JPH08233671A - Pressure sensor device - Google Patents

Pressure sensor device

Info

Publication number
JPH08233671A
JPH08233671A JP6505295A JP6505295A JPH08233671A JP H08233671 A JPH08233671 A JP H08233671A JP 6505295 A JP6505295 A JP 6505295A JP 6505295 A JP6505295 A JP 6505295A JP H08233671 A JPH08233671 A JP H08233671A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitance
electrode
pressure
movable electrode
sensor device
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.)
Pending
Application number
JP6505295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhide Nishimura
泰秀 西村
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP6505295A priority Critical patent/JPH08233671A/en
Publication of JPH08233671A publication Critical patent/JPH08233671A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To prevent infiltration of a solder ball into the detecting part side, and secure reliability of a sensor over a long period of time by providing a detecting part whose capacitance changes, a reference part whose capacitance does not change, a signal processing means and a filter means. CONSTITUTION: A detecting part 1 composed of a fixed electrode and a movable electrode has capacitance c1 of a capacitor 1a composed of one fixed electrode and a movable electrode and capacitance c2 of a capacitor 1b composed of a movable electrode. A reference part 2 has capacitance CR being a reference of a capacitor 2. CR oscillating circuits 31, 32 and 33 and a frequency measuring circuit 3X which are connected to the reference part 2 and are composed of the capacitance c1, c2 and CR and a resistance and respectively output signals of oscillating frequencies f1, f2 and fr, are provided inside a gate array 3. A pulse output circuit 4 performs signal processing such as amplification oo a pulse signal outputted from the gate array 3. A filter means prevents a solder ball generated at soldering time from infiltrating into the detecting part 1 and a pressure receiving part.

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、流体(ガス等)の圧力
を検出し、圧力に応じた信号を出力する圧力センサ装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor device which detects the pressure of a fluid (gas or the like) and outputs a signal corresponding to the pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の圧力センサ装置として特
開昭59−171826号公報に開示された技術があ
る。この開示技術は、ハウジング、ダイヤフラムおよび
スペーサの温度係数を合わせて温度補償しょうとするも
のであり、金属材料よりなるハウジングに、可動電極を
半田付けにて支持しているダイヤフラムが半田付けにて
固定されており、プラスチック材よりなる環状のスペー
サがハウジングにねじにより固定されると共に、固定電
極としての鉄板が可動電極に対向するごとくねじにより
固定されている。
2. Description of the Related Art As a conventional pressure sensor device of this type, there is a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-171826. This disclosed technology attempts to compensate the temperature by matching the temperature coefficients of the housing, the diaphragm, and the spacer. The diaphragm supporting the movable electrode by soldering is fixed to the housing made of a metal material by soldering. The annular spacer made of a plastic material is fixed to the housing with screws, and the iron plate as a fixed electrode is fixed with screws so as to face the movable electrode.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開昭59−171826号公報に開示された技術の場
合、ダイヤフラムに可動電極を半田付けする構造である
ため、ダイヤフラムの材質が限定され、用途が限定され
る。また、生産するためには半田付け用の特殊な設備が
必要になり、量産性に劣る。また、性能の面からは、一
対の可動および固定電極で構成されているために、寄生
容量によるセンサ直線性の劣化が避けられないし、この
直線性を得るためには、一品対応のマイコン補正が必要
となり、制度が必要な用途では使用できない。また、湿
度補正が不可能である為、産業用には使用できないとい
う問題点があった。
However, in the case of the technique disclosed in JP-A-59-171826, since the movable electrode is soldered to the diaphragm, the material of the diaphragm is limited, Is limited. In addition, special equipment for soldering is required for production, resulting in poor mass productivity. In terms of performance, since the sensor is composed of a pair of movable and fixed electrodes, deterioration of the sensor linearity due to parasitic capacitance is unavoidable. It is necessary and cannot be used for applications that require a system. In addition, there is a problem that it cannot be used for industrial purposes because the humidity cannot be corrected.

【0004】また、半田ボールが固定電極と可動電極の
間に侵入して固定電極と可動電極をそれぞれに短絡させ
て作動不能に陥れるし、また、前記半田ボールがダイヤ
フラム側に侵入して、このダイヤフラムの動きを止めて
作動不能に陥れるという問題点があった。
Further, the solder ball enters between the fixed electrode and the movable electrode, short-circuits the fixed electrode and the movable electrode respectively, and becomes inoperable, and the solder ball enters the diaphragm side, There is a problem that the diaphragm stops working and becomes inoperable.

【0005】本発明は、上記の問題点に着目して成され
たものであって、その目的とするところは、回路処理に
より特性の絶対値を補正できて使用中の原点補正等の複
雑な処理が不要になるばかりか、半田付けの際に発生す
る半田ボールの検出部側への侵入を阻止して長期に亘っ
て、センサの信頼性を確保することができる圧力センサ
装置を提供することにある。
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and its purpose is to make it possible to correct the absolute value of the characteristic by circuit processing and to perform complicated correction such as origin correction during use. (EN) Provided is a pressure sensor device, which not only does not require processing but also prevents solder balls generated during soldering from entering the detection portion side and can secure the reliability of the sensor for a long period of time. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係わる圧力センサ装置は、外部からの所
定の作用に応じて静電容量C1、C2が変化する検出部
と、前記所定の作用によっては静電容量CRが変化しな
い基準部と、検出部が検出した静電容量C1、C2及び
基準部が検出した静電容量CRを処理し所望の信号を出
力する信号処理手段と、半田付けの際に発生する半田ボ
ールの前記検出部及び基準部への侵入を阻止するフイル
タ手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a pressure sensor device according to the present invention comprises a detection unit in which electrostatic capacitances C1 and C2 change according to a predetermined action from the outside, and A reference unit in which the capacitance CR does not change due to a predetermined action, and a signal processing unit which processes the capacitances C1 and C2 detected by the detection unit and the capacitance CR detected by the reference unit and outputs a desired signal. And a filter means for preventing a solder ball generated at the time of soldering from entering the detection portion and the reference portion.

