JPH08136378A - 薄膜ゲージ圧力計 - Google Patents
薄膜ゲージ圧力計Info
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- JPH08136378A JPH08136378A JP27207394A JP27207394A JPH08136378A JP H08136378 A JPH08136378 A JP H08136378A JP 27207394 A JP27207394 A JP 27207394A JP 27207394 A JP27207394 A JP 27207394A JP H08136378 A JPH08136378 A JP H08136378A
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- strain gauge
- diaphragm
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜ゲージ圧力計におけるゼロ点ドリフト特
性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸特性を向上さ
せ、圧力の検出精度を向上させる。 【構成】 ダイヤフラム１の表面に歪ゲージブリッジ回
路３を形成し、この歪ゲージブリッジ回路３における歪
ゲージパターン５ａ〜５ｄとゼロバランス調整パターン
６ａ，６ｂとゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂとリー
ド配線パターン９ａ〜９ｆとリード端子１０ａ〜１０ｄ
とをそれぞれ略対称形に形成し、ダイヤフラム１表面の
剛性を略対称にすると共にダイヤフラム１表面の熱伝導
性を略対称とする。
性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸特性を向上さ
せ、圧力の検出精度を向上させる。 【構成】 ダイヤフラム１の表面に歪ゲージブリッジ回
路３を形成し、この歪ゲージブリッジ回路３における歪
ゲージパターン５ａ〜５ｄとゼロバランス調整パターン
６ａ，６ｂとゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂとリー
ド配線パターン９ａ〜９ｆとリード端子１０ａ〜１０ｄ
とをそれぞれ略対称形に形成し、ダイヤフラム１表面の
剛性を略対称にすると共にダイヤフラム１表面の熱伝導
性を略対称とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に歪ゲージブリッ
ジ回路を形成したダイヤフラムの歪量からこのダイヤフ
ラムに作用する圧力を検出する薄膜ゲージ圧力計に関す
る。
ジ回路を形成したダイヤフラムの歪量からこのダイヤフ
ラムに作用する圧力を検出する薄膜ゲージ圧力計に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ダイヤフラムの表面に歪ゲージブ
リッジ回路を形成した薄膜ゲージ圧力計としては種々の
ものがあり、例えば、特公昭５８−２４６５号公報や特
開昭５７−１９６１２７号公報等に開示されている。
リッジ回路を形成した薄膜ゲージ圧力計としては種々の
ものがあり、例えば、特公昭５８−２４６５号公報や特
開昭５７−１９６１２７号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した公報
等に開示された従来例の薄膜ゲージ圧力計においては、
歪ゲージブリッジ回路を構成する各種パターンのうちの
歪ゲージパターンをダイヤフラム上に形成することにつ
いては言及しているが、歪ゲージブリッジ回路として不
可欠であるゼロバランス調整パターンやゼロ点温度補正
パターン等の形成位置や形状については言及していな
い。
等に開示された従来例の薄膜ゲージ圧力計においては、
歪ゲージブリッジ回路を構成する各種パターンのうちの
歪ゲージパターンをダイヤフラム上に形成することにつ
いては言及しているが、歪ゲージブリッジ回路として不
可欠であるゼロバランス調整パターンやゼロ点温度補正
パターン等の形成位置や形状については言及していな
い。
【０００４】ここで、薄膜ゲージ圧力計の小型化や製作
の容易化を図るためには、ゼロバランス調整パターンや
ゼロ点温度補正パターンを歪ゲージパターンと共にダイ
ヤフラム上に形成することが望ましいが、ゼロバランス
調整パターンやゼロ点温度補正パターンをその形状を考
慮せずにダイヤフラム上に形成すると、ダイヤフラム表
面の剛性や熱伝導性が不均等になる。このため、ダイヤ
フラムへの加圧時において歪ゲージパターンに作用する
応力のバランスが悪くなり、また、応力を受けた歪ゲー
ジパターンの抵抗変化により歪ゲージパターン内で熱的
アンバランス状態が発生した場合において歪ゲージブリ
ッジ回路内での熱的アンバランス状態の解消に時間がか
かり、ゼロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度
特性等の諸特性が低下するという問題点を生ずる。
の容易化を図るためには、ゼロバランス調整パターンや
ゼロ点温度補正パターンを歪ゲージパターンと共にダイ
ヤフラム上に形成することが望ましいが、ゼロバランス
調整パターンやゼロ点温度補正パターンをその形状を考
慮せずにダイヤフラム上に形成すると、ダイヤフラム表
面の剛性や熱伝導性が不均等になる。このため、ダイヤ
