JPH11304620A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH11304620A JPH11304620A JP13129998A JP13129998A JPH11304620A JP H11304620 A JPH11304620 A JP H11304620A JP 13129998 A JP13129998 A JP 13129998A JP 13129998 A JP13129998 A JP 13129998A JP H11304620 A JPH11304620 A JP H11304620A
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- Japan
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- pressure
- area
- strain gauge
- pressure sensor
- bridge circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力センサの耐ノイズ性を向上する。
【解決手段】 歪ゲージG1〜G4を複数個備えてブリ
ッジ回路の構成をなし、電極のいずれかを選択して利用
することでブリッジ回路を調整可能とした圧力センサで
あって、ゲージ膜32に、選択された電極に応じて変化
するブリッジ回路に関係する静電容量バランスを、面積
を変更することにより調整可能とする補正領域S1,S
2を備える。
ッジ回路の構成をなし、電極のいずれかを選択して利用
することでブリッジ回路を調整可能とした圧力センサで
あって、ゲージ膜32に、選択された電極に応じて変化
するブリッジ回路に関係する静電容量バランスを、面積
を変更することにより調整可能とする補正領域S1,S
2を備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧力センサに関し、
詳しくはブリッジ回路を調整可能とした圧力センサのブ
リッジ回路に関係する静電容量バランスを調整可能とす
る技術である。
詳しくはブリッジ回路を調整可能とした圧力センサのブ
リッジ回路に関係する静電容量バランスを調整可能とす
る技術である。
【0002】
【従来の技術】図7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に利用される油圧
回路の油圧等、各種の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に利用される油圧
回路の油圧等、各種の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は、概略ボルト状の
金属製のケース101、及び金属製のケース101の上
部に取り付けられたコネクタ部102とを外観として呈
している。
金属製のケース101、及び金属製のケース101の上
部に取り付けられたコネクタ部102とを外観として呈
している。
【0004】ケース101は、油圧回路の油圧測定部1
03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(図に
おいて上方)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。
03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(図に
おいて上方)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。
【0005】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。
【0006】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。
【0007】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。
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。
【0008】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。
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。
【0009】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。
【0010】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。
【0011】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。
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。
【0012】また、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。
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。
【0013】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。
直方体のコネクタ125が設けられている。
【0014】回路基盤117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。
