JPH10111207A - Capacitive pressure sensor - Google Patents

Capacitive pressure sensor

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JPH10111207A
JPH10111207A JP26718296A JP26718296A JPH10111207A JP H10111207 A JPH10111207 A JP H10111207A JP 26718296 A JP26718296 A JP 26718296A JP 26718296 A JP26718296 A JP 26718296A JP H10111207 A JPH10111207 A JP H10111207A
Authority
JP
Japan
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capacitor
electrode
carrier signal
frequency
capacitance
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Application number
JP26718296A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Imai
正人 今井
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Publication of JPH10111207A publication Critical patent/JPH10111207A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve S/N ratio of an output signal when a capacitive pressure sensor is connected to a ground line of high noise level and used. SOLUTION: A detecting capacitor CD is constituted of a movable electrode arranged on a diaphragm part and a fixed electrode which faces the movable electrode, having a specified gap. A reference capacitor CR is constituted of a pair of fixed electrodes. The respective one side electodes of the detecting capacitor CD and the reference capacitor CR are grounded to a chassis. A first low-pass filter 19 constituted of an impedance element Z1 and the detecting capacitor CD AM-modulates a carrier signal Sc from an oscillation circuit 17, with an amplification factor corresponding to the capacitance of the detecting capacitor CD. A second low-pass filter 20 constituted of an impedance element Z2 and the reference capacitor CR AM-modulates the carrier signal Sc with an amplification factor corresponding to the capacitance of the reference capacitor CR. A differential amplification circuit 22 amplifies the deviation of the above AM modulation outputs. A band-pass filter 24 receiving the amplified output is so set that the center frequency of the pass band coincides with the frequency of the carrier signal Sc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤフラム部側
の可動電極及びこれと所定ギャップを存して対向する固
定電極により構成される検出コンデンサを備え、その検
出コンデンサの静電容量に基づいて上記ダイヤフラム部
に作用する圧力を検出する静電容量式圧力センサに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises a detection capacitor composed of a movable electrode on the diaphragm side and a fixed electrode opposed to the movable electrode with a predetermined gap, and based on the capacitance of the detection capacitor. The present invention relates to a capacitance type pressure sensor for detecting a pressure acting on a diaphragm.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の静電容量式圧力センサの一例と
して、従来より、所定ギャップを存して対向する一対の
平板を設け、それら平板の中央部に設けられた一対の検
出電極によって検出コンデンサを形成すると共に、同じ
く平板の外周部に設けられた一対の基準電極によって基
準コンデンサを形成したものが考えられている。このも
のでは、平板の一方がダイヤフラム部として機能するも
のであり、その中央部に位置した検出コンデンサは、平
板に加えられた圧力により静電容量が大きく変化し、外
周部に位置した基準コンデンサは、圧力印加時において
も静電容量があまり変化しない。
2. Description of the Related Art As an example of this type of capacitance type pressure sensor, a pair of flat plates facing each other with a predetermined gap has been conventionally provided, and detection is performed by a pair of detection electrodes provided at the center of the flat plates. It is considered that a capacitor is formed and a reference capacitor is formed by a pair of reference electrodes provided on the outer periphery of the flat plate. In this device, one of the flat plates functions as a diaphragm, and the detection capacitor located at the center of the flat plate has a large change in capacitance due to the pressure applied to the flat plate. Even when pressure is applied, the capacitance does not change much.

【0003】そして、このような静電容量式圧力センサ
では、上記検出コンデンサ及び基準コンデンサの静電容
量の偏差を発振回路を利用して取り出すことによって平
板に加えられた圧力を検出するようにしており、以て組
み付け誤差や温度ドリフトなどに起因した誤差の発生を
抑制する構成としている。
In such a capacitance type pressure sensor, the pressure applied to the flat plate is detected by extracting the deviation of the capacitance between the detection capacitor and the reference capacitor using an oscillation circuit. Thus, the configuration is such that the occurrence of an error due to an assembly error, a temperature drift, or the like is suppressed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような構成の静電
容量式圧力センサにおいては、検出コンデンサ及び基準
コンデンサの静電容量の偏差を取り出すために、それら
検出コンデンサ及び基準コンデンサの各一方の電極をグ
ランドする回路構成を採用することがあり、特に、当該
圧力センサを車両に搭載する際には、上記各電極をシャ
ーシグランドする場合がある。ところが、車両における
シャーシグランドラインには、エンジンの動作に伴うノ
イズや車両用負荷のオンオフに伴う種々のノイズが重畳
することが避けられないため、上記のような回路構成を
採用した静電容量式圧力センサでは、出力信号のS/N
比が大きく低下するという問題点があった。
In the capacitance type pressure sensor having such a configuration, in order to take out the deviation of the capacitance between the detection capacitor and the reference capacitor, one electrode of each of the detection capacitor and the reference capacitor is used. There is a case where a circuit configuration for grounding the electrodes is adopted. In particular, when the pressure sensor is mounted on a vehicle, the respective electrodes may be grounded to a chassis. However, since it is inevitable that noise due to the operation of the engine and various noises due to turning on / off the load for the vehicle are superimposed on the chassis ground line of the vehicle, a capacitance type using the above-described circuit configuration is adopted. In the pressure sensor, the S / N of the output signal
There is a problem that the ratio is greatly reduced.

【0005】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、ノイズレベルが
高いグランドラインに接続されて使用される場合であっ
ても出力信号のS/N比が低下する虞がなくなるなどの
効果を奏する静電容量式圧力センサを提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an S / S signal for an output signal even when used while connected to a ground line having a high noise level. An object of the present invention is to provide a capacitance-type pressure sensor having an effect of eliminating the possibility that the N ratio is reduced.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
れば、第1の変調手段が、発振回路からの搬送波信号を
検出コンデンサの静電容量に応じた増幅率でAM変調す
ると共に、第2の変調手段が、上記搬送波信号を基準コ
ンデンサの静電容量に応じた増幅率でAM変調するよう
になり、それら各変調手段による変調出力の偏差が増幅
手段によって増幅されるようになる。
According to the first aspect of the present invention, the first modulating means AM-modulates the carrier signal from the oscillating circuit with an amplification factor corresponding to the capacitance of the detecting capacitor. The second modulating means AM-modulates the carrier signal with an amplification factor corresponding to the capacitance of the reference capacitor, and the deviation of the modulation output of each modulating means is amplified by the amplifying means.

【0007】この場合、対をなす固定電極から成る基準
コンデンサの静電容量は一定値を示すが、ダイヤフラム
部に設けられた可動電極及びこれと所定ギャップを存し
て対向する固定電極より成る検出コンデンサの静電容量
は、そのダイヤフラム部に作用する圧力によって変化す
ることになる。従って、上記増幅手段により増幅された
搬送波信号の振幅レベルは、ダイヤフラム部に作用する
圧力の大きさを示すことなる。
In this case, the capacitance of the reference capacitor composed of a pair of fixed electrodes shows a constant value, but the detection capacitance is composed of a movable electrode provided on the diaphragm and a fixed electrode facing the movable electrode with a predetermined gap. The capacitance of a capacitor will change with the pressure acting on its diaphragm. Therefore, the amplitude level of the carrier signal amplified by the amplifying means indicates the magnitude of the pressure acting on the diaphragm.