フラムへの加圧時において歪ゲージパターンに作用する
応力のバランスが悪くなり、また、応力を受けた歪ゲー
ジパターンの抵抗変化により歪ゲージパターン内で熱的
アンバランス状態が発生した場合において歪ゲージブリ
ッジ回路内での熱的アンバランス状態の解消に時間がか
かり、ゼロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度
特性等の諸特性が低下するという問題点を生ずる。
【０００５】そこで本発明は、ダイヤフラム上に歪ゲー
ジパターンと共にゼロバランス調整パターンやゼロ点温
度補正パターン等を形成する場合に、それらの各パター
ンを略対称形に形成することによりダイヤフラム表面の
剛性や熱伝導性を略対称形とし、歪ゲージパターンに対
して応力を均等に作用させると共に歪ゲージブリッジ回
路内における熱的アンバランス状態の解消を速やかに行
わせ、ゼロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度
特性等の諸特性を向上させた薄膜ゲージ圧力計を提供す
るものである。
ジパターンと共にゼロバランス調整パターンやゼロ点温
度補正パターン等を形成する場合に、それらの各パター
ンを略対称形に形成することによりダイヤフラム表面の
剛性や熱伝導性を略対称形とし、歪ゲージパターンに対
して応力を均等に作用させると共に歪ゲージブリッジ回
路内における熱的アンバランス状態の解消を速やかに行
わせ、ゼロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度
特性等の諸特性を向上させた薄膜ゲージ圧力計を提供す
るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
中央部に位置する歪部とこの歪部の周囲に位置する固定
部とを有するダイヤフラムを設け、このダイヤフラムの
表面に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に金属材料で歪ゲ
ージパターンとゼロバランス調整パターンとゼロ点温度
補正パターンとこれらの各パターンを接続するリード配
線パターン及びリード端子を有する歪ゲージブリッジ回
路を形成し、前記絶縁膜上に前記歪ゲージブリッジ回路
を覆う保護膜を形成した薄膜ゲージ圧力計において、前
記歪ゲージパターンを前記歪部上に位置させると共に前
記ゼロバランス調整パターンと前記ゼロ点温度補正パタ
ーンと前記リード端子とを前記固定部上に位置させ、前
記歪ゲージパターンと前記ゼロバランス調整パターンと
前記ゼロ点温度補正パターンと前記リード配線パターン
と前記リード端子とをそれぞれ略対称形に形成する。
中央部に位置する歪部とこの歪部の周囲に位置する固定
部とを有するダイヤフラムを設け、このダイヤフラムの
表面に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に金属材料で歪ゲ
ージパターンとゼロバランス調整パターンとゼロ点温度
補正パターンとこれらの各パターンを接続するリード配
線パターン及びリード端子を有する歪ゲージブリッジ回
路を形成し、前記絶縁膜上に前記歪ゲージブリッジ回路
を覆う保護膜を形成した薄膜ゲージ圧力計において、前
記歪ゲージパターンを前記歪部上に位置させると共に前
記ゼロバランス調整パターンと前記ゼロ点温度補正パタ
ーンと前記リード端子とを前記固定部上に位置させ、前
記歪ゲージパターンと前記ゼロバランス調整パターンと
前記ゼロ点温度補正パターンと前記リード配線パターン
と前記リード端子とをそれぞれ略対称形に形成する。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、歪部の外周形状を円形に形成すると共にダ
イヤフラムの外周形状を円形に形成する。
明において、歪部の外周形状を円形に形成すると共にダ
イヤフラムの外周形状を円形に形成する。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、歪ゲージブリッジ回路の外側に位置
させて絶縁膜上に金属材料でガイドラインパターンを略
対称形に形成する。
載の発明において、歪ゲージブリッジ回路の外側に位置
させて絶縁膜上に金属材料でガイドラインパターンを略
対称形に形成する。
【０００９】
【作用】請求項１記載の発明では、ダイヤフラム表面の
剛性が略対称になると共にダイヤフラム表面の熱伝導性
も略対称となり、従って、ダイヤフラム表面の剛性が略
対称になることによりダイヤフラムへの加圧時において
歪ゲージパターンに対して応力をバランス良く加えるこ
とができ、また、ダイヤフラム表面の熱伝導性が略対称
となることにより応力を加えられた歪ゲージパターンが
抵抗変化によって熱的なアンバランス状態を生じても歪
ゲージブリッジ回路内での熱的アンバランス状態の解消
をスムーズに行なうことができ、ゼロ点ドリフト特性、
クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸特性を向上させる
ことができると共に圧力の検出精度を向上させることが
できる。
剛性が略対称になると共にダイヤフラム表面の熱伝導性
も略対称となり、従って、ダイヤフラム表面の剛性が略
対称になることによりダイヤフラムへの加圧時において
歪ゲージパターンに対して応力をバランス良く加えるこ
とができ、また、ダイヤフラム表面の熱伝導性が略対称
となることにより応力を加えられた歪ゲージパターンが
