JPH10170370A - 圧力センサ - Google Patents
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- JPH10170370A JPH10170370A JP35193396A JP35193396A JPH10170370A JP H10170370 A JPH10170370 A JP H10170370A JP 35193396 A JP35193396 A JP 35193396A JP 35193396 A JP35193396 A JP 35193396A JP H10170370 A JPH10170370 A JP H10170370A
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2268—Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/04—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges
- G01L9/045—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges with electric temperature compensating means
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力センサの使用される環境や圧力の測定対
象流体の温度変化、また経年変化に伴い端子群で発生す
る抵抗値変化により、圧力センサの出力値が変化（オフ
セットドリフト）することを防止する。 【解決手段】 圧力センサのゲージ膜の各歪ゲージを接
続するブリッジ回路の一部に抵抗増減部を備え、この抵
抗増減部から複数の端子部のそれぞれを分岐させて備
え、各端子部に電極を形成する。
象流体の温度変化、また経年変化に伴い端子群で発生す
る抵抗値変化により、圧力センサの出力値が変化（オフ
セットドリフト）することを防止する。 【解決手段】 圧力センサのゲージ膜の各歪ゲージを接
続するブリッジ回路の一部に抵抗増減部を備え、この抵
抗増減部から複数の端子部のそれぞれを分岐させて備
え、各端子部に電極を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧力センサに関し、
詳しくは温度変化による端子群の抵抗値変化を抑え、温
度特性を向上させる技術に関する。
詳しくは温度変化による端子群の抵抗値変化を抑え、温
度特性を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の圧力センサ１００の断面
構成を説明するための図である。この種の圧力センサ
は、例えば自動車のブレーキシステムの油圧回路の油圧
等、各種流体圧力を測定するために使用される。
構成を説明するための図である。この種の圧力センサ
は、例えば自動車のブレーキシステムの油圧回路の油圧
等、各種流体圧力を測定するために使用される。
【０００３】この圧力センサ１００の外観形状は、概略
金属製のケース１０１、及びコネクタ部１０２とからな
っている。ケース１０１は、油圧回路の油圧測定部１０
３の取付孔１０４に取り付けるためのネジ部１０５と、
このネジ部１０５をねじ込む際に締め付けるための締付
部１０６とを有する。ネジ部１０５の頭部側に設けられ
た締付部１０６は、有底円筒形状で外周形状は例えば６
角ナットのような形状を備え、締付部１０６の内部に
は、凹部１１０が形成されている。
金属製のケース１０１、及びコネクタ部１０２とからな
っている。ケース１０１は、油圧回路の油圧測定部１０
３の取付孔１０４に取り付けるためのネジ部１０５と、
このネジ部１０５をねじ込む際に締め付けるための締付
部１０６とを有する。ネジ部１０５の頭部側に設けられ
た締付部１０６は、有底円筒形状で外周形状は例えば６
角ナットのような形状を備え、締付部１０６の内部に
は、凹部１１０が形成されている。
【０００４】また、ネジ部１０５の軸心に沿って圧力導
入孔１０９が穿設されている。この圧力導入孔１０９
は、一端がネジ部１０５先端部の中央部に開口し、他端
は凹部１１０の底面１１１の中央の段部１０７に開口し
ている。
入孔１０９が穿設されている。この圧力導入孔１０９
は、一端がネジ部１０５先端部の中央部に開口し、他端
は凹部１１０の底面１１１の中央の段部１０７に開口し
ている。
【０００５】段部１０７には、圧力導入孔１０９の開口
に臨んで圧力検知素子１１４が取り付けられている。圧
力検知素子１１４は円筒形状であり、上部が薄肉で閉じ
られたダイアフラム１１５を備えている。圧力検知素子
１１４の開口側の端部は全周的に電子ビーム等によりビ
ーム溶接されて、ケース１０１に固定されている。
に臨んで圧力検知素子１１４が取り付けられている。圧
力検知素子１１４は円筒形状であり、上部が薄肉で閉じ
られたダイアフラム１１５を備えている。圧力検知素子
１１４の開口側の端部は全周的に電子ビーム等によりビ
ーム溶接されて、ケース１０１に固定されている。
【０００６】そして、ダイアフラム１１５の下面が圧力
導入孔１０９に臨む感圧部をなし、ダイアフラム１１５
の上面には絶縁膜を介して歪ゲージが配設されている。
感圧部は圧力導入孔１０９に導入された測定対象流体の
圧力を受け、この圧力によるダイアフラム１１５の変形
により歪ゲージが変形し、変形による歪ゲージの抵抗値
の変化を出力として取り出す。
導入孔１０９に臨む感圧部をなし、ダイアフラム１１５
の上面には絶縁膜を介して歪ゲージが配設されている。
感圧部は圧力導入孔１０９に導入された測定対象流体の
圧力を受け、この圧力によるダイアフラム１１５の変形
により歪ゲージが変形し、変形による歪ゲージの抵抗値
の変化を出力として取り出す。
【０００７】圧力検知素子１１４の上部周辺には、凹部
１１０の内周面に突出する段部１１０ａに載置されるこ
とで位置決めされる回路基盤１１７が配置されている。
そして各歪ゲージは、ワイヤ１１８によって回路基盤１
１７に接続され、歪ゲージの微弱な出力信号を回路基盤
１１７の下面に実装された増幅器等の電子部品１２０に
より増幅している。尚、回路基盤１１７と凹部１１０の
底面１１１との間及び回路基盤１１７の上面には、電子
部品１２０やワイヤ１１８を保護する等のために、シリ
コンゲル等のポッティング剤１１９が充填されている。
１１０の内周面に突出する段部１１０ａに載置されるこ