【0007】また、上記の目的を達成するために、本発
明に係わる圧力センサ装置は、圧力流体の圧力を感知す
る受圧部材にダイヤフラムを用いた受圧部と、基準とな
る静電容量CRを検出する基準部と、一方及び他方の固
定電極とこれらの固定電極間に位置して前記受圧部が感
知した圧力に応じて移動する可動電極とを有し一方の固
定電極と可動電極との間の静電容量C1及び他方の固定
電極と可動電極との間の静電容量C2を検出する検出部
と、前記検出部が検出した静電容量C1、C2及び基準
部が検出した基準となる静電容量CRを処理し所望の信
号を出力する信号処理手段と、半田付けの際に発生する
半田ボールの少なくとも前記検出部と前記受圧部への侵
入を阻止するフイルタ手段とを備えたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the pressure sensor device according to the present invention detects a pressure receiving portion using a diaphragm as a pressure receiving member for detecting the pressure of a pressure fluid, and a reference capacitance CR. And a fixed electrode on one side and the other fixed electrode, and a movable electrode located between these fixed electrodes and moving according to the pressure sensed by the pressure receiving unit. A detection unit that detects the capacitance C1 and the capacitance C2 between the other fixed electrode and the movable electrode, and the capacitances C1 and C2 detected by the detection unit and the reference capacitance detected by the reference unit. A signal processing means for processing the capacitance CR and outputting a desired signal; and a filter means for preventing at least the solder ball generated during soldering from entering the detection portion and the pressure receiving portion. To do.

【0008】そして、前記フイルタ手段が通気性を有す
るフイルタであることが好ましい。また、前記フイルタ
手段が、前記固定電極に微細な孔を多数形成してフイル
タ機能を持たせた構成であることが好ましい。
Further, it is preferable that the filter means is a filter having air permeability. Further, it is preferable that the filter means has a structure in which a large number of fine holes are formed in the fixed electrode so as to have a filter function.

【0009】[0009]

【作用】本発明に係わる圧力センサ装置にあっては、組
立性に優れ、また、前記基準部を内蔵しており、回路処
理により特性の絶対値を補正できるため、使用中の原点
補正等の複雑な処理が不要になるし、センサ直線性は、
温度、湿度に影響されにくくなるばかりか、部品点数が
少なく低コストで生産性が向上するものになる。
In the pressure sensor device according to the present invention, the assembling property is excellent, and since the reference portion is built in and the absolute value of the characteristic can be corrected by the circuit processing, it is possible to correct the origin during use. No complicated processing is required, and the sensor linearity is
Not only is it less susceptible to temperature and humidity, but the number of parts is small, and the productivity is improved at low cost.

【0010】特に、半田付けの際に発生する半田ボール
はスルーホール等を介して検出部側に侵入しようとする
が、前記フイルタ手段があるために、半田ボールの侵入
が阻止される。
In particular, solder balls generated during soldering tend to enter the detection portion side through through holes or the like, but the presence of the filter means prevents the solder balls from entering.

【0011】また、前記半田ボールが前記固定電極と可
動電極の間の間に侵入して固定電極と可動電極をそれぞ
れに短絡させて作動不能に陥れることがなくなるし、ま
た、前記半田ボールがダイヤフラム側に侵入して、この
ダイヤフラムの動きを止めて作動不能に陥れることがな
くなる。
Further, the solder ball is prevented from penetrating between the fixed electrode and the movable electrode and short-circuiting the fixed electrode and the movable electrode to make them inoperable. Further, the solder ball is prevented from becoming inoperable. It will not enter the side and stop the movement of this diaphragm to make it inoperable.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の第1実施例に係わる圧力センサ装
置の縦断面図、図2は同圧力センサ装置の分解状態の斜
視図、図3はダイヤフラムの平面図、図4はダイヤフラ
ムの一部断面した側面図、図5はダイヤフラムの一部省
略した断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a longitudinal sectional view of a pressure sensor device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the pressure sensor device in an exploded state, FIG. 3 is a plan view of a diaphragm, and FIG. 4 is a partial sectional view of the diaphragm. FIG. 5 is a sectional view in which a part of the diaphragm is omitted.

【0013】本発明に係わる圧力センサ装置は、ベース
21と、Oリング22と、ダイヤフラム23と、ダイヤ
フラム押え24と、電極ホルダ47と、電界シールド7
6と、検出部(差動型センサ部)1と、電界シールド7
7と、フイルタ10と、押えばね78と、電極押え49
と、信号処理ユニットCと、カバー69とから構成され
ている。
The pressure sensor device according to the present invention comprises a base 21, an O-ring 22, a diaphragm 23, a diaphragm retainer 24, an electrode holder 47, and an electric field shield 7.
6, a detection unit (differential sensor unit) 1, and an electric field shield 7
7, the filter 10, the presser spring 78, and the electrode presser 49
And a signal processing unit C and a cover 69.