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。
【0015】図8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7参照)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7参照)を受けて変
形するダイアフラム115を形成している。
【0016】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。
【0017】図9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。
【0018】ゲージG101とG104の間、及びゲー
ジG102とG103の間にゲージ膜132のパターン
を円弧状に設け、その途中に形成された複数の金電極1
33j〜133p及び133b〜133hは、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として機能するものである。
ジG102とG103の間にゲージ膜132のパターン
を円弧状に設け、その途中に形成された複数の金電極1
33j〜133p及び133b〜133hは、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として機能するものである。
【0019】従って、製造工程のわずかなばらつきによ
って各歪ゲージの抵抗値が異なる場合においても、ブリ
ッジのバランスを得るために端子群Ta及びTbの中か
ら、適宜必要な抵抗値となる金電極を選択することによ
り、ブリッジバランス(零点調整)を行なうことが可能
となっている。
って各歪ゲージの抵抗値が異なる場合においても、ブリ
ッジのバランスを得るために端子群Ta及びTbの中か
ら、適宜必要な抵抗値となる金電極を選択することによ
り、ブリッジバランス(零点調整)を行なうことが可能
となっている。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな圧力センサ100の使用される環境条件として、自
動車に搭載される油圧回路の油圧を検出するものとして
使用される場合には、圧力センサ100に接続される供
給電源や信号ケーブルは、制御ユニットから延出された
数メートルのハーネスケーブルにより接続され、また、
金属性のケース101はシャーシ本体のアースに繋がれ
ている。
うな圧力センサ100の使用される環境条件として、自
動車に搭載される油圧回路の油圧を検出するものとして
使用される場合には、圧力センサ100に接続される供
給電源や信号ケーブルは、制御ユニットから延出された
数メートルのハーネスケーブルにより接続され、また、
金属性のケース101はシャーシ本体のアースに繋がれ
ている。
【0021】制御ユニット側のアースポイントを基準に
考えると、自動車の走行中に発生するリレー等接点の開
閉で発生するノイズ等が上記ハーネスケーブルやシャー
シに乗り、ダイアフラム115の絶縁膜131上のゲー
ジ膜132と絶縁膜131下のダイアフラム115間に
電位差が発生することになり、これが絶縁膜131の静
電容量に応じて結合され、ゲージ膜132にノイズが重
畳されるという現象を引き起こすこととなる。
考えると、自動車の走行中に発生するリレー等接点の開
閉で発生するノイズ等が上記ハーネスケーブルやシャー
シに乗り、ダイアフラム115の絶縁膜131上のゲー
ジ膜132と絶縁膜131下のダイアフラム115間に
電位差が発生することになり、これが絶縁膜131の静
電容量に応じて結合され、ゲージ膜132にノイズが重
畳されるという現象を引き起こすこととなる。
【0022】従って、ノイズは絶縁膜131の静電容量
に応じて結合されるため、静電容量を決める要因である
絶縁膜131の材質、膜厚、面積がアンバランスとなる
と、ブリッジ出力の2線間のノイズ量も変わり、その差
分によって回路に与えるノイズの影響もより大きくな
り、誤動作の要因となる。
に応じて結合されるため、静電容量を決める要因である
絶縁膜131の材質、膜厚、面積がアンバランスとなる
と、ブリッジ出力の2線間のノイズ量も変わり、その差
分によって回路に与えるノイズの影響もより大きくな
り、誤動作の要因となる。
【0023】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
ンサの耐ノイズ性を向上することにある。
めになされたもので、その目的とするところは、圧力セ
ンサの耐ノイズ性を向上することにある。
【0024】
【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
感圧部上に絶縁膜を介して形成されるもので、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
数の端子部のそれぞれに形成された電極と、を備え、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、前記電極のいずれかを選択して利用することで前記
ブリッジ回路を調整可能とした圧力センサであって、前
記ゲージ膜に、選択された電極に応じて変化するブリッ
ジ回路に関係する静電容量バランスを、面積を変更する
ことにより調整可能とする補正領域を備えたことを特徴
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
感圧部上に絶縁膜を介して形成されるもので、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