抵抗変化によって熱的なアンバランス状態を生じても歪
ゲージブリッジ回路内での熱的アンバランス状態の解消
をスムーズに行なうことができ、ゼロ点ドリフト特性、
クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸特性を向上させる
ことができると共に圧力の検出精度を向上させることが
できる。
【００１０】請求項２記載の発明では、ダイヤフラム表
面の剛性がより一層対称となり、ゼロ点ドリフト特性、
クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸特性をさらに向上
させることができると共に圧力の検出精度をさらに向上
させることができる。
面の剛性がより一層対称となり、ゼロ点ドリフト特性、
クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸特性をさらに向上
させることができると共に圧力の検出精度をさらに向上
させることができる。
【００１１】請求項３記載の発明では、ダイヤフラム表
面の熱伝導性を向上させることができ、歪ゲージパター
ン内で熱的なアンバランス状態が発生した場合における
放熱を速やかに行わせることができ、ゼロ点ドリフト特
性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸特性をさらに
向上させることができ、また、絶縁膜及び保護膜を有機
材料で形成した場合に、絶縁膜及び保護膜とガイドライ
ンパターンとの密着性が向上するため、ダイヤフラムの
外周部から歪ゲージブリッジ回路内への水の浸入を防止
することができ、水の浸入により歪ゲージブリッジ回路
が酸化して抵抗値が変化するということを防止できる。
面の熱伝導性を向上させることができ、歪ゲージパター
ン内で熱的なアンバランス状態が発生した場合における
放熱を速やかに行わせることができ、ゼロ点ドリフト特
性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸特性をさらに
向上させることができ、また、絶縁膜及び保護膜を有機
材料で形成した場合に、絶縁膜及び保護膜とガイドライ
ンパターンとの密着性が向上するため、ダイヤフラムの
外周部から歪ゲージブリッジ回路内への水の浸入を防止
することができ、水の浸入により歪ゲージブリッジ回路
が酸化して抵抗値が変化するということを防止できる。
【００１２】
【実施例】本発明の第一の実施例を図１ないし図６に基
づいて説明する。図１は薄膜ゲージ圧力計の平面図であ
り、この薄膜ゲージ圧力計は、ジュラルミンやアルミニ
ウム又はステンレス等の金属材料でダイヤフラム１を形
成し、このダイヤフラム１の表面にポリイミド樹脂等の
有機材料からなる絶縁膜２を形成し、この絶縁膜２上に
歪ゲージブリッジ回路３を形成し、さらに、絶縁膜２の
上に前記歪ゲージブリッジ回路３を覆う保護膜４をポリ
イミド樹脂等の有機材料で形成したものである。
づいて説明する。図１は薄膜ゲージ圧力計の平面図であ
り、この薄膜ゲージ圧力計は、ジュラルミンやアルミニ
ウム又はステンレス等の金属材料でダイヤフラム１を形
成し、このダイヤフラム１の表面にポリイミド樹脂等の
有機材料からなる絶縁膜２を形成し、この絶縁膜２上に
歪ゲージブリッジ回路３を形成し、さらに、絶縁膜２の
上に前記歪ゲージブリッジ回路３を覆う保護膜４をポリ
イミド樹脂等の有機材料で形成したものである。
【００１３】ここで、前記歪ゲージブリッジ回路３を形
成する手順について説明する。なお、この歪ゲージブリ
ッジ回路３は、歪ゲージパターン５ａ〜５ｄと、ゼロバ
ランス調整パターン６ａ，６ｂと、スパン温度補正パタ
ーン７と、ゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂと、リー
ド配線パターン９ａ〜９ｆと、リード端子１０ａ〜１０
ｄとからなる。まず、ダイヤフラム１の表面に絶縁膜２
を形成した後、この絶縁膜２上へ薄膜技術によりＮｉＣ
ｒＳｉ層とＴｉ層とＣｕ層とを順次形成する。ついで、
エッチング技術により、ＮｉＣｒＳｉ層に歪ゲージパタ
ーン５ａ〜５ｄとゼロバランス調整パターン６ａ，６ｂ
とを形成し、Ｔｉ層にスパン温度補正パターン７とゼロ
点温度補正パターン８ａ，８ｂとを形成し、Ｃｕ層にリ
ード配線パターン９ａ〜９ｆとリード端子１０ａ〜１０
ｄとを形成する。
成する手順について説明する。なお、この歪ゲージブリ
ッジ回路３は、歪ゲージパターン５ａ〜５ｄと、ゼロバ
ランス調整パターン６ａ，６ｂと、スパン温度補正パタ
ーン７と、ゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂと、リー
ド配線パターン９ａ〜９ｆと、リード端子１０ａ〜１０
ｄとからなる。まず、ダイヤフラム１の表面に絶縁膜２
を形成した後、この絶縁膜２上へ薄膜技術によりＮｉＣ
ｒＳｉ層とＴｉ層とＣｕ層とを順次形成する。ついで、
エッチング技術により、ＮｉＣｒＳｉ層に歪ゲージパタ
ーン５ａ〜５ｄとゼロバランス調整パターン６ａ，６ｂ
とを形成し、Ｔｉ層にスパン温度補正パターン７とゼロ
点温度補正パターン８ａ，８ｂとを形成し、Ｃｕ層にリ
ード配線パターン９ａ〜９ｆとリード端子１０ａ〜１０
ｄとを形成する。
【００１４】つぎに、前記ダイヤフラム１は、その中央
部に位置する薄板状の歪部１ａと、この歪部１ａの周囲
に位置する固定部１ｂとを有しており、歪部１ａの外周
形状とダイヤフラム１の外周形状とを共に円形に形成す
