JPH07103838A - Micromanometer - Google Patents

Micromanometer

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Publication number
JPH07103838A
JPH07103838A JP24791693A JP24791693A JPH07103838A JP H07103838 A JPH07103838 A JP H07103838A JP 24791693 A JP24791693 A JP 24791693A JP 24791693 A JP24791693 A JP 24791693A JP H07103838 A JPH07103838 A JP H07103838A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
diaphragm
speaker
pressure
piezoelectric element
Prior art date
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Pending
Application number
JP24791693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Juhei Takahashi
寿平 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP24791693A priority Critical patent/JPH07103838A/en
Publication of JPH07103838A publication Critical patent/JPH07103838A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a micromanometer for detecting the leakage of gasoline vapor from a gasoline tank accurately with high S/N. CONSTITUTION:A crystal speaker 10 and a crystal receiver 15 are disposed oppositely through a space. Sound pressure generated from the crystal speaker 10 is transmitted to the crystal receiver 15 in proportion to the pressure of gas in the space which is then detected based on the sound pressure thus detected. This constitution allows highly accurate detection of micropressure in the order of 50mmHg full-scale with high S/N ratio.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガソリンタンクからの
ガソリン蒸気のリークを検出する微圧センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro pressure sensor for detecting leak of gasoline vapor from a gasoline tank.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、環境浄化のために、車のガソリン
タンクからリークするガソリン蒸気等を検出する微圧セ
ンサには、半導体圧力センサが使用されており、この圧
力センサは、シリコンのダイアフラムに圧力がかかった
時の歪をシリコンに形成されている4個のブリッジ構成
の歪ゲージで検出し、この歪に対してブリッジから得ら
れる電圧を圧力に変換する構成になっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor pressure sensor has been used as a low pressure sensor for detecting gasoline vapor leaking from a gasoline tank of a vehicle for environmental purification, and the pressure sensor is a silicon diaphragm. The strain when pressure is applied is detected by a strain gauge with four bridges formed in silicon, and the voltage obtained from the bridge is converted into pressure in response to this strain.

【0003】図3〜図5は従来の微圧センサの構成を示
している。図3および図4において、シリコンからなる
ダイアフラム本体1には、ガソリン蒸気のリーク圧など
に応動するダイアフラム部2がエッチング等により形成
され、このダイヤフラム部2には、4個の半導体歪ゲー
ジ3a〜3dが固着されている。また、半導体歪ゲージ
3a〜3dは図5に示すようにブリッジに接続されてい
る。
3 to 5 show the structure of a conventional low pressure sensor. 3 and 4, a diaphragm body 2 made of silicon is formed with a diaphragm portion 2 which responds to a leak pressure of gasoline vapor by etching or the like. The diaphragm portion 2 has four semiconductor strain gauges 3a to 3a. 3d is fixed. Further, the semiconductor strain gauges 3a to 3d are connected to a bridge as shown in FIG.

【0004】次に上記従来例の動作について説明する。
圧力がかかると、ダイアフラム部2にたわみが生じる
が、例えば、図4の上面から圧力がかかった場合は、半
導体歪ゲージ3a、3dの抵抗値が大きくなり、半導体
歪ゲージ3b、3cの抵抗値が小さくなる。これに伴
い、図5に示すブリッジの出力端Voutに電圧が現れ、
これを増幅することにより、圧力に比例した電圧をセン
サから得ることができる。
Next, the operation of the above conventional example will be described.
When pressure is applied, the diaphragm portion 2 is bent. For example, when pressure is applied from the upper surface of FIG. 4, the resistance values of the semiconductor strain gauges 3a and 3d are increased, and the resistance values of the semiconductor strain gauges 3b and 3c are increased. Becomes smaller. Along with this, a voltage appears at the output terminal Vout of the bridge shown in FIG.
By amplifying this, a voltage proportional to the pressure can be obtained from the sensor.

【0005】このように上記従来の微圧センサでは、圧
力に比例した電圧を得ることができる。
As described above, the above-mentioned conventional low pressure sensor can obtain a voltage proportional to the pressure.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の微圧センサでは、フルスケール50mmHg程度の微
圧を検出しようとすると、ダイアフラムの厚さをかなり
薄く、かつ、増幅回路の増幅率を大きくせざるを得ず、
S/Nが良く、精度の高い微圧力検出ができないという
問題があった。
However, in the above-mentioned conventional low pressure sensor, when it is attempted to detect a low pressure of about 50 mmHg of full scale, the thickness of the diaphragm is made considerably thin and the amplification factor of the amplifier circuit is increased. Inevitably,
There is a problem that the S / N is good and it is impossible to detect the minute pressure with high accuracy.