数の端子部のそれぞれに形成された電極と、を備え、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、前記電極のいずれかを選択して利用することで前記
ブリッジ回路を調整可能とした圧力センサであって、前
記ゲージ膜に、選択された電極に応じて変化するブリッ
ジ回路に関係する静電容量バランスを、面積を変更する
ことにより調整可能とする補正領域を備えたことを特徴
とする。
【0025】また、前記補正領域は、前記複数の端子部
の内、接続に関与しない電極の総面積の2倍の面積であ
り、選択された電極に応じてアンバランスとなる分の面
積が除去されることも好適である。
の内、接続に関与しない電極の総面積の2倍の面積であ
り、選択された電極に応じてアンバランスとなる分の面
積が除去されることも好適である。
【0026】また、前記ブリッジ回路は、4箇所の前記
歪ゲージ部と、対となる前記複数の端子部をブリッジ回
路の対向位置に備え、前記補正領域を歪ゲージ部と複数
の端子部との間に接続したことも好適である。
歪ゲージ部と、対となる前記複数の端子部をブリッジ回
路の対向位置に備え、前記補正領域を歪ゲージ部と複数
の端子部との間に接続したことも好適である。
【0027】また、複数の端子部の配置されていない歪
ゲージ部の間に、複数の端子部の内、接続に関与しない
電極の総面積と等しい面積の補助補正領域を備えること
も好適である。
ゲージ部の間に、複数の端子部の内、接続に関与しない
電極の総面積と等しい面積の補助補正領域を備えること
も好適である。
【0028】さらに、前記補正領域は、各端子部の面積
に応じて容易に分割可能とする複数のくびれ連結部を備
えることも好適である。
に応じて容易に分割可能とする複数のくびれ連結部を備
えることも好適である。
【0029】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、本発明を
図示の第1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。
図示の第1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。
【0030】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
付けるための締結部としてのネジ部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
付けるための締結部としてのネジ部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。
【0031】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。
【0032】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。
【0033】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。
【0034】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。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】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製の本体14aの内部を切削
除去したものである。そして、薄く残された上端面が、
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機能
するダイアフラム15となっている。
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製の本体14aの内部を切削
除去したものである。そして、薄く残された上端面が、
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機能
するダイアフラム15となっている。
【0038】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、さらにゲージ膜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、さらにゲージ膜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。
【0039】形成されたゲージ膜32を歪ゲージとする
ためには、エッチングプロセス等によりパターン形成を
行なう。その他の薄膜も同様にエッチングプロセス等に
より所定のパターンが形成されている。
ためには、エッチングプロセス等によりパターン形成を
行なう。その他の薄膜も同様にエッチングプロセス等に
より所定のパターンが形成されている。
【0040】図3は、本発明を適用したダイアフラム1
5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。
5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。
【0041】絶縁膜31は、ダイアフラム15の上面全
面に形成されている。
面に形成されている。
【0042】ゲージ膜32は、4つの歪ゲージG1,G
2,G3,G4の歪ゲージ部と、各歪ゲージをブリッジ
回路の構成として接続する出力電極部32a,32b及
び零点調整用の端子群Ta,Tbを構成する端子電極部
32c,32dの回路パターン部を構成している。
2,G3,G4の歪ゲージ部と、各歪ゲージをブリッジ
回路の構成として接続する出力電極部32a,32b及