【0008】そして、増幅手段から出力された搬送波信
号は、通過帯域の中心周波数が当該搬送波信号の周波数
と一致するように設定されたバンドパスフィルタを通過
するものであり、このフィルタを通過した出力信号の振
幅レベルに基づいてダイヤフラム部に作用する圧力の大
きさを検出できる。このため、前記検出コンデンサ及び
基準コンデンサの各一方の電極が、種々のノイズが重畳
した状態のグランドラインに接続されるような状況下に
おいても、そのノイズ成分が上記バンドパスフィルタに
て除去されるようになり、結果的に検出圧力を示す出力
信号のS/N比が低下する虞がなくなる。
[0008] The carrier signal output from the amplifying means passes through a band-pass filter set so that the center frequency of the pass band coincides with the frequency of the carrier signal. The magnitude of the pressure acting on the diaphragm can be detected based on the amplitude level of the signal. For this reason, even in a situation in which one electrode of each of the detection capacitor and the reference capacitor is connected to a ground line on which various noises are superimposed, the noise component is removed by the bandpass filter. As a result, there is no possibility that the S / N ratio of the output signal indicating the detected pressure decreases.

【0009】請求項2記載の発明によれば、信号発生手
段が、前記発振回路からの搬送波信号を波形整形するこ
とにより当該搬送波信号と同一周波数のクロック信号を
発生するようになり、そのクロック信号の周波数に同期
して前記バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数が
変更されるようになる。従って、発振回路の発振周波
数、つまり搬送波信号の周波数が温度ドリフトなどによ
り変動するような状況下であっても、前記増幅手段から
出力される搬送波信号がバンドパスフィルタを通過する
過程で無闇に減衰される虞がなくなり、結果的に出力信
号のS/N比を常に良好な状態に維持できるようにな
る。
According to the second aspect of the present invention, the signal generating means generates a clock signal having the same frequency as the carrier signal by shaping the waveform of the carrier signal from the oscillation circuit. , The center frequency of the pass band of the band-pass filter is changed. Therefore, even in a situation where the oscillation frequency of the oscillation circuit, that is, the frequency of the carrier signal fluctuates due to a temperature drift or the like, the carrier signal output from the amplifying means is attenuated in the process of passing through the band-pass filter. As a result, the S / N ratio of the output signal can always be maintained in a good state.

【0010】請求項3記載の発明によれば、検出コンデ
ンサの可動電極として機能するダイヤフラム部が、圧力
検出対象の媒体が入り込む受圧口を備えた金属製のハウ
ジング本体部と一体に形成された構成となっているか
ら、そのダイヤフラム部に圧力を作用させるための閉じ
た空間部を形成するために、特別なシール構造が不要と
なって、高圧力を検出可能な構成を容易に実現できるよ
うになる。また、シール構造部分の劣化に起因して寿命
に対する信頼性が低下する虞がなくなると共に、構造の
簡単化も図り得るようになる。しかも、可動電極は金属
製ハウジングを介してグランドされることになるから、
そのグランドのための構造も簡単化できるようになる。
According to the third aspect of the present invention, the diaphragm functioning as a movable electrode of the detection capacitor is formed integrally with a metal housing main body having a pressure receiving port into which a medium to be subjected to pressure detection enters. In order to form a closed space for applying pressure to the diaphragm, a special sealing structure is not required, and a configuration capable of detecting high pressure can be easily realized. Become. Further, there is no possibility that the reliability with respect to the service life is reduced due to the deterioration of the seal structure portion, and the structure can be simplified. Moreover, since the movable electrode is grounded via the metal housing,
The structure for the ground can be simplified.

【0011】請求項4記載の発明によれば、前記ハウジ
ングにスペーサを介して固定される基板上に、前記検出
コンデンサの固定電極をダイヤフラム部と対向させた状
態で形成すると共に、基準コンデンサの一方の電極を前
記ハウジング本体部と対向させた状態で形成することに
より、当該ハウジング本体部が基準コンデンサの他方の
電極として機能する構成としたから、検出コンデンサを
構成する可動電極及び固定電極間のギャップ寸法、並び
に基準コンデンサを構成する一対の固定電極間のギャッ
プ寸法の管理を容易に行い得るようになる。
According to the fourth aspect of the present invention, the fixed electrode of the detection capacitor is formed on the substrate fixed to the housing via a spacer in a state where the fixed electrode faces the diaphragm portion, and one of the reference capacitors is provided. Is formed so as to face the housing main body, the housing main body functions as the other electrode of the reference capacitor. Therefore, the gap between the movable electrode and the fixed electrode forming the detection capacitor is formed. The size and the gap size between the pair of fixed electrodes forming the reference capacitor can be easily managed.

【0012】また、この場合には、組み付け誤差などに
起因して検出コンデンサの静電容量が変動した場合に、
基準コンデンサの静電容量も同様に変動することになる
から上記のような検出コンデンサの静電容量の変動を、
これに追随した基準コンデンサの静電容量の変動により
相殺できるようになり、結果的に圧力の検出精度を高め
得るようになる。
In this case, when the capacitance of the detection capacitor fluctuates due to an assembly error or the like,
Since the capacitance of the reference capacitor also fluctuates similarly, the fluctuation of the capacitance of the detection capacitor as described above is
This can be offset by the fluctuation of the capacitance of the reference capacitor following this, and as a result, the pressure detection accuracy can be improved.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用ディーゼル
エンジンの燃料噴射圧検出用センサとして具体化した一
実施例について図面を参照しながら説明する。全体の縦
断面構造を示す図3において、金属製のハウジング1
は、圧力検出対象の媒体(流体)が入り込む受圧口2a
を備えた円筒状のハウジング本体部2と、上記受圧口2
aに臨むように位置された円形のダイヤフラム部3とを
一体に形成した構造となっている。つまり、ダイヤフラ
ム部3は、円筒状のハウジング本体部2の上部を塞いだ
形態で設けられるものであり、これによりダイヤフラム
部3の下面が受圧面として機能するようになっている。
尚、この実施例では、ハウジング1を、ステンレス鋼
(例えばSUS630)やハイカーボン鋼(例えばS4
5C)などのような降伏抗力が大きな金属材料に対し切
削加工及び研磨加工などを施すことにより形成してい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is embodied as a fuel injection pressure detecting sensor for a vehicle diesel engine will be described below with reference to the drawings. In FIG. 3 showing the entire vertical sectional structure, a metal housing 1 is shown.
Is a pressure receiving port 2a into which a medium (fluid) to be subjected to pressure detection enters.
A cylindrical housing body 2 having a pressure receiving port 2
In this structure, a circular diaphragm portion 3 positioned so as to face a is integrally formed. That is, the diaphragm part 3 is provided in a form in which the upper part of the cylindrical housing main body part 2 is closed, whereby the lower surface of the diaphragm part 3 functions as a pressure receiving surface.
In this embodiment, the housing 1 is made of stainless steel (for example, SUS630) or high-carbon steel (for example, S4
5C) and the like, by performing a cutting process, a polishing process, and the like on a metal material having a large yield resistance.

