JPS58731A - 静電容量式圧力センサ - Google Patents
静電容量式圧力センサInfo
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- JPS58731A JPS58731A JP56099498A JP9949881A JPS58731A JP S58731 A JPS58731 A JP S58731A JP 56099498 A JP56099498 A JP 56099498A JP 9949881 A JP9949881 A JP 9949881A JP S58731 A JPS58731 A JP S58731A
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- metal case
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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
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0075—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a ceramic diaphragm, e.g. alumina, fused quartz, glass
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧力によるダイヤフラムの変位を静電容量の
変化として検出する静電容量式圧力センサに関するもの
である。
変化として検出する静電容量式圧力センサに関するもの
である。
圧力によるダイヤフラムの変位を、対向して設けた電極
を介して静電容量変化として検出するいわゆる静電容量
式圧力センサは、その原理的な安定性と使用材料の持つ
安定性から耐久性に優れている。このため、特に使用条
件の厳しい自動用の圧力センサとして広く用いられてい
る。
を介して静電容量変化として検出するいわゆる静電容量
式圧力センサは、その原理的な安定性と使用材料の持つ
安定性から耐久性に優れている。このため、特に使用条
件の厳しい自動用の圧力センサとして広く用いられてい
る。
第１図はこのような従来の静電容鼠式匡カセンサの構造
を示す断面図であり、図において、１１は絶縁性基板、
１２Ｌｒｉダイヤフラム、１３は基板１１およびダイヤ
フラム１２の内面に形成された静電容量を検出するため
の電極、１４はグイヤフラム１２と基板１１との間に所
定のギャップを設け、かつ外界との機密を保持するため
のガラス層、２２ｉｊ容量変化を電気的信号（一般には
直流電圧）に変換する回路部、２１はカプセル部１およ
び回路部２２を収容するハウジングである。カプセル部
１は、リード線４によって回路部２２に電気的に接続さ
れており、またリング１６によって外界用との機密性が
保たれている。
を示す断面図であり、図において、１１は絶縁性基板、
１２Ｌｒｉダイヤフラム、１３は基板１１およびダイヤ
フラム１２の内面に形成された静電容量を検出するため
の電極、１４はグイヤフラム１２と基板１１との間に所
定のギャップを設け、かつ外界との機密を保持するため
のガラス層、２２ｉｊ容量変化を電気的信号（一般には
直流電圧）に変換する回路部、２１はカプセル部１およ
び回路部２２を収容するハウジングである。カプセル部
１は、リード線４によって回路部２２に電気的に接続さ
れており、またリング１６によって外界用との機密性が
保たれている。
上記した従来の静電容量弐匡カセンサは、圧力変化を直
接電気信号として検出するのではなく、圧力を容量に変
換した後これを電ｒＦＥ（千カに対応した直流電圧）に
変換して検出するものであり、圧力を容量に変換するカ
プセル部１と容ｆ ｋ ’Ｒ［Ｅに変換する回路部２２
とは独立に組立てられ、最後に両者を一体にするのが一
般的である。すなわち、製造面ではカプセル部１ｊ１１
、体の容量測定をしてこの段階である程度選別し、回路
部２２と共にハウジングに組み込まれてから、今度は回
路部２２０機能修正をするなど比較的繁雑な工程を踏ま
なければならなかった。特に、この圧力センサの変化容
量域が数１０ｐＦと極めて小さいため、カプセル容量測
定時の浮遊容量や、）・ウジフグ組込時の浮遊容量など
の影響を敏感に受ける。このような理由から、従来の圧
力センサは、カプセル部１および回路部２２の複雑な選
別と調整を経て初めて、仕様を満足する圧力センサが得
られるものであった。
接電気信号として検出するのではなく、圧力を容量に変
換した後これを電ｒＦＥ（千カに対応した直流電圧）に
変換して検出するものであり、圧力を容量に変換するカ
プセル部１と容ｆ ｋ ’Ｒ［Ｅに変換する回路部２２
とは独立に組立てられ、最後に両者を一体にするのが一
般的である。すなわち、製造面ではカプセル部１ｊ１１
、体の容量測定をしてこの段階である程度選別し、回路
部２２と共にハウジングに組み込まれてから、今度は回
路部２２０機能修正をするなど比較的繁雑な工程を踏ま
なければならなかった。特に、この圧力センサの変化容
量域が数１０ｐＦと極めて小さいため、カプセル容量測
定時の浮遊容量や、）・ウジフグ組込時の浮遊容量など
の影響を敏感に受ける。このような理由から、従来の圧
