |
| US5471884A (en) * | 1994-07-05 | 1995-12-05 | Motorola, Inc. | Gain-adjusting circuitry for combining two sensors to form a media isolated differential pressure sensor |
| DE29711478U1 (de) * | 1997-07-01 | 1997-09-11 | Fischer Gase GmbH, 74927 Eschelbronn | Prüfvorrichtung für Druckgasflaschen |
| US6006607A (en) * | 1998-08-31 | 1999-12-28 | Maxim Integrated Products, Inc. | Piezoresistive pressure sensor with sculpted diaphragm |
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| US6351996B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-03-05 | Maxim Integrated Products, Inc. | Hermetic packaging for semiconductor pressure sensors |
| US6229190B1 (en) | 1998-12-18 | 2001-05-08 | Maxim Integrated Products, Inc. | Compensated semiconductor pressure sensor |
| US6255728B1 (en) | 1999-01-15 | 2001-07-03 | Maxim Integrated Products, Inc. | Rigid encapsulation package for semiconductor devices |
| US6581468B2 (en) | 2001-03-22 | 2003-06-24 | Kavlico Corporation | Independent-excitation cross-coupled differential-pressure transducer |
| DE10326975A1 (de) | 2003-06-12 | 2005-01-20 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Drucksensor mit Feuchteschutz |
| DE602004027597D1 (de) | 2004-03-19 | 2010-07-22 | St Microelectronics Srl | Halbleiterdrucksensor und Verfahren zur Herstellung |
| DE102004021041A1 (de) | 2004-04-29 | 2005-11-24 | Robert Bosch Gmbh | Kombinierter Absolutdruck- und Relativdrucksensor |
| DE102005036735A1 (de) | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Robert Bosch Gmbh | Differenzdrucksensor mit Drift- und Hysteresereduktion und entsprechendes Messverfahren |
| EP2222948B1 (en) | 2007-11-19 | 2014-06-11 | Robert Bosch GmbH | Fuel liquid and vapor pressure sensor |
| DE102011085652A1 (de) | 2011-11-03 | 2013-05-08 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks eines fluiden Mediums |
| CN103216369A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 博世有限公司 | 具有集成的压力传感器的燃料泵 |
| DE102019209393A1 (de) | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Robert Bosch Gmbh | Drucksensor zur Druckerfassung fluider Medien und Drucksensoreinrichtung mit einem solchen Drucksensor |
| DE102019205154A1 (de) * | 2019-04-10 | 2020-10-15 | Robert Bosch Gmbh | Drucksensor zur Druckerfassung fluider Medien und Drucksensoreinrichtung mit einem solchen Drucksensor |
-
1992
- 1992-08-22 DE DE4227893A patent/DE4227893A1/de not_active Withdrawn
- 1992-10-15 JP JP4276894A patent/JPH05248979A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7320250B2 (en) | 2005-02-16 | 2008-01-22 | Denso Corporation | Pressure sensing element and sensor incorporating the same |
| JP2007003383A (ja) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Denso Corp | 圧力センサ |
| JP4556782B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2010-10-06 | 株式会社デンソー | 圧力センサ |
| US7516667B2 (en) | 2006-06-29 | 2009-04-14 | Denso Corporation | Differential pressure sensor having symmetrically-provided sensor chips and pressure introduction passages |
| US8276455B2 (en) | 2007-08-08 | 2012-10-02 | Denso Corporation | Pressure sensor with water restriction plate |
Also Published As
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|---|---|
| DE4227893A1 (de) | 1993-04-22 |
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