【0014】上記ハウジング本体部2の外周には、圧力
検出対象部分(ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプに
おける燃料圧送経路)に形成された取付口(図示せず)
にねじ込むためのねじ部2bが刻設されており、また、
当該ハウジング本体部2の頭部には、上記ねじ部2bの
締付に利用される横断面六角形状のフランジ部2cが形
成されている。
A mounting opening (not shown) formed in the outer periphery of the housing main body 2 at a pressure detection target portion (a fuel pressure feeding path in a fuel injection pump for a diesel engine).
Threaded portion 2b for screwing into
A flange portion 2c having a hexagonal cross section used for fastening the screw portion 2b is formed on the head of the housing body portion 2.

【0015】ハウジング1の上部には、フランジ部2c
より径小な台状部2dが形成されており、この台状部2
d上に、セラミック製の基板4が当該台状部2dとの間
に所定のギャップを存した状態で接着固定される。
A flange 2c is provided on the upper part of the housing 1.
A trapezoidal portion 2d having a smaller diameter is formed.
On the substrate d, a ceramic substrate 4 is bonded and fixed with a predetermined gap between the substrate 4 and the base 2d.

【0016】ここで、図4にはハウジング1及び基板4
部分の縦断面構造が摸式的に示されており、以下におい
ては図4を参照しながら説明する。即ち、基板4は平板
状に形成されており、その下面には、ダイヤフラム部3
の上面(受圧面と反対側の面)に対し所定のギャップを
存した状態で対向する円形の検出電極5(本発明でいう
検出コンデンサのための固定電極に相当)と、台状部2
dの周辺部位に対し上記ギャップと同じ寸法のギャップ
を存した状態で対向する円環状の基準電極6(本発明で
いう基準コンデンサのための固定電極に相当)とが同心
状に形成されている。尚、検出電極(固定電極)5及び
基準電極(固定電極)6間には、所定の絶縁距離が存す
るように構成される。
FIG. 4 shows the housing 1 and the substrate 4.
The vertical cross-sectional structure of the portion is schematically shown, and will be described below with reference to FIG. That is, the substrate 4 is formed in a flat plate shape, and the diaphragm portion 3
A circular detection electrode 5 (corresponding to a fixed electrode for a detection capacitor in the present invention) facing a top surface (a surface opposite to the pressure receiving surface) of the device with a predetermined gap therebetween;
An annular reference electrode 6 (corresponding to a fixed electrode for a reference capacitor in the present invention) is formed concentrically with respect to a peripheral portion of d with a gap having the same size as the above-mentioned gap. . In addition, it is configured such that a predetermined insulation distance exists between the detection electrode (fixed electrode) 5 and the reference electrode (fixed electrode) 6.

【0017】この結果、金属製のダイヤフラム部3の上
面が本発明でいう可動電極3aとして機能するものであ
り、その可動電極3aと検出電極5との間で、当該ダイ
ヤフラム部3の変形に応じて静電容量が変化(検出電極
5側への近接変形に応じて増加)する検出コンデンサC
D が形成される。同じく金属製のハウジング本体部2
(台状部2d)の上面が固定電極2eとして機能するも
のであり、その固定電極2eと基準電極6との間で、静
電容量が一定状態となる基準コンデンサCR が形成され
るものである。
As a result, the upper surface of the metal diaphragm portion 3 functions as the movable electrode 3a of the present invention, and is provided between the movable electrode 3a and the detection electrode 5 according to the deformation of the diaphragm portion 3. Capacitor C whose capacitance changes (increases in accordance with proximity deformation to the detection electrode 5 side)
D is formed. Housing body 2 also made of metal
The upper surface of the (trap-shaped portion 2d) functions as a fixed electrode 2e, and a reference capacitor CR having a constant capacitance is formed between the fixed electrode 2e and the reference electrode 6. .

【0018】従って、上記検出コンデンサCD の静電容
量に基づいて、ダイヤフラム部3に作用する圧力を検出
できることになる。この場合、上記ダイヤフラム部3の
径寸法及び厚さ寸法は、検出しようとする圧力の大きさ
に応じて決められるものであり、例えば、径寸法を4〜
8mm、厚さ寸法を0.4〜3mmの範囲に設定するこ
とによって、数十気圧から3000気圧程度までの圧力
を検出できる。
Accordingly, the pressure acting on the diaphragm 3 can be detected based on the capacitance of the detection capacitor CD. In this case, the diameter and thickness of the diaphragm 3 are determined according to the magnitude of the pressure to be detected.
By setting the thickness to 8 mm and the thickness in the range of 0.4 to 3 mm, a pressure from several tens of atmospheres to about 3000 atmospheres can be detected.

【0019】具体的には、ハウジング1の材質が前述し
た高降伏抗力金属材料であった場合には、ダイヤフラム
部3の径寸法を8mm、厚さ寸法を0.6mmに設定す
ることにより100気圧程度まで検出可能となる。ま
た、ダイヤフラム部3の径寸法を4mm、厚さ寸法を3
mmに設定することにより3000気圧程度まで検出可
能となる。但し、本実施例では、1500気圧程度の圧
力を検出できるようにするために、ダイヤフラム部3の
径寸法を6mm、厚さ寸法を1.7mmに設定してい
る。
Specifically, when the material of the housing 1 is the above-mentioned high yielding resistance metal material, the diameter of the diaphragm 3 is set to 8 mm, and the thickness is set to 0.6 mm, thereby setting the pressure to 100 atm. To the extent detectable. The diameter of the diaphragm 3 is 4 mm, and the thickness is 3 mm.
By setting to mm, it is possible to detect up to about 3000 atmospheres. However, in this embodiment, the diameter of the diaphragm 3 is set to 6 mm and the thickness is set to 1.7 mm in order to detect a pressure of about 1500 atm.

【0020】また、本実施例では、前記検出電極5及び
基準電極6の各面積を互いに等しく0.3cm弱に設
定すると共に、可動電極3aと検出電極5との間のギャ
ップ、並びに固定電極2eと基準電極6との間のギャッ
プが等しく75μm程度となるように設定しており、こ
れにより上記検出コンデンサCD 及び基準コンデンサC
R の各静電容量が3.3pF程度となるように構成して
いる。具体的には、検出電極5の直径を6mm(前記ダ
イヤフラム部3の直径と同じ)、基準電極6の内径及び
外径をそれぞれ12mm及び13.42mmとすること
により、それら電極5及び6の面積が0.3cm弱と
なるように設定している。
In the present embodiment, the respective areas of the detection electrode 5 and the reference electrode 6 are set to be equal to each other and slightly less than 0.3 cm 2 , and the gap between the movable electrode 3 a and the detection electrode 5, and the fixed electrode The gap between the reference capacitor 6 and the reference electrode 6 is set to be equal to about 75 μm.
Each capacitance of R is configured to be about 3.3 pF. Specifically, by setting the diameter of the detection electrode 5 to 6 mm (same as the diameter of the diaphragm portion 3) and setting the inner and outer diameters of the reference electrode 6 to 12 mm and 13.42 mm, respectively, the area of the electrodes 5 and 6 is increased. Is set to be slightly less than 0.3 cm 2 .