力センサは、カプセル部１および回路部２２の複雑な選
別と調整を経て初めて、仕様を満足する圧力センサが得
られるものであった。
また、上記した従来の圧力センサは、構造的に見た時、
第１図に示すように、測定圧と回路部（大気用）との機
密性は、例えば０リング１５のみによって保たれていた
ためいくつかの問題点を持っていた。例えば、カプセル
１０組み込み時の０リングとの位置ずれや、０リングの
劣化等によって測定圧の機密性が容易に失なわれる。ま
た、測定圧の汚染雲間％（ガソリン蒸気、湿度）によっ
て回路が劣化する危険性もあった。
第１図に示すように、測定圧と回路部（大気用）との機
密性は、例えば０リング１５のみによって保たれていた
ためいくつかの問題点を持っていた。例えば、カプセル
１０組み込み時の０リングとの位置ずれや、０リングの
劣化等によって測定圧の機密性が容易に失なわれる。ま
た、測定圧の汚染雲間％（ガソリン蒸気、湿度）によっ
て回路が劣化する危険性もあった。
このように、従来の圧力センサは、製造面、および構造
面で大きな問題点を抱えているのが現状であった６ 本発明は上記した従来の欠点を除去した静電容量弐匡カ
センサ［ｄ供するものであり、カプセル部側面を、ハウ
ジング也は別にケーシングする事により、調整が容易で
量産性に適しかつ、信頼性の高い［Ｆ、力センサを提供
するものである。
面で大きな問題点を抱えているのが現状であった６ 本発明は上記した従来の欠点を除去した静電容量弐匡カ
センサ［ｄ供するものであり、カプセル部側面を、ハウ
ジング也は別にケーシングする事により、調整が容易で
量産性に適しかつ、信頼性の高い［Ｆ、力センサを提供
するものである。
以下、本発明の一実施例につき、図面を用いて詳細に説
明する。第２図は、本発明の一実施例におけるＩＦＥカ
センサのハウジング組込み後の断面図を示したものであ
る。第１図と同一機能を有する部分には同一番号を付し
である３、 実施例１ 以下この圧力センサのカプセル部の製造工程を具体的に
説明する。直径３０編、厚み２１ｙｂの９６％アルミナ
基板１１の一方の面と、直径３０Ｍ、厚み０．５８の同
じアルミナ基板１２の一方の而に、円形薄膜電極１３を
１役け、一方の電極面側の同辺に、所定のギャップを設
けるだめのガラス層１４全印刷し、両者を合わせ、封着
した。ここでガラス層１４を両方の面に印刷しても良い
。この時のガラスの封着温度は、使用する基板材料、ガ
ラス材料によっても異なるが、４００〜７ｏｏ℃の温度
で１０〜３０分程度で行なうのが適している。この様に
してカプセル部１を形１１ｙシた後、電極と電気的に接
続するためのリード線４を設ける。、次いで、シリコン
系ゴムリング３に介して、アルミのケース２でおおい、
ゴムリングを機械的にかしめた。さらに、回路２２と共
に、ハウジング２１中に組み込み、ＦＥ力中ンサを得た
。
明する。第２図は、本発明の一実施例におけるＩＦＥカ
センサのハウジング組込み後の断面図を示したものであ
る。第１図と同一機能を有する部分には同一番号を付し
である３、 実施例１ 以下この圧力センサのカプセル部の製造工程を具体的に
説明する。直径３０編、厚み２１ｙｂの９６％アルミナ
基板１１の一方の面と、直径３０Ｍ、厚み０．５８の同
じアルミナ基板１２の一方の而に、円形薄膜電極１３を
１役け、一方の電極面側の同辺に、所定のギャップを設
けるだめのガラス層１４全印刷し、両者を合わせ、封着
した。ここでガラス層１４を両方の面に印刷しても良い
。この時のガラスの封着温度は、使用する基板材料、ガ
ラス材料によっても異なるが、４００〜７ｏｏ℃の温度
で１０〜３０分程度で行なうのが適している。この様に
してカプセル部１を形１１ｙシた後、電極と電気的に接
続するためのリード線４を設ける。、次いで、シリコン
系ゴムリング３に介して、アルミのケース２でおおい、
ゴムリングを機械的にかしめた。さらに、回路２２と共
に、ハウジング２１中に組み込み、ＦＥ力中ンサを得た
。
実施例２
第３図は本発明の他の実施例の［Ｉ：、力センサのカプ
セル部の断面図であり、以下第３図の１１テカセンサの
カプセル部を製造工程に従って具体的に説明する。実施
例１と同じ手順で、基板１１およびり゛イヤフラム１２
の片面にそれぞれ円形電極１３を設け、次に、両者の電
極のないもう一方の面のＩ、’、１辺に、Ｐｙ−系厚膜
導体 ５をそれぞれ幅２Ｍのリング状に印刷して乾燥し
、８５０℃Ｘ１０分の条件で焼付けた。さらに実施例１
と同じ手１１（Ｃｉで、封イ１１′ガラス層１４を設け
、カプセル部１を得、リード線４を設けた。次にカプセ
ル両面の厚ｉ層５に、ハンダペーストを印刷し、銅製の
ケーシング２／でおおい、ハングを溶融させ厚膜層５を
ケーシングにハング付けした。さらに、実施例１と同じ
様にハウジング部に組込み［ｒカ センサを得た。
セル部の断面図であり、以下第３図の１１テカセンサの
カプセル部を製造工程に従って具体的に説明する。実施
例１と同じ手順で、基板１１およびり゛イヤフラム１２
の片面にそれぞれ円形電極１３を設け、次に、両者の電
極のないもう一方の面のＩ、’、１辺に、Ｐｙ−系厚膜
導体 ５をそれぞれ幅２Ｍのリング状に印刷して乾燥し
、８５０℃Ｘ１０分の条件で焼付けた。さらに実施例１
と同じ手１１（Ｃｉで、封イ１１′ガラス層１４を設け
、カプセル部１を得、リード線４を設けた。次にカプセ