び零点調整用の端子群Ta,Tbを構成する端子電極部
32c,32dの回路パターン部を構成している。
【0043】端子群Ta,Tbは、ブリッジ回路の対向
位置(歪ゲージG1,G4の間と歪ゲージG2,G3の
間)に備えられ、複数の端子部32cA〜32cG及び
複数の端子部32dA〜32dGを備えている。各端子
部には歪ゲージの入出力端子となるワイヤーボンド用の
金電極33b〜33h、金電極33j〜33pが形成さ
れている。
位置(歪ゲージG1,G4の間と歪ゲージG2,G3の
間)に備えられ、複数の端子部32cA〜32cG及び
複数の端子部32dA〜32dGを備えている。各端子
部には歪ゲージの入出力端子となるワイヤーボンド用の
金電極33b〜33h、金電極33j〜33pが形成さ
れている。
【0044】さらに、端子電極部32c,32dには、
選択された電極に応じて変化するブリッジ回路に関係す
る静電容量バランスを、面積を変更することにより調整
可能とする、補正領域S1が歪ゲージG1と端子部32
dGとの間に、補正領域S2が歪ゲージG3と端子部3
2cGとの間に接続している。
選択された電極に応じて変化するブリッジ回路に関係す
る静電容量バランスを、面積を変更することにより調整
可能とする、補正領域S1が歪ゲージG1と端子部32
dGとの間に、補正領域S2が歪ゲージG3と端子部3
2cGとの間に接続している。
【0045】これらの補正領域S1,S2の面積は、片
側の端子群TaまたはTbの接続(ワイヤーボンディン
グによる接続)に関与しない金電極の総面積の2倍に等
しい面積であり、いずれの端子部が設定されてもブリッ
ジ回路を構成する左右のパターンの面積を等しくするこ
とが可能となるように設定されている。
側の端子群TaまたはTbの接続(ワイヤーボンディン
グによる接続)に関与しない金電極の総面積の2倍に等
しい面積であり、いずれの端子部が設定されてもブリッ
ジ回路を構成する左右のパターンの面積を等しくするこ
とが可能となるように設定されている。
【0046】また、この実施の形態では、出力電極部3
2a,32bを補助補正領域S3,S4として機能する
ように、その面積を上記片側の端子群の接続(ワイヤー
ボンディングによる接続)に関与しない金電極の面積と
略等しく設定しており、金電極側の面積を変えずにブリ
ッジ回路における歪ゲージ部の両側のパターンの面積比
を小さくしている。
2a,32bを補助補正領域S3,S4として機能する
ように、その面積を上記片側の端子群の接続(ワイヤー
ボンディングによる接続)に関与しない金電極の面積と
略等しく設定しており、金電極側の面積を変えずにブリ
ッジ回路における歪ゲージ部の両側のパターンの面積比
を小さくしている。
【0047】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、図4に示されるような等価回路として
説明される。この図4を参照しながら圧力検知素子14
の作動を簡単に説明する。
ブリッジ回路は、図4に示されるような等価回路として
説明される。この図4を参照しながら圧力検知素子14
の作動を簡単に説明する。
【0048】等価回路にはVCCとGNDとの間に一定の電
圧が印加され、ダイアフラム15に加わる圧力に起因す
る各歪ゲージG1〜G4(等価回路ではRA,RB,R
C,RDと表記)の抵抗値の変化によって生じる、出力
電極33a(VL )及び33i(VH )の間の電圧変化
を検出することにより圧力を測定している。
圧が印加され、ダイアフラム15に加わる圧力に起因す
る各歪ゲージG1〜G4(等価回路ではRA,RB,R
C,RDと表記)の抵抗値の変化によって生じる、出力
電極33a(VL )及び33i(VH )の間の電圧変化
を検出することにより圧力を測定している。
【0049】すなわち、圧力のかかっていない状態での
各歪ゲージG1〜G4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15の中央部に位置す
る歪ゲージG2,G4は抵抗値がR+ΔRP と大きくな
り、ダイアフラム15の周辺部に位置する歪ゲージG
1,G3は抵抗値がR−ΔRP と小さくなる(ダイアフ
ラム15及び歪ゲージの特性によっては逆の場合もあ
る)。
各歪ゲージG1〜G4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15の中央部に位置す
る歪ゲージG2,G4は抵抗値がR+ΔRP と大きくな
り、ダイアフラム15の周辺部に位置する歪ゲージG
1,G3は抵抗値がR−ΔRP と小さくなる(ダイアフ
ラム15及び歪ゲージの特性によっては逆の場合もあ
る)。
【0050】VCCとGNDとの間には一定の電圧が印加さ
れるので、圧力がかかっていない時には、各歪ゲージG
1〜G4の抵抗値は等しいので出力電極33a(VL )
及び33i(VH )の間の電位は等しく電圧はVP0=0
となる。
れるので、圧力がかかっていない時には、各歪ゲージG
1〜G4の抵抗値は等しいので出力電極33a(VL )
及び33i(VH )の間の電位は等しく電圧はVP0=0
となる。
【0051】また、圧力が加わると歪ゲージG2,G4
はR+ΔRP 、歪ゲージG1,G3はR−ΔRP とな
り、出力電極33a(VL )及び33i(VH )の間の
電圧はVP1=(ΔRP /R)・VCCとなる。
はR+ΔRP 、歪ゲージG1,G3はR−ΔRP とな
り、出力電極33a(VL )及び33i(VH )の間の
電圧はVP1=(ΔRP /R)・VCCとなる。
【0052】このように、圧力に応じた電圧が出力さ
れ、出力電極33a,33iに接続したアンプ(回路基