る。そして、前記歪ゲージパターン５ａ〜５ｄを前記歪
部１ａ上に位置させて形成し、前記ゼロバランス調整パ
ターン６ａ，６ｂと前記スパン温度補正パターン７と前
記ゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂと前記リード端子
１０ａ〜１０ｄとを前記固定部１ｂ上に位置させて形成
し、前記リード配線パターン９ａ〜９ｆを前記歪部１ａ
及び固定部１ｂ上に位置させて形成する。また、前記歪
ゲージパターン５ａ〜５ｄと前記ゼロバランス調整パタ
ーン６ａ，６ｂと前記ゼロ点温度補正パターン８ａ，８
ｂと前記リード配線パターン９ａ〜９ｆと、前記リード
端子１０ａ〜１０ｄとを、前記ダイヤフラム１の表面に
沿ってこのダイヤフラム１の中心を通る直線（ダイヤフ
ラム中心線）に対して略線対称形に形成する。
部に位置する薄板状の歪部１ａと、この歪部１ａの周囲
に位置する固定部１ｂとを有しており、歪部１ａの外周
形状とダイヤフラム１の外周形状とを共に円形に形成す
る。そして、前記歪ゲージパターン５ａ〜５ｄを前記歪
部１ａ上に位置させて形成し、前記ゼロバランス調整パ
ターン６ａ，６ｂと前記スパン温度補正パターン７と前
記ゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂと前記リード端子
１０ａ〜１０ｄとを前記固定部１ｂ上に位置させて形成
し、前記リード配線パターン９ａ〜９ｆを前記歪部１ａ
及び固定部１ｂ上に位置させて形成する。また、前記歪
ゲージパターン５ａ〜５ｄと前記ゼロバランス調整パタ
ーン６ａ，６ｂと前記ゼロ点温度補正パターン８ａ，８
ｂと前記リード配線パターン９ａ〜９ｆと、前記リード
端子１０ａ〜１０ｄとを、前記ダイヤフラム１の表面に
沿ってこのダイヤフラム１の中心を通る直線（ダイヤフ
ラム中心線）に対して略線対称形に形成する。
【００１５】なお、前記歪ゲージパターン５ａ〜５ｄに
関し、外側に位置する歪ゲージパターン５ａ，５ｂには
圧縮応力が作用し、内側に位置する歪ゲージパターン５
ｃ，５ｄには伸長応力が作用するもので、歪ゲージパタ
ーン５ａ，５ｂの抵抗値と歪ゲージパターン５ｃ，５ｄ
の抵抗値とを等しく設定する。また、前記リード端子１
０ａ〜１０ｄをダイヤフラム１の片側に寄せておく。そ
して、前記ダイヤフラム１上に歪ゲージブリッジ回路３
を形成した後、前記リード端子１０ａ〜１０ｄと外部回
路（図示せず）とをフレキシブルケーブル１１で接続す
る。この接続は、リード端子１０ａ〜１０ｄ上にクリー
ムハンダを塗布し、その上にフレキシブルケーブル１１
を載置し、フレキシブルケーブル１１を耐熱フィルムで
押えて軽く加圧しながら加熱することにより行う。
関し、外側に位置する歪ゲージパターン５ａ，５ｂには
圧縮応力が作用し、内側に位置する歪ゲージパターン５
ｃ，５ｄには伸長応力が作用するもので、歪ゲージパタ
ーン５ａ，５ｂの抵抗値と歪ゲージパターン５ｃ，５ｄ
の抵抗値とを等しく設定する。また、前記リード端子１
０ａ〜１０ｄをダイヤフラム１の片側に寄せておく。そ
して、前記ダイヤフラム１上に歪ゲージブリッジ回路３
を形成した後、前記リード端子１０ａ〜１０ｄと外部回
路（図示せず）とをフレキシブルケーブル１１で接続す
る。この接続は、リード端子１０ａ〜１０ｄ上にクリー
ムハンダを塗布し、その上にフレキシブルケーブル１１
を載置し、フレキシブルケーブル１１を耐熱フィルムで
押えて軽く加圧しながら加熱することにより行う。
【００１６】このような構成において、まず、この薄膜
ゲージ圧力計による圧力検出の概略について説明する。
検出しようとする流体の圧力が図２に示すようにダイヤ
フラム１に作用すると、歪部１ａが上方向きに歪を生
じ、これに伴って歪ゲージパターン５ａ〜５ｄも歪を生
じ、電気抵抗が変化する。そして、この電気抵抗の変化
をフレキシブルケーブル１１で接続した外部回路で検出
することにより、圧力検出を行うものである。
ゲージ圧力計による圧力検出の概略について説明する。
検出しようとする流体の圧力が図２に示すようにダイヤ
フラム１に作用すると、歪部１ａが上方向きに歪を生
じ、これに伴って歪ゲージパターン５ａ〜５ｄも歪を生
じ、電気抵抗が変化する。そして、この電気抵抗の変化
をフレキシブルケーブル１１で接続した外部回路で検出
することにより、圧力検出を行うものである。
【００１７】ここで、ダイヤフラム１の表面に形成した
歪ゲージブリッジ回路３を、ダイヤフラム中心線に対し
て略線対称形に形成しているため、ダイヤフラム１の表
面の剛性がダイヤフラム中心線に対して略線対称になる
と共に、ダイヤフラム１の表面の熱伝導性もダイヤフラ
ム中心線に対して略線対称になる。従って、ダイヤフラ
ム１への加圧時において歪ゲージパターン５ａ〜５ｄに
対して応力がバランス良く加わるようになり、また、応
力を加えられた歪ゲージパターン５ａ〜５ｄの抵抗変化
により歪ゲージパターン５ａ〜５ｄ内で熱的なアンバラ
ンス状態が発生しても、歪ゲージブリッジ回路３内での
熱的アンバランス状態の解消がスムーズに行われ、ゼロ
点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸
特性が向上し、圧力の検出精度が向上する。
歪ゲージブリッジ回路３を、ダイヤフラム中心線に対し
て略線対称形に形成しているため、ダイヤフラム１の表
面の剛性がダイヤフラム中心線に対して略線対称になる
と共に、ダイヤフラム１の表面の熱伝導性もダイヤフラ