ル両面の厚ｉ層５に、ハンダペーストを印刷し、銅製の
ケーシング２／でおおい、ハングを溶融させ厚膜層５を
ケーシングにハング付けした。さらに、実施例１と同じ
様にハウジング部に組込み［ｒカ センサを得た。
上記した本発明の圧力センサは、カプセル部を予め金属
ケースでシールドしているために、測定系の浮遊容量の
影響を受けにくくなる。第１表にカプセル単体の容量値
と、ハウジングに組込み時の容量値とのに：、（△Ｃ）
を示す。この表から、本発明の［Ｉ：、力センサのカプ
セル部は、カプセル部のみ全シールドしているため、回
路組込時の、カブ士ルーハウジング間の浮遊容量の影響
全受は難くかつ、これによって、特性調整も一段と容易
になる。つまり、カプセル部を、あたかも、カプセル部
をあたかも、完全な容量変化を持つ部品として取り扱え
るため生産時の管理が容易となる。加えて、本発明の構
造によりカプセル部の機密性全独立させた、すなわち、
測定［−１三の機密が二重に施しであるため、センサと
しての耐久性が非常ケこ向上する。また、金属ケース部
を有するカプセル部を１つの部品として自由に取扱える
市から、・・ウジングの構造もｒｌｌ、純に設イノー出
来る。
ケースでシールドしているために、測定系の浮遊容量の
影響を受けにくくなる。第１表にカプセル単体の容量値
と、ハウジングに組込み時の容量値とのに：、（△Ｃ）
を示す。この表から、本発明の［Ｉ：、力センサのカプ
セル部は、カプセル部のみ全シールドしているため、回
路組込時の、カブ士ルーハウジング間の浮遊容量の影響
全受は難くかつ、これによって、特性調整も一段と容易
になる。つまり、カプセル部を、あたかも、カプセル部
をあたかも、完全な容量変化を持つ部品として取り扱え
るため生産時の管理が容易となる。加えて、本発明の構
造によりカプセル部の機密性全独立させた、すなわち、
測定［−１三の機密が二重に施しであるため、センサと
しての耐久性が非常ケこ向上する。また、金属ケース部
を有するカプセル部を１つの部品として自由に取扱える
市から、・・ウジングの構造もｒｌｌ、純に設イノー出
来る。
以上の様に、本発明の静電容量式１Ｆカセンサはカプセ
ル部を予めケーシングしているため、カプセル部の浮遊
容量の低下や、構造間での耐久性が向上させることが出
采るため、従采の圧力センサに比べ、量産性に優れ、且
つ性能的にも安定したセンサを提供出来るものである。
ル部を予めケーシングしているため、カプセル部の浮遊
容量の低下や、構造間での耐久性が向上させることが出
采るため、従采の圧力センサに比べ、量産性に優れ、且
つ性能的にも安定したセンサを提供出来るものである。
第１図は従来の圧力センサの断面図、第２図、および第
３図は本発明の一実施例における［（：力センサの例の
断面図である。 １・・・・・・カプセル部、２および２′・・・・・・
金属ケース、３・−・・・・ゴムリング、４・・・・・
・リード線、６・・・・・・厚膜焼付は層、１１・・・
・・・磁器基板、１２・・・・・・ダイヤフラム、１３
・−・−・・電極、１４・・・・・・封着ガラス層、２
１・・・・・・ハウジング、２２・・・・・・回路板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ＠３１ｍ
３図は本発明の一実施例における［（：力センサの例の
断面図である。 １・・・・・・カプセル部、２および２′・・・・・・
金属ケース、３・−・・・・ゴムリング、４・・・・・
・リード線、６・・・・・・厚膜焼付は層、１１・・・
・・・磁器基板、１２・・・・・・ダイヤフラム、１３
・−・−・・電極、１４・・・・・・封着ガラス層、２
１・・・・・・ハウジング、２２・・・・・・回路板。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ＠３１ｍ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 磁器基板と、この基板の一方の而に所定の間
隙を保って配設された絶縁性薄板からなるダイヤフラム
を有し、このダイヤプラムの圧力による変位を前記基板
とダイヤフラムの相対する而に設けられた対向電極向の
静電容量の変化として検出するように構収し、かつ、少
なくとも前記基板およびダイヤフラムの側面部の機密性
を保持する金属ケースを有する事を特徴とする静電容量
式圧力センサ。 （２、特許請求の範囲第１項において、測定圧力を導入
するパイプを取り付ける受は口を上記金属ケースのダイ
ヤガム面側に設けた事を特徴とする静電容量式圧力セン
サ。 （３）特許請求の範囲第１項もしくは第２項において、
基板およびダイヤフラムの同辺部にゴムリングを介して
かしめられた金属ケースを有する事を特徴とする静電容
量式圧力センサ。 １すａ４ｔ−７−請求の範囲第１項ｔｔ＜＋１第２項に
おいて、基板およびダイヤフラムの周辺部に、厚膜焼付
層を介してハンダ付けされた金属ケースを有する事を特
徴とする静電容量式圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56099498A JPS58731A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | 静電容量式圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56099498A JPS58731A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | 静電容量式圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58731A true JPS58731A (ja) | 1983-01-05 |