盤17の電子部品20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33a,33iに接続したアンプ(回路基
盤17の電子部品20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。
【0053】また、ブリッジ回路の零点調整は、歪ゲー
ジG2と歪ゲージG3を接続する端子群Ta、及び歪ゲ
ージG4と歪ゲージG1を接続する端子群Tbから、左
右のブリッジをバランスさせるために必要となる抵抗値
が得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、零点調整を行うことを可能としてい
る。
ジG2と歪ゲージG3を接続する端子群Ta、及び歪ゲ
ージG4と歪ゲージG1を接続する端子群Tbから、左
右のブリッジをバランスさせるために必要となる抵抗値
が得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、零点調整を行うことを可能としてい
る。
【0054】この零点調整に伴い、左右のブリッジ回路
に関係する静電容量バランスが変更した場合には、補正
領域S1,S2の一部にレーザ等(カット手段は限定さ
れるものではない)によってカットを入れ、不要部分を
除去することにより、歪ゲージG2及び歪ゲージG3に
それぞれ接続された補正領域S1,S2の面積を等価に
することで静電容量バランスを調整することが達成され
る。
に関係する静電容量バランスが変更した場合には、補正
領域S1,S2の一部にレーザ等(カット手段は限定さ
れるものではない)によってカットを入れ、不要部分を
除去することにより、歪ゲージG2及び歪ゲージG3に
それぞれ接続された補正領域S1,S2の面積を等価に
することで静電容量バランスを調整することが達成され
る。
【0055】反対側の歪ゲージG1及び歪ゲージG4に
関しても同様である。
関しても同様である。
【0056】静電容量のアンバランスを求める方法とし
て簡便な方法は、選択された端子部(の位置)により左
右のブリッジ回路においてアンバランスとなる端子部の
面積を求めることが可能であり、その面積を補正領域よ
り除去することにより、静電容量バランスが調整され
る。
て簡便な方法は、選択された端子部(の位置)により左
右のブリッジ回路においてアンバランスとなる端子部の
面積を求めることが可能であり、その面積を補正領域よ
り除去することにより、静電容量バランスが調整され
る。
【0057】従って、本発明の解決課題である圧力セン
サの耐ノイズ特性を向上させることが可能となる。
サの耐ノイズ特性を向上させることが可能となる。
【0058】尚、アンバランス量とノイズの関係は、補
正後のアンバランスΔC/補正前のアンバランスΔCと
して計算上低減することが可能となる。
正後のアンバランスΔC/補正前のアンバランスΔCと
して計算上低減することが可能となる。
【0059】また、補正後のアンバランスΔCは、アン
バランスΔCの検出精度及び除去する面積の精度で決定
されるので、高精度な調整を行なうために、各ブリッジ
の静電容量をより精密に測定することや、レーザカット
位置の位置決め精度を向上させる等の対策を施すことも
適宜行なうことが可能である。
バランスΔCの検出精度及び除去する面積の精度で決定
されるので、高精度な調整を行なうために、各ブリッジ
の静電容量をより精密に測定することや、レーザカット
位置の位置決め精度を向上させる等の対策を施すことも
適宜行なうことが可能である。
【0060】図5は、レーザカットにより、静電容量の
アンバランスΔCを調整した状態を説明する図である。
アンバランスΔCを調整した状態を説明する図である。
【0061】この図において、抵抗バランスからVcc
電極として金電極33bを選択した場合、金電極33b
と出力電極33aの間の歪ゲージG2には、補助補正領
域S3の面積が接続されている。
電極として金電極33bを選択した場合、金電極33b
と出力電極33aの間の歪ゲージG2には、補助補正領
域S3の面積が接続されている。
【0062】又もう一方の金電極33bと出力電極33
iの間の歪ゲージG3には、接続(ワイヤーボンディン
グ)に関与しない金電極33cから金電極33hの6個
の金電極(これは上記補助補正領域S3と等しい面積を
有する)、及び補正領域S2(補助補正領域S3の2倍
の面積を有する)が接続されている。
iの間の歪ゲージG3には、接続(ワイヤーボンディン
グ)に関与しない金電極33cから金電極33hの6個
の金電極(これは上記補助補正領域S3と等しい面積を
有する)、及び補正領域S2(補助補正領域S3の2倍
の面積を有する)が接続されている。
【0063】従って、この場合にはカット線LC1の位
置で補正領域S2をカットすることにより静電容量のバ
ランスを取ることができる。
置で補正領域S2をカットすることにより静電容量のバ
ランスを取ることができる。
【0064】次に、金電極33cが選択された場合、金
電極1個分の面積が歪ゲージG2に付与され、逆に歪ゲ
ージG3は金電極1個分の面積が減少する。この合計2
個分の面積を補正するために、補正領域S2を金電極2
個分の面積に相当する面積とするためにカット線LC2
の位置でレーザカットを行なう。
電極1個分の面積が歪ゲージG2に付与され、逆に歪ゲ
ージG3は金電極1個分の面積が減少する。この合計2
個分の面積を補正するために、補正領域S2を金電極2
個分の面積に相当する面積とするためにカット線LC2
の位置でレーザカットを行なう。
【0065】金電極33c以降の選択に対しても、同様
に補正領域S2の面積を対応させてレーザカットを行な
うことで静電容量のバランスを取ることができる。