【0014】前記ベース21は平面視で円形状の収容部
25を有し、この収容部25の底面部25aには、この
底面部25aの中心を中心とした同心円状の複数のスト
ッパ部(負圧用ストッパー)26a、26b、26c
と、ストッパ部26cより外方に位置してこれと同心の
Oリング嵌合溝部27とが形成してある。また、前記底
面部25aには、これの中心から半径方向に凹陥部28
が形成してあり、この凹陥部28は、ベース21の周面
部に突出形成された接続管部29に連通しており、これ
らで流入口40を構成している。
The base 21 has an accommodating portion 25 having a circular shape in a plan view, and a bottom portion 25a of the accommodating portion 25 has a plurality of concentric stopper portions (negative ends) centered on the center of the bottom portion 25a. Pressure stopper) 26a, 26b, 26c
And an O-ring fitting groove 27 which is located outside the stopper portion 26c and is concentric with the stopper portion 26c. In addition, a concave portion 28 is formed in the bottom surface portion 25a in the radial direction from the center thereof.
The recessed portion 28 communicates with the connecting pipe portion 29 formed on the peripheral surface portion of the base 21 so as to project therefrom, and these constitute the inflow port 40.

【0015】前記ダイヤフラム23は金属製で、図3乃
至図5に示すように面部23aの周部に取付部23bを
有する皿状であり、その中心部にはプランジャ受け部4
1が形成してあり、ダイヤフラム23の面部23aに
は、プランジャ受け部41を中心とした円環状の下方
(図5において)に凸の突出部42a、42b、42
c、42dと、突出部42dの外方に位置して上方に凸
の突出部43とが形成してあり、面部23aの上面側は
突出部43を除いて平坦面にしてある。
The diaphragm 23 is made of metal and has a plate-like shape having a mounting portion 23b on the peripheral portion of the surface portion 23a as shown in FIGS. 3 to 5, and the plunger receiving portion 4 is provided at the center thereof.
1 is formed on the surface portion 23a of the diaphragm 23, and the projecting portions 42a, 42b, 42 projecting downward (in FIG. 5) in an annular shape centered on the plunger receiving portion 41.
c and 42d, and a protruding portion 43 that is located outside the protruding portion 42d and is convex upward are formed, and the upper surface side of the surface portion 23a is a flat surface excluding the protruding portion 43.

【0016】前記ダイヤフラム押え24は、前記ベース
21の円形状の収容部25に挿入されるように平面視で
円形をなし、その底部外面が平坦なストッパ部(正圧用
ストッパー)44にしてあり、このストッパ部44の中
心部にはプランジャ保持孔部45が形成してある。
The diaphragm retainer 24 has a circular shape in a plan view so as to be inserted into the circular accommodating portion 25 of the base 21, and has a stopper portion (positive pressure stopper) 44 having a flat outer bottom surface. A plunger holding hole 45 is formed in the center of the stopper 44.

【0017】そして、前記ベース21の収容部25に
は、これのOリング嵌合溝部27にOリング22を嵌合
し、前記ダイヤフラム23とダイヤフラム押え24とが
収容してあり、このダイヤフラム押え24はダイヤフラ
ム23の周部の取付部23bを押えていて、このダイヤ
フラム23を固定しており、このダイヤフラム23は、
収容部25の底面部25aとダイヤフラム押え24のス
トッパ部44とが画成するダイヤフラム室46に位置し
ていて、このダイヤフラム室46の受圧側は前記流入口
40に連通している。そして、前記ダイヤフラム押え2
4は、そのプランジャ保持孔部45で可動体であるプラ
ンジャ51を移動可能に保持しており、これらで受圧ユ
ニットAを構成している。
The O-ring 22 is fitted in the O-ring fitting groove 27 of the accommodating portion 25 of the base 21, and the diaphragm 23 and the diaphragm retainer 24 are accommodated therein. Holds down the mounting portion 23b at the peripheral portion of the diaphragm 23 to fix the diaphragm 23, and the diaphragm 23 is
It is located in a diaphragm chamber 46 defined by the bottom surface portion 25a of the housing portion 25 and the stopper portion 44 of the diaphragm retainer 24, and the pressure receiving side of the diaphragm chamber 46 communicates with the inflow port 40. Then, the diaphragm retainer 2
Numeral 4 movably holds a plunger 51, which is a movable body, in the plunger holding hole portion 45, and these constitute a pressure receiving unit A.

【0018】前記電極ホルダ47の中心部には孔部50
が形成してあり、また、電極ホルダ47の底部には受け
部52が形成してあり、また、電極ホルダ47の内周面
部には端子挿入溝53が複数形成してある。前記電界シ
ールド76は円板状のシールドプレート79と円環状の
絶縁フイルム80とより構成されている。
A hole 50 is formed in the center of the electrode holder 47.
, A receiving portion 52 is formed on the bottom of the electrode holder 47, and a plurality of terminal insertion grooves 53 are formed on the inner peripheral surface of the electrode holder 47. The electric field shield 76 is composed of a disk-shaped shield plate 79 and an annular insulating film 80.

