JPH064305Y2 - 小型水圧センサ - Google Patents
小型水圧センサInfo
- Publication number
- JPH064305Y2 JPH064305Y2 JP1987197512U JP19751287U JPH064305Y2 JP H064305 Y2 JPH064305 Y2 JP H064305Y2 JP 1987197512 U JP1987197512 U JP 1987197512U JP 19751287 U JP19751287 U JP 19751287U JP H064305 Y2 JPH064305 Y2 JP H064305Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fixed
- bottom plate
- diaphragm
- pressure sensor
- movable electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 産業上の利用分野 本考案はタンク内の液面位置や配管等の水頭などを検知
するに有用な静電容量型の水圧センサに関する。
するに有用な静電容量型の水圧センサに関する。
従来の技術 流体圧力の変化を検出するに際して、圧力をダイヤフラ
ムに受けてそのリフト量変化に変え、ダイヤフラムに結
合した可動電極板と固定電極板との間の静電容量の変化
として電気的に検出することが行われている。かかる検
出機構を有する従来の空気圧検出センサは、たとえば第
２図のような構造を有しており、固定電極板２１と可動
電極板２２との平行度を確保するために、可動電極板２
２をダイヤフラム２３にハンダや接着剤２４等によって
固着してある。固定電極板２１とダイヤフラム２３とは
固定枠体２５およびその底部に取り付けられたダイヤフ
ラム支持板２６により固定され、その底面に設けられた
圧力導入管２７から圧力Ｐが加えられるようになってい
る。固定電極板２１と可動電極板２２との間の静電容量
は、固定電極板２１から直接に引き出された出力導線２
８と可動電極板２２から引き出された出力導線２９との
間で測定されるようになっている。
ムに受けてそのリフト量変化に変え、ダイヤフラムに結
合した可動電極板と固定電極板との間の静電容量の変化
として電気的に検出することが行われている。かかる検
出機構を有する従来の空気圧検出センサは、たとえば第
２図のような構造を有しており、固定電極板２１と可動
電極板２２との平行度を確保するために、可動電極板２
２をダイヤフラム２３にハンダや接着剤２４等によって
固着してある。固定電極板２１とダイヤフラム２３とは
固定枠体２５およびその底部に取り付けられたダイヤフ
ラム支持板２６により固定され、その底面に設けられた
圧力導入管２７から圧力Ｐが加えられるようになってい
る。固定電極板２１と可動電極板２２との間の静電容量
は、固定電極板２１から直接に引き出された出力導線２
８と可動電極板２２から引き出された出力導線２９との
間で測定されるようになっている。
静電容量の測定に当っては、例えば第３図に示すよう
に、容量Ｃの変化に対応して可変周波数発振器（ＯＳ
Ｃ）を発振させ、その出力周波数をＶ変換器（−
Ｖ）によって電圧に変換して検出するなどの方法が用い
られるが、指示計器などの目盛りは勿論ダイヤフラムに
加えられる圧力Ｐに基づいて設定されている。
に、容量Ｃの変化に対応して可変周波数発振器（ＯＳ
Ｃ）を発振させ、その出力周波数をＶ変換器（−
Ｖ）によって電圧に変換して検出するなどの方法が用い
られるが、指示計器などの目盛りは勿論ダイヤフラムに
加えられる圧力Ｐに基づいて設定されている。
このような従来の空気圧検出センサは、固定電極板２１
と可動電極板２２とに対する外部環境の影響が、センサ
部分をシールド体３０によって包囲することによって遮
断されていて、空気圧の測定精度などに関しては何等不
具合はなかった。
と可動電極板２２とに対する外部環境の影響が、センサ
部分をシールド体３０によって包囲することによって遮
断されていて、空気圧の測定精度などに関しては何等不
具合はなかった。
ところが、このような圧力測定方式を水位の検知に利用
しようとする場合には、環境が高湿度となることが多い
ため、温度の変化などにつれてセンサ内部にも高湿度の
空気が出入し、静電容量の測定値に誤差が生ずることが
あった。
しようとする場合には、環境が高湿度となることが多い
ため、温度の変化などにつれてセンサ内部にも高湿度の
空気が出入し、静電容量の測定値に誤差が生ずることが
あった。
解決しようとする問題点 本考案者は、このような静電容量型の圧力検知装置を水
圧センサとして利用しようとしたときに測定精度が低下
する原因について種々検討を加えた結果、かかる圧力セ
ンサのシールド体の内部に侵入した湿気が外部気温の変
動などに伴って冷却されたとき、シールド体内で結露す
るなどにより、電極を支持している絶縁物の表面の漏洩
抵抗が減小したりまた静電容量が変化したりすることが
原因であろうと推定されるに至った。
圧センサとして利用しようとしたときに測定精度が低下
する原因について種々検討を加えた結果、かかる圧力セ
ンサのシールド体の内部に侵入した湿気が外部気温の変