ム中心線に対して略線対称になる。従って、ダイヤフラ
ム１への加圧時において歪ゲージパターン５ａ〜５ｄに
対して応力がバランス良く加わるようになり、また、応
力を加えられた歪ゲージパターン５ａ〜５ｄの抵抗変化
により歪ゲージパターン５ａ〜５ｄ内で熱的なアンバラ
ンス状態が発生しても、歪ゲージブリッジ回路３内での
熱的アンバランス状態の解消がスムーズに行われ、ゼロ
点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等の諸
特性が向上し、圧力の検出精度が向上する。
【００１８】略線対称となる部分を具体的に取り上げる
と、歪ゲージパターン５ａ，５ｂと、歪ゲージパターン
５ｃ，５ｄと、ゼロバランス調整パターン６ａ，６ｂ
と、ゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂと、リード配線
パターン９ａ，９ｄと、リード配線パターン９ｂ，９ｃ
と、リード配線パターン９ｅ，９ｆと、リード端子１０
ａ，１０ｄと、リード端子１０ｂ，１０ｃとである。更
に、本実施例の配線パターンは、図４のブリッジ回路図
に示すように、圧縮側の配線パターンの抵抗値の合計と
伸長側の配線パターンの抵抗値の合計とが略等しくなっ
ている。さらに、圧縮側と伸長側とのリード抵抗を等し
くするため、リード配線パターン９ｂ，９ｃからのリー
ド端子１０ｂ，１０ｃの取り出し位置をリード配線パタ
ーン９ｂ，９ｃにおける中間点としている。
と、歪ゲージパターン５ａ，５ｂと、歪ゲージパターン
５ｃ，５ｄと、ゼロバランス調整パターン６ａ，６ｂ
と、ゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂと、リード配線
パターン９ａ，９ｄと、リード配線パターン９ｂ，９ｃ
と、リード配線パターン９ｅ，９ｆと、リード端子１０
ａ，１０ｄと、リード端子１０ｂ，１０ｃとである。更
に、本実施例の配線パターンは、図４のブリッジ回路図
に示すように、圧縮側の配線パターンの抵抗値の合計と
伸長側の配線パターンの抵抗値の合計とが略等しくなっ
ている。さらに、圧縮側と伸長側とのリード抵抗を等し
くするため、リード配線パターン９ｂ，９ｃからのリー
ド端子１０ｂ，１０ｃの取り出し位置をリード配線パタ
ーン９ｂ，９ｃにおける中間点としている。
【００１９】つぎに、ゼロバランス調整パターン６ａ，
６ｂやゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂやリード配線
パターン９ａ〜９ｆをダイヤフラム中心線に対して略線
対称に形成した歪ゲージブリッジ回路３と、それらのパ
ターンを対称に形成していない歪ゲージブリッジ回路と
におけるゼロ点ドリフト特性とクリープ特性との測定結
果について説明する。図５は入力電圧１０Ｖの条件で行
ったゼロ点ドリフト特性を示すグラフであり、図６は入
力電圧１０Ｖ、スパン電圧１３ｍＶ、荷重３０ｋｇｆ／
ｃｍ2 の条件で行ったクリープ特性を示すグラフであ
る。これらのグラフからわかるように、各パターンを略
線対称に形成することにより、ゼロ点ドリフト特性とク
リープ特性とが共に小さくなり、圧力の検出精度が向上
する。
６ｂやゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂやリード配線
パターン９ａ〜９ｆをダイヤフラム中心線に対して略線
対称に形成した歪ゲージブリッジ回路３と、それらのパ
ターンを対称に形成していない歪ゲージブリッジ回路と
におけるゼロ点ドリフト特性とクリープ特性との測定結
果について説明する。図５は入力電圧１０Ｖの条件で行
ったゼロ点ドリフト特性を示すグラフであり、図６は入
力電圧１０Ｖ、スパン電圧１３ｍＶ、荷重３０ｋｇｆ／
ｃｍ2 の条件で行ったクリープ特性を示すグラフであ
る。これらのグラフからわかるように、各パターンを略
線対称に形成することにより、ゼロ点ドリフト特性とク
リープ特性とが共に小さくなり、圧力の検出精度が向上
する。
【００２０】歪ゲージブリッジ回路３と外部回路との接
続に関しては、リード端子１０ａ〜１０ｄをダイヤフラ
ム１の片側に寄せてあるため、フレキシブルケーブル１
１による接続を容易に行える。
続に関しては、リード端子１０ａ〜１０ｄをダイヤフラ
ム１の片側に寄せてあるため、フレキシブルケーブル１
１による接続を容易に行える。
【００２１】なお、本実施例においては、歪ゲージパタ
ーン５ａ〜５ｄをゼロバランス調整パターン６ａ，６ｂ
やゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂ等と共にダイヤフ
ラム中心線に対して略線対称に形成した場合を例に挙げ
て説明したが、歪ゲージパターン５ａ〜５ｄに関しては
ダイヤフラム中心に対して点対称に形成してもよい。
ーン５ａ〜５ｄをゼロバランス調整パターン６ａ，６ｂ
やゼロ点温度補正パターン８ａ，８ｂ等と共にダイヤフ
ラム中心線に対して略線対称に形成した場合を例に挙げ
て説明したが、歪ゲージパターン５ａ〜５ｄに関しては
ダイヤフラム中心に対して点対称に形成してもよい。
【００２２】ついで、本発明の第二の実施例を図７に基
づいて説明する。なお、図１ないし図６において説明し
た部分と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。
歪ゲージブリッジ回路３の構成は第一の実施例と同一で
あり、Ｃｕ層にリード配線パターン９ａ〜９ｆとリード