【0021】尚、本実施例において、台状部2dの上面
は平面状に形成されており、これによりダイヤフラム部
3側の可動電極3aと、ハウジング本体部2側の固定電
極2eとが面一となるように構成されている。
In this embodiment, the upper surface of the trapezoidal portion 2d is formed in a flat shape, so that the movable electrode 3a on the diaphragm 3 side and the fixed electrode 2e on the housing body 2 side are flush with each other. It is configured so that

【0022】また、台状部2dと基板4との間の接着
は、当該基板4における検出電極5及び基準電極6間部
分の位置で行うようにしている。この場合、その接着に
は、スペーサとしての複数個の樹脂ビーズ7を配合した
ヤング率が小さめの可撓性接着剤8を利用し、斯様な接
着剤8が検出電極5部分を包囲した環形状となるように
構成している。つまり、樹脂ビーズ7の直径を選択する
ことによって、前記可動電極3a及び検出電極5間のギ
ャップ寸法、並びに固定電極2e及び基準電極6間のギ
ャップ寸法の設定を行っている。尚、一般的に樹脂ビー
ズはヤング率が小さいものであるが、本実施例で使用す
る樹脂ビーズ7は、可撓性接着剤8のヤング率に極力近
いヤング率を備えたものであることが望ましい。
The bonding between the trapezoid 2d and the substrate 4 is performed at a position between the detection electrode 5 and the reference electrode 6 on the substrate 4. In this case, the bonding is performed by using a flexible adhesive 8 having a small Young's modulus containing a plurality of resin beads 7 as spacers, and such an adhesive 8 surrounds the detection electrode 5. It is configured to have a shape. That is, by selecting the diameter of the resin bead 7, the gap size between the movable electrode 3a and the detection electrode 5 and the gap size between the fixed electrode 2e and the reference electrode 6 are set. In general, the resin beads have a small Young's modulus, but the resin beads 7 used in this embodiment may have a Young's modulus as close as possible to the Young's modulus of the flexible adhesive 8. desirable.

【0023】基板4の上面には、振動によるノイズを最
小限に抑えるため、基板4上の部品を軽量化する狙いか
ら処理回路用LSI9(ベアチップ)がダイボンディン
グされている。この処理回路用LSI9は、後述のよう
に、前記検出コンデンサCD及び基準コンデンサCR の
各静電容量の偏差に基づいてダイヤフラム部3に作用す
る圧力を検出する機能を備えたもので、基板4上に形成
された導電パターン4a群に対しボンディングワイヤ1
0を介して接続されている。尚、上記導電パターン4a
は、基板4に形成されたスルーホールを介して検出電極
5及び基準電極6に接続されている。また、基板4に
は、ダイヤフラム部3及び検出電極5間に形成される空
間部を外部と連通させるための図示しない空気抜き孔
(各電極5及び6用のスルーホールで兼用することも可
能)が形成されている。
An LSI 9 (bare chip) for a processing circuit is die-bonded on the upper surface of the substrate 4 with the aim of reducing the weight of components on the substrate 4 in order to minimize noise due to vibration. The processing circuit LSI 9 has a function of detecting a pressure acting on the diaphragm unit 3 based on a deviation of each capacitance of the detection capacitor CD and the reference capacitor CR, as described later. Bonding wires 1 to the conductive patterns 4a formed in
0. The conductive pattern 4a
Are connected to the detection electrode 5 and the reference electrode 6 via through holes formed in the substrate 4. The substrate 4 also has an air vent hole (not shown) for communicating a space formed between the diaphragm 3 and the detection electrode 5 with the outside (it can also be used as a through hole for each of the electrodes 5 and 6). Is formed.

【0024】図3に翻って、ハウジング1における台状
部2d上には、前記基板4部分を覆うようにして例えば
PBT(ポリブチレンテレフタレート)のような樹脂よ
り成るホルダ11が配置されており、このホルダ11に
は、コネクタターミナル12が例えばインサート成形に
より設けられている。尚、上記コネクタターミナル12
は、処理回路用LSI9に対し電源を供給すると共に、
当該LSI9から出力信号を取り出すために設けられる
もので、電源側と出力信号取出側でアース端子を共用す
る場合には3本(図3では1本のみ図示)用意されるこ
とになる。
Turning back to FIG. 3, a holder 11 made of a resin such as PBT (polybutylene terephthalate) is arranged on the trapezoidal portion 2d of the housing 1 so as to cover the substrate 4 part. The connector terminal 12 is provided on the holder 11 by, for example, insert molding. The connector terminal 12
Supplies power to the processing circuit LSI 9 and
This is provided to extract an output signal from the LSI 9, and when the power supply side and the output signal extraction side share a ground terminal, three (only one is shown in FIG. 3) are prepared.

【0025】この場合、上記コネクタターミナル12の
基部には、可撓性ある導体材料を例えば帯状に形成して
成るリード線13の一端側が接続されており、このリー
ド線13は、ホルダ11に形成された貫通孔11aに挿
通されると共に、途中部位が屈曲された状態にて基板4
上の導電パターン4a(図4参照)に接続される。ま
た、ホルダ11上には、例えばPBT製のコネクタハウ
ジング14が段積み状に配置されており、前記コネクタ
ターミナル12は、このコネクタハウジング14の底部
を貫通した状態で当該コネクタハウジング14内に突出
されている。
In this case, the base of the connector terminal 12 is connected to one end of a lead wire 13 made of a flexible conductive material, for example, in the form of a strip. The substrate 4 is inserted into the through hole 11a and the intermediate portion is bent.
It is connected to the upper conductive pattern 4a (see FIG. 4). Further, a connector housing 14 made of, for example, PBT is arranged on the holder 11 in a stacked manner, and the connector terminal 12 projects into the connector housing 14 in a state of penetrating the bottom of the connector housing 14. ing.

【0026】上記のようなホルダ11及びコネクタハウ
ジング14は、それらの周囲を覆うように設けられた金
属リング15により一体化されるものであり、この金属
リング15は、その下端縁部がハウジング1上面に溶接
により連結され、その上端縁部はかしめられている。こ
れにより、ハウジング1、ホルダ11及びコネクタハウ
ジング14などが一体物化される。尚、コネクタハウジ
ング14の各周縁部間には、湿気などの侵入を防ぐため
のOリング16が設けられる。
The holder 11 and the connector housing 14 as described above are integrated by a metal ring 15 provided so as to cover the periphery thereof. It is connected to the upper surface by welding and its upper edge is swaged. Thereby, the housing 1, the holder 11, the connector housing 14, and the like are integrated. An O-ring 16 is provided between the peripheral portions of the connector housing 14 to prevent moisture or the like from entering.

