JPH0542609B2 - - Google Patents
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- JPH0542609B2 JPH0542609B2 JP59058770A JP5877084A JPH0542609B2 JP H0542609 B2 JPH0542609 B2 JP H0542609B2 JP 59058770 A JP59058770 A JP 59058770A JP 5877084 A JP5877084 A JP 5877084A JP H0542609 B2 JPH0542609 B2 JP H0542609B2
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- receiving diaphragm
- pressure receiving
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
- G01L9/0054—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜発明の属する技術分野＞
本発明は、半導体のピエゾ抵抗効果を利用した
圧力センサに関するものである。
圧力センサに関するものである。
＜従来技術＞
一般に半導体のピエゾ抵抗効果を利用した圧力
センサは、例えばシリコンからなる単結晶半導体
基板にエツチングで受圧ダイヤフラムを形成し、
かつ受圧ダイヤフラム上に拡散技術等によりゲー
ジ抵抗を設け、受圧ダイヤフラムの両面にかかる
圧力差に基づく応力をゲージ抵抗に作用させ、ゲ
ージ抵抗の抵抗値の変化から圧力差を検出するも
のである。通常は、受圧ダイヤフラム上に２個も
しくは４個のゲージ抵抗を設け、ハーフブリツジ
あるいはフルブリツジを構成し、ダイヤフラムに
かかる圧力差を表わす信号を得ている。ところ
で、この種の圧力センサにおいては、ゲージ抵抗
の温度依存性が大きいため、周囲温度の変化によ
る影響を受け、出力が変動する欠点がある。
センサは、例えばシリコンからなる単結晶半導体
基板にエツチングで受圧ダイヤフラムを形成し、
かつ受圧ダイヤフラム上に拡散技術等によりゲー
ジ抵抗を設け、受圧ダイヤフラムの両面にかかる
圧力差に基づく応力をゲージ抵抗に作用させ、ゲ
ージ抵抗の抵抗値の変化から圧力差を検出するも
のである。通常は、受圧ダイヤフラム上に２個も
しくは４個のゲージ抵抗を設け、ハーフブリツジ
あるいはフルブリツジを構成し、ダイヤフラムに
かかる圧力差を表わす信号を得ている。ところ
で、この種の圧力センサにおいては、ゲージ抵抗
の温度依存性が大きいため、周囲温度の変化によ
る影響を受け、出力が変動する欠点がある。
よつて一般には、サーミスタ，ポジスタ，トラ
ンジスタ等の感温素子を用い、温度変化に応じて
ブリツジの電源電圧を制御することによつて、出
力変動の補償を行つている。この方法で精度よく
補償を行うには、ゲージ抵抗の温度特性と補償用
感温素子の温度特性を一致させる必要があるが、
しかしながらこれらを一致させることは容易でな
く、高精度な補償は困難であつた。しかもこのよ
うな補償のための調整工数は、恒温槽を使用し、
ゲージ抵抗の温度特性および補償用感温素子の温
度特性をいちいち測定して行わなければならない
等、圧力センサの全組立工数の半分近くを占めて
いる。
ンジスタ等の感温素子を用い、温度変化に応じて
ブリツジの電源電圧を制御することによつて、出
力変動の補償を行つている。この方法で精度よく
補償を行うには、ゲージ抵抗の温度特性と補償用
感温素子の温度特性を一致させる必要があるが、
しかしながらこれらを一致させることは容易でな
く、高精度な補償は困難であつた。しかもこのよ
うな補償のための調整工数は、恒温槽を使用し、
ゲージ抵抗の温度特性および補償用感温素子の温
度特性をいちいち測定して行わなければならない
等、圧力センサの全組立工数の半分近くを占めて
いる。
また、基板の固定部に温度補償用ゲージ抵抗を