| JPS6412329B2 JPS6412329B2 (ja) | 1989-02-28 |
Family
ID=14248948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56099498A Granted JPS58731A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | 静電容量式圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58731A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6262944U (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-18 | ||
| JPS62170538U (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-29 | ||
| JPS6319527A (ja) * | 1986-05-05 | 1988-01-27 | テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド | 容量性圧力トランスジュ−サを備えた圧力センサ |
| JPS63228038A (ja) * | 1985-11-26 | 1988-09-22 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体圧力変換器 |
| US4896676A (en) * | 1986-06-11 | 1990-01-30 | Signal Technology Co., Ltd. | Blood pressure measuring unit |
| JPH02190731A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-07-26 | Texas Instr Inc <Ti> | 圧力変換器の高圧パッケージ |
| US5561247A (en) * | 1993-03-30 | 1996-10-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Pressure sensor |
| JP2001133479A (ja) * | 2000-09-21 | 2001-05-18 | Mitsubishi Electric Corp | 慣性力センサおよびその製造方法 |
| WO2002018896A1 (de) * | 2000-09-01 | 2002-03-07 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druckmesszelle |
| JP2007502416A (ja) * | 2003-08-11 | 2007-02-08 | アナログ デバイシーズ インク | 容量型センサ |
| JP2010197057A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Kyocera Corp | 圧力検出装置用基体および圧力検出装置 |
| WO2014086512A1 (de) * | 2012-12-03 | 2014-06-12 | Robert Bosch Gmbh | Drucksensormodul |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54118283A (en) * | 1978-01-23 | 1979-09-13 | Motorola Inc | Electromechanical pressure transducer |
-
1981
- 1981-06-25 JP JP56099498A patent/JPS58731A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS54118283A (en) * | 1978-01-23 | 1979-09-13 | Motorola Inc | Electromechanical pressure transducer |
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| US9664579B2 (en) | 2012-12-03 | 2017-05-30 | Robert Bosch Gmbh | Pressure sensor module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6412329B2 (ja) | 1989-02-28 |
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