【0019】また、前記検出部1は、円盤状の一方の固
定電極55と円環状の一方の絶縁フイルム56と円盤状
の可動電極57と円環状の他方の絶縁フイルム58と円
盤状の他方の固定電極59とを備えており、固定電極5
5、59および可動電極57にはそれぞれ端子部55
a、59a、57aが形成してある。一方の固定電極5
5の中心部には孔部55bが形成してあり、また、可動
電極57はその周部が押え部57bであり、中央部が可
動部57cであって、押え部57bと可動部57cとの
間には周方向に複数のスリット57dが形成してあっ
て、スリット57d間の支え部57eにより可動部57
cは保持されている。
Further, the detection unit 1 includes one fixed electrode 55 having a disk shape, one insulating film 56 having a ring shape, a movable electrode 57 having a disk shape, the other insulating film 58 having a ring shape, and the other insulating film 58 having a disk shape. The fixed electrode 5 is provided with the fixed electrode 59.
5, 59 and the movable electrode 57 have terminal portions 55, respectively.
a, 59a, 57a are formed. One fixed electrode 5
5, a hole 55b is formed in the center of the movable electrode 57, and the movable electrode 57 has a pressing portion 57b at its peripheral portion and a movable portion 57c at its central portion. A plurality of slits 57d are formed in the circumferential direction, and the movable portion 57d is formed by the supporting portions 57e between the slits 57d.
c is retained.

【0020】また、前記電界シールド77は円板状のシ
ールドプレート83と円環状の絶縁フイルム84より構
成されている。また、前記電極押え49は、その下部に
押え部65を有し、上部に信号処理ユニット収容部66
を有しており、この信号処理ユニット収容部66の周部
には複数の端子孔67が形成してある。また、前記フイ
ルタ10はメッシュから成る円板であり、通気性を有し
ている。
The electric field shield 77 comprises a disk-shaped shield plate 83 and an annular insulating film 84. Further, the electrode retainer 49 has a retainer portion 65 at a lower portion thereof and a signal processing unit accommodating portion 66 at an upper portion thereof.
A plurality of terminal holes 67 are formed in the peripheral portion of the signal processing unit accommodating portion 66. The filter 10 is a disc made of mesh and has air permeability.

【0021】そして、前記電極ホルダ47内には、前記
電界シールド76のシールドプレート79と円環状の絶
縁フイルム80が、また、前記検出部1の、一方の固定
電極55と一方の絶縁フイルム56と可動電極57と他
方の絶縁フイルム58と他方の固定電極59とがこの順
序に重ねて収容してあり、前記可動電極57は、その押
え部57bが上下から絶縁フイルム58、56により挟
持されており、端子部55a、59a、57aは電極ホ
ルダ47の内周面部の端子挿入溝53に挿入されてい
る。
In the electrode holder 47, a shield plate 79 of the electric field shield 76 and an annular insulating film 80 are provided, and one fixed electrode 55 and one insulating film 56 of the detecting section 1 are provided. The movable electrode 57, the other insulating film 58, and the other fixed electrode 59 are housed in this order in a stacked manner, and the movable electrode 57 has its holding portion 57b sandwiched by the insulating films 58 and 56 from above and below. The terminal portions 55 a, 59 a, 57 a are inserted into the terminal insertion groove 53 on the inner peripheral surface portion of the electrode holder 47.

【0022】また、前記電極ホルダ47内には、前記検
出部1に重ねて、前記電界シールド77のシールドプレ
ート83と絶縁フイルム84とフイルタ10と押えばね
78とが収容してある。そして、前記電極ホルダ47内
には、前記検出部1と前記電界シールド77に重ねて前
記電極押え49の押え部65が挿入してあり、この電極
押え49の端子孔67から信号処理ユニット収容部66
に向けて前記端子部55a、59a、57aが突出して
いる。
In the electrode holder 47, the shield plate 83 of the electric field shield 77, the insulating film 84, the filter 10, and the pressing spring 78 are housed so as to overlap with the detection unit 1. Further, in the electrode holder 47, the pressing portion 65 of the electrode pressing member 49 is inserted so as to overlap the detection unit 1 and the electric field shield 77, and the signal processing unit accommodating portion is inserted from the terminal hole 67 of the electrode pressing member 49. 66
The terminal portions 55a, 59a, 57a are projected toward.

【0023】そして、前記電極ホルダ47から前記電極
押え49に至る部分はセンサユニットBを構成してお
り、このセンサユニットBは前記ベース21の収容部2
5に収容してあり、前記プランジャ51の一端部(下端
部)は、前記ダイヤフラム23のプランジャ受け部41
に接し、プランジャ51の他端部(上端部)は前記可動
電極57の可動部57cに下から接している。
The portion extending from the electrode holder 47 to the electrode retainer 49 constitutes a sensor unit B, which is the accommodating portion 2 of the base 21.
5 and one end (lower end) of the plunger 51 has a plunger receiving portion 41 of the diaphragm 23.
And the other end (upper end) of the plunger 51 is in contact with the movable portion 57c of the movable electrode 57 from below.

【0024】前記信号処理ユニットCは、前記信号処理
ユニット収容部66に嵌合できる形状の基板68を有
し、この基板68には、基準部2と、図6に示す静電容
量検出回路のゲートアレイ3とパルス出力回路4とが組
み込まれている。前記基準部(リファレンス部)2は、
コンデンサ2aの基準となる静電容量CRを有する素子
で構成されている。
The signal processing unit C has a substrate 68 having a shape that can be fitted in the signal processing unit accommodating portion 66. The substrate 68 has the reference portion 2 and the capacitance detection circuit shown in FIG. The gate array 3 and the pulse output circuit 4 are incorporated. The reference unit (reference unit) 2 is
The capacitor 2a is composed of an element having a capacitance CR that serves as a reference.