【0027】さて、図1には、電気回路構成が示されて
おり、以下これについて説明する。尚、図1において、
検出コンデンサCD 及び基準コンデンサCR 以外の回路
要素が前記LSI9により構成された部分である。ま
た、本実施例においては、金属製のハウジング1が、車
両のディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプにおける燃料
圧送経路中のねじ込まれることにより所謂シャーシグラ
ンドされて状態となっており、このため、検出コンデン
サCD 及び基準コンデンサCR の各一方の電極(図4に
示す可動電極3a及び固定電極2e)はシャーシグラン
ドされることになる。
FIG. 1 shows an electric circuit configuration, which will be described below. In FIG. 1,
Circuit elements other than the detection capacitor CD and the reference capacitor CR are the parts constituted by the LSI 9. Further, in the present embodiment, the metal housing 1 is in a so-called chassis ground state by being screwed in a fuel pumping path in a fuel injection pump for a diesel engine of a vehicle. One of the electrodes of the reference capacitor CR (the movable electrode 3a and the fixed electrode 2e shown in FIG. 4) is grounded to the chassis.

【0028】図1において、電源端子+Vccから給電さ
れる発振回路17は、所定周波数の搬送波信号Scを発
生する。また、同じく電源端子+Vccから給電されるク
ロック発生回路18(信号発生手段に相当)は、搬送波
信号Scを波形整形することにより当該搬送波信号Sc
と同期した周波数の矩形パルス状クロック信号Pcを発
生する。尚、発振回路17には、搬送波信号Scの振幅
を初期設定するための電圧調整要素17aが設けられて
いる。
In FIG. 1, an oscillation circuit 17 supplied with power from a power supply terminal + Vcc generates a carrier signal Sc having a predetermined frequency. The clock generation circuit 18 (corresponding to a signal generation unit) also supplied with power from the power supply terminal + Vcc shapes the carrier wave signal Sc to form a waveform.
And generates a rectangular pulse-shaped clock signal Pc having a frequency synchronized with the clock pulse Pc. Note that the oscillation circuit 17 is provided with a voltage adjusting element 17a for initially setting the amplitude of the carrier signal Sc.

【0029】搬送波信号Scが与えられる第1のローパ
スフィルタ19(第1の変調手段に相当)は、インピー
ダンス要素Z1(本実施例では210KΩ前後の抵抗要
素)及び前記検出コンデンサCD の直列回路より成る。
また、同じく搬送波信号Scが与えられる第2のローパ
スフィルタ20(第2の変調手段に相当)は、インピー
ダンス要素Z2(本実施例では前記インピーダンス要素
Z1と同じ210KΩ前後の抵抗要素)及び前記基準コ
ンデンサCR の直列回路より成る。
The first low-pass filter 19 (corresponding to the first modulating means) to which the carrier signal Sc is applied is composed of a series circuit of an impedance element Z1 (a resistance element of about 210 KΩ in this embodiment) and the detection capacitor CD. .
The second low-pass filter 20 (corresponding to the second modulating means) to which the carrier signal Sc is also provided includes an impedance element Z2 (a resistance element of about 210 KΩ which is the same as the impedance element Z1 in this embodiment) and the reference capacitor. It consists of a series circuit of CR.

【0030】ここで、インピーダンス要素Z2の抵抗値
をRz2、基準コンデンサCR の静電容量をC2とした場
合、上記第2のローパスフィルタ20のカットオフ周波
数foは、fo=1/(2π・C2・Rz2)となる。本
実施例の場合、C2=3.3pF、Rz2=210KΩで
あるから、カットオフ周波数foは230KHz程度と
なる。また、第1のローパスフィルタ19についても、
回路定数(ダイヤフラム部3に圧力が印加されていない
初期状態での値)が第2のローパスフィルタ20と同じ
であるから、そのカットオフ周波数も同じくfoとな
る。
When the resistance value of the impedance element Z2 is Rz2 and the capacitance of the reference capacitor CR is C2, the cutoff frequency fo of the second low-pass filter 20 is fo = 1 / (2π · C2 Rz2). In the case of the present embodiment, since C2 = 3.3 pF and Rz2 = 210 KΩ, the cutoff frequency fo is about 230 KHz. Also, for the first low-pass filter 19,
Since the circuit constant (the value in the initial state where no pressure is applied to the diaphragm 3) is the same as that of the second low-pass filter 20, the cutoff frequency is also fo.

【0031】そして、前記搬送波信号Scの周波数Fは
上記カットオフ周波数foとの関係を考慮して決められ
る。具体的には、検出コンデンサCD を通じた圧力検出
感度が最も高くなるように、F=0.5・fo〜2・f
oの範囲に設定されるものであり、本実施例ではF=3
30KHzとしている。
The frequency F of the carrier signal Sc is determined in consideration of the relationship with the cutoff frequency fo. Specifically, F = 0.5 · fo to 2 · f so that the pressure detection sensitivity through the detection capacitor CD becomes the highest.
o, and in this embodiment, F = 3
It is 30 KHz.

【0032】これにより、第1のローパスフィルタ19
からは、搬送波信号Scを検出コンデンサCD の静電容
量に応じた増幅率でAM変調した信号Sc′が出力され
るものであり、そのAM変調信号Sc′の振幅は、ダイ
ヤフラム部3に作用する圧力が高くなるのに連れて小さ
くなる。また、第2のローパスフィルタ20からは、搬
送波信号Scを基準コンデンサCR の静電容量に応じた
増幅率でAM変調した信号Sc″が出力されるものであ
り、そのAM変調信号Sc″の振幅は一定値となる。
Thus, the first low-pass filter 19
Outputs a signal Sc 'obtained by AM-modulating the carrier signal Sc with an amplification factor corresponding to the capacitance of the detection capacitor CD. The amplitude of the AM-modulated signal Sc' acts on the diaphragm section 3. It decreases as the pressure increases. The second low-pass filter 20 outputs a signal Sc ″ obtained by AM-modulating the carrier signal Sc with an amplification factor corresponding to the capacitance of the reference capacitor CR. The amplitude of the AM-modulated signal Sc ″ is output. Is a constant value.

【0033】第1のローパスフィルタ19から出力され
たAM変調信号Sc′は、抵抗21a及びコンデンサ2
1bより成るローパスフィルタ21を介して差動増幅回
路22(増幅手段に相当)の一方の入力端子に与えら
れ、第2のローパスフィルタ20から出力されたAM変
調信号Sc″は、抵抗23a及びコンデンサ23bより
成るローパスフィルタ23を介して差動増幅回路22の
他方の入力端子に与えられる。
The AM modulated signal Sc 'output from the first low-pass filter 19 is connected to a resistor 21a and a capacitor 2a.
The AM modulated signal Sc ″ supplied to one input terminal of the differential amplifier circuit 22 (corresponding to amplifying means) via the low-pass filter 21 composed of the resistor 23 a and the capacitor 23 b The signal is supplied to the other input terminal of the differential amplifier circuit 22 via a low-pass filter 23 composed of 23b.