とで位置決めされる回路基盤１１７が配置されている。
そして各歪ゲージは、ワイヤ１１８によって回路基盤１
１７に接続され、歪ゲージの微弱な出力信号を回路基盤
１１７の下面に実装された増幅器等の電子部品１２０に
より増幅している。尚、回路基盤１１７と凹部１１０の
底面１１１との間及び回路基盤１１７の上面には、電子
部品１２０やワイヤ１１８を保護する等のために、シリ
コンゲル等のポッティング剤１１９が充填されている。
【０００８】回路基盤１１７の上部には、蓋状の金属製
プレート１２１が設けられている。このプレート１２１
は、外周を締付部１０６の内周に固定されている。そし
てプレート１２１には貫通コンデンサ１２２が設けられ
ており、この貫通コンデンサ１２２を介して回路基盤１
１７からの出力を取り出す。
プレート１２１が設けられている。このプレート１２１
は、外周を締付部１０６の内周に固定されている。そし
てプレート１２１には貫通コンデンサ１２２が設けられ
ており、この貫通コンデンサ１２２を介して回路基盤１
１７からの出力を取り出す。
【０００９】プレート１２１の上部には、蓋状のコネク
タ部１０２が装着される。コネクタ部１０２外縁のフラ
ンジ１２３は、締付部１０６上端内周に嵌合している。
コネクタ部のフランジ１２３とプレート１２１の外縁と
締付部１０６の内周面との間にはＯリング１２４が装着
されている。コネクタ部１０２は樹脂製で、頂部には略
直方体のコネクタ１２５が設けられている。回路基盤１
１７からピン１２６によって貫通コンデンサ１２２を介
して取り出された電気信号は、コネクタ部１０２内でピ
ン１２６に接続されたコネクタピン１２７によって圧力
センサ１００から取り出される。
タ部１０２が装着される。コネクタ部１０２外縁のフラ
ンジ１２３は、締付部１０６上端内周に嵌合している。
コネクタ部のフランジ１２３とプレート１２１の外縁と
締付部１０６の内周面との間にはＯリング１２４が装着
されている。コネクタ部１０２は樹脂製で、頂部には略
直方体のコネクタ１２５が設けられている。回路基盤１
１７からピン１２６によって貫通コンデンサ１２２を介
して取り出された電気信号は、コネクタ部１０２内でピ
ン１２６に接続されたコネクタピン１２７によって圧力
センサ１００から取り出される。
【００１０】図７は、圧力検知素子１１４の構成を説明
する断面図である。圧力検知素子１１４は、ステンレス
等の金属による本体１１４ａの内部を切削除去し、上端
面を薄く残してケース１０１の圧力導入孔１０９により
導入される測定対象流体の圧力（図６参照）を受けて変
形するダイアフラム１１５を形成している。
する断面図である。圧力検知素子１１４は、ステンレス
等の金属による本体１１４ａの内部を切削除去し、上端
面を薄く残してケース１０１の圧力導入孔１０９により
導入される測定対象流体の圧力（図６参照）を受けて変
形するダイアフラム１１５を形成している。
【００１１】ダイアフラム１１５の上面は、印刷、蒸着
あるいはスパッタリング等の薄膜形成技術により、例え
ばＳｉＯ2 等の材料による絶縁膜１３１をまず形成し、
この膜表面に歪みゲージとなるニクロムシリコンによる
ゲージ膜１３２を形成し、ゲージ膜１３２の上側に歪ゲ
ージの入出力端子となる金電極１３３（パッド形状）を
形成している。尚、各膜の接合強度を向上させるため
に、膜の間にバインダ膜を備えることも適宜行われてい
る。
あるいはスパッタリング等の薄膜形成技術により、例え
ばＳｉＯ2 等の材料による絶縁膜１３１をまず形成し、
この膜表面に歪みゲージとなるニクロムシリコンによる
ゲージ膜１３２を形成し、ゲージ膜１３２の上側に歪ゲ
ージの入出力端子となる金電極１３３（パッド形状）を
形成している。尚、各膜の接合強度を向上させるため
に、膜の間にバインダ膜を備えることも適宜行われてい
る。
【００１２】図８は、ダイアフラム１１５の上面に形成
された絶縁膜１３１、ゲージ膜１３２、金電極１３３の
パターンを説明する図である。この圧力センサ１００で
は、４つのゲージＧ１０１，Ｇ１０２，Ｇ１０３，Ｇ１
０４を備え、ブリッジ回路を構成するように接続してい
る。１３３ａ，１３３ｂ・・・１３３ｐはブリッジ回路
の入出力端子である金電極である。
された絶縁膜１３１、ゲージ膜１３２、金電極１３３の
パターンを説明する図である。この圧力センサ１００で
は、４つのゲージＧ１０１，Ｇ１０２，Ｇ１０３，Ｇ１
０４を備え、ブリッジ回路を構成するように接続してい
る。１３３ａ，１３３ｂ・・・１３３ｐはブリッジ回路
の入出力端子である金電極である。
【００１３】このダイアフラム１１５の上面に形成され
たブリッジ回路を等価回路で示すと、図９に示されるも
のとなる。この図９を追加参照しながら圧力検知素子１
１４の作動を簡単に説明すると、等価回路にはＶCCとＧ
NDとの間に一定の電圧が印加されており、ダイアフラム
１１５に加わる圧力に起因する各歪ゲージＧ１０１〜Ｇ
１０４（等価回路ではＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤと表記）
の抵値の変化によって生じる出力電極１３３ａ（ＶL ）
及び１３３ｉ（ＶH ）の間の電圧変化を検出することに
より圧力を測定するようになっている。
たブリッジ回路を等価回路で示すと、図９に示されるも
のとなる。この図９を追加参照しながら圧力検知素子１
１４の作動を簡単に説明すると、等価回路にはＶCCとＧ
NDとの間に一定の電圧が印加されており、ダイアフラム
１１５に加わる圧力に起因する各歪ゲージＧ１０１〜Ｇ
１０４（等価回路ではＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤと表記）
の抵値の変化によって生じる出力電極１３３ａ（ＶL ）
及び１３３ｉ（ＶH ）の間の電圧変化を検出することに
より圧力を測定するようになっている。
【００１４】すなわち、圧力のかかっていない状態での
各歪ゲージＧ１０１〜Ｇ１０４の抵抗値はすべて等しい
Ｒと設定し、圧力が加わるとダイアフラム１１５の中央
部に位置する歪ゲージＧ１０２，Ｇ１０４は伸びて抵抗
値がＲ＋ΔＲP と大きくなり、ダイアフラム１１５の周
辺部に位置する歪ゲージＧ１０１，Ｇ１０３は縮んで抵
抗値がＲ−ΔＲP と小さくなる。
各歪ゲージＧ１０１〜Ｇ１０４の抵抗値はすべて等しい
Ｒと設定し、圧力が加わるとダイアフラム１１５の中央
部に位置する歪ゲージＧ１０２，Ｇ１０４は伸びて抵抗
値がＲ＋ΔＲP と大きくなり、ダイアフラム１１５の周