【0007】本発明は、上記のような従来の問題を解決
するものであり、S/Nが良く、かつ高精度の微圧力検
出を可能にした微圧センサを提供することを目的とす
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a fine pressure sensor having a good S / N and capable of detecting a fine pressure with high accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、キャビネットおよび該キャビネットに設け
たダイアフラムと該ダイヤフラムに取り付けた圧電素子
を有するクリスタルスピーカと、前記ダイヤフラムと圧
電素子に所定周波数の信号を加えることにより前記クリ
スタルスピーカから音圧を発生させる発振手段と、前記
クリスタルスピーカに空間を介して対向配置され、前記
空間内の気体の圧力に比例して前記クリスタルスピーカ
から伝播される音圧を受けるダイアフラムと該ダイアフ
ラムを支持するケースおよび該ダイアフラムに取り付け
られ、前記音圧に比例した電圧を発生する圧電素子を有
するクリスタルレシーバとを備える構成にした。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a cabinet, a crystal speaker having a diaphragm provided in the cabinet and a piezoelectric element attached to the diaphragm, and a predetermined frequency for the diaphragm and the piezoelectric element. And an oscillating means for generating a sound pressure from the crystal speaker by applying a signal from the crystal speaker to the crystal speaker, the sound being propagated from the crystal speaker in proportion to the pressure of the gas in the space. A structure is provided that includes a diaphragm that receives pressure, a case that supports the diaphragm, and a crystal receiver that is attached to the diaphragm and that has a piezoelectric element that generates a voltage proportional to the sound pressure.

【0009】また、本発明は、前記クリスタルスピーカ
もしくは前記クリスタルレシーバの感度が最大となる周
波数に設定したものである。
Further, according to the present invention, the frequency is set so as to maximize the sensitivity of the crystal speaker or the crystal receiver.

【0010】[0010]

【作用】したがって本発明によれば、クリスタルスピー
カから発生する音圧は気圧の圧力に比例してクリスタル
レシーバに伝播されるから、この音圧をクリスタルレシ
ーバで受けることにより、クリスタルレシーバから気体
の圧力に比例した電圧を検出することができる。また、
クリスタルスピーカもしくはクリスタルレシーバの感度
が最大になる周波数に設定することにより、S/Nの良
い圧力情報を得ることができる。
Therefore, according to the present invention, the sound pressure generated from the crystal speaker is propagated to the crystal receiver in proportion to the atmospheric pressure. Therefore, by receiving this sound pressure at the crystal receiver, the pressure of gas from the crystal receiver is increased. A voltage proportional to can be detected. Also,
By setting the frequency at which the sensitivity of the crystal speaker or crystal receiver is maximized, it is possible to obtain pressure information with a good S / N.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は本発明の第1の実施例を示す微圧セ
ンサの構成図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of a micro pressure sensor showing a first embodiment of the present invention.

【0012】図1において、10はクリスタルスピーカ
であり、このクリスタルスピーカ10は一端が閉塞され
た筒状のスピーカキャビネット11と、スピーカキャビ
ネット11の開口部に設けた導電性のダイアフラム1
2、及びダイアフラム12の外表面中央に取り付けたセ
ラミック等からなる円盤状の圧電素子13とから構成さ
れる。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a crystal speaker. This crystal speaker 10 has a cylindrical speaker cabinet 11 with one end closed, and a conductive diaphragm 1 provided in an opening of the speaker cabinet 11.
2, and a disk-shaped piezoelectric element 13 made of ceramic or the like attached to the center of the outer surface of the diaphragm 12.

【0013】また、圧電素子13とダイアフラム12間
には、圧電素子13のビエゾ効果による歪みでダイアフ
ラム12を振動させて音圧を発生させるための発振器1
4が接続されている。
Further, between the piezoelectric element 13 and the diaphragm 12, the oscillator 1 for vibrating the diaphragm 12 by the distortion due to the piezo effect of the piezoelectric element 13 to generate a sound pressure.
4 is connected.