【0025】そして、信号処理ユニットCは、前記電極
押え49の信号処理ユニット収容部66に収容してあ
り、前記端子部55a、59a、57aは、その対応す
る基板68の接続部に半田付けにより接続してある。そ
して、電極押え49の上からカバー69が被せてあっ
て、カバー69は、そのガイドピン90、圧入ピン91
をベース21に設けたガイドピン孔86、ピン圧入孔8
7に挿入及び圧入することにより前記ベース21に固定
してあり、前記基板68に接続されたリード線71、7
2、73がカバー69外に導出されている。この場合、
リード線71、72、73は電極押え49とカバー69
に設けられた突起部74、75間で挟み込まれており、
リード線71、72、73の引き出し強度が大きく取っ
てある。また、リード線71、72、73は、前記基板
68に半田付けにより接続されている。
The signal processing unit C is accommodated in the signal processing unit accommodating portion 66 of the electrode retainer 49, and the terminal portions 55a, 59a and 57a are soldered to the corresponding connecting portions of the substrate 68. It is connected. A cover 69 is covered over the electrode retainer 49, and the cover 69 includes the guide pin 90 and the press-fitting pin 91.
Pin hole 86 provided in the base 21 and pin press-fitting hole 8
Lead wires 71, 7 fixed to the base 21 by being inserted and press-fitted into the base plate 7 and connected to the substrate 68.
2, 73 are led out of the cover 69. in this case,
The lead wires 71, 72, 73 are the electrode retainer 49 and the cover 69.
It is sandwiched between the protrusions 74 and 75 provided on the
The lead wires 71, 72, 73 have a large drawing strength. The lead wires 71, 72, 73 are connected to the board 68 by soldering.

【0026】前記センサユニットBにおいて、2つの固
定電極55、59および可動電極57で構成される検出
部1は、一方の固定電極55と可動電極57とで構成さ
れるコンデンサ1aの静電容量C1と他方の固定電極5
9と可動電極57と構成されるコンデンサ1bの静電容
量C2とを有する。また、基準部2はコンデンサ2aの
基準となる静電容量CRを有する。
In the sensor unit B, the detection unit 1 composed of the two fixed electrodes 55 and 59 and the movable electrode 57 has a capacitance C1 of the capacitor 1a composed of one fixed electrode 55 and the movable electrode 57. And the other fixed electrode 5
9 and the electrostatic capacitance C2 of the capacitor 1b constituted by the movable electrode 57. Further, the reference unit 2 has a capacitance CR that serves as a reference for the capacitor 2a.

【0027】前記ゲートアレイ3の内部には、概略的に
は、検出部1および基準部2に接続されて静電容量C
1、C2、CRと図示せぬ抵抗で定まる発振周波数f
1、f2、frの信号をそれぞれ出力するCR発振回路
31、32、33があり、また、これらの信号をうけて
CR発振回路33からの基準の発振信号frの1周期に
おいて、前半1/2周期での発振周波数f1、後半1/
2周期でのf2の周波数差に応じてパルス信号を生成す
る周波数測定回路3Xがある。前記パルス出力回路4は
前記ゲートアレイ3から出力されるパルス信号に増幅、
レベル調整等の信号処理を施す。
The inside of the gate array 3 is roughly connected to the detection unit 1 and the reference unit 2 and has a capacitance C.
Oscillation frequency f determined by 1, C2, CR and resistor not shown
There are CR oscillating circuits 31, 32, and 33 that output the signals 1, f2, and fr, respectively, and, in response to these signals, in the first half of one cycle of the reference oscillating signal fr from the CR oscillating circuit 33, the first half Oscillation frequency f1 in cycle, latter half 1 /
There is a frequency measurement circuit 3X that generates a pulse signal according to the frequency difference of f2 in two cycles. The pulse output circuit 4 amplifies the pulse signal output from the gate array 3,
Perform signal processing such as level adjustment.

【0028】次に、上記のように構成された圧力センサ
装置の作動について説明する。前記ダイヤフラム室46
の受圧側の圧力がゼロの場合、検出部1における可動電
極57が変位しないので、静電容量C1およびC2が等
しくなっている。したがって、発振周波数f1およびf
2も等しくなり、CR発振回路33からの基準の発振信
号frの前半1/2周期での発振周波数f1、後半1/
2周期での発振周波数f2の周波数差がゼロとなるの
で、ゲートアレイ3からはパルス信号は出力されない。
Next, the operation of the pressure sensor device constructed as described above will be described. The diaphragm chamber 46
When the pressure on the pressure receiving side is zero, the movable electrode 57 in the detection unit 1 is not displaced, so that the electrostatic capacitances C1 and C2 are equal. Therefore, the oscillation frequencies f1 and f
2 becomes equal, and the oscillation frequency f1 in the first half cycle of the reference oscillation signal fr from the CR oscillation circuit 33 and the latter half 1 /
Since the frequency difference between the oscillation frequencies f2 in the two cycles is zero, no pulse signal is output from the gate array 3.