辺部に位置する歪ゲージＧ１０１，Ｇ１０３は縮んで抵
抗値がＲ−ΔＲP と小さくなる。
【００１５】ＶCCとＧNDとの間に一定の電圧が印加され
ると、圧力がかかっていない時には、各歪ゲージＧ１０
１〜Ｇ１０４の抵抗値は等しいので出力電極１３３ａ
（ＶL）及び１３３ｉ（ＶH ）の間の電位は等しく電圧
はＶP0＝０となる。
ると、圧力がかかっていない時には、各歪ゲージＧ１０
１〜Ｇ１０４の抵抗値は等しいので出力電極１３３ａ
（ＶL）及び１３３ｉ（ＶH ）の間の電位は等しく電圧
はＶP0＝０となる。
【００１６】また、圧力が加わると歪ゲージＧ１０２，
Ｇ１０４はＲ＋ΔＲP 、歪ゲージＧ１０１，Ｇ１０３は
Ｒ−ΔＲP となり、出力電極１３３ａ（ＶL ）及び１３
３ｉ（ＶH ）の間の電圧はＶP1＝（ΔＲP ／Ｒ）・ＶCC
となる。
Ｇ１０４はＲ＋ΔＲP 、歪ゲージＧ１０１，Ｇ１０３は
Ｒ−ΔＲP となり、出力電極１３３ａ（ＶL ）及び１３
３ｉ（ＶH ）の間の電圧はＶP1＝（ΔＲP ／Ｒ）・ＶCC
となる。
【００１７】このように、圧力に応じた電圧が出力さ
れ、出力電極１３３ａ，１３３ｉに接続したアンプ（回
路基盤１１７の電子部品１２０等が相当する）で一次増
幅等の処理がなされて外部回路に出力される。
れ、出力電極１３３ａ，１３３ｉに接続したアンプ（回
路基盤１１７の電子部品１２０等が相当する）で一次増
幅等の処理がなされて外部回路に出力される。
【００１８】従って、このようなブリッジ回路に各歪ゲ
ージＧ１０１〜Ｇ１０４が採用されている場合には、各
歪ゲージの抵抗値は全て等しく設定されていることが必
要であるが、製造工程のわずかなばらつきが生じること
を考慮して検出精度を向上させるために、左右のブリッ
ジ（右側は歪ゲージＧ１０１とＧ１０２、左側は歪ゲー
ジＧ１０３とＧ１０４）の零点調整用の端子群Ｔａ及び
Ｔｂを、それぞれ歪ゲージＧ１０２と歪ゲージＧ１０３
の間、歪ゲージＧ１０１と歪ゲージＧ１０４の間に、ゲ
ージ膜１３２のパターンを延長させることにより形成し
ている。
ージＧ１０１〜Ｇ１０４が採用されている場合には、各
歪ゲージの抵抗値は全て等しく設定されていることが必
要であるが、製造工程のわずかなばらつきが生じること
を考慮して検出精度を向上させるために、左右のブリッ
ジ（右側は歪ゲージＧ１０１とＧ１０２、左側は歪ゲー
ジＧ１０３とＧ１０４）の零点調整用の端子群Ｔａ及び
Ｔｂを、それぞれ歪ゲージＧ１０２と歪ゲージＧ１０３
の間、歪ゲージＧ１０１と歪ゲージＧ１０４の間に、ゲ
ージ膜１３２のパターンを延長させることにより形成し
ている。
【００１９】図８及び図９のＤ１０１部を拡大した図１
０により、端子群Ｔａ（端子群Ｔｂも同様であるので代
表させている）の構成をさらに詳しく説明すると、端子
群Ｔａは、図１０（ａ）のように、歪ゲージＧ１０３と
歪ゲージＧ１０２の間を接続するゲージ膜１３２に円弧
状パターン部１３２ａを形成し、この円弧状パターン部
１３２ａの上にパッド形状の金電極１３３ｈ，１３３
ｇ，１３３ｆ・・・を一定の距離だけ離間させて等間隔
に形成している。
０により、端子群Ｔａ（端子群Ｔｂも同様であるので代
表させている）の構成をさらに詳しく説明すると、端子
群Ｔａは、図１０（ａ）のように、歪ゲージＧ１０３と
歪ゲージＧ１０２の間を接続するゲージ膜１３２に円弧
状パターン部１３２ａを形成し、この円弧状パターン部
１３２ａの上にパッド形状の金電極１３３ｈ，１３３
ｇ，１３３ｆ・・・を一定の距離だけ離間させて等間隔
に形成している。
【００２０】また、この端子群Ｔａを等価回路で示すと
図１０（ｂ）のようになる。尚、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ・・
・は円弧状パターン部１３２ａの補正抵抗部分であり、
Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3は金電極の抵抗であるので、適宜必要
な抵抗値となる金電極を選択して使用することで、ブリ
ッジの零点調整を行うことを可能としている。
図１０（ｂ）のようになる。尚、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ・・
・は円弧状パターン部１３２ａの補正抵抗部分であり、
Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3は金電極の抵抗であるので、適宜必要
な抵抗値となる金電極を選択して使用することで、ブリ
ッジの零点調整を行うことを可能としている。
【００２１】尚、図１０（ｂ）の端子群Ｔａの等価回路
は、厳密には図１０（ｃ）のように補正抵抗部分Ｒ2
と、金電極１３３ｇの真の抵抗Ｒa2’及び金電極１３３
ｇの下の円弧状パターン部の領域の抵抗Ｒb の並列回路
と、を接続した回路となり、合成抵抗であるＲa2は、数
式１のようになる。また、金電極の抵抗Ｒa1，Ｒa2・・
・が図１０において分割され、その間から金電極の端子
部が出ているように記載されているのは、各金電極の中
央にワイヤ１１８が接続されているとしているからであ
る。
は、厳密には図１０（ｃ）のように補正抵抗部分Ｒ2
と、金電極１３３ｇの真の抵抗Ｒa2’及び金電極１３３
ｇの下の円弧状パターン部の領域の抵抗Ｒb の並列回路
と、を接続した回路となり、合成抵抗であるＲa2は、数
式１のようになる。また、金電極の抵抗Ｒa1，Ｒa2・・
・が図１０において分割され、その間から金電極の端子
部が出ているように記載されているのは、各金電極の中
央にワイヤ１１８が接続されているとしているからであ
る。
【００２２】
【数１】Ｒa2＝１（１／Ｒa2’＋１／Ｒb ） しかし、円弧状パターン部の抵抗Ｒb は約４Ω、金電極
１３３ｇの抵抗は０．０２Ωであり、Ｒb とＲa2’の差
が大きいため、Ｒa2はＲa2’とほぼ等しいと考えること
が可能であるので、ここでは図１０（ａ）の等価回路で
十分とする。
１３３ｇの抵抗は０．０２Ωであり、Ｒb とＲa2’の差
が大きいため、Ｒa2はＲa2’とほぼ等しいと考えること
が可能であるので、ここでは図１０（ａ）の等価回路で
十分とする。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の圧
力センサ１００は、前述のように例えば自動車のブレー
キシステムの油圧回路の油圧等、各種流体圧力を測定す
るために使用される場合には、広範囲な温度環境条件
（マイナス４０℃からプラス１２０℃程度）や測定対象