端子１０ａ〜１０ｄとをエッチング技術で形成するとき
に、同時に、歪ゲージブリッジ回路３の外側に位置させ
てダイヤフラム中心線に対して略線対称にガイドライン
パターン１２を形成した点が異なるものである。
づいて説明する。なお、図１ないし図６において説明し
た部分と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。
歪ゲージブリッジ回路３の構成は第一の実施例と同一で
あり、Ｃｕ層にリード配線パターン９ａ〜９ｆとリード
端子１０ａ〜１０ｄとをエッチング技術で形成するとき
に、同時に、歪ゲージブリッジ回路３の外側に位置させ
てダイヤフラム中心線に対して略線対称にガイドライン
パターン１２を形成した点が異なるものである。
【００２３】このような構成において、ダイヤフラム１
上における歪ゲージブリッジ回路３の外側にガイドライ
ンパターン１２を形成したため、ダイヤフラム１の表面
の熱伝導性が向上する。従って、ダイヤフラム１に圧力
が加わって歪ゲージパターン５ａ〜５ｄ内に熱的なアン
バランス状態が発生したとき、放熱が速やかに行われ、
ゼロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等
の諸特性がさらに向上する。
上における歪ゲージブリッジ回路３の外側にガイドライ
ンパターン１２を形成したため、ダイヤフラム１の表面
の熱伝導性が向上する。従って、ダイヤフラム１に圧力
が加わって歪ゲージパターン５ａ〜５ｄ内に熱的なアン
バランス状態が発生したとき、放熱が速やかに行われ、
ゼロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等
の諸特性がさらに向上する。
【００２４】また、共に有機材料からなる絶縁膜２と保
護膜４との密着性は低いが、有機材料と金属材料との密
着性は高い。従って、絶縁膜２と保護膜４との間にガイ
ドラインパターン１２を形成することにより、絶縁膜２
とガイドラインパターン１２との密着性、及び、保護膜
４とガイドラインパターン１２との密着性が良好とな
り、ダイヤフラム１の外周部から歪ゲージブリッジ回路
３内への水の浸入を防止でき、水の浸入により歪ゲージ
ブリッジ回路３が酸化して抵抗値が変化するということ
を防止できる。
護膜４との密着性は低いが、有機材料と金属材料との密
着性は高い。従って、絶縁膜２と保護膜４との間にガイ
ドラインパターン１２を形成することにより、絶縁膜２
とガイドラインパターン１２との密着性、及び、保護膜
４とガイドラインパターン１２との密着性が良好とな
り、ダイヤフラム１の外周部から歪ゲージブリッジ回路
３内への水の浸入を防止でき、水の浸入により歪ゲージ
ブリッジ回路３が酸化して抵抗値が変化するということ
を防止できる。
【００２５】なお、本実施例においては、ガイドライン
パターン１２を２つに分割して形成した場合を例に挙げ
て説明したが、１周を閉じた状態に形成してもよい。さ
らに、ガイドラインパターンを二重に設けるとより一層
効果的である。また、保護膜４の表面から浸入してくる
水に対しては、保護膜４の表面にシリコンやブチルゴム
をコーティングする。
パターン１２を２つに分割して形成した場合を例に挙げ
て説明したが、１周を閉じた状態に形成してもよい。さ
らに、ガイドラインパターンを二重に設けるとより一層
効果的である。また、保護膜４の表面から浸入してくる
水に対しては、保護膜４の表面にシリコンやブチルゴム
をコーティングする。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載の発明は上述のように、歪
ゲージパターンを歪部上に位置させると共にゼロバラン
ス調整パターンとゼロ点温度補正パターンとリード端子
とを固定部上に位置させ、歪ゲージパターンとゼロバラ
ンス調整パターンとゼロ点温度補正パターンとリード配
線パターンとリード端子とをそれぞれ略対称形に形成し
たので、ダイヤフラム表面の剛性が略対称になると共に
ダイヤフラム表面の熱伝導性も略対称となり、従って、
ダイヤフラム表面の剛性が略対称になることによりダイ
ヤフラムへの加圧時において歪ゲージパターンに対して
応力をバランス良く加えることができ、また、ダイヤフ
ラム表面の熱伝導性が略対称となることにより応力を加
えられた歪ゲージパターンが抵抗変化によって熱的なア
ンバランス状態を生じても歪ゲージブリッジ回路内での
熱的アンバランス状態の解消をスムーズに行なうことが
でき、ゼロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度
特性等の諸特性を向上させることができると共に圧力の
検出精度を向上させることができる。
ゲージパターンを歪部上に位置させると共にゼロバラン
ス調整パターンとゼロ点温度補正パターンとリード端子
とを固定部上に位置させ、歪ゲージパターンとゼロバラ
ンス調整パターンとゼロ点温度補正パターンとリード配
線パターンとリード端子とをそれぞれ略対称形に形成し
たので、ダイヤフラム表面の剛性が略対称になると共に
ダイヤフラム表面の熱伝導性も略対称となり、従って、
ダイヤフラム表面の剛性が略対称になることによりダイ
ヤフラムへの加圧時において歪ゲージパターンに対して
応力をバランス良く加えることができ、また、ダイヤフ
ラム表面の熱伝導性が略対称となることにより応力を加
えられた歪ゲージパターンが抵抗変化によって熱的なア
ンバランス状態を生じても歪ゲージブリッジ回路内での
熱的アンバランス状態の解消をスムーズに行なうことが