動などに伴って冷却されたとき、シールド体内で結露す
るなどにより、電極を支持している絶縁物の表面の漏洩
抵抗が減小したりまた静電容量が変化したりすることが
原因であろうと推定されるに至った。
そこで、本考案は、このような湿気の影響を受けずに使
い勝手のよい小型の水圧センサを提供することを目的と
したものである。
い勝手のよい小型の水圧センサを提供することを目的と
したものである。
問題点を解決するための手段 上記のような本考案の目的は、金属性底板と金属性シー
ルドケースとからなるハウジング内に、該底板に対して
周縁部が封着されて該底板の貫通孔より導入された圧力
に対応する変位を発生するダイヤフラムと、該ダイヤフ
ラムに対して固着された可動電極と、該可動電極に対向
するように該底板に対して支持固定された固定電極と、
該固定電極の背面に設けられた加熱要素とを、非気密に
封入してなる小型水圧センサにおいて、前記可動電極は
無機質チップ絶縁碍子を介して前記ダイヤフラムに固着
され、前記固定電極はその周縁部で複数個の無機質柱状
絶縁碍子を介して前記底板に固定されていることを特徴
とする小型水圧センサによって達成される。
ルドケースとからなるハウジング内に、該底板に対して
周縁部が封着されて該底板の貫通孔より導入された圧力
に対応する変位を発生するダイヤフラムと、該ダイヤフ
ラムに対して固着された可動電極と、該可動電極に対向
するように該底板に対して支持固定された固定電極と、
該固定電極の背面に設けられた加熱要素とを、非気密に
封入してなる小型水圧センサにおいて、前記可動電極は
無機質チップ絶縁碍子を介して前記ダイヤフラムに固着
され、前記固定電極はその周縁部で複数個の無機質柱状
絶縁碍子を介して前記底板に固定されていることを特徴
とする小型水圧センサによって達成される。
本考案において、金属性底板と金属性シールドケースと
からなるハウジングは、内部に封入される部品を完全に
外界からシールドするものであることが望ましい。そし
て固定電極は該金属性底板に対して複数のガラスまたは
セラミックス等の無機質絶縁体すなわち柱状絶縁碍子等
を介して固定され、また可動電極はダイヤフラムに対し
てガラスまたはセラミックス等の無機質のチップ絶縁碍
子を介して固着される。そして金属底板とダイヤフラム
とはダイヤフラムの周縁部において溶接や鑞接などによ
って密封され、金属底板のたとえば中央などに設けた貫
通孔から導入された圧力によって、ダイヤフラムが作動
するように構成される。
からなるハウジングは、内部に封入される部品を完全に
外界からシールドするものであることが望ましい。そし
て固定電極は該金属性底板に対して複数のガラスまたは
セラミックス等の無機質絶縁体すなわち柱状絶縁碍子等
を介して固定され、また可動電極はダイヤフラムに対し
てガラスまたはセラミックス等の無機質のチップ絶縁碍
子を介して固着される。そして金属底板とダイヤフラム
とはダイヤフラムの周縁部において溶接や鑞接などによ
って密封され、金属底板のたとえば中央などに設けた貫
通孔から導入された圧力によって、ダイヤフラムが作動
するように構成される。
本考案の水圧センサの固定電極の背面、すなわち可動電
極と反対側には加熱要素が装置され固定電極を保温する
ようにしてあるが、かかる加熱素子としてはたとえばＰ
ＴＣサーミスタのような温度制御機能を有するものが望
ましく、環境温度の変化に拘らず結露を防止できるよう
な温度に電極を維持できることが望ましい。
極と反対側には加熱要素が装置され固定電極を保温する
ようにしてあるが、かかる加熱素子としてはたとえばＰ
ＴＣサーミスタのような温度制御機能を有するものが望
ましく、環境温度の変化に拘らず結露を防止できるよう
な温度に電極を維持できることが望ましい。
作用 本考案の小型水圧センサは、固定電極が加熱素子によっ
て常時温められており、可動電極も固定電極からの熱放
射によって温められている。そしてこれらの電極は無機
質の絶縁体によって支持固定されているので金属性の底
板やダイヤフラムへの熱の伝導損失が少なく、外部から
シールドケース内に湿気が侵入して来たとしても容易に
結露することがなく、電気絶縁性も劣化しない。さらに
外部環境の温度が大幅に変化しても電極部分の温度はあ
まり低下せず、無機質絶縁体が低熱膨張係数を有するこ
とと相俟って静電容量の誤差も少なく、精度が高い。
て常時温められており、可動電極も固定電極からの熱放
射によって温められている。そしてこれらの電極は無機
質の絶縁体によって支持固定されているので金属性の底
板やダイヤフラムへの熱の伝導損失が少なく、外部から
シールドケース内に湿気が侵入して来たとしても容易に
結露することがなく、電気絶縁性も劣化しない。さらに
外部環境の温度が大幅に変化しても電極部分の温度はあ
まり低下せず、無機質絶縁体が低熱膨張係数を有するこ
とと相俟って静電容量の誤差も少なく、精度が高い。
実施例 本考案の小型水圧センサの例を第１図に示す。
１は金属製の底板であり、その中央部から圧力導入管１
ａが外方に向けて設けられている。また２は金属製のダ
イヤフラムであり、その周縁部は底板１と溶接されてい
る。３はセラミックス製のチップ絶縁碍子であり、その
下面はダイヤフラム２の中心部にハンダ接合されると共