【0014】図1において、15はクリスタルスピーカ
10に所定隙間離して対向配置されたクリスタルレシー
バであり、このクリスタルレシーバ15は、一端が閉塞
された筒状のレシーバケース16と、このレシーバケー
ス16の開口部に設けた導電性のダイアフラム17と、
このダイアフラム17の外表面中央に取り付けたセラミ
ック等からなる円盤状の圧電素子18とから構成され
る。
In FIG. 1, reference numeral 15 denotes a crystal receiver that is arranged to face the crystal speaker 10 with a predetermined gap therebetween. The crystal receiver 15 has a cylindrical receiver case 16 with one end closed, and the receiver case 16. A conductive diaphragm 17 provided in the opening,
A disk-shaped piezoelectric element 18 made of ceramic or the like is attached to the center of the outer surface of the diaphragm 17.

【0015】また、圧電素子18とダイアフラム17間
には、クリスタルスピーカ10からの音圧を受けたとき
圧電素子18にピエゾ効果で発生する電気信号を測定す
る測定器19が接続されている。
Further, between the piezoelectric element 18 and the diaphragm 17, a measuring instrument 19 for measuring an electric signal generated by the piezoelectric effect in the piezoelectric element 18 when the sound pressure from the crystal speaker 10 is received is connected.

【0016】次に、上記第1の実施例の動作について説
明する。上記構成の微圧センサは、ガソリンタンク内等
の圧力雰囲気中に設置され、クリスタルスピーカ10と
クリスタルレシーバ15との隙間は測定される圧力気体
で充満されている。
Next, the operation of the first embodiment will be described. The low pressure sensor having the above-described configuration is installed in a pressure atmosphere such as in a gasoline tank, and the gap between the crystal speaker 10 and the crystal receiver 15 is filled with the pressure gas to be measured.

【0017】かかる状態において、クリスタルスピーカ
10の圧電素子13とダイアフラム12間に発振器14
から所定周波数の電圧を印加すると、圧電素子13のピ
エゾ効果によってダイアフラム12が振動し、クリスタ
ルスピーカ10から音圧が発生する。この音圧は、隙間
内の気体の圧力に比例した音圧となってクリスタルレシ
ーバ15に伝播される。
In such a state, an oscillator 14 is provided between the piezoelectric element 13 and the diaphragm 12 of the crystal speaker 10.
When a voltage of a predetermined frequency is applied from the above, the diaphragm 12 vibrates due to the piezoelectric effect of the piezoelectric element 13, and sound pressure is generated from the crystal speaker 10. This sound pressure becomes a sound pressure proportional to the pressure of the gas in the gap and is propagated to the crystal receiver 15.

【0018】クリスタルレシーバ15では、音圧がダイ
アフラム17および圧電素子18に作用すると、圧電素
子18のピエゾ効果により音圧に比例した電圧が圧電素
子18に発生し、この電圧は測定器19に供給される。
したがって、測定器19の表示値から気体の圧力を検知
することができる。
In the crystal receiver 15, when the sound pressure acts on the diaphragm 17 and the piezoelectric element 18, a voltage proportional to the sound pressure is generated in the piezoelectric element 18 by the piezoelectric effect of the piezoelectric element 18, and this voltage is supplied to the measuring instrument 19. To be done.
Therefore, the pressure of the gas can be detected from the display value of the measuring device 19.

【0019】このような上記第1の実施例においては、
音を介して圧力を電気信号に変換するため、クリスタル
スピーカ10及びクリスタルレシーバ15の感度を圧力
に無関係に設定できるという効果があるほか、クリスタ
ルスピーカ10及びクリスタルレシーバ15の感度が最
大になる周波数をもって音圧を送受信させるようにすれ
ば、S/Nが良くなり、高精度で微圧力情報を電気信号
に変換できるという効果もある。
In the first embodiment as described above,
Since the pressure is converted into an electric signal through sound, there is an effect that the sensitivity of the crystal speaker 10 and the crystal receiver 15 can be set independently of the pressure, and the frequency at which the sensitivity of the crystal speaker 10 and the crystal receiver 15 is maximized. If the sound pressure is transmitted and received, the S / N is improved, and there is an effect that the minute pressure information can be converted into an electric signal with high accuracy.

【0020】なお、クリスタルスピーカおよびクリスタ
ルレシーバの感度を最大にする条件としては、同一方式
(セラミック)、同一の構造にすることが望ましく、か
つ周波数も共通にすることが望ましい。
As the conditions for maximizing the sensitivity of the crystal speaker and the crystal receiver, it is desirable that they have the same method (ceramic) and the same structure, and that they have the same frequency.

【0021】(実施例2)第2は本発明の微圧センサの
第2の実施例を示す構成図である。
(Embodiment 2) A second embodiment is a constitutional view showing a second embodiment of the micro pressure sensor of the present invention.