設けて、測定値の温度補償を行う事が行われてい
るが、ゲージ抵抗のピエゾ抵抗係数の温度係数β
まではキヤンセルできない。
設けて、測定値の温度補償を行う事が行われてい
るが、ゲージ抵抗のピエゾ抵抗係数の温度係数β
まではキヤンセルできない。
此のため、供給電源電圧に−βの温度係数を持
たせる等の工夫が必要となる。
たせる等の工夫が必要となる。
＜発明の目的＞
本発明は、周囲温度の変化による影響を有効に
補償できる構造の圧力センサを実現するにある。
補償できる構造の圧力センサを実現するにある。
＜問題を解決するための手段＞
この目的を達成するために、本発明は、単結晶
半導体基板に設けられた受圧ダイアフラムと、該
受圧ダイアフラムの中央部に一端が固定された突
起体と、前記受圧ダイアフラムに設けられた少な
くとも２個のゲージ抵抗と、前記単結晶半導体基
板の固定部に設けられたゲージ抵抗と、前記受圧
ダイアフラムに所定応力を生ずるように該受圧ダ
イアフラムに前記突起体によりあらかじめ所定変
位が与えられて前記単結晶半導体基板が固定され
る基台と、前記これらの３個のゲージ抵抗の抵抗
値から得られる測定圧とゲージ抵抗の温度係数と
ピエゾ抵抗係数の温度係数に関係する３個の関係
式からゲージ抵抗の温度係数とピエゾ抵抗係数の
温度係数が演算消去され測定圧を演算する演算部
とを具備する圧力センサを構成したものである。
半導体基板に設けられた受圧ダイアフラムと、該
受圧ダイアフラムの中央部に一端が固定された突
起体と、前記受圧ダイアフラムに設けられた少な
くとも２個のゲージ抵抗と、前記単結晶半導体基
板の固定部に設けられたゲージ抵抗と、前記受圧
ダイアフラムに所定応力を生ずるように該受圧ダ
イアフラムに前記突起体によりあらかじめ所定変
位が与えられて前記単結晶半導体基板が固定され
る基台と、前記これらの３個のゲージ抵抗の抵抗
値から得られる測定圧とゲージ抵抗の温度係数と
ピエゾ抵抗係数の温度係数に関係する３個の関係
式からゲージ抵抗の温度係数とピエゾ抵抗係数の
温度係数が演算消去され測定圧を演算する演算部
とを具備する圧力センサを構成したものである。
＜実施例＞
第１図は本発明圧力センサの一実施例を示す斜
視図、第２図はその断面図である。両図におい
て、１０は面方位が（100）のシリコン等の単結
晶半導体基板、１１は基板１０に等方性エツチン
グで形成された円形の受圧ダイヤフラム、１２は
受圧ダイヤフラム１１の中心に形成された棒状の
突起体、１３は基板１０の固定部である。そして
第３図に示すように突起体１２と固定部１３との
間にはわずかな初期段差δ（例えば4000Å）が設
けられている。２１，２２，２３は各々拡散抵抗
等のゲージ抵抗で、２１，２２は受圧ダイヤフラ
ム１１の表面にその長手方向（電流方向）が直交
し、かつ近接して形成されており、２３は突起部
１３の表面に形成されている。３０はシリンある
いはガラス等の基台で、単結晶半導体基板１０の
固定部１３の裏面および突起体１２の先端が陽極
接合あるいは低融点ガラス接合などにより固定さ
れている。この基板１０と基台３０の接合によ
り、初期段差に基づく突起体１２の作用で、受圧
ダイヤフラム１１の中心部に一定変位δがあらか
じめ与えられる。これにより受圧ダイヤフラム１
１の中心に与えられる力Ｆは、受圧ダイヤフラム
１１の直径２ａと、突起体１２の直径２ｂとが、
2b≪2aの関係にあるので次式で表わされる。
視図、第２図はその断面図である。両図におい
て、１０は面方位が（100）のシリコン等の単結
晶半導体基板、１１は基板１０に等方性エツチン
グで形成された円形の受圧ダイヤフラム、１２は
受圧ダイヤフラム１１の中心に形成された棒状の
突起体、１３は基板１０の固定部である。そして
第３図に示すように突起体１２と固定部１３との
間にはわずかな初期段差δ（例えば4000Å）が設
けられている。２１，２２，２３は各々拡散抵抗
等のゲージ抵抗で、２１，２２は受圧ダイヤフラ
ム１１の表面にその長手方向（電流方向）が直交
し、かつ近接して形成されており、２３は突起部
１３の表面に形成されている。３０はシリンある