【0029】前記流入口40からダイヤフラム室46の
受圧側に圧力流体(例えばガス)が導入されると前記ダ
イヤフラム23が図1において上方に変位する。このダ
イヤフラム23の上方への変位によりプランジャ51を
介して可動電極57の可動部57cが押されて図1にお
いて上方に変位し、静電容量C1およびC2が異なる値
をなる。したがって、CR発振回路33からの基準の発
振信号frの前半1/2周期での発振周波数f1、後半
1/2周期での発振周波数f2に周波数差が生じるの
で、ゲートアレイ3からはその周波数差、すなわち検出
すべき圧力に比例した数のパルス信号が出力される。
When a pressure fluid (eg, gas) is introduced from the inlet 40 to the pressure receiving side of the diaphragm chamber 46, the diaphragm 23 is displaced upward in FIG. Due to the upward displacement of the diaphragm 23, the movable portion 57c of the movable electrode 57 is pushed through the plunger 51 and displaced upward in FIG. 1, and the electrostatic capacitances C1 and C2 have different values. Therefore, since there is a frequency difference between the oscillation frequency f1 in the first half cycle and the oscillation frequency f2 in the second half cycle of the reference oscillation signal fr from the CR oscillation circuit 33, the frequency difference is generated from the gate array 3. That is, a number of pulse signals proportional to the pressure to be detected is output.

【0030】ところで、静電容量C1、C2は、周囲の
環境、すなわち温度や、圧力を測定する圧力流体の物質
構成等により変化する。したがって、CR発振回路31
および32における発振周波数f1,f2も変化するこ
とになるが、前記基準部2の静電容量CRも同時に変化
するので補正回路等を設けることなく周囲の環境の変化
による測定誤差を解消することができる。
By the way, the capacitances C1 and C2 change depending on the surrounding environment, that is, the temperature, the material composition of the pressure fluid for measuring the pressure, and the like. Therefore, the CR oscillation circuit 31
Although the oscillation frequencies f1 and f2 at 32 and 32 also change, the capacitance CR of the reference unit 2 also changes at the same time, so that a measurement error due to a change in the surrounding environment can be eliminated without providing a correction circuit or the like. it can.

【0031】上記の圧力センサ装置において、前記電極
ホルダ47から前記電極押え49に至る部分が構成する
センサユニットBを前記ベース21の収容部25に収容
し、前記信号処理ユニットCを、前記電極押え49の信
号処理ユニット収容部66に収容し、前記端子部55
a、59a、57aを基板68のスルーホール68aを
貫通させて、これらの端子部55a、59a、57aを
基板68の対応するパターンに半田付けするのである
が、この半田付けの際に発生する半田ボールはスルーホ
ール68a等を介してセンサユニットB側に侵入しよう
とするが、前記電界シールド77のシールドプレート8
3と押えばね78とに間に前記フイルタ10が介在され
ているために、このフイルタ10が、半田ボールの固定
電極59側への侵入を阻止する。また、前記基板68に
リード線71、72、73を半田付けする場合において
も半田ボールが発生するが、前記フイルタ10が、半田
ボールの固定電極59側への侵入を阻止する。
In the pressure sensor device described above, the sensor unit B, which constitutes the portion from the electrode holder 47 to the electrode holder 49, is housed in the housing portion 25 of the base 21, and the signal processing unit C is held in the electrode holder. The signal processing unit accommodating portion 66 of 49, the terminal portion 55
The terminal portions 55a, 59a, 57a are soldered to the corresponding patterns of the substrate 68 by penetrating the through holes 68a of the substrate 68 with a, 59a, 57a. Although the ball tries to enter the sensor unit B side through the through hole 68a or the like, the shield plate 8 of the electric field shield 77 is used.
Since the filter 10 is interposed between 3 and the pressing spring 78, the filter 10 prevents the solder ball from entering the fixed electrode 59 side. Also, when soldering the lead wires 71, 72, 73 to the substrate 68, solder balls are generated, but the filter 10 prevents the solder balls from entering the fixed electrode 59 side.

【0032】したがって、前記半田ボールが前記固定電
極59と可動電極57の間又は可動電極57と固定電極
55との間に侵入して固定電極59と可動電極57、可
動電極57と固定電極55をそれぞれに短絡させて作動
不能に陥れることがなくなるし、また、前記半田ボール
がダイヤフラム24と前記ダイヤフラム押え24との間
に侵入して、このダイヤフラム24の動きを止めて作動
不能に陥れることがなくなる。
Therefore, the solder ball penetrates between the fixed electrode 59 and the movable electrode 57 or between the movable electrode 57 and the fixed electrode 55 to connect the fixed electrode 59 and the movable electrode 57, and the movable electrode 57 and the fixed electrode 55. It is prevented that the solder balls are short-circuited and become inoperable, and the solder balls do not enter between the diaphragm 24 and the diaphragm retainer 24 to stop the movement of the diaphragm 24 and become inoperable. .