【0034】ここで、図2には、第1のローパスフィル
タ19及び上記ローパスフィルタ21部分についてシャ
ーシグランド側から見た状態での等価回路を示す。この
図2から明らかなように、シャーシグランド側から見た
状態では、第1のローパスフィルタ19内の検出コンデ
ンサCD 及びインピーダンス要素Z1がハイパスフィル
タHPFを構成するものであり、従って、シャーシグラ
ンド側から比較的高い周波数のノイズ成分が侵入しやす
くなる。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the first low-pass filter 19 and the low-pass filter 21 when viewed from the chassis ground side. As is apparent from FIG. 2, when viewed from the chassis ground side, the detection capacitor CD and the impedance element Z1 in the first low-pass filter 19 constitute a high-pass filter HPF. A relatively high frequency noise component is likely to enter.

【0035】上記ローパスフィルタ21及び23は、上
記のようなハイパスフィルタHPF部分を通過するノイ
ズを除去するためのもので、そのカットオフ周波数は6
00KHz程度に設定される。尚、ローパスフィルタ2
1及び23が有するコンデンサ21b及び23bは、処
理回路用LSI9に設けられたグランド端子GNDを通
じてアナロググランドされる。
The low-pass filters 21 and 23 are for removing noise passing through the high-pass filter HPF as described above, and have a cut-off frequency of 6 Hz.
It is set to about 00 KHz. In addition, low-pass filter 2
The capacitors 21b and 23b included in 1 and 23 are analog grounded through a ground terminal GND provided in the processing circuit LSI 9.

【0036】上記差動増幅回路22からの信号出力は、
バンドパスフィルタ24及び検波回路25を介した後に
出力端子Vout から出力されるようになっている。上記
バンドパスフィルタ24は、その通過帯域の中心周波数
fcが前記搬送波信号Scの周波数Fと一致するように
設定されており、その周波数Fと同程度以外の周波数の
信号成分を減衰させる。この場合、バンドパスフィルタ
24は、周知のスイッチド・キャパシタ・フィルタによ
り構成されており、その中心周波数fcを、クロック信
号発生回路18からのクロック信号Pcに同期して変更
するようになっている。尚、検波回路25も、その検波
動作をクロック信号Pcに同期して行うようになってい
る。
The signal output from the differential amplifier circuit 22 is
The signal is output from an output terminal Vout after passing through a band-pass filter 24 and a detection circuit 25. The band-pass filter 24 is set so that the center frequency fc of the pass band coincides with the frequency F of the carrier signal Sc, and attenuates signal components of frequencies other than the frequency F. In this case, the band-pass filter 24 is constituted by a well-known switched capacitor filter, and changes its center frequency fc in synchronization with the clock signal Pc from the clock signal generation circuit 18. . The detection circuit 25 also performs its detection operation in synchronization with the clock signal Pc.

【0037】しかして、前記差動増幅回路22からの出
力電圧VPRE は、時間tをパラメータとした場合、次式
に近似できる。
The output voltage VPRE from the differential amplifier circuit 22 can be approximated by the following equation when the time t is used as a parameter.

【0038】[0038]

【数1】 但し、kは比例定数、ωc=2π・F、ωs=2π・F
s、Fsは圧力検出信号(出力電圧Vpre の電圧成分の
うち検出コンデンサCD の静電容量の変化量に応じた電
圧成分)の周波数である。
(Equation 1) Here, k is a proportional constant, ωc = 2π · F, ωs = 2π · F
s and Fs are the frequencies of the pressure detection signal (the voltage component of the voltage component of the output voltage Vpre corresponding to the amount of change in the capacitance of the detection capacitor CD).

【0039】ここで、差動増幅回路22に与えられるA
M変調信号Sc′及びSc″の周波数、つまり搬送波信
号Scの周波数F(=330KHz)は、上記圧力検出
信号の周波数Fsより十分に大きいものであるから、上
記圧力検出信号を示す信号の周波数成分は、330KH
zを中心とした狭い範囲に存在することになる。従っ
て、差動増幅回路22の出力信号を、通過帯域の中心周
波数fcが上記周波数Fと一致されたバンドパスフィル
タ24に通すことにより、当該出力信号に含まれるノイ
ズ成分をほとんど除去できることになる。
Here, A given to the differential amplifier circuit 22
Since the frequencies of the M modulated signals Sc 'and Sc ", that is, the frequency F (= 330 KHz) of the carrier signal Sc is sufficiently higher than the frequency Fs of the pressure detection signal, the frequency component of the signal indicating the pressure detection signal Is 330KH
It exists in a narrow range centered on z. Accordingly, by passing the output signal of the differential amplifier circuit 22 through the band-pass filter 24 whose center frequency fc of the pass band is equal to the frequency F, it is possible to remove almost all noise components included in the output signal.

【0040】要するに、上記した本実施例の構成によれ
ば、検出コンデンサCD の静電容量及び基準コンデンサ
CR の静電容量の偏差に基づいて、ダイヤフラム部3に
作用する圧力を検出できることになる。
In short, according to the configuration of the present embodiment, the pressure acting on the diaphragm 3 can be detected based on the deviation between the capacitance of the detection capacitor CD and the capacitance of the reference capacitor CR.

【0041】具体的には、第1のローパスフィルタ19
が、周波数が330KHzの搬送波信号Scを検出コン
デンサCD の静電容量に応じた増幅率でAM変調すると
共に、第2のローパスフィルタ20が、上記搬送波信号
Scを基準コンデンサCR の静電容量に応じた増幅率で
AM変調するようになり、それら各AM変調信号Sc′
及びSc″の偏差が差動増幅回路22によって増幅され
るようになる。このとき、基準コンデンサCR の静電容
量は一定値を示すが、検出コンデンサCD の静電容量
は、ダイヤフラム部3に作用する圧力によって変化する
ものであるから、結果的に、差動増幅回路22により増
幅された信号の振幅レベルは、ダイヤフラム部3に作用
する圧力の大きさを示すことになる。
Specifically, the first low-pass filter 19
Modulates the carrier signal Sc having a frequency of 330 KHz with an amplification factor corresponding to the capacitance of the detection capacitor CD, and the second low-pass filter 20 converts the carrier signal Sc according to the capacitance of the reference capacitor CR. The AM modulation is performed with the increased amplification rate.
And Sc ″ are amplified by the differential amplifier circuit 22. At this time, the capacitance of the reference capacitor CR shows a constant value, but the capacitance of the detection capacitor CD acts on the diaphragm unit 3. As a result, the amplitude level of the signal amplified by the differential amplifier circuit 22 indicates the magnitude of the pressure acting on the diaphragm unit 3.