【0022】第2の実施例において、クリスタルスピー
カ10は、図1の場合と同様に、スピーカキャビネット
11、ダイアフラム12および圧電素子13を有する
が、第1の実施例と異なる点は、圧電素子13をダイア
フラム12の内面中に取り付けたところにある。
In the second embodiment, the crystal speaker 10 has a speaker cabinet 11, a diaphragm 12 and a piezoelectric element 13 as in the case of FIG. 1, but the piezoelectric element 13 is different from the first embodiment. Is attached to the inner surface of the diaphragm 12.

【0023】また、クリスタルレシーバ15において
は、図1の場合と同様にレシーバケース16、ダイアフ
ラム17および圧電素子13から構成されるが、第1の
実施例と異なる点は、圧電素子18をダイアフラム17
の内面中央に取り付けたところにある。
The crystal receiver 15 is composed of a receiver case 16, a diaphragm 17 and a piezoelectric element 13 as in the case of FIG. 1. However, the point different from the first embodiment is that the piezoelectric element 18 is replaced by the diaphragm 17.
It is attached to the center of the inner surface of the.

【0024】このような第2の実施例においても第1の
実施例と同様な作用効果が得られる。
Also in the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、音を介して圧力を電圧に変換するため、スピーカ、
レシーバを感度が最大になる方式、構造、周波数に設定
することにより、S/Nが良く、精度の高い圧力検出が
できるという効果を有する。
As is apparent from the above-described embodiment, the present invention converts pressure into voltage through sound, so that a speaker,
By setting the receiver to the method, structure, and frequency that maximize the sensitivity, the S / N is good and the pressure can be detected with high accuracy.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す微圧センサの構成
FIG. 1 is a configuration diagram of a low pressure sensor showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す微圧センサの構成
FIG. 2 is a configuration diagram of a low pressure sensor showing a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の微圧センサの平面図FIG. 3 is a plan view of a conventional low pressure sensor.

【図4】従来の微圧センサの正面図FIG. 4 is a front view of a conventional low pressure sensor.

【図5】従来の微圧センサにおける半導体歪ゲージの回
路図
FIG. 5 is a circuit diagram of a semiconductor strain gauge in a conventional low pressure sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 クリスタルスピーカ 11 スピーカキャビネット 12 ダイアフラム 13 圧電素子 14 発振器 15 クリスタルレシーバ 16 レシーバケース 17 ダイアフラム 18 圧電素子 19 測定器 10 Crystal Speaker 11 Speaker Cabinet 12 Diaphragm 13 Piezoelectric Element 14 Oscillator 15 Crystal Receiver 16 Receiver Case 17 Diaphragm 18 Piezoelectric Element 19 Measuring Instrument

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 7/00 A 6928−2J H04R 17/00 330 K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location G01N 7/00 A 6928-2J H04R 17/00 330 K

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キャビネットおよび該キャビネットに設
けたダイアフラムと該ダイヤフラムに取り付けた圧電素
子を有するクリスタルスピーカと、前記ダイヤフラムと
圧電素子に所定周波数の信号を加えることにより前記ク
リスタルスピーカから音圧を発生させる発振手段と、前
記クリスタルスピーカに空間を介して対向配置され、前
記空間内の気体の圧力に比例して前記クリスタルスピー
カから伝播される音圧を受けるダイアフラムと該ダイア
フラムを支持するケースおよび該ダイアフラムに取り付
けられ、前記音圧に比例した電圧を発生する圧電素子を
有するクリスタルレシーバとを備えてなる微圧センサ。 【請求項2 】 前記クリスタルスピーカもしくは前記ク
リスタルレシーバの感度が最大となる周波数に設定した
ことを特徴とする請求項1記載の微圧センサ。
1. A crystal speaker having a cabinet, a diaphragm provided in the cabinet, and a piezoelectric element attached to the diaphragm, and sound pressure is generated from the crystal speaker by applying a signal of a predetermined frequency to the diaphragm and the piezoelectric element. The oscillating means, the diaphragm disposed opposite to the crystal speaker via a space, and receiving a sound pressure propagated from the crystal speaker in proportion to the pressure of the gas in the space, a case supporting the diaphragm, and the diaphragm. A minute pressure sensor, comprising: a crystal receiver attached to which a piezoelectric element that generates a voltage proportional to the sound pressure is provided. 2. The micro pressure sensor according to claim 1, wherein the crystal speaker or the crystal receiver is set to a frequency at which the sensitivity is maximized.
JP24791693A 1993-10-04 1993-10-04 Micromanometer Pending JPH07103838A (en)

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