いはガラス等の基台で、単結晶半導体基板１０の
固定部１３の裏面および突起体１２の先端が陽極
接合あるいは低融点ガラス接合などにより固定さ
れている。この基板１０と基台３０の接合によ
り、初期段差に基づく突起体１２の作用で、受圧
ダイヤフラム１１の中心部に一定変位δがあらか
じめ与えられる。これにより受圧ダイヤフラム１
１の中心に与えられる力Ｆは、受圧ダイヤフラム
１１の直径２ａと、突起体１２の直径２ｂとが、
2b≪2aの関係にあるので次式で表わされる。
Ｆ＝16π／a2・Eh3／12（１−ν2）・δ (1)
ここで、ν：ポアソン比
Ｅ：ヤング率
ｈ：受圧ダイヤフラム１１の厚さ
そして、受圧ダイヤフラム１１の面上には、こ
の力Ｆに対応した半径方向応力σrRと円周方向応
力σ〓Rが発生している。この応力σrR，σ〓Rの温度係
数は、主にヤング率Ｅの温度係数で決まり、基板
１０がシリコンの場合その値は約43×10-6／℃と
充分に小さく、σrR，σ〓Rは周囲温度の変化の影響
を受けない基準応力として用いることができる。
なお突起体１２の先端は基台３０に接合しなくて
もよい。
の力Ｆに対応した半径方向応力σrRと円周方向応
力σ〓Rが発生している。この応力σrR，σ〓Rの温度係
数は、主にヤング率Ｅの温度係数で決まり、基板
１０がシリコンの場合その値は約43×10-6／℃と
充分に小さく、σrR，σ〓Rは周囲温度の変化の影響
を受けない基準応力として用いることができる。
なお突起体１２の先端は基台３０に接合しなくて
もよい。
また基台３０には受圧ダイヤフラム１１の裏面
に基準圧P0（例えば大気圧）を与えるための開口
３１が設けられている。これにより受圧ダイヤフ
ラム１１は、その表面に加わる被測定圧PM（基準
圧P0からの差）に感応する。そして受圧ダイヤ
フラム１１の面上には、この被測定圧PMに対応
した半径方向応力σrMと円周方向応力σ〓Mが作用す
る。また基板１０の固定部１３の面上には、一定
変位δによる力Ｆや被測定圧PMによる応力が作
用しない。
に基準圧P0（例えば大気圧）を与えるための開口
３１が設けられている。これにより受圧ダイヤフ
ラム１１は、その表面に加わる被測定圧PM（基準
圧P0からの差）に感応する。そして受圧ダイヤ
フラム１１の面上には、この被測定圧PMに対応
した半径方向応力σrMと円周方向応力σ〓Mが作用す
る。また基板１０の固定部１３の面上には、一定
変位δによる力Ｆや被測定圧PMによる応力が作
用しない。
このように構成した本発明圧力センサにおい
て、まず受圧ダイヤフラム１１に設けたゲージ抵
抗２１，２２には、一定変位δに基づくσrR，σ〓R
と被測定圧PMに基づく応力σrM，σ〓Mが作用する。
ゲージ抵抗２１，２２の抵抗値RM1，RM2は、基
準温度t0のときの初期抵抗をR0，R0の抵抗温度
係数をα、基準温度t0のときの長手方向および直
角方向のピエゾ抵抗係数をπl0，πt0、ピエゾ抵抗
係数の温度係数をβ、基準温度t0からの温度変化
をｔ、受圧ダイヤフラム１１の構造やゲージ抵抗
２１，２２の配置等で決まる定数をk1，k2，k3，
k4とすると、それぞれ次式で表わされる。
て、まず受圧ダイヤフラム１１に設けたゲージ抵
抗２１，２２には、一定変位δに基づくσrR，σ〓R
と被測定圧PMに基づく応力σrM，σ〓Mが作用する。
ゲージ抵抗２１，２２の抵抗値RM1，RM2は、基
準温度t0のときの初期抵抗をR0，R0の抵抗温度
係数をα、基準温度t0のときの長手方向および直
角方向のピエゾ抵抗係数をπl0，πt0、ピエゾ抵抗
係数の温度係数をβ、基準温度t0からの温度変化
をｔ、受圧ダイヤフラム１１の構造やゲージ抵抗
２１，２２の配置等で決まる定数をk1，k2，k3，
k4とすると、それぞれ次式で表わされる。
RM1＝R0（１＋αt）｛１＋（k1PM）（１＋βt）｝(2)
RM2＝R0（１＋αt）｛１＋（k2PM）（１＋βt）｝(3)
ここで、k1PM＝πl0σrM＋πt0σ〓M
k2PM＝πl0σ〓M＋πt0σrM
k3F＝πl0σrR＋πt0σ〓R