流体であるブレーキオイルの温度上昇（プラス１２０℃
程度まで）により、圧力検知素子１１４の温度も大きく
変化することになる。
力センサ１００は、前述のように例えば自動車のブレー
キシステムの油圧回路の油圧等、各種流体圧力を測定す
るために使用される場合には、広範囲な温度環境条件
（マイナス４０℃からプラス１２０℃程度）や測定対象
流体であるブレーキオイルの温度上昇（プラス１２０℃
程度まで）により、圧力検知素子１１４の温度も大きく
変化することになる。
【００２４】すると、図１０（ｂ）に示される端子群Ｔ
ａの等価回路も温度変化の影響を受けることになり、零
点調整を行った左右のブリッジに端子群Ｔａの温度変化
による抵抗値変化が加わる。
ａの等価回路も温度変化の影響を受けることになり、零
点調整を行った左右のブリッジに端子群Ｔａの温度変化
による抵抗値変化が加わる。
【００２５】つまり、圧力センサ１００においては、端
子群Ｔａに７個の金電極１３３ｂ，１３３ｃ・・・１３
３ｈが存在し、例えば端子群Ｔａの一方の端部の金電極
１３３ｈにＶCCが接続されたとすると、左側の歪ゲージ
Ｇ１０３には金電極の抵抗は存在しないが、右側の歪ゲ
ージＧ１０２にはＲa2〜Ｒa7の６個の金電極の抵抗が加
算される為、右側にはその６個分の金電極の抵抗の温度
変化による抵抗変化を受けることになる。
子群Ｔａに７個の金電極１３３ｂ，１３３ｃ・・・１３
３ｈが存在し、例えば端子群Ｔａの一方の端部の金電極
１３３ｈにＶCCが接続されたとすると、左側の歪ゲージ
Ｇ１０３には金電極の抵抗は存在しないが、右側の歪ゲ
ージＧ１０２にはＲa2〜Ｒa7の６個の金電極の抵抗が加
算される為、右側にはその６個分の金電極の抵抗の温度
変化による抵抗変化を受けることになる。
【００２６】これは端子群Ｔｂについても同様な為、温
度変化によるブリッジの出力変化（オフセットドリフ
ト）の最大となる零点調整の組合せは、ＶCCを金電極１
３３ｈに、ＧNDを金電極１３３ｐに接続した組合せと、
ＶCCを金電極１３３ｂに、ＧNDを金電極１３３ｊに接続
した組合せになる。
度変化によるブリッジの出力変化（オフセットドリフ
ト）の最大となる零点調整の組合せは、ＶCCを金電極１
３３ｈに、ＧNDを金電極１３３ｐに接続した組合せと、
ＶCCを金電極１３３ｂに、ＧNDを金電極１３３ｊに接続
した組合せになる。
【００２７】ここで、前者のＶCCを金電極１３３ｈにＧ
NDを金電極１３３ｐに接続した場合の温度変化によるブ
リッジの出力変化（オフセットドリフト）を次のａ）か
らｇ）の条件をもとに、数式２に従って計算する。
NDを金電極１３３ｐに接続した場合の温度変化によるブ
リッジの出力変化（オフセットドリフト）を次のａ）か
らｇ）の条件をもとに、数式２に従って計算する。
【００２８】尚、抵抗値変化は、端子群Ｔａを構成する
円弧状パターン部１３２ａの補正抵抗部分Ｒ1 ，Ｒ2 ，
Ｒ3 ・・・の材料であるニクロムシリコン及び金電極の
材料である金の温度係数に従って変化するものである
が、ニクロムシリコンの温度係数は約−２０ｐｐｍ／℃
であり、金の温度係数は約４０００ｐｐｍ／℃であるこ
とが知られており、ニクロムシリコンの温度変化による
抵抗値変化は比較的影響を及ぼさないことからここでは
無視する。
円弧状パターン部１３２ａの補正抵抗部分Ｒ1 ，Ｒ2 ，
Ｒ3 ・・・の材料であるニクロムシリコン及び金電極の
材料である金の温度係数に従って変化するものである
が、ニクロムシリコンの温度係数は約−２０ｐｐｍ／℃
であり、金の温度係数は約４０００ｐｐｍ／℃であるこ
とが知られており、ニクロムシリコンの温度変化による
抵抗値変化は比較的影響を及ぼさないことからここでは
無視する。
【００２９】ａ）金の比抵抗２．２ｘ１０-6Ω／ｃｍ ｂ）金電極の寸法を長さ：幅＝１：２、厚さを０．６μ
ｍ ｃ）金の温度係数を４０００ｐｐｍ／℃ ｄ）金電極の個数６個（端子群Ｔａの７個の金電極を分
割した最大個数） ｅ）歪ゲージの抵抗を１５００Ω ｆ）ブリッジ回路のフルスケール（ＦＳ）出力７ｍｖ／
５Ｖ電源（ＶCC） ｇ）温度変化の差を１００℃
ｍ ｃ）金の温度係数を４０００ｐｐｍ／℃ ｄ）金電極の個数６個（端子群Ｔａの７個の金電極を分
割した最大個数） ｅ）歪ゲージの抵抗を１５００Ω ｆ）ブリッジ回路のフルスケール（ＦＳ）出力７ｍｖ／
５Ｖ電源（ＶCC） ｇ）温度変化の差を１００℃
【００３０】
【数２】 上記の数式２によると、温度変化の差が１００℃の場合
には、ブリッジ回路のフルスケール（ＦＳ）に対して約
１％のブリッジの出力変化（オフセットドリフト）が生
じることになり、温度特性の悪化を招くことになる。
には、ブリッジ回路のフルスケール（ＦＳ）に対して約
１％のブリッジの出力変化（オフセットドリフト）が生
じることになり、温度特性の悪化を招くことになる。
【００３１】また、異種金属の接合界面の問題として、
高温度に長時間さらされると異種金属同士の拡散という
現象が発生し、それぞれ本来持っている抵抗値が変化す
るという問題があるが、この圧力センサ１００において
も端子部Ｔａでもこの現象が検出された。
高温度に長時間さらされると異種金属同士の拡散という
現象が発生し、それぞれ本来持っている抵抗値が変化す
るという問題があるが、この圧力センサ１００において
も端子部Ｔａでもこの現象が検出された。
【００３２】これは、圧力センサ１００を１５０℃で１
０００時間のエイジングを行い、エイジング前後のセン
サ出力を評価したところ、センサ出力の変化が本来予期
されるべき値よりも大きく、かつ金電極１３３の表面
に、そのベースであるゲージ膜１３２に含有されている
クロムが検出されたことから、金電極１３３の表面にク
ロムが拡散され、金電極１３３の抵抗が本来の抵抗値
０．０２Ωから２倍程度に上昇したと考えられる。
０００時間のエイジングを行い、エイジング前後のセン
サ出力を評価したところ、センサ出力の変化が本来予期
されるべき値よりも大きく、かつ金電極１３３の表面
に、そのベースであるゲージ膜１３２に含有されている
クロムが検出されたことから、金電極１３３の表面にク
ロムが拡散され、金電極１３３の抵抗が本来の抵抗値
０．０２Ωから２倍程度に上昇したと考えられる。
【００３３】このような現象が各金電極に発生すると、
経年変化によりブリッジの零点調整も狂ってしまうこと
になり、端子部Ｔａの本来の目的を達成するどころか逆
にブリッジバランスを崩してしまうことになってしま
う。
経年変化によりブリッジの零点調整も狂ってしまうこと