にその上面は可動電極板４の中心部にハンダ接合されて
いる。
ａが外方に向けて設けられている。また２は金属製のダ
イヤフラムであり、その周縁部は底板１と溶接されてい
る。３はセラミックス製のチップ絶縁碍子であり、その
下面はダイヤフラム２の中心部にハンダ接合されると共
にその上面は可動電極板４の中心部にハンダ接合されて
いる。
５はセラミックス製の柱状絶縁碍子であり、その下端面
は底板１にハンダ接合されている。６は固定電極板であ
り、絶縁碍子５の上端部で位置決めされ、可動電極板４
と平行を保つように固定されている。
は底板１にハンダ接合されている。６は固定電極板であ
り、絶縁碍子５の上端部で位置決めされ、可動電極板４
と平行を保つように固定されている。
固定電極板６の背面には、これとほゞ平行を保つように
してヒーター板７が設けられており、温度の自動制御能
力のあるＰＴＣサーミスタ発熱体７ａがこれに取り付け
られている。また、ヒーター板７の背側には、固定電極
板６と可動電極板４との間の静電容量を検出して電圧等
の出力信号に変換するための出力回路基板８が設けられ
ており、導線８ａ，８ｂによってそれぞれ固定電極板６
と可動電極板４とに結ばれている。８ｃは出力信号およ
び電源電力等を入出力するケーブルである。９は金属製
のシールドカバーであり、底板１に封止されると共にこ
れと電気的に結合されている。
してヒーター板７が設けられており、温度の自動制御能
力のあるＰＴＣサーミスタ発熱体７ａがこれに取り付け
られている。また、ヒーター板７の背側には、固定電極
板６と可動電極板４との間の静電容量を検出して電圧等
の出力信号に変換するための出力回路基板８が設けられ
ており、導線８ａ，８ｂによってそれぞれ固定電極板６
と可動電極板４とに結ばれている。８ｃは出力信号およ
び電源電力等を入出力するケーブルである。９は金属製
のシールドカバーであり、底板１に封止されると共にこ
れと電気的に結合されている。
このように構成された本考案の小型水圧センサは、ヒー
ター板７が固定電極板６の背面にあってこれを保温して
おり、間接的に可動電極板４も保温されている。これら
の電極板はそれぞれセラミックス製の碍子５および３で
支持されているので熱の伝導による損失が少なく、湿度
の変動があっても結露の心配がなくまた電気絶縁性も劣
化しない。さらにこれらは底板１とシールドケース９と
で非気密なように封入されているので、外界の気圧の変
動があっても水位差のような微小な圧力を検出するのに
全く支障がなく、高湿度の場所に設置しても高性能を維
持することができ、また、従来のこの種のセンサのよう
に電極板を支持するのに有機材料を用いず熱膨張係数の
小さいセラミックス材料を用いているので、静電容量が
極めて安定した値を示し、高精度の測定が可能となっ
た。
ター板７が固定電極板６の背面にあってこれを保温して
おり、間接的に可動電極板４も保温されている。これら
の電極板はそれぞれセラミックス製の碍子５および３で
支持されているので熱の伝導による損失が少なく、湿度
の変動があっても結露の心配がなくまた電気絶縁性も劣
化しない。さらにこれらは底板１とシールドケース９と
で非気密なように封入されているので、外界の気圧の変
動があっても水位差のような微小な圧力を検出するのに
全く支障がなく、高湿度の場所に設置しても高性能を維
持することができ、また、従来のこの種のセンサのよう
に電極板を支持するのに有機材料を用いず熱膨張係数の
小さいセラミックス材料を用いているので、静電容量が
極めて安定した値を示し、高精度の測定が可能となっ
た。
本考案の小型水圧センサは、前述のように、金属性の底
板とシールドケースとからなるハウジング内に周縁部が
底板に対して溶接されたダイヤフラムを設け、可動電極
と固定電極とをそれぞれ無機質絶縁碍子を介して直接に
ダイヤフラムと底板とに固着し、かつ固定電極の背面に
加熱要素を設けて、全体をハウジング内に非気密である
よう封入してあるので、高湿度で温度の昇降の激しい環
境においても結露などによる漏洩抵抗の低下や電極間隔
の変動などを起こさず、また外界の気圧変動があっても
その影響を受けることなく水位の差による圧力を正確に
検出することができるもので、極めて信頼性が高く、安
定した圧力の検知ができて取扱い易い特長を有する。
板とシールドケースとからなるハウジング内に周縁部が
底板に対して溶接されたダイヤフラムを設け、可動電極
と固定電極とをそれぞれ無機質絶縁碍子を介して直接に
ダイヤフラムと底板とに固着し、かつ固定電極の背面に
加熱要素を設けて、全体をハウジング内に非気密である
よう封入してあるので、高湿度で温度の昇降の激しい環
境においても結露などによる漏洩抵抗の低下や電極間隔
の変動などを起こさず、また外界の気圧変動があっても
その影響を受けることなく水位の差による圧力を正確に
検出することができるもので、極めて信頼性が高く、安
定した圧力の検知ができて取扱い易い特長を有する。
第１図は本考案の小型水圧センサの例の構造を示す断面
図であり、 第２図は従来の空気圧センサの例の断面図、 第３図は静電容量型センサと組合せて用いられる静電容
量測定回路の例の構成図である。 １……底板、２……ダイヤフラム、３……チップ絶縁碍