k4F＝πl0σ〓R＋πt0σrR
一方固定部１３に設けたゲージ抵抗２３には、
一定変位δに基づく応力および被測定圧PMに基
づく応力が作用しないので、その抵抗値RZは次
式で与えられる。
一定変位δに基づく応力および被測定圧PMに基
づく応力が作用しないので、その抵抗値RZは次
式で与えられる。
RZ＝R0（（１＋αt） (4)
よつてゲージ抵抗２１，２２，２３の抵抗値
RM1，RM2，RZに基づいて次式の演算を行えば、 k4（RM1−RZ）−k3（RM2−RZ）／k1（RM2−RZ）−k2
（RM1−RZ）＝１／ＦPM(5) となり、温度係数αとβの項を有効に除去でき
る。すなわち、周囲温度の変化による影響を受け
ることなく、高精度に被測定圧PMを表わす信号
を得ることができる。しかも恒温槽の使用による
ゲージ抵抗の温度特性の測定が不要となり、単に
基準応力のチエツクのみでよいため、圧力センサ
の組立工数の削減もできる。
RM1，RM2，RZに基づいて次式の演算を行えば、 k4（RM1−RZ）−k3（RM2−RZ）／k1（RM2−RZ）−k2
（RM1−RZ）＝１／ＦPM(5) となり、温度係数αとβの項を有効に除去でき
る。すなわち、周囲温度の変化による影響を受け
ることなく、高精度に被測定圧PMを表わす信号
を得ることができる。しかも恒温槽の使用による
ゲージ抵抗の温度特性の測定が不要となり、単に
基準応力のチエツクのみでよいため、圧力センサ
の組立工数の削減もできる。
また、単結晶半導体基板１０と基台３０との接
合で生ずる残留応力などの外乱力については、通
常基板１０の厚さや接合幅を大きくしてその影響
を小さくしている。さらに外乱力による応力がゲ
ージ抵抗２１，２２，２３に作用しても、この外
乱力による応力は各ゲージ抵抗２１，２２，２３
にそれぞれ同じように作用し、各抵抗の抵抗値変
化は等しいとみなせるので、その影響は(5)式の演
算を行うことによつて打ち消すことができる。
合で生ずる残留応力などの外乱力については、通
常基板１０の厚さや接合幅を大きくしてその影響
を小さくしている。さらに外乱力による応力がゲ
ージ抵抗２１，２２，２３に作用しても、この外
乱力による応力は各ゲージ抵抗２１，２２，２３
にそれぞれ同じように作用し、各抵抗の抵抗値変
化は等しいとみなせるので、その影響は(5)式の演
算を行うことによつて打ち消すことができる。
第４図は本発明圧力センサに用いる信号処理回
路の一例を示す接続図である。第４図の信号処理
回路４０において、４１a，４１b，４１cは各々
センサアンプで、センサアンプ４１aの帰還回路
にゲージ抵抗２１が、センサアンプ４１bの帰還
回路にゲージ抵抗２２が、センサアンプ４１cの
帰還回路にゲージ抵抗２３がそれぞれ接続されて
いる。４２は誤差増幅器で、その出力ECが抵抗
値の等しい抵抗４３a，４３b，４３cをそれぞれ
介してセンサアンプ４１a，４１b，４１cの入力
に加えられている。４４a，４４bは各々減算回路
で、４４aはセンサアンプ４１aの出力EM1とセン
サアンプ４１cの出力EZの差（EM1−EZ）を、４４
ｂはセンサアンプ４１bの出力EM2とセンサアンプ
４１cの出力EZの差（EM2−EZ）をそれぞれ演算す
る。４５a，４５b，４５c，４５dは各々係数回路
で、４５aは減算回路４４ｂの出力（EM2−EZ）に
係数K1を乗じ、４５bは減算回路４４aの出力
（EM1−EZ）に係数K2を乗じ、４５cは減算回路４
４bの出力（EM2−EZ）に係数K3を乗じ、４５dは
減算回路４４aの出力（EM1−EZ）に係数K4を乗
ずる。４６a，４６bは各各減算回路で、４６aは
係数回路４５aの出力K1（EM2−EZ）と係数回路４
５bの出力K2（EM1−EZ）との差を演算して、誤差
増幅器４２の入力端子（−）に加える。減算回路
４６bは係数回路４５dの出力K4（EM1−EZ）と係
数回路４５cの出力K3（EM2−EZ）との差を演算し
て、出力端子OUTに出力電圧E0として与える。
４７は基準電圧源で、一定電圧ERを誤差増幅器
４２の入力端子（＋）に与える。