【0042】そして、本実施例では、搬送波信号Scに
重畳した状態の圧力検出信号を含む上記差動増幅回路2
2からの出力信号を、通過帯域の中心周波数fcが当該
搬送波信号Scの周波数と一致するように設定されたバ
ンドパスフィルタ24を通過させた後に検波する構成と
しているから、その検波後の信号の振幅レベルに基づい
てダイヤフラム部3に作用する圧力の大きさを検出でき
ることになる。
In this embodiment, the differential amplifier circuit 2 includes the pressure detection signal superimposed on the carrier signal Sc.
2 is detected after passing through a band-pass filter 24 set so that the center frequency fc of the pass band coincides with the frequency of the carrier signal Sc. Based on the amplitude level, the magnitude of the pressure acting on the diaphragm 3 can be detected.

【0043】この場合、前述したように、差動増幅回路
22の出力信号がバンドパスフィルタ24に通されるこ
とによって、当該出力信号に含まれるノイズ成分がほと
んど除去されるため、前記検出コンデンサCD 及び基準
コンデンサCR の各一方の電極が、種々のノイズが重畳
した状態のシャーシグランドに接続されるような状況下
においても、検出圧力を示す出力信号のS/N比が低下
する虞がなくなる。
In this case, as described above, since the output signal of the differential amplifier circuit 22 is passed through the band-pass filter 24, the noise component contained in the output signal is almost removed. Even when one of the electrodes of the reference capacitor CR is connected to the chassis ground on which various noises are superimposed, there is no possibility that the S / N ratio of the output signal indicating the detected pressure is reduced.

【0044】また、本実施例によれば、バンドパスフィ
ルタ24の通過帯域の中心周波数fcが、搬送波信号S
cの周波数に連動して変化するクロック信号Pcに同期
して変更される構成としたから、発振回路17の発振周
波数、つまり搬送波信号Scの周波数が温度ドリフトな
どにより変動するような状況下であっても、前記差動増
幅回路22からの出力信号がバンドパスフィルタ24を
通過する過程で無闇に減衰される虞がなくなり、結果的
に出力信号のS/N比を常に良好な状態に維持できるよ
うになる。
Further, according to the present embodiment, the center frequency fc of the pass band of the band-pass filter 24 is equal to the carrier signal S
Since the configuration is changed in synchronization with the clock signal Pc that changes in synchronization with the frequency of the signal c, the oscillation frequency of the oscillation circuit 17, that is, the frequency of the carrier signal Sc fluctuates due to temperature drift or the like. However, there is no possibility that the output signal from the differential amplifier circuit 22 is attenuated in the process of passing through the band-pass filter 24, and as a result, the S / N ratio of the output signal can always be maintained in a good state. Become like

【0045】さらに、本実施例によれば、検出コンデン
サCD の可動電極3aを形成するダイヤフラム部3が、
受圧口2aを備えた金属製のハウジング本体部2と一体
に形成された構成となっているから、そのダイヤフラム
部3に圧力を作用させるための閉じた空間部を形成する
ために、特別なシール構造を設ける必要がなくなって、
高圧力を検出可能な構成を容易に実現できるようになる
と共に、シール構造部分の劣化に起因して寿命に対する
信頼性が低下する虞がなくなる。
Further, according to the present embodiment, the diaphragm 3 forming the movable electrode 3a of the detection capacitor CD is
Since it is configured integrally with the metal housing main body 2 having the pressure receiving port 2a, a special seal is formed to form a closed space for applying pressure to the diaphragm 3. There is no need to provide a structure,
A configuration capable of detecting a high pressure can be easily realized, and there is no possibility that the reliability with respect to the life is reduced due to the deterioration of the seal structure.

【0046】しかも、金属製のダイヤフラム部3の表面
を、上記検出コンデンサCD を構成するために必要な可
動電極3aとして利用できると共に、別部品を用いたシ
ール構造を不要にできるから、構造の簡単化も同時に図
り得るようになる。また、上記可動電極3aは、金属製
ハウジング1を所定部位に取り付けたときに、当該ハウ
ジング1を介してシャーシグランドされることになるか
ら、そのグランドのための構造も簡単化できるようにな
る。
In addition, the surface of the metal diaphragm 3 can be used as the movable electrode 3a necessary for forming the detection capacitor CD, and a seal structure using another component can be eliminated, thereby simplifying the structure. At the same time. Further, when the metal housing 1 is mounted on a predetermined portion, the movable electrode 3a is grounded through the chassis via the housing 1, so that the structure for grounding can be simplified.

【0047】加えて、本実施例によれば、ハウジング1
に対して、スペーサとしての複数個の樹脂ビーズ7を配
合した可撓性接着剤8を介して固定される基板4上に、
前記検出コンデンサCD の検出電極5をダイヤフラム部
3側の可動電極3aと対向させた状態で形成すると共
に、前記基準コンデンサCR の基準電極6をハウジング
本体部2側の固定電極2eと対向させた状態で形成する
構成としたから、検出コンデンサCD を構成する可動電
極3a及び検出電極5間のギャップ寸法、並びに基準コ
ンデンサCR を構成する固定電極2e及び基準電極6間
のギャップ寸法の管理を、上記樹脂ビーズ7の直径を選
択することによって容易に行い得るようになる。
In addition, according to the present embodiment, the housing 1
On the other hand, on a substrate 4 fixed via a flexible adhesive 8 containing a plurality of resin beads 7 as spacers,
The detection electrode 5 of the detection capacitor CD is formed so as to face the movable electrode 3a on the diaphragm 3 side, and the reference electrode 6 of the reference capacitor CR is formed to face the fixed electrode 2e on the housing main body 2 side. Therefore, the management of the gap size between the movable electrode 3a and the detection electrode 5 forming the detection capacitor CD and the gap size between the fixed electrode 2e and the reference electrode 6 forming the reference capacitor CR is performed by the above resin. It can be easily performed by selecting the diameter of the beads 7.

【0048】また、この場合には、組み付け誤差や温度
ドリフトなどに起因して検出コンデンサCD の静電容量
が変動した場合に、基準コンデンサCR の静電容量も同
様に変動することになるから上記のような検出コンデン
サCD の静電容量の変動を、これに追随した基準コンデ
ンサCR の静電容量の変動により相殺できるようにな
り、結果的に圧力の検出精度を高め得るようになる。
In this case, when the capacitance of the detection capacitor CD fluctuates due to an assembling error or temperature drift, the capacitance of the reference capacitor CR also fluctuates. Such fluctuations in the capacitance of the detection capacitor CD can be offset by fluctuations in the capacitance of the reference capacitor CR following the fluctuation, and consequently the pressure detection accuracy can be improved.

【0049】尚、本発明は上記した実施例に限定される
ものではなく、次のような変形または拡張が可能であ
る。第1の変調手段として、検出コンデンサCD に対し
て抵抗要素より成るインピーダンス要素Z1を組み合わ
せた第1のローパスフィルタ19を設ける構成とした
が、検出コンデンサCD に対して、コンデンサ要素及び
コイル要素やトランジスタなどの能動素子を組み合わせ
て第1の変調手段を構成しても良い。また、第2の変調
手段についても、基準コンデンサCR に対して上述同様
の要素或いは能動素子を組み合わせる構成を採用でき
る。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications or extensions are possible. As the first modulation means, a first low-pass filter 19 is provided in which a detection capacitor CD is combined with an impedance element Z1 composed of a resistance element. The first modulation means may be configured by combining active elements such as. Also, the second modulating means may employ a configuration in which the same element or an active element as described above is combined with the reference capacitor CR.

