JPS585232Y2 - 圧力変換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は半導体ひずみゲージを使用した圧力変換器に関
するもので、その目的は被測定流体等の温度が変動して
も正確な圧力測定が行えるようにすることである。

半導体ひずみゲージを用いた圧力変換器の出力感度は被
測定流体等の温度変動に従って変化し、被測定流体の温
度上昇に対して出力感度は低下する。

この感度低下を補償するため、従来半導体ひずみゲージ
の抵抗値が一般に正の温度特性を示すことを利用して、
ブリッジ回路と電源との間にトランジスタを挿入しこれ
を感熱素子として働がせ、このトランジスタの温度特性
を利用してブリッジ回路に供給する電流又は電圧に正の
温度特性を持たせ、圧力変換器の温度補償を行うことが
知られている。

しかしながら、従来トランジスタを半導体ひずみゲージ
と同一温度雰囲気に配設することが困難で十分な温度補
償は行われていながった。

本考案は、圧力室を形成する基体の外面に受圧ダイヤフ
ラムを張架し、この基体の内面に金属仕切板を固着し、
この仕切板の圧力室に面する側面に半導体ひずみゲージ
を固着し、前記仕切板に前記ひずみゲージのリード線を
取付けるターミナルを前記仕切板に絶縁且つ密封して挿
通し、前記仕切板の他側面に温度補償用トランジスタを
取付けており、ひずみゲージとトランジスタとが同一温
度に保たれ正確な圧力測定が行えると共にひずみゲージ
とトランジスタが仕切板の両側面に取付けられるので変
換器本体の先端部直径が縮小できる特徴を有する。

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

１０は本体構成部材１１．１２からなる変換器本体で、
この本体１０の前方開口部には基体１４が固着され、こ
の基体１４の外面１５に受圧ダイヤフラム１６が張架さ
れている。

前記基体１４の内面１７には前記本体１０の内孔に臨む
金属性の仕切板１８が固着され、前記基体１４に穿設さ
れた内孔１９を覆って圧力室２０が形成されている。

前記仕切板１８の圧力室２０に面するゲージ取付面には
シリコンダイヤフラムを受圧部とする半導体ひずみゲー
ジ２１が固着されている。

前記仕切板１８にはこの軸線方向に貫通する複数の小孔
２２が穿設され、この中にターミナル２３が低融点ガラ
スによって絶縁且つ密封して接着されている。

２４はシリコンオイル封入用の通路であり、圧力室２０
に通ずると共に前記仕切板１８の他側面２５に開口して
いる。

この開口部２６には、真空引きして封入した圧力伝達媒
体としてのシリコンオイル封止用のボール２７が圧入さ
れている。

前記シリコンダイヤフラムはシリコン単結晶よりなる半
導体材料にて形威されており、拡散面に形成されたひず
み検出素子Ｇは後述のブリッジ回路を構成すべくその接
続端子は前記ターミナル２３とり・−導線２８で接続さ
れ、それぞれのターミナル２３には前記本体１０の他端
より密封的に引出されたケーブル２９の導線３０が接続
されている。

前記仕切板１８の他側面２５にはトランジスタ４０が接
着され前記シリコンオイルの熱量はこの金属製の仕切板
１８を介してこのトランジスタ４０にも同様に伝達され
、その接続端子には前記ケーブル２９の導線４１が接続
されている。

このケーブル２９内にはレファレンスパイプ３１が収納
されており、前記ゲージ取付面には大気孔４２が開口さ
れ、この大気孔４２に前記レファレンスパイプ３１を介
して大気圧が導入され、これがひずみゲージ２１のダイ
ヤフラム背面に作用されるようになっている。

尚、４５はケーブル２９と本体１０とを密封的に固着す
るゴムガイド、４６は前記本体構成部材１１．１２とを
密封的に固着するゴムパツキンである。

４７は前記受圧ダイヤフラム１６より大径をなし前記変
換器本体１０の先端開口部に螺着されたポーラス樹脂等
の多孔性部材で被測定流体中に含まれる塵芥等により受
圧ダイヤフラム１６が破損することを防止するものであ
る。