路の一例を示す接続図である。第４図の信号処理
回路４０において、４１a，４１b，４１cは各々
センサアンプで、センサアンプ４１aの帰還回路
にゲージ抵抗２１が、センサアンプ４１bの帰還
回路にゲージ抵抗２２が、センサアンプ４１cの
帰還回路にゲージ抵抗２３がそれぞれ接続されて
いる。４２は誤差増幅器で、その出力ECが抵抗
値の等しい抵抗４３a，４３b，４３cをそれぞれ
介してセンサアンプ４１a，４１b，４１cの入力
に加えられている。４４a，４４bは各々減算回路
で、４４aはセンサアンプ４１aの出力EM1とセン
サアンプ４１cの出力EZの差（EM1−EZ）を、４４
ｂはセンサアンプ４１bの出力EM2とセンサアンプ
４１cの出力EZの差（EM2−EZ）をそれぞれ演算す
る。４５a，４５b，４５c，４５dは各々係数回路
で、４５aは減算回路４４ｂの出力（EM2−EZ）に
係数K1を乗じ、４５bは減算回路４４aの出力
（EM1−EZ）に係数K2を乗じ、４５cは減算回路４
４bの出力（EM2−EZ）に係数K3を乗じ、４５dは
減算回路４４aの出力（EM1−EZ）に係数K4を乗
ずる。４６a，４６bは各各減算回路で、４６aは
係数回路４５aの出力K1（EM2−EZ）と係数回路４
５bの出力K2（EM1−EZ）との差を演算して、誤差
増幅器４２の入力端子（−）に加える。減算回路
４６bは係数回路４５dの出力K4（EM1−EZ）と係
数回路４５cの出力K3（EM2−EZ）との差を演算し
て、出力端子OUTに出力電圧E0として与える。
４７は基準電圧源で、一定電圧ERを誤差増幅器
４２の入力端子（＋）に与える。
このような構成の信号処理回路においては、抵
抗４３a，４３b，４３cの抵抗値を等しく選び、
その値をRcとすると各センサアンプ４１a，４１
ｂ，４１cの出力EM1，EM2，EZはそれぞれ次式で与
えられる。
抗４３a，４３b，４３cの抵抗値を等しく選び、
その値をRcとすると各センサアンプ４１a，４１
ｂ，４１cの出力EM1，EM2，EZはそれぞれ次式で与
えられる。
EM1＝−RM1／RCEC
EM2＝−RM2／RCEC
EZ＝−RZ／RCEC (6)
そして、誤差増幅器４２により減算回路４６aの
出力（K1EM2−K1EZ−K2EM1＋K2EZ）が基準電
圧ERと等しくなるように、センサアンプ４１a，
４１b，４１cの入力電圧ECを制御するので、次式
の関数が成立する。
出力（K1EM2−K1EZ−K2EM1＋K2EZ）が基準電
圧ERと等しくなるように、センサアンプ４１a，
４１b，４１cの入力電圧ECを制御するので、次式
の関数が成立する。
１／RC｛K2（RM1−RZ）＝K1（RM2−RZ）｝EC＝ER (7)
よつて、減算回路４６bの出力端に得られる出力
電圧E0は、K1＝k1，K2＝k2，K3＝k3，K4＝k4に
選ぶと、 E0＝k4（RM1−RZ）−k3（RM2−RZ）／k1（RM2−RZ）
−k2（RM1−RZ）ER となり、(5)式の演算を実行でき、周囲温度の変化
の影響を受けることなく、被測定圧PMを表わす
信号電圧E0を得ることができる。なお信号処理
回路としては、各ゲージ抵抗２１，２２，２３に
一定電流を流し、各ゲージ抵抗の電圧降下をそれ
ぞれ検出して、Ａ／Ｄ変換後マイクロコンピユー
タで(5)式に相当するデイジタル演算を行う等種々
の構成のものを用いることができる。さらに信号
処理回路４０を単結晶半導体基板１０上に形成す
れば、Ｓ／Ｎ向上、小形化を図ることができる。
電圧E0は、K1＝k1，K2＝k2，K3＝k3，K4＝k4に
選ぶと、 E0＝k4（RM1−RZ）−k3（RM2−RZ）／k1（RM2−RZ）
−k2（RM1−RZ）ER となり、(5)式の演算を実行でき、周囲温度の変化
の影響を受けることなく、被測定圧PMを表わす
信号電圧E0を得ることができる。なお信号処理
回路としては、各ゲージ抵抗２１，２２，２３に
一定電流を流し、各ゲージ抵抗の電圧降下をそれ
ぞれ検出して、Ａ／Ｄ変換後マイクロコンピユー
タで(5)式に相当するデイジタル演算を行う等種々
の構成のものを用いることができる。さらに信号