になり、端子部Ｔａの本来の目的を達成するどころか逆
にブリッジバランスを崩してしまうことになってしま
う。
【００３４】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、圧力セ
ンサの使用される環境や圧力の測定対象流体の温度変
化、また経年変化に伴い端子群で発生する抵抗値変化に
より、圧力センサの出力値を変化（オフセットドリフ
ト）させることを低下させることにあり、温度特性の良
い圧力センサを提供することにある。
めになされたもので、その目的とするところは、圧力セ
ンサの使用される環境や圧力の測定対象流体の温度変
化、また経年変化に伴い端子群で発生する抵抗値変化に
より、圧力センサの出力値を変化（オフセットドリフ
ト）させることを低下させることにあり、温度特性の良
い圧力センサを提供することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、測定対象流体の圧力により変形す
る感圧部を備えた圧力応答手段と、前記圧力応答手段の
感圧部に形成され、該感圧部の変形により抵抗値が変化
する歪ゲージ部と、この歪ゲージ部に接続し該歪ゲージ
部から所定距離ずつ離間する複数の端子部と、を備える
ゲージ膜と、前記ゲージ膜の複数の端子部に形成される
ゲージ膜とは異なる材料からなる複数の電極と、を備
え、前記複数の電極のいずれかを選択して利用すること
で前記歪ゲージ部の抵抗値を調整可能とする圧力センサ
であって、前記ゲージ膜は、前記歪ゲージ部に接続する
抵抗増減部を備え、この抵抗増減部から前記複数の端子
部のそれぞれを分岐させて備えることを特徴とする。
に本発明にあっては、測定対象流体の圧力により変形す
る感圧部を備えた圧力応答手段と、前記圧力応答手段の
感圧部に形成され、該感圧部の変形により抵抗値が変化
する歪ゲージ部と、この歪ゲージ部に接続し該歪ゲージ
部から所定距離ずつ離間する複数の端子部と、を備える
ゲージ膜と、前記ゲージ膜の複数の端子部に形成される
ゲージ膜とは異なる材料からなる複数の電極と、を備
え、前記複数の電極のいずれかを選択して利用すること
で前記歪ゲージ部の抵抗値を調整可能とする圧力センサ
であって、前記ゲージ膜は、前記歪ゲージ部に接続する
抵抗増減部を備え、この抵抗増減部から前記複数の端子
部のそれぞれを分岐させて備えることを特徴とする。
【００３６】これによると、複数の端子部はそれぞれ抵
抗増減部から分岐しているので、歪ゲージ部から離れた
端子部が選択されて利用された時に、選択された端子部
よりも歪ゲージ部に近い端子部の影響を受けることがな
い。
抗増減部から分岐しているので、歪ゲージ部から離れた
端子部が選択されて利用された時に、選択された端子部
よりも歪ゲージ部に近い端子部の影響を受けることがな
い。
【００３７】一般的にゲージ膜とは異なる材料からなる
電極は金等の抵抗値が低くかつ高い温度係数を備えた材
料で形成されるが、歪ゲージ部の入出力信号は複数の電
極を通過することなく抵抗増減部から選択された電極へ
と直接接続されるので、その他の端子部及び電極の影響
を受けない。従って圧力センサの温度変化に伴う抵抗値
の変化が少なくなり、温度特性が向上する。
電極は金等の抵抗値が低くかつ高い温度係数を備えた材
料で形成されるが、歪ゲージ部の入出力信号は複数の電
極を通過することなく抵抗増減部から選択された電極へ
と直接接続されるので、その他の端子部及び電極の影響
を受けない。従って圧力センサの温度変化に伴う抵抗値
の変化が少なくなり、温度特性が向上する。
【００３８】また、前記歪ゲージ部を複数個備えてブリ
ッジ回路の構成をなし、前記抵抗増減部を前記ブリッジ
回路中の少なくとも一対の歪ゲージ部を接続するように
備えることを特徴とすることも好適である。
ッジ回路の構成をなし、前記抵抗増減部を前記ブリッジ
回路中の少なくとも一対の歪ゲージ部を接続するように
備えることを特徴とすることも好適である。
【００３９】一対の歪ゲージ部を接続するように抵抗増
減部を備え、その抵抗増減部から分岐する端子部を選択
することで、ブリッジ回路の零点調整（バランス調整）
が行われるが、その後の温度変化に対しては選択された
端子部以外の端子及び電極の影響を受けることはなく、
端子部の分岐した抵抗増減部の位置からそれぞれ各歪ゲ
ージ部までの距離に比例する抵抗増減部にのみ影響され
るので、圧力センサの温度変化に伴う抵抗値の変化が少
なくなり、温度特性が向上する。
減部を備え、その抵抗増減部から分岐する端子部を選択
することで、ブリッジ回路の零点調整（バランス調整）
が行われるが、その後の温度変化に対しては選択された
端子部以外の端子及び電極の影響を受けることはなく、
端子部の分岐した抵抗増減部の位置からそれぞれ各歪ゲ
ージ部までの距離に比例する抵抗増減部にのみ影響され
るので、圧力センサの温度変化に伴う抵抗値の変化が少
なくなり、温度特性が向上する。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図１は本発明を適用した実施の形
態に係る圧力センサＰＳの概略構成を説明する図であ
る。
に基づいて説明する。図１は本発明を適用した実施の形
態に係る圧力センサＰＳの概略構成を説明する図であ
る。
【００４１】この圧力センサＰＳの外観形状は、概略金
属製のケース１、及びコネクタ部２とからなっている。
ケース１は、油圧回路の油圧測定部３の取付孔４に取り
付けるためのネジ部５と、このネジ部５をねじ込む際に
締め付けるための締付部６とを有する。ネジ部５の頭部
側に設けられた締付部６は、有底円筒形状で外周形状は
例えば６角ナットのような形状を備え、締付部６の内部
には、凹部１０が形成されている。
属製のケース１、及びコネクタ部２とからなっている。
ケース１は、油圧回路の油圧測定部３の取付孔４に取り
付けるためのネジ部５と、このネジ部５をねじ込む際に
締め付けるための締付部６とを有する。ネジ部５の頭部
側に設けられた締付部６は、有底円筒形状で外周形状は
例えば６角ナットのような形状を備え、締付部６の内部
には、凹部１０が形成されている。
【００４２】また、ネジ部５の軸心に沿って圧力導入孔
９が穿設されている。この圧力導入孔９は、一端がネジ
部５先端部の中央部に開口し、他端は凹部１０の底面１
１の中央の段部７に開口している。
９が穿設されている。この圧力導入孔９は、一端がネジ
部５先端部の中央部に開口し、他端は凹部１０の底面１
１の中央の段部７に開口している。