【0033】前記フイルタ10としては上記したメッシ
ュから成る円板状のものに限らず、通常の通気フイルタ
でもよい。また、図7に示すように前記固定電極59に
微細な孔59bを多数形成してフイルタ機能を持たせる
ようにして前記フイルタ10を省くことも可能である。
The filter 10 is not limited to the disc-shaped one made of the mesh described above, but may be a normal ventilation filter. Further, as shown in FIG. 7, it is possible to omit the filter 10 by forming a large number of fine holes 59b in the fixed electrode 59 so as to have a filter function.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる圧
力センサ装置は、外部からの所定の作用に応じて静電容
量C1、C2が変化する検出部と、前記所定の作用によ
っては静電容量CRが変化しない基準部と、検出部が検
出した静電容量C1、C2及び基準部が検出した静電容
量CRを処理し所望の信号を出力する信号処理手段と、
半田付けの際に発生する半田ボール前記検出部及び基準
部への侵入を阻止するフイルタ手段とを備えたことか
ら、組立性に優れ、また、前記基準部を内蔵しており、
回路処理により特性の絶対値を補正できるため、使用中
の原点補正等の複雑な処理が不要になるし、センサ直線
性は、温度、湿度に影響されにくくなるばかりか、部品
点数が少なく低コストで生産性が向上するものになる。
As described above, in the pressure sensor device according to the present invention, the electrostatic capacitances C1 and C2 change according to a predetermined action from the outside, and the electrostatic sensor is used depending on the predetermined action. A reference unit in which the capacitance CR does not change; signal processing means for processing the capacitances C1 and C2 detected by the detection unit and the capacitance CR detected by the reference unit and outputting a desired signal;
Solder balls generated at the time of soldering and having a filter means for preventing intrusion to the detection portion and the reference portion, excellent in assemblability, and the built-in reference portion,
Since the absolute value of the characteristic can be corrected by circuit processing, complicated processing such as origin correction during use is unnecessary, and the sensor linearity is not easily affected by temperature and humidity, and the number of parts is small and the cost is low. Will improve productivity.

【0035】特に、半田付けの際に発生する半田ボール
はスルーホール等を介して検出部側に侵入しようとする
が、前記フイルタ手段があるために、半田ボールの侵入
が阻止される。このために、長期に亘って、センサの信
頼性を確保することができる。
In particular, the solder balls generated at the time of soldering try to enter the detecting portion side through the through holes or the like, but the presence of the filter means prevents the solder balls from entering. Therefore, the reliability of the sensor can be ensured for a long period of time.

【0036】また、本発明に係わる圧力センサ装置は、
圧力流体の圧力を感知する受圧部材にダイヤフラムを用
いた受圧部と、基準となる静電容量CRを検出する基準
部と、一方及び他方の固定電極とこれらの固定電極間に
位置して前記受圧部が感知した圧力に応じて移動する可
動電極とを有し一方の固定電極と可動電極との間の静電
容量C1及び他方の固定電極と可動電極との間の静電容
量C2を検出する検出部と、前記検出部が検出した静電
容量C1、C2及び基準部が検出した基準となる静電容
量CRを処理し所望の信号を出力する信号処理手段と、
半田付けの際に発生する半田ボールの少なくとも前記検
出部と前記受圧部への侵入を阻止するフイルタ手段とを
備えたことから、前記半田ボールが前記固定電極と可動
電極の間の間に侵入して固定電極と可動電極をそれぞれ
に短絡させて作動不能に陥れることがなくなるし、ま
た、前記半田ボールがダイヤフラム側に侵入して、この
ダイヤフラムの動きを止めて作動不能に陥れることがな
くなる。このために、長期に亘って、センサの信頼性を
確保することができる。
Further, the pressure sensor device according to the present invention is
A pressure receiving portion using a diaphragm as a pressure receiving member for detecting the pressure of the pressure fluid, a reference portion for detecting a reference electrostatic capacitance CR, one and the other fixed electrodes, and the pressure receiving portion located between these fixed electrodes. The unit has a movable electrode that moves according to the sensed pressure, and detects a capacitance C1 between one fixed electrode and the movable electrode and a capacitance C2 between the other fixed electrode and the movable electrode. A detection unit, and signal processing means for processing the electrostatic capacitances C1 and C2 detected by the detection unit and the reference electrostatic capacitance CR detected by the reference unit and outputting a desired signal,
Since the solder ball generated at the time of soldering is provided with at least the detecting portion and the filter means for preventing the solder ball from entering the pressure receiving portion, the solder ball enters between the fixed electrode and the movable electrode. Therefore, the fixed electrode and the movable electrode are not short-circuited to be inoperable, and the solder ball is prevented from entering the diaphragm side and stopping the movement of the diaphragm to become inoperable. Therefore, the reliability of the sensor can be ensured for a long period of time.

【0037】また、前記フイルタ手段が通気性を有する
フイルタであるために、組み付けが容易になるし、ま
た、前記フイルタ手段が、前記固定電極に微細な孔を多
数形成してフイルタ機能を持たせた構成である場合に
は、別物のフイルタを省略することができる。
Further, since the filter means is a breathable filter, it is easy to assemble, and the filter means is provided with a plurality of fine holes in the fixed electrode so as to have a filter function. In the case of such a configuration, a separate filter can be omitted.

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

【図1】本発明に係わる圧力センサ装置の縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a pressure sensor device according to the present invention.

【図2】同圧力センサ装置の分解状態の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the pressure sensor device in an exploded state.

【図3】ダイヤフラムの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a diaphragm.

【図4】同ダイヤフラムの一部断面した側面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional side view of the diaphragm.

【図5】同ダイヤフラムの一部省略した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the diaphragm with a part thereof omitted.

【図6】本発明に係わる圧力センサ装置の静電容量検出
回路の概略ブロック図である。
FIG. 6 is a schematic block diagram of a capacitance detection circuit of the pressure sensor device according to the present invention.