処理回路４０を単結晶半導体基板１０上に形成す
れば、Ｓ／Ｎ向上、小形化を図ることができる。
なお上述では、単結晶半導体基板１０に等方性
エツチングで円形の受圧ダイヤフラム１１を形成
する場合を例示したが、異方性エツチングにより
矩形の受圧ダイヤフラムを形成してもよい。この
場合“アンダーカツト”を生かして、棒状突起体
１２の先端に第５図に示すようにSiO2の板１２a
を形成すると、突起体１２が曲がることなく基台
３０に接触できる。またゲージ抵抗２１，２２と
して第６図に示すように一体的に形成したものを
用いればより特性を揃えることができ、補償精度
を上げ得る。さらにゲージ抵抗２１と２２を被測
定圧PMに基づく応力が差動的に変化する受圧ダ
イヤフラム上の２点に別別に設ける場合には、必
らずしも直交させる必要はない。
エツチングで円形の受圧ダイヤフラム１１を形成
する場合を例示したが、異方性エツチングにより
矩形の受圧ダイヤフラムを形成してもよい。この
場合“アンダーカツト”を生かして、棒状突起体
１２の先端に第５図に示すようにSiO2の板１２a
を形成すると、突起体１２が曲がることなく基台
３０に接触できる。またゲージ抵抗２１，２２と
して第６図に示すように一体的に形成したものを
用いればより特性を揃えることができ、補償精度
を上げ得る。さらにゲージ抵抗２１と２２を被測
定圧PMに基づく応力が差動的に変化する受圧ダ
イヤフラム上の２点に別別に設ける場合には、必
らずしも直交させる必要はない。
＜発明の効果＞
本発明においては、
(1) 受圧ダイアフラムと単結晶半導体基板の固定
部とに設けられた３個のゲージ抵抗の抵抗値か
ら、測定圧PMと、ゲージ抵抗の温度係数αと、
ピエゾ抵抗係数の温度係数βに関係する３個の
関係式が得られるので、ゲージ抵抗の温度係数
αと、ピエゾ抵抗係数の温度係数βが、演算部
により演算消去でき、周囲温度の変化による影
響を受けることなく、高精度に測定圧を測定す
ることができます。
部とに設けられた３個のゲージ抵抗の抵抗値か
ら、測定圧PMと、ゲージ抵抗の温度係数αと、
ピエゾ抵抗係数の温度係数βに関係する３個の
関係式が得られるので、ゲージ抵抗の温度係数
αと、ピエゾ抵抗係数の温度係数βが、演算部
により演算消去でき、周囲温度の変化による影
響を受けることなく、高精度に測定圧を測定す
ることができます。
(2) 従来例の如く、ゲージ抵抗の温度特性を、恒
温槽を使用していちいち測定する必要もなく、
組み立て工数の大幅な削減ができます。
温槽を使用していちいち測定する必要もなく、
組み立て工数の大幅な削減ができます。
(3) 受圧ダイアフラムの中央部に一端が固定され
た突起体を設けるだけでよいので、構成の簡単
な圧力センサが得られる。
た突起体を設けるだけでよいので、構成の簡単
な圧力センサが得られる。
第１図は本発明圧力センサの一実施例を示す斜
視図、第２図はその断面図、第３図は本発明圧力
センサの要部の断面図、第４図は本発明圧力セン
サに用いる信号処理回路の一実施例を示す接続
図、第５図は本発明圧力センサの他の実施例を示
す断面図、第６図は本発明圧力センサに用いるゲ
ージ抵抗の一例を示す平面図である。 １０……単結晶半導体基板、１１……受圧ダイ
ヤフラム、１２……突起体、１３……固定部、２
１，２２，２３……ゲージ抵抗、３０……基台、
４０……信号処理回路。
視図、第２図はその断面図、第３図は本発明圧力
センサの要部の断面図、第４図は本発明圧力セン
サに用いる信号処理回路の一実施例を示す接続
図、第５図は本発明圧力センサの他の実施例を示
す断面図、第６図は本発明圧力センサに用いるゲ
ージ抵抗の一例を示す平面図である。 １０……単結晶半導体基板、１１……受圧ダイ
ヤフラム、１２……突起体、１３……固定部、２
１，２２，２３……ゲージ抵抗、３０……基台、
４０……信号処理回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単結晶半導体基板に設けられた受圧ダイアフ
ラムと、 該受圧ダイアフラムの中央部に一端が固定され