【００４３】段部７には、圧力導入孔９の開口に臨んで
圧力検知素子１４が取り付けられている。圧力検知素子
１４は円筒形状であり、上部が薄肉で閉じられた圧力応
答手段としてのダイアフラム１５を備えている。圧力検
知素子１４の開口側の端部は全周的に電子ビーム等によ
りビーム溶接されて、ケース１に固定されている。
圧力検知素子１４が取り付けられている。圧力検知素子
１４は円筒形状であり、上部が薄肉で閉じられた圧力応
答手段としてのダイアフラム１５を備えている。圧力検
知素子１４の開口側の端部は全周的に電子ビーム等によ
りビーム溶接されて、ケース１に固定されている。
【００４４】そして、ダイアフラム１５が圧力導入孔９
に臨む感圧部となり、ダイアフラム１５の上面には絶縁
膜を介して歪ゲージが配設されている。ダイアフラム１
５は圧力導入孔９に導入された測定対象流体の圧力を受
け、この圧力による感圧部の変形により歪ゲージが変形
し、変形による歪ゲージの抵抗値の変化を出力として取
り出す。
に臨む感圧部となり、ダイアフラム１５の上面には絶縁
膜を介して歪ゲージが配設されている。ダイアフラム１
５は圧力導入孔９に導入された測定対象流体の圧力を受
け、この圧力による感圧部の変形により歪ゲージが変形
し、変形による歪ゲージの抵抗値の変化を出力として取
り出す。
【００４５】圧力検知素子１４の上部周辺には、凹部１
０の内周面に突出する段部１０ａに載置されることで位
置決めされる回路基盤１７が配置されている。そして各
歪ゲージは、ワイヤ１８によって回路基盤１７に接続さ
れ、歪ゲージの微弱な出力信号を回路基盤１７の下面に
実装された増幅器等の電子部品２０により増幅してい
る。尚、回路基盤１７と凹部１０の底面１１との間及び
回路基盤１７の上面には、電子部品２０やワイヤ１８を
保護する等のために、シリコンゲル等のポッティング剤
１９が充填されている。
０の内周面に突出する段部１０ａに載置されることで位
置決めされる回路基盤１７が配置されている。そして各
歪ゲージは、ワイヤ１８によって回路基盤１７に接続さ
れ、歪ゲージの微弱な出力信号を回路基盤１７の下面に
実装された増幅器等の電子部品２０により増幅してい
る。尚、回路基盤１７と凹部１０の底面１１との間及び
回路基盤１７の上面には、電子部品２０やワイヤ１８を
保護する等のために、シリコンゲル等のポッティング剤
１９が充填されている。
【００４６】回路基盤１７の上部には、蓋状の金属製プ
レート２１が設けられている。このプレート２１は、外
周を締付部６の内周に固定されている。そしてプレート
２１には貫通コンデンサ２２が設けられており、この貫
通コンデンサ２２を介して回路基盤１７からの出力を取
り出す。
レート２１が設けられている。このプレート２１は、外
周を締付部６の内周に固定されている。そしてプレート
２１には貫通コンデンサ２２が設けられており、この貫
通コンデンサ２２を介して回路基盤１７からの出力を取
り出す。
【００４７】プレート２１の上部には、蓋状のコネクタ
部２が装着される。コネクタ部２外縁のフランジ２３
は、締付部６上端内周に嵌合している。コネクタ部のフ
ランジ２３とプレート２１の外縁と締付部６の内周面と
の間にはＯリング２４が装着されている。コネクタ部２
は樹脂製で、頂部には略直方体のコネクタ２５が設けら
れている。回路基盤１７からピン２６によって貫通コン
デンサ２２を介して取り出された電気信号は、コネクタ
部２内でピン２６に接続されたコネクタピン２７によっ
て圧力センサＰＳから取り出される。
部２が装着される。コネクタ部２外縁のフランジ２３
は、締付部６上端内周に嵌合している。コネクタ部のフ
ランジ２３とプレート２１の外縁と締付部６の内周面と
の間にはＯリング２４が装着されている。コネクタ部２
は樹脂製で、頂部には略直方体のコネクタ２５が設けら
れている。回路基盤１７からピン２６によって貫通コン
デンサ２２を介して取り出された電気信号は、コネクタ
部２内でピン２６に接続されたコネクタピン２７によっ
て圧力センサＰＳから取り出される。
【００４８】図２は、圧力応答手段としての圧力検知素
子１４の構成を説明する断面図である。圧力検知素子１
４は、ステンレス等の金属による本体１４ａの内部を切
削除去し、上端面を薄く残してケース１の圧力導入孔９
により導入される測定対象流体の圧力（図１参照）を受
けて変形する感圧部としてのダイアフラム１５を形成し
ている。
子１４の構成を説明する断面図である。圧力検知素子１
４は、ステンレス等の金属による本体１４ａの内部を切
削除去し、上端面を薄く残してケース１の圧力導入孔９
により導入される測定対象流体の圧力（図１参照）を受
けて変形する感圧部としてのダイアフラム１５を形成し
ている。
【００４９】ダイアフラム１５の上面は、印刷、蒸着あ
るいはスパッタリング等の薄膜形成技術により、例えば
ＳｉＯ2 等の材料による絶縁膜３１をまず形成し、この
膜表面に歪みゲージ部を形成するニクロムシリコンによ
るゲージ膜３２を形成し、ゲージ膜３２の上側には歪ゲ
ージの入出力端子となる金電極３３（パッド形状）を形
成している。尚、各膜の接合強度を向上させるために、
膜の間にバインダ膜等の処理膜を備えることも適宜行わ
れている。
るいはスパッタリング等の薄膜形成技術により、例えば
ＳｉＯ2 等の材料による絶縁膜３１をまず形成し、この
膜表面に歪みゲージ部を形成するニクロムシリコンによ
るゲージ膜３２を形成し、ゲージ膜３２の上側には歪ゲ
ージの入出力端子となる金電極３３（パッド形状）を形
成している。尚、各膜の接合強度を向上させるために、
膜の間にバインダ膜等の処理膜を備えることも適宜行わ
れている。
【００５０】図３は、ダイアフラム１５の上面に形成さ
れた絶縁膜３１、ゲージ膜３２、金電極３３のパターン
を説明する図である。この圧力センサＰＳでは、４つの
歪ゲージＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を備え、各歪ゲージが
ブリッジ回路を構成するように接続している。３３ａ，
３３ｂ・・・３３ｐはブリッジ回路の入出力端子である
金電極である。
れた絶縁膜３１、ゲージ膜３２、金電極３３のパターン
を説明する図である。この圧力センサＰＳでは、４つの
歪ゲージＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を備え、各歪ゲージが
ブリッジ回路を構成するように接続している。３３ａ，
３３ｂ・・・３３ｐはブリッジ回路の入出力端子である