でき、ゼロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度
特性等の諸特性を向上させることができると共に圧力の
検出精度を向上させることができる。
【００２７】請求項２記載の発明は上述のように、歪部
の外周形状を円形に形成すると共にダイヤフラムの外周
形状を円形に形成したので、ダイヤフラム表面の剛性が
より一層対称となり、ゼロ点ドリフト特性、クリープ特
性、ゼロ点温度特性等の諸特性をさらに向上させること
ができると共に圧力の検出精度をさらに向上させること
ができる。
の外周形状を円形に形成すると共にダイヤフラムの外周
形状を円形に形成したので、ダイヤフラム表面の剛性が
より一層対称となり、ゼロ点ドリフト特性、クリープ特
性、ゼロ点温度特性等の諸特性をさらに向上させること
ができると共に圧力の検出精度をさらに向上させること
ができる。
【００２８】請求項３記載の発明は上述のように、歪ゲ
ージブリッジ回路の外側に位置させて絶縁膜上に金属材
料でガイドラインパターンを略対称形に形成したので、
ダイヤフラム表面の熱伝導性を向上させることができ、
歪ゲージパターン内で熱的なアンバランス状態が発生し
た場合における放熱を速やかに行わせることができ、ゼ
ロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等の
諸特性をさらに向上させることができ、また、絶縁膜及
び保護膜を有機材料で形成した場合に、絶縁膜及び保護
膜とガイドラインパターンとの密着性が向上するため、
ダイヤフラムの外周部から歪ゲージブリッジ回路内への
水の浸入を防止することができ、水の浸入により歪ゲー
ジブリッジ回路が酸化して抵抗値が変化するということ
を防止できる。
ージブリッジ回路の外側に位置させて絶縁膜上に金属材
料でガイドラインパターンを略対称形に形成したので、
ダイヤフラム表面の熱伝導性を向上させることができ、
歪ゲージパターン内で熱的なアンバランス状態が発生し
た場合における放熱を速やかに行わせることができ、ゼ
ロ点ドリフト特性、クリープ特性、ゼロ点温度特性等の
諸特性をさらに向上させることができ、また、絶縁膜及
び保護膜を有機材料で形成した場合に、絶縁膜及び保護
膜とガイドラインパターンとの密着性が向上するため、
ダイヤフラムの外周部から歪ゲージブリッジ回路内への
水の浸入を防止することができ、水の浸入により歪ゲー
ジブリッジ回路が酸化して抵抗値が変化するということ
を防止できる。
【図１】本発明の第一の実施例を示す薄膜ゲージ圧力計
の平面図である。
の平面図である。
【図２】ダイヤフラムの表面に絶縁層とＮｉＣｒＳｉ層
とＴｉ層とＣｕ層とを積層した状態を示す縦断正面図で
ある。
とＴｉ層とＣｕ層とを積層した状態を示す縦断正面図で
ある。
【図３】歪ゲージブリッジ回路をフレキシブルケーブル
で外部回路と接続する状態を示す平面図である。
で外部回路と接続する状態を示す平面図である。
【図４】ブリッジ回路図である。
【図５】ゼロ点ドリフト特性の測定結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】クリープ特性の測定結果を示すグラフである。
【図７】本発明の第二の実施例を示す薄膜ゲージ圧力計
の平面図である。
の平面図である。
１ ダイヤフラム １ａ 歪部 １ｂ 固定部 ２ 絶縁膜 ３ 歪ゲージブリッジ回路 ４ 保護膜 ５ａ〜５ｄ 歪ゲージパターン ６ａ，６ｂ ゼロバランス調整パターン ８ａ，８ｂ ゼロ点温度補正パターン ９ａ〜９ｆ リード配線パターン １０ａ〜１０ｄ リード端子 １２ ガイドラインパターン
Claims (3)
- 【請求項１】 中央部に位置する歪部とこの歪部の周囲
に位置する固定部とを有するダイヤフラムを設け、この
ダイヤフラムの表面に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に
金属材料で歪ゲージパターンとゼロバランス調整パター
ンとゼロ点温度補正パターンとこれらの各パターンを接
続するリード配線パターン及びリード端子を有する歪ゲ
ージブリッジ回路を形成し、前記絶縁膜上に前記歪ゲー
ジブリッジ回路を覆う保護膜を形成した薄膜ゲージ圧力
計において、前記歪ゲージパターンを前記歪部上に位置
させると共に前記ゼロバランス調整パターンと前記ゼロ
点温度補正パターンと前記リード端子とを前記固定部上
に位置させ、前記歪ゲージパターンと前記ゼロバランス
調整パターンと前記ゼロ点温度補正パターンと前記リー
ド配線パターンと前記リード端子とをそれぞれ略対称形
に形成したことを特徴とする薄膜ゲージ圧力計。 - 【請求項２】 歪部の外周形状を円形に形成すると共に
ダイヤフラムの外周形状を円形に形成したことを特徴と
する請求項１記載の薄膜ゲージ圧力計。 - 【請求項３】 歪ゲージブリッジ回路の外側に位置させ
て絶縁膜上に金属材料でガイドラインパターンを略対称
形に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の薄