【図7】フイルタ機能を持たせた固定電極に斜視図であ
る。
FIG. 7 is a perspective view of a fixed electrode having a filter function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検出部 2 基準部 10 フイルタ(フイルタ手段) 23 ダイヤフラム 55 一方の固定電極 57 可動電極 59 他方の固定電極 C 信号処理手段 1 Detection Section 2 Reference Section 10 Filter (Filter Means) 23 Diaphragm 55 One Fixed Electrode 57 Movable Electrode 59 Other Fixed Electrode C Signal Processing Means

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部からの所定の作用に応じて静電容量
C1、C2が変化する検出部と、 前記所定の作用によっては静電容量CRが変化しない基
準部と、 検出部が検出した静電容量C1、C2及び基準部が検出
した静電容量CRを処理し所望の信号を出力する信号処
理手段と、 半田付けの際に発生する半田ボールの前記検出部及び基
準部への侵入を阻止するフイルタ手段とを備えたことを
特徴とする圧力センサ装置。
1. A detection unit in which electrostatic capacitances C1 and C2 change in response to a predetermined external action, a reference unit in which electrostatic capacitance CR does not change due to the predetermined action, and a static electricity detected by the detection unit. Signal processing means for processing the capacitances C1 and C2 and the electrostatic capacitance CR detected by the reference portion and outputting a desired signal, and preventing solder balls generated during soldering from entering the detection portion and the reference portion. And a filter means for controlling the pressure sensor device.
【請求項2】 圧力流体の圧力を感知する受圧部材にダ
イヤフラムを用いた受圧部と、 基準となる静電容量CRを検出する基準部と、 一方及び他方の固定電極とこれらの固定電極間に位置し
て前記受圧部が感知した圧力に応じて移動する可動電極
とを有し一方の固定電極と可動電極との間の静電容量C
1及び他方の固定電極と可動電極との間の静電容量C2
を検出する検出部と、 前記検出部が検出した静電容量C1、C2及び基準部が
検出した基準となる静電容量CRを処理し所望の信号を
出力する信号処理手段と、 半田付けの際に発生する半田ボールの少なくとも前記検
出部と前記受圧部への侵入を阻止するフイルタ手段とを
備えたことを特徴とする圧力センサ装置。
2. A pressure receiving portion using a diaphragm as a pressure receiving member for detecting the pressure of a pressure fluid, a reference portion for detecting a reference electrostatic capacitance CR, and one and the other fixed electrodes and these fixed electrodes. A movable electrode that is positioned and moves according to the pressure sensed by the pressure receiving portion, and has a capacitance C between one fixed electrode and the movable electrode.
Capacitance C2 between one and the other fixed electrode and the movable electrode
And a signal processing unit that processes the electrostatic capacitances C1 and C2 detected by the detecting unit and the reference electrostatic capacitance CR detected by the reference unit and outputs a desired signal, and when soldering 1. A pressure sensor device comprising: at least the detecting portion and a filter means for preventing the solder ball generated in the inside from entering the pressure receiving portion.
【請求項3】 前記フイルタ手段が通気性を有するフイ
ルタである請求項1又は請求項2記載の圧力センサ装
置。
3. The pressure sensor device according to claim 1, wherein the filter means is a filter having air permeability.
【請求項4】 前記フイルタ手段が、前記固定電極に微
細な孔を多数形成してフイルタ機能を持たせた構成であ
る請求項1又は請求項2記載の圧力センサ装置。
4. The pressure sensor device according to claim 1 or 2, wherein the filter means has a structure in which a large number of fine holes are formed in the fixed electrode to provide a filter function.
JP6505295A 1995-02-28 1995-02-28 Pressure sensor device Pending JPH08233671A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6505295A JPH08233671A (en) 1995-02-28 1995-02-28 Pressure sensor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6505295A JPH08233671A (en) 1995-02-28 1995-02-28 Pressure sensor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08233671A true JPH08233671A (en) 1996-09-13

Family

ID=13275807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6505295A Pending JPH08233671A (en) 1995-02-28 1995-02-28 Pressure sensor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08233671A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112577643A (en) * 2020-12-11 2021-03-30 武汉大学 Wide-range capacitive flexible sensor for realizing triaxial force measurement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112577643A (en) * 2020-12-11 2021-03-30 武汉大学 Wide-range capacitive flexible sensor for realizing triaxial force measurement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5150275A (en) Capacitive pressure sensor
US4670733A (en) Differential pressure transducer
US4388668A (en) Capacitive pressure transducer
US5343757A (en) Pressure sensor
US4207604A (en) Capacitive pressure transducer with cut out conductive plate
US4301492A (en) Pressure-sensing transducer
JPH1194668A (en) Combination type fluid pressure and temperature sensor device
JPH0526132B2 (en)
CN110763392A (en) Physical quantity measuring sensor and sensor module
US5925826A (en) Integrated pressure sensor unit and solenoid valve unit
US6439056B1 (en) Sensor element having temperature measuring means
JPH08233671A (en) Pressure sensor device
JPH0886711A (en) Pressure sensor device and gas meter using this pressure sensor device
EP0706038B1 (en) Capacitive pressure sensor with two chambers
JP3201058B2 (en) Pressure sensor structure
JP3269269B2 (en) Vibration detection sensor
JPH11337435A (en) Capacitive pressure transducer with few output error
JP3801007B2 (en) Weight sensor and manufacturing method thereof
JPH0638534Y2 (en) Imaging device
JPH09280987A (en) Capacitive pressure sensor
JPH06294691A (en) Pressure sensor
JP3229706B2 (en) Seismic sensor
JPH06273224A (en) Vibration detecting sensor
JPH0355875Y2 (en)
JP2540967Y2 (en) Pressure sensor