た棒状の突起体と、 前記受圧ダイアフラムに設けられた少なくとも
２個のゲージ抵抗と、 前記単結晶半導体基板の固定部に設けられたゲ
ージ抵抗と、 前記受圧ダイアフラムに所定応力を生ずるよう
に該受圧ダイアフラムに前記突起体によりあらか
じめ所定変位が与えられて前記単結晶半導体基板
が固定される基台と、 前記これらの３個のゲージ抵抗の抵抗値から得
られる測定圧とゲージ抵抗の温度係数とピエゾ抵
抗係数の温度係数に関係する３個の関係式からゲ
ージ抵抗の温度係数とピエゾ抵抗係数の温度係数
が演算消去され測定圧を演算する演算部と を具備する圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5877084A JPS60201228A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5877084A JPS60201228A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201228A JPS60201228A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0542609B2 true JPH0542609B2 (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=13093779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5877084A Granted JPS60201228A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60201228A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56145327A (en) * | 1980-04-15 | 1981-11-12 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure transducer |
| JPS5737235A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-01 | Omron Tateisi Electronics Co | Semiconductor pressure-sensitive device |
| JPS5782730A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
| JPS5826237A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP5877084A patent/JPS60201228A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56145327A (en) * | 1980-04-15 | 1981-11-12 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure transducer |
| JPS5737235A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-01 | Omron Tateisi Electronics Co | Semiconductor pressure-sensitive device |
| JPS5782730A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
| JPS5826237A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60201228A (ja) | 1985-10-11 |
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