第３図において、前記半導体ひずみゲージ２１のひずみ
検出素子Ｇにより形成されるブリッジ回路５０の入力段
に前記トランジスタ４０が介挿されて温度補償を行う公
知の回路が示されている。

即ち、相対する一対の端子５１．５２を入力端子、他の
一対の端子５３．５３を出力端子とし、この出力端子５
３゜５３の間には前記ひずみ検出素子Ｇの抵抗変化によ
る不平衡電圧を表示する出力表示器６１が接続されてい
る。

前記一方の入力端子５１は電源６０のマイナス端子に接
続され、他方の入力端子５２は前記仕切板１８に接着さ
れたトランジスタ４０のコレクタ５４に接続され、この
トランジスタ４０のエミッタ５５は抵抗器５６を介して
前記電源６０のプラス端子に接続されている。

そして前記トランジスタ４０のベース５７と前記電源６
０のプラス端子との間に抵抗器５８を接続すると共に前
記ベース５７と前記電源６０のマイナス端子との間に抵
抗器５９が接続されている。

上述の如く構成された本考案の圧力変換器は被測定流体
中の所定位置に設置され、その流体中より前記ケーブル
２９が所定の場所まで引出され出力表示器６１に接続さ
れる。

被測定流体の圧力は多孔性部材４７を介して受圧ダイヤ
フラム１６に作用され、更にこれよりシリコンオイルを
媒体として半導体ひずみゲージ２１のシリコンダイヤフ
ラム受圧面に作用される。

これによってひずみ検出素子Ｇがひずみ、そのひずみ量
に応じた出力電圧がブリッジ回路５０より出力され、出
力表示器６１に指示される。

上述した本考案に係る圧力変換器は、圧力室を形威す基
体の外面に受圧ダイヤフラムを張架し、この基体の内面
に金属仕切板を固着し、この仕切板の圧力室に面する側
面に半導体ひずみゲージを固着し、前記仕切板に前記ひ
ずみゲージのリード線を取付けるターミナルを前記仕切
板に絶縁且つ密封して挿通し、前記仕切板の他側面に温
度補償用トランジスタを取付けて、ひずみゲージとトラ
ンジスタとを同一温度に保つようにしているので、被測
定流体等の温度が変動しても正確な圧力測定が行える。

また前記トランジスタは被測定流体或いはシリコンオイ
ルに浸漬されないので、このトランジスタに圧力が付与
されずトランジスタの寿命を長く保つことが出来る。

更に前記ターミナルはガラス系接着剤によって金属仕切
板に接着されているので、このターミナル接着部より漏
電したり気密性が損われることがない利点を有する。

またひずみゲージとトランジスタが仕切板の両側面に取
付けられているので起換器本体の先端部直径が縮小でき
る特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので第１図はその縦断面
図、第２図は第１図の一部の拡大図、第３図は電気回路
図である。 １０・・・・・・変換器本体、１４・・・・・・基体、
１６・・・・・・受圧ダイヤフラム、１８・・・・・・
仕切板、２０・・・・・・圧力室、２１・・・・・・半
導体ひずみゲージ、２３・・・・・・ターミナル、４０
・・・・・・トランジスタ、５０・・・・・・ブリッジ
回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 変換器本体の先端開口部に内孔を有する基体を固着し、
   この基体の外面に受圧ダイヤフラムを張架し、前記基体
   の内面に金属仕切板を固着して前記内孔部に圧力室を形
   威し、この圧力室内にシリコンオイルを封入し、前記仕
   切板の圧力室に面する側面に半導体ひずみゲージを固着
   し、前記仕切板に半導体ひずみゲージのリード線を取付
   ける複数のターミナルを絶縁且つ密封して挿通し、前記
   仕切板の他側面に前記半導体ひずみゲージにて形成され
   るブリッジ回路の入力段に介挿されるトランジスタを取
   付けたことを特徴とする圧力変換器。