に補正領域S2の面積を対応させてレーザカットを行な
うことで静電容量のバランスを取ることができる。
【0066】尚、カット線LCの位置は、選択された金
電極の位置から算出される電極面積に基づいて、LC
x,LCyのカット位置をそれぞれ角度θS1,θS2とし
て算出し、レーザカットを行なう。
電極の位置から算出される電極面積に基づいて、LC
x,LCyのカット位置をそれぞれ角度θS1,θS2とし
て算出し、レーザカットを行なう。
【0067】(実施の形態2)図6は、本発明の第2の
実施の形態を示す図である。この図において、第1の実
施の形態と同様の構成には同じ符号が付されている。
実施の形態を示す図である。この図において、第1の実
施の形態と同様の構成には同じ符号が付されている。
【0068】この第2の実施の形態の特徴は、補正領域
S1’,S2’が、複数のくびれ連結部KR1,KR2
・・・により、各端子部の面積に応じた複数領域に分割
されていることにある。
S1’,S2’が、複数のくびれ連結部KR1,KR2
・・・により、各端子部の面積に応じた複数領域に分割
されていることにある。
【0069】選択された端子部(の位置)により左右の
ブリッジ回路において発生するアンバランス量が求めら
れる場合、アンバランス量は端子部の個数に比例するも
のとなり、アンバランスを修正する分の領域を残してく
びれ連結部KRをカットすることにより、簡易的に静電
容量を調整することが可能となる。
ブリッジ回路において発生するアンバランス量が求めら
れる場合、アンバランス量は端子部の個数に比例するも
のとなり、アンバランスを修正する分の領域を残してく
びれ連結部KRをカットすることにより、簡易的に静電
容量を調整することが可能となる。
【0070】静電容量のアンバランスΔCの調整を、第
1の実施の形態と同様に説明すると、抵抗バランスから
Vcc電極として金電極33bを選択した場合、金電極
33bと出力電極33aの間の歪ゲージG2には、補助
補正領域S3の面積が接続されている。
1の実施の形態と同様に説明すると、抵抗バランスから
Vcc電極として金電極33bを選択した場合、金電極
33bと出力電極33aの間の歪ゲージG2には、補助
補正領域S3の面積が接続されている。
【0071】又もう一方の金電極33bと出力電極33
iの間の歪ゲージG3には、接続(ワイヤーボンディン
グ)に関与しない金電極33cから金電極33hの6個
の金電極(これは上記補助補正領域S3と等しい面積を
有する)、及び補正領域S2’(補助補正領域S3の2
倍の面積を有する)が接続されている。
iの間の歪ゲージG3には、接続(ワイヤーボンディン
グ)に関与しない金電極33cから金電極33hの6個
の金電極(これは上記補助補正領域S3と等しい面積を
有する)、及び補正領域S2’(補助補正領域S3の2
倍の面積を有する)が接続されている。
【0072】従って、この場合にはくびれ連結部KR6
の位置で補正領域S2’をカットすることにより静電容
量のバランスを取ることができる。
の位置で補正領域S2’をカットすることにより静電容
量のバランスを取ることができる。
【0073】次に、金電極33cが選択された場合、金
電極1個分の面積が歪ゲージG2に付与され、逆に歪ゲ
ージG3は金電極1個分の面積が減少する。この合計2
個分の面積を補正するために、補正領域S2を金電極2
個分の面積に相当する面積とするためにくびれ連結部K
R5の位置でレーザカットを行なう。尚、くびれ連結部
KR6とくびれ連結部KR5との間の面積は、金電極2
個分の面積に相当する面積と設定しておく。
電極1個分の面積が歪ゲージG2に付与され、逆に歪ゲ
ージG3は金電極1個分の面積が減少する。この合計2
個分の面積を補正するために、補正領域S2を金電極2
個分の面積に相当する面積とするためにくびれ連結部K
R5の位置でレーザカットを行なう。尚、くびれ連結部
KR6とくびれ連結部KR5との間の面積は、金電極2
個分の面積に相当する面積と設定しておく。
【0074】金電極33c以降の選択に対しても、同様
に補正領域S2’の面積を対応させてくびれ連結部KR
4以降のレーザカットを行なうことで静電容量のバラン
スを取ることができる。
に補正領域S2’の面積を対応させてくびれ連結部KR
4以降のレーザカットを行なうことで静電容量のバラン
スを取ることができる。
【0075】尚この場合において、連結部のカット方法
は、カット長さが短いのでダイアフラムに与える影響が
ない場合には、レーザによらず、カッターや研磨ルータ
ー等の機械的なカット方法を採用することも可能であ
る。
は、カット長さが短いのでダイアフラムに与える影響が
ない場合には、レーザによらず、カッターや研磨ルータ
ー等の機械的なカット方法を採用することも可能であ
る。
【0076】
【発明の効果】以上のように説明された本発明による
と、選択された電極に応じて変化するブリッジ回路に関
係する静電容量バランスが補正領域の面積を変更するこ
とにより調整可能となり、圧力センサの耐ノイズ性を向
上させることができる。
と、選択された電極に応じて変化するブリッジ回路に関
係する静電容量バランスが補正領域の面積を変更するこ
とにより調整可能となり、圧力センサの耐ノイズ性を向
上させることができる。
【0077】補正領域を接続に関与しない電極の総面積
の2倍の面積とすることにより、いずれの電極が選択さ
れても静電容量バランスを取ることができる。
の2倍の面積とすることにより、いずれの電極が選択さ
れても静電容量バランスを取ることができる。
【0078】補正領域を4箇所の歪ゲージ部を有するブ
リッジ回路に設けることで、ブリッジ回路の静電容量バ
ランスを取ることができる。
リッジ回路に設けることで、ブリッジ回路の静電容量バ