金電極である。
【００５１】このダイアフラム１５の上面に形成された
ブリッジ回路は従来技術と同様に図９に示される等価回
路となる（但し、歪ゲージや金電極の符号はＧ１０１を
Ｇ１、Ｇ１０２をＧ２、１３３ａを３３ａ、１３３ｂを
３３ｂ等のように置き換える必要がある。）。尚、圧力
検知素子１４のブリッジ回路に関する作動は図９の説明
を参照し、ここでの説明は省略する。
ブリッジ回路は従来技術と同様に図９に示される等価回
路となる（但し、歪ゲージや金電極の符号はＧ１０１を
Ｇ１、Ｇ１０２をＧ２、１３３ａを３３ａ、１３３ｂを
３３ｂ等のように置き換える必要がある。）。尚、圧力
検知素子１４のブリッジ回路に関する作動は図９の説明
を参照し、ここでの説明は省略する。
【００５２】図３のゲージ膜３２は、４つの歪ゲージＧ
１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の歪ゲージ部と、各歪ゲージをブ
リッジ接続する出力電極部３２ａ，３２ｂ及び零点調整
用の端子群Ｔａ，Ｔｂの回路パターン部を構成してい
る。そして、歪ゲージＧ２と歪ゲージＧ３を接続する端
子群Ｔａの構成を、図３のＤ１部を拡大した図４により
説明する。
１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の歪ゲージ部と、各歪ゲージをブ
リッジ接続する出力電極部３２ａ，３２ｂ及び零点調整
用の端子群Ｔａ，Ｔｂの回路パターン部を構成してい
る。そして、歪ゲージＧ２と歪ゲージＧ３を接続する端
子群Ｔａの構成を、図３のＤ１部を拡大した図４により
説明する。
【００５３】図４において３２ｃは、抵抗増減部として
の主配線部であり、ゲージ膜３２の回路パターン部の一
部である。この主配線部３２ｃは歪ゲージＧ２と歪ゲー
ジＧ３を円弧状に接続している。
の主配線部であり、ゲージ膜３２の回路パターン部の一
部である。この主配線部３２ｃは歪ゲージＧ２と歪ゲー
ジＧ３を円弧状に接続している。
【００５４】主配線部３２ｃからは、複数の端子部（端
子部３２ｄを代表させる）が主配線部３２ｃと同じか若
干細い首部３２ｅを介して分岐して備えられ、各端子部
にはゲージ膜３２とは異なる材料からなる電極としての
金電極（金電極３３ｈを代表させる）が形成されてい
る。この金電極３３ｈは、歪ゲージからの信号を回路基
盤１７に接続するワイヤ（ワイヤボンディングプロセス
に使用されるアルミや金等の細い線状部材）を接合する
ために必要とされている。
子部３２ｄを代表させる）が主配線部３２ｃと同じか若
干細い首部３２ｅを介して分岐して備えられ、各端子部
にはゲージ膜３２とは異なる材料からなる電極としての
金電極（金電極３３ｈを代表させる）が形成されてい
る。この金電極３３ｈは、歪ゲージからの信号を回路基
盤１７に接続するワイヤ（ワイヤボンディングプロセス
に使用されるアルミや金等の細い線状部材）を接合する
ために必要とされている。
【００５５】そして、左右のブリッジに必要となる抵抗
値が与えられるように複数の金電極から所定の金電極を
適宜に選択することで、ブリッジの零点調整を行うこと
が可能である。これは、図４の端子群Ｔａに関しては主
配線部３２ｃ上のＶCC（図９参照）の接続位置を変化さ
ることで、左右のブリッジである歪ゲージＧ１，Ｇ２と
歪ゲージＧ３，Ｇ４に与えられる抵抗値が変わり、ブリ
ッジバランスを調整しているものである。
値が与えられるように複数の金電極から所定の金電極を
適宜に選択することで、ブリッジの零点調整を行うこと
が可能である。これは、図４の端子群Ｔａに関しては主
配線部３２ｃ上のＶCC（図９参照）の接続位置を変化さ
ることで、左右のブリッジである歪ゲージＧ１，Ｇ２と
歪ゲージＧ３，Ｇ４に与えられる抵抗値が変わり、ブリ
ッジバランスを調整しているものである。
【００５６】また、この図４の端子群Ｔａを等価回路で
示すと図５のようになる。尚、Ｒ1，Ｒ2 ，Ｒ3 ・・・
は主配線部３２ｃが等価回路中では抵抗として機能する
ものであり、主配線部３２ｃの各首部間の抵抗値であ
る。尚、Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3・・・は各金電極の抵抗であ
る。
示すと図５のようになる。尚、Ｒ1，Ｒ2 ，Ｒ3 ・・・
は主配線部３２ｃが等価回路中では抵抗として機能する
ものであり、主配線部３２ｃの各首部間の抵抗値であ
る。尚、Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3・・・は各金電極の抵抗であ
る。
【００５７】この等価回路では選択された金電極のみの
抵抗の一部（例えば金電極３３ｈが選択利用され、その
中央にワイヤボンディングするとしたら、抵抗Ｒa1の半
分）が温度変化の影響を受けることになり、その他の金
電極の影響を受けることはない。
抵抗の一部（例えば金電極３３ｈが選択利用され、その
中央にワイヤボンディングするとしたら、抵抗Ｒa1の半
分）が温度変化の影響を受けることになり、その他の金
電極の影響を受けることはない。
【００５８】また、図１０（ｂ）の従来のパターンによ
る等価回路と、図５の本発明を適用した等価回路とを比
較すると、従来の等価回路では金電極の抵抗Ｒa1，
Ｒa2，Ｒa3・・・が等価回路中に直列的に存在すること
になり、金電極の個数だけ温度変化の影響を受けること
になるが、本発明の等価回路ではその他の金電極の影響
を受けることはなく、温度変化の影響を低減することが
できる。
る等価回路と、図５の本発明を適用した等価回路とを比
較すると、従来の等価回路では金電極の抵抗Ｒa1，
Ｒa2，Ｒa3・・・が等価回路中に直列的に存在すること
になり、金電極の個数だけ温度変化の影響を受けること
になるが、本発明の等価回路ではその他の金電極の影響
を受けることはなく、温度変化の影響を低減することが
できる。
【００５９】さらに、ゲージ膜３２と金電極の接合界面
に異種金属同士の拡散という現象が発生し、ゲージ膜３
２に含有されるクロムが金電極の表面に析出し、金電極
の抵抗値を変化させても、選択された金電極のみの影響
に留まることになる。
に異種金属同士の拡散という現象が発生し、ゲージ膜３
２に含有されるクロムが金電極の表面に析出し、金電極
の抵抗値を変化させても、選択された金電極のみの影響
に留まることになる。
【００６０】従って、各金電極は、主配線部３２ｃから
分岐した端子部に形成されているので、選択された端子
部以外の端子部の影響をうけることがなく、温度変化に