子、４……可動電極板、５……柱状絶縁碍子、６……固
定電極板、７……ヒーター板、８……出力回路基板、９
……シールドケース、２１……固定電極板、２２……可
動電極板、２３……ダイヤフラム、２５……固定枠体、
３０……シールドケース、Ｐ……圧力、Ｃ……静電容
量、ＯＳＣ……可変周波数発振器、−Ｖ……Ｖ変換
器。
図であり、 第２図は従来の空気圧センサの例の断面図、 第３図は静電容量型センサと組合せて用いられる静電容
量測定回路の例の構成図である。 １……底板、２……ダイヤフラム、３……チップ絶縁碍
子、４……可動電極板、５……柱状絶縁碍子、６……固
定電極板、７……ヒーター板、８……出力回路基板、９
……シールドケース、２１……固定電極板、２２……可
動電極板、２３……ダイヤフラム、２５……固定枠体、
３０……シールドケース、Ｐ……圧力、Ｃ……静電容
量、ＯＳＣ……可変周波数発振器、−Ｖ……Ｖ変換
器。
Claims (1)
- 【請求項１】金属性底板と金属性シールドケースとから
なるハウジング内に、該底板に対して周縁部が封着され
て該底板の貫通孔より導入された圧力に対応する変位を
発生するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに対して固着
された可動電極と、該可動電極に対向するように該底板
に対して支持固定された固定電極と、該固定電極の背面
に設けられた加熱要素とを、非気密に封入してなる小型
水圧センサにおいて、前記可動電極は無機質チップ絶縁
碍子を介して前記ダイヤフラムに固着され、前記固定電
極はその周縁部で複数個の無機質柱状絶縁碍子を介して
前記底板に固定されていることを特徴とする小型水圧セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987197512U JPH064305Y2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 小型水圧センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987197512U JPH064305Y2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 小型水圧センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102841U JPH01102841U (ja) | 1989-07-11 |
| JPH064305Y2 true JPH064305Y2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=31488059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987197512U Expired - Lifetime JPH064305Y2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 小型水圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064305Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4437336B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2010-03-24 | キヤノンアネルバ株式会社 | 静電容量型真空センサ |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4921077U (ja) * | 1972-05-27 | 1974-02-22 | ||
| JPS52150887A (en) * | 1976-06-09 | 1977-12-14 | Toshiba Mach Co Ltd | Indexing device for tooth cutting machine |
| JPS56148870A (en) * | 1980-04-21 | 1981-11-18 | Toshiba Corp | Semiconductor presssure converter |
| JPS59171826A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-09-28 | Copal Takeda Medical Kenkyusho:Kk | 静電容量型圧力センサ−の温度補償装置 |
| JPH0640056B2 (ja) * | 1984-11-27 | 1994-05-25 | 松下電器産業株式会社 | 湿度センサ |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP1987197512U patent/JPH064305Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01102841U (ja) | 1989-07-11 |
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