膜ゲージ圧力計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27207394A JPH08136378A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | 薄膜ゲージ圧力計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27207394A JPH08136378A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | 薄膜ゲージ圧力計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08136378A true JPH08136378A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17508723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27207394A Pending JPH08136378A (ja) | 1994-11-07 | 1994-11-07 | 薄膜ゲージ圧力計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08136378A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000515623A (ja) * | 1995-12-04 | 2000-11-21 | ソシエテ・ナシオナル・デテユード・エ・ドウ・コンストリユクシオン・ドウ・モトール・ダヴイアシオン、“エス．エヌ．ウ．セ．エム．アー．” | ブリッジの主抵抗間の温度勾配を補正するホイーストンブリッジ及びひずみゲージを有する圧力センサにおけるその適用 |
| US7194923B2 (en) | 2004-03-03 | 2007-03-27 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Strain detector and pressure sensor |
| JP2007516746A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-06-28 | プロテウス バイオメディカル インコーポレイテッド | 移植可能な圧力センサ |
| WO2011039567A1 (de) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Tecsis Gmbh | Messvorrichtung mit verstimmbarem widerstand |
| DE102010042307A1 (de) * | 2010-10-12 | 2012-04-12 | Innovative Sensor Technology Ist Ag | Verfahren zur Erzeugung einer elektrischen Widerstandsstruktur und Strömungssensor |
| JP2013516255A (ja) * | 2010-01-05 | 2013-05-13 | センシメッド エスアー | 眼圧監視装置 |
| CN105742371A (zh) * | 2014-12-26 | 2016-07-06 | 长野计器株式会社 | 传感器模块以及传感器模块的制造方法 |
-
1994
- 1994-11-07 JP JP27207394A patent/JPH08136378A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000515623A (ja) * | 1995-12-04 | 2000-11-21 | ソシエテ・ナシオナル・デテユード・エ・ドウ・コンストリユクシオン・ドウ・モトール・ダヴイアシオン、“エス．エヌ．ウ．セ．エム．アー．” | ブリッジの主抵抗間の温度勾配を補正するホイーストンブリッジ及びひずみゲージを有する圧力センサにおけるその適用 |
| JP2007516746A (ja) * | 2003-12-11 | 2007-06-28 | プロテウス バイオメディカル インコーポレイテッド | 移植可能な圧力センサ |
| US7194923B2 (en) | 2004-03-03 | 2007-03-27 | Nagano Keiki Co., Ltd. | Strain detector and pressure sensor |
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| DE102010042307A1 (de) * | 2010-10-12 | 2012-04-12 | Innovative Sensor Technology Ist Ag | Verfahren zur Erzeugung einer elektrischen Widerstandsstruktur und Strömungssensor |
| DE102010042307B4 (de) * | 2010-10-12 | 2018-04-12 | Innovative Sensor Technology Ist Ag | Strömungssensor |
| CN105742371A (zh) * | 2014-12-26 | 2016-07-06 | 长野计器株式会社 | 传感器模块以及传感器模块的制造方法 |
| CN105742371B (zh) * | 2014-12-26 | 2021-05-25 | 长野计器株式会社 | 传感器模块以及传感器模块的制造方法 |
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