伴う抵抗値の変化が少なくなり、かつブリッジバランス
も安定するので、圧力センサの温度特性が向上する。
分岐した端子部に形成されているので、選択された端子
部以外の端子部の影響をうけることがなく、温度変化に
伴う抵抗値の変化が少なくなり、かつブリッジバランス
も安定するので、圧力センサの温度特性が向上する。
【００６１】尚、ゲージ膜３２及び金電極３３等の材料
は、当実施の形態のものに限定されるものではなく、そ
の他の材料を適宜選定して使用することを制限するもの
ではない。
は、当実施の形態のものに限定されるものではなく、そ
の他の材料を適宜選定して使用することを制限するもの
ではない。
【００６２】
【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
ものであり、抵抗増減部からそれぞれ分岐した端子部に
電極を備えるので、温度変化による電極の抵抗値の変化
や経年変化による拡散現象の影響があっても、歪ゲージ
部の信号は複数の電極を通過することなく抵抗増減部か
ら選択された電極へと直接接続されるので、その他の端
子部及び電極の影響を受けず、圧力センサの温度変化や
経年変化に伴う抵抗値の変化が少なくなり、温度特性が
向上する。
ものであり、抵抗増減部からそれぞれ分岐した端子部に
電極を備えるので、温度変化による電極の抵抗値の変化
や経年変化による拡散現象の影響があっても、歪ゲージ
部の信号は複数の電極を通過することなく抵抗増減部か
ら選択された電極へと直接接続されるので、その他の端
子部及び電極の影響を受けず、圧力センサの温度変化や
経年変化に伴う抵抗値の変化が少なくなり、温度特性が
向上する。
【００６３】また、歪ゲージを構成するブリッジ回路の
一部に抵抗増減部を備え、この抵抗増減部から分岐する
端子部を選択することで、ブリッジ回路の零点調整が行
われるが、その後の温度変化に対しては選択された端子
部以外の端子及び電極の影響を受けることはなく、圧力
センサの温度変化に伴う抵抗値の変化が少なくなり、温
度特性が向上する。
一部に抵抗増減部を備え、この抵抗増減部から分岐する
端子部を選択することで、ブリッジ回路の零点調整が行
われるが、その後の温度変化に対しては選択された端子
部以外の端子及び電極の影響を受けることはなく、圧力
センサの温度変化に伴う抵抗値の変化が少なくなり、温
度特性が向上する。
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る圧力センサ
の構成を示す断面図。
の構成を示す断面図。
【図２】図２は、圧力検知素子の断面構成図。
【図３】図３は、圧力検知素子の上面のパターン図。
【図４】図４は図３のＤ１部を拡大した図。
【図５】図５は図３のＤ１部の等価回路図。
【図６】図６は、従来の圧力センサの構成を示す断面
図。
図。
【図７】図７は、従来の圧力検知素子の断面構成図。
【図８】図８は、従来の圧力検知素子の上面のパターン
図。
図。
【図９】図９は、ブリッジ回路図。
【図１０】図１０は、端子群の等価回路図。
１ ケース ２ コネクタ部 ３ 油圧測定部 ４ 取付孔 ５ ネジ部 ６ 締付部 ７ 段部 ９ 圧力導入孔 １０ 凹部 １０ａ 段部 １１ 底面 １４ 圧力検知素子 １４ａ フランジ部 １５ ダイア不ラム １７ 回路基盤 １７ａ 開口 １７ｂ 切欠部 １８ ワイヤ １９ ポッティング剤 ２０ 電子部品 ２１ プレート ２２ 貫通コンデンサ ２３ フランジ ２４ Ｏリング ２５ コネクタ ２６ ピン ２７ コネクタピン ３０ 環状部材（密封手段） ３０ａ 内周面 ３０ｂ 端面 ３１ 絶縁膜 ３２ ゲージ膜 ３２ａ，３２ｂ 出力電極 ３２ｃ 主配線部（抵抗増減部） ３２ｄ 端子部 ３２ｅ 首部 ３３ 金電極（電極） ３３ａ〜３３ｐ 金電極（電極） Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４ 歪ゲージ ＲC 歪ゲージの抵抗 Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ・・・ 抵抗増減部の抵抗 Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3・・・ 金電極の抵抗 ＰＳ 圧力センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 測定対象流体の圧力により変形する感圧
部を備えた圧力応答手段と、 前記圧力応答手段の感圧部に形成され、該感圧部の変形
により抵抗値が変化する歪ゲージ部と、この歪ゲージ部
に接続し該歪ゲージ部から所定距離ずつ離間する複数の
端子部と、を備えるゲージ膜と、 前記ゲージ膜の複数の端子部に形成されるゲージ膜とは
異なる材料からなる複数の電極と、 を備え、前記複数の電極のいずれかを選択して利用する
ことで前記歪ゲージ部の抵抗値を調整可能とする圧力セ
ンサであって、 前記ゲージ膜は、前記歪ゲージ部に接続する抵抗増減部
を備え、この抵抗増減部から前記複数の端子部のそれぞ
れを分岐させて備えることを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 前記歪ゲージ部を複数個備えてブリッジ
回路の構成をなし、 前記抵抗増減部を前記ブリッジ回路中の少なくとも一対
の歪ゲージ部を接続するように備えることを特徴とする
請求項１に記載の圧力センサ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35193396A JPH10170370A (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 圧力センサ |
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|---|---|
| JPH10170370A true JPH10170370A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18420621
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1996
- 1996-12-10 JP JP35193396A patent/JPH10170370A/ja active Pending
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