【0050】ハウジング1の材料として降伏抗力が大き
な金属材料を利用する構成としたが、このような構成は
必ずしも必要ではなく、一般的な大きさの降伏抗力を備
えた材料(例えばS15Cのようなカーボン鋼)を利用
しても良い。車両用ディーゼルエンジンの燃料噴射圧検
出用センサに限らず、静電容量式圧力センサ全般に広く
適用できる。
Although a metal material having a large yield resistance is used as the material of the housing 1, such a structure is not always necessary, and a material having a general yield resistance (for example, S15C or the like) is used. Carbon steel) may be used. The present invention can be widely applied not only to a fuel injection pressure detecting sensor of a vehicle diesel engine but also to a general capacitive pressure sensor.

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

【図1】本発明の一実施例を示す回路構成図FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】作用説明用の部分等価回路図FIG. 2 is a partial equivalent circuit diagram for explaining operation.

【図3】全体の縦断面図FIG. 3 is an overall vertical sectional view.

【図4】要部の構成を摸式的に示す縦断面図FIG. 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a main part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図面中、1はハウジング、2はハウジング本体部、2a
は受圧口、2eは固定電極、3はダイヤフラム部、3a
は可動電極、4は基板、5は検出電極(固定電極)、6
は基準電極(固定電極)、7は樹脂ビーズ(スペー
サ)、8は可撓性接着剤、9は処理回路用LSI、17
は発振回路、18はクロック発生回路(信号発生手
段)、19は第1のローパスフィルタ(第1のAM変調
手段)、20は第2のローパスフィルタ(第2のAM変
調手段)、22は差動増幅回路(増幅手段)、24はバ
ンドパスフィルタ、25は検波回路、CD は検出コンデ
ンサ、CRは基準コンデンサを示す。
In the drawings, 1 is a housing, 2 is a housing body, 2a
Is a pressure receiving port, 2e is a fixed electrode, 3 is a diaphragm part, 3a
Is a movable electrode, 4 is a substrate, 5 is a detection electrode (fixed electrode), 6
Is a reference electrode (fixed electrode), 7 is a resin bead (spacer), 8 is a flexible adhesive, 9 is an LSI for a processing circuit, 17
Is an oscillation circuit, 18 is a clock generation circuit (signal generation means), 19 is a first low-pass filter (first AM modulation means), 20 is a second low-pass filter (second AM modulation means), and 22 is a difference. A dynamic amplifier circuit (amplifying means), 24 is a band-pass filter, 25 is a detection circuit, CD is a detection capacitor, and CR is a reference capacitor.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ダイヤフラム部に設けられた可動電極及
びこれと所定ギャップを存して対向する固定電極により
構成された検出コンデンサを備え、この検出コンデンサ
の一方の電極がグランドされた状態で使用される静電容
量式圧力センサにおいて、 対をなす固定電極により構成され一方の電極がグランド
される基準コンデンサと、 所定周波数の搬送波信号を発生する発振回路と、 前記搬送波信号を前記検出コンデンサの静電容量に応じ
た増幅率でAM変調する第1の変調手段と、 前記搬送波信号を前記基準コンデンサの静電容量に応じ
た増幅率でAM変調する第2の変調手段と、 前記第1及び第2の変調手段による各変調出力の偏差を
増幅する増幅手段と、 この増幅手段による増幅信号を通過させるように設けら
れ、その通過帯域の中心周波数が前記搬送波信号の周波
数と一致するように設定されたバンドパスフィルタとを
備えたことを特徴とする静電容量式圧力センサ。
1. A detection capacitor comprising a movable electrode provided on a diaphragm portion and a fixed electrode opposed to the movable electrode with a predetermined gap therebetween, and one of the electrodes of the detection capacitor is used in a grounded state. In a capacitance type pressure sensor, a reference capacitor constituted by a pair of fixed electrodes and one of the electrodes is grounded; an oscillation circuit for generating a carrier signal of a predetermined frequency; First modulation means for performing AM modulation at an amplification rate corresponding to the capacity; second modulation means for performing AM modulation on the carrier signal at an amplification rate corresponding to the capacitance of the reference capacitor; and the first and second modulation means Amplifying means for amplifying a deviation of each modulation output by the modulating means; and a center of a pass band provided so as to pass the signal amplified by the amplifying means. A band-pass filter having a frequency set to match the frequency of the carrier signal.
【請求項2】 前記発振回路からの搬送波信号を波形整
形することにより当該搬送波信号と同一周波数のクロッ
ク信号を発生する信号発生手段を備え、 前記バンドパスフィルタは、その通過帯域の中心周波数
を前記クロック信号の周波数に同期して変更するように
構成されていることを特徴とする請求項1記載の静電容
量式圧力センサ。
2. A signal generator for generating a clock signal having the same frequency as the carrier signal by shaping the waveform of the carrier signal from the oscillation circuit, wherein the band-pass filter sets a center frequency of the pass band to The capacitance type pressure sensor according to claim 1, wherein the capacitance type pressure sensor is configured to change in synchronization with a frequency of the clock signal.
【請求項3】 前記ダイヤフラム部と圧力検出対象の媒
体が入り込む受圧口を備えたハウジング本体部とを一体
に形成して成る金属製ハウジングを設けて、このハウジ
ングをグランドすると共に、 前記ダイヤフラムの受圧面と反対側の面が前記可動電極
として機能するように構成したことを特徴とする請求項
1または2記載の静電容量式圧力センサ。
3. A metal housing which is formed integrally with said diaphragm portion and a housing main body portion having a pressure receiving port into which a medium to be subjected to pressure detection enters, and grounds the housing, and receives pressure from the diaphragm. The capacitance type pressure sensor according to claim 1, wherein a surface opposite to the surface functions as the movable electrode.
【請求項4】 前記ハウジングにスペーサを介して固定
される基板を備え、 この基板上に、前記検出コンデンサの固定電極を前記ダ
イヤフラム部と対向させた状態で形成すると共に、前記
基準コンデンサの一方の電極を前記ハウジング本体部と
対向させた状態で形成することにより、当該ハウジング
本体部が基準コンデンサの他方の電極として機能するよ
うに構成したことを特徴とする請求項3記載の静電容量
式圧力センサ。
4. A substrate fixed to the housing via a spacer, wherein a fixed electrode of the detection capacitor is formed on the substrate so as to face the diaphragm, and one of the reference capacitors is provided. The capacitance type pressure according to claim 3, wherein the electrode is formed so as to face the housing main body so that the housing main body functions as the other electrode of the reference capacitor. Sensor.
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