ランスを取ることができる。
【0079】複数の端子部の配置されていない歪ゲージ
部の間に補助補正領域を備えることにより、複数の端子
部の面積を変えずにブリッジ回路における歪ゲージ部の
両側のパターンの面積比を小さくすることができ、静電
容量バランスをより容易に取ることができる。
部の間に補助補正領域を備えることにより、複数の端子
部の面積を変えずにブリッジ回路における歪ゲージ部の
両側のパターンの面積比を小さくすることができ、静電
容量バランスをより容易に取ることができる。
【0080】補正領域は、各端子部の面積に応じて容易
に分割可能とする複数のくびれ連結部を備えることによ
り、このくびれ連結をカットすることによって、静電容
量バランスをより容易に取ることができる。
に分割可能とする複数のくびれ連結部を備えることによ
り、このくびれ連結をカットすることによって、静電容
量バランスをより容易に取ることができる。
【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。
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は第1の実施の形態の圧力検知素子の上面
のパターン図。
のパターン図。
【図4】図4はブリッジ回路図。
【図5】図5は選択された端子部とカット位置の関係を
示す図。
示す図。
【図6】図6は第2の実施の形態の圧力検知素子の上面
のパターン図。
のパターン図。
【図7】図7は従来の圧力センサの構成を示す断面図。
【図8】図8は従来の圧力検知素子の断面構成図。
【図9】図9は従来の圧力検知素子の上面のパターン
図。
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 本体 15 ダイアフラム 17 回路基盤 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 31 絶縁膜 32 ゲージ膜 32a,32b 出力電極部 32c,32d 端子電極部 32cA〜32cG 端子部 32dA〜32dG 端子部 33a,33i 出力電極 33b〜33h,33j〜33p 金電極(電極) G1,G2,G3,G4 歪ゲージ PS 圧力センサ S1,S2 補正領域 Ta,Tb 端子群
Claims (5)
- 【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上に絶縁膜を介して形成され
るもので、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のそれぞれに形成された電
極と、 を備え、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、前記電極のいずれかを選択して利用するこ
とで前記ブリッジ回路を調整可能とした圧力センサであ
って、 前記ゲージ膜に、選択された電極に応じて変化するブリ
ッジ回路に関係する静電容量バランスを、面積を変更す
ることにより調整可能とする補正領域を備えたことを特
徴とする圧力センサ。 - 【請求項2】 前記補正領域は、前記複数の端子部の
内、接続に関与しない電極の総面積の2倍の面積であ
り、選択された電極に応じてアンバランスとなる分の面
積が除去されることを特徴とする請求項1に記載の圧力
センサ。 - 【請求項3】 前記ブリッジ回路は、4箇所の前記歪ゲ
ージ部と、対となる前記複数の端子部をブリッジ回路の
対向位置に備え、 前記補正領域を歪ゲージ部と複数の端子部との間に接続
したことを特徴とする請求項1または2に記載の圧力セ
ンサ。 - 【請求項4】 複数の端子部の配置されていない歪ゲー
ジ部の間に、複数の端子部の内、接続に関与しない電極
の総面積と等しい面積の補助補正領域を備えることを特
徴とする請求項3に記載の圧力センサ。 - 【請求項5】 前記補正領域は、各端子部の面積に応じ
て容易に分割可能とする複数のくびれ連結部を備えるこ
とを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
圧力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13129998A JPH11304620A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13129998A JPH11304620A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 圧力センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11304620A true JPH11304620A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=15054729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13129998A Withdrawn JPH11304620A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 圧力センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11304620A (ja) |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP13129998A patent/JPH11304620A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |