JPS59111031A - 圧力センサ - Google Patents

圧力センサ

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Publication number
JPS59111031A
JPS59111031A JP22277382A JP22277382A JPS59111031A JP S59111031 A JPS59111031 A JP S59111031A JP 22277382 A JP22277382 A JP 22277382A JP 22277382 A JP22277382 A JP 22277382A JP S59111031 A JPS59111031 A JP S59111031A
Authority
JP
Japan
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diaphragm
pressure
fluid
electrode
opening part
Prior art date
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Pending
Application number
JP22277382A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenzo Tanabe
田辺 謙造
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP22277382A priority Critical patent/JPS59111031A/ja
Publication of JPS59111031A publication Critical patent/JPS59111031A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring 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
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0058Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of pressure sensitive conductive solid or liquid material, e.g. carbon granules

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は圧力センサに関し、特に速い圧力変化に感応し
ない小型の圧力センサに関する。この様な圧力センサは
、例えば注水されている水槽の水位の変化を圧力の変化
として検出して水位を制個1する水位センサ等として利
用される。
従来例の構成とその問題点 近住、家庭用!気機器の操作の自動化は目ざましいもの
がある。このためには、6槙の状態を構出するためのセ
ンサは必須のものであるが、家庭用電気機器ではコスト
が非常に血税されることもあり、複雑な構造のもの、高
価な材料を用bるものは不適切である。また、この様な
用途のセンサでは、その出力は電気信号であることが望
ましいが、そのために複雑な電気回路処理をTる必要の
あるものはコストアップにつながり好筐しくない。
圧力センサは一般に各種の物理現象を利用したものが広
範囲に提案されているが、上記の様な観点から現存する
各ね圧力センサを概観してもなかなか適切なものが見当
らない。例えば、構造の簡単な圧力センサとして周知の
ダイヤフラムを利用して計を容量検出型センサがある。
しかし、この場合電気信号出力を得るために、静電容量
変化を電気的信号に変える電気回路が必要であり、この
ため一般に装置の自動化に当ってあまり低コストになし
得す、また一般にこの種圧力センサと検出回路の実装状
態ではセンサ電極に付加される寄生的静電容量が種々変
化し、絶対圧力の検出では誤差が入り易いという問題が
ある。
発明の目的 本発明は、簡単な構造で低価格で得られ、かつ電気信号
出力を得るに際しても簡単な電気回路で実現できる速い
圧力変化には感応しない圧力センサを提供Tることを目
的とする。
発明の構成 本発明はこのため、流体を導入する開口部と、導入され
た流体の圧力に応じて変位する様前記開口部と連結して
設けられたダイヤプラムと、このダイヤプラムと前記開
口部との間の流体通路に設けられた微小開口部と、前記
ダイヤフラムに対向して設けられた対向側面と、前記ダ
イヤプラムと対向側面間に密に充填された炭素粒と、前
記ダイヤフラム上に前記炭素粒と接する位置に設けられ
たダイヤフラム電極と、前記対向側面上に前記炭素粒と
接する位置に設けられた対向側面電極とを備えてなり、
前記微小開口部により単位時間当りの流体流量を制限し
て速い圧力変化に感応しない様になすと共に、一般的な
カーボンマイクと同様の作用により、前記ダイヤフラム
に流体による圧力が加わったとき前記両電極間の抵抗値
が圧力に応じて変化することを利用して前記開口部にお
ける流体の圧力を検出する様にした圧力センサを提供す
る。
また、好適な実施態様においては、前記ダイヤスラム電
極として、ダイヤフラム上の流体の圧力変化に応じてよ
く変位する位置に配置された圧力検出用ダイヤフラム電
極と、ダイヤフラム上の流体の圧力変化に応じてあまり
変位しない位lに配誼された参照用ダイヤフラム電極と
を設け、参照用ダイヤフラムを極からの出力により抵抗
値の経時変化を補償し、温度特性や湿度等性を改暑した
圧力センナを提供する。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
1図に示す第1実施例において、(1)Fi原流体導入
される開口部、■は微小開口部、■は七周辺が筺体に固
着保持されたダイヤフラム、(4)はダイヤフラムG)
と対向する対向側面、■はダイヤフラム■上に炭素粒(
7)と接する位置に設けられたダイヤフラム電極、6)
は対向側面(イ)上に炭素粒と接する位置に設けられた
対向側面を極である。前記4素粒■は、ダイヤフラム■
、対向側面G4)及びそれらの周辺と一体に構成された
一体とによって密閉された空間部内に密に充填されてい
る。(鎚は前記対向側面電極日と電気的に接続されて一
体の外部に設けられた対向側面電極外部端子、19)は
前記ダイヤフラム電極■と電気的に接続された筐体の外
部に設けられたダイヤフラム電極外部端子である。これ
らは全体として圧力センサ(ILI t m成している
。前記対向側面電極(へ)とその外部端子aおよびダイ
ヤフラム電極凸とその外部端子(9)の電気的接続は、
図示の如く、ダイヤフラムC3)及び対向側面4)にそ
れぞれ微小な接続穴を設け、この接続穴を介して導電材
料によって行なっている。
この様な構成によると、開口部(1)より導入された流
体は、微小開口部■にそその流体圧力の迷論変化をする
成分が除去された後ダイヤフラム■に作用し、ダイヤフ
ラム3を変位させる。この変位は、炭素粒のに影響を及
ぼし、ダイヤフラム電極6)と対向側面を極■間の電気
抵抗値を変化させる。
従って、この抵抗値を適切な手段で測定すれば開口部(
1)から導入された流体の圧力を測定できる。
次に、この圧力センサQOを甲いて、流体の圧力がある
設定された圧力に遜したとき出力信号を出す様にした一
回路Ill ′fc第2図により説明する。第2図にお
いてαυは直流電源、u21は圧力センサ(10に流す
電流を制限するための抵抗、叫は電圧比較器、に)は流
体のある一定圧力に対応する基準電圧を印加するための
基準電圧印加端子、μsノは出力端子である。
この様に回路構成すると、圧カセンサ叫には抵抗It2
1′fc介して直流電流が流れ、直流電源圓の出力電圧
の抵抗(ツと圧力センサ(1(3の抵抗との分圧が電圧
比較器08)の一方の端子に入力され、他方の端子に入
力された圧力設定用基準電圧と比較される。
従って、もしこの圧力センサQQの開口部(1)に導入
される流体の圧力が徐々に増加していく場合には、出力
端子(至)の出力信号醒圧はある基sil!圧により設
定された基準圧力を越えた時点で反転する。
ところで、精密制御を行なう場合のこの種圧力にあり、
次にこの問題の解消を図った第2実施例を第3因及び填
4図により説明する。なお、8に1図の実施例と実質的
に同一の構成要素については同じ参照番号を付して説明
を省略する。第3図において、Q61!−1第1図のダ
イヤフラム電極6)と同じ機能と果す圧力検出用ダイヤ
スラム電極、Q7)tl’−イヤフラムaの外周部、す
なわちダイヤスラム8)と筐体との固着部近傍で、ダイ
ヤフラム(3)に流体圧力が加えられてもダイヤフラム
G)があまり変位しない部分に設けられた参照用ダイヤ
プラム電極、晒は前記圧力検出用ダイヤフラム電極外部
端子、U−は前記参照用ダイヤプラム電極外部端子であ
る。
これらは全体として圧力センサ(20)を構成している
前記圧力検出用ダイヤフラム電極α61と参照用ダイヤ
スラムを極r17)は、第4図に示す様に同心円状に配
貨され、その一部にそれぞれ外m接続端子Q81(2)
との電気的接続を図るための接続穴1211221が設
けられ、この接続穴を貫通する導電材料にて接続されて
いる。
この圧力センサーの作用を、匡1図の実施例における作
用と重複する部分を除いて説明する。既に前述した様に
、この棟のカーボンマイク型圧カセンサは、ダイヤフラ
ム電極と対向側面を極間の炭素粒の呈する抵抗値の経時
変化が比較的に太きく、温度特性、湿度特性もあまり良
くないという問題を有し、この種の変化は非常に低速度
の直流的変化であるため、音声信号を対象とするカーボ
ンマイクでは通常問題とならないが、低速度の流体圧力
変化を検出しようとする圧力センサではこの間亀は重視
されなければならない。圧力センサーにおいて、ダイヤ
スラム電極を圧力検出用ダイヤフラム電極α6)と参照
用ダイヤフラムを極a)に分割したのは、ダイヤフラム
電極と対向側面電極間の炭素粒■による抵抗値に含まれ
ている経ぽ変化や、温度変化、湿度変化に伴なう抵抗値
変化成分を除去するためである。
次に、この圧力センサ[株]を用いて経時変化、温度変
化、湿度変化に伴なう抵抗値の変化成分を除去して圧力
を測定する第2図と同様の一回路例を肌5図により説明
する。なお、第2図で説明したものと実質的に同一の構
成要素については同じ参照番号を付して説明を省略する
。第5図において、曲は参照用ダイヤフラムX極外部端
子α貨と箪圧比較器叫の他方の端子KjMMされた抵抗
で、参照用ダイヤフラム電極外部端子口旬を介して参照
用ダイヤフラム[極(5)とそれに対向する対向側面を
極■の部分との間に存在している炭素粒σ)に電流を流
す。1例は、基準電圧印加端子Cl41に加えられた一
定圧力に対応する基準電圧を電圧比較器α3)の他方の
端子に加えるためのものである。々お、基準電圧印加端
子棒に加える基準電圧は、抵抗R及び参照用ダイヤフラ
ム電極外部端子−の入力インピーダンスの影響を受ける
ため、このことを考慮して定めなければならないのは云
うまでもない。
この様に回路構成すると、電圧比較器LIB1はその2
つの入力端子に加えられfC電圧に応じた差動タイプで
動作するため、参照用ダイヤフラムを他外部端子叫と対
向側面電極外部端子6曲の抵抗及び圧力検出用ダイヤフ
ラム区他外部端子α9)と対向側面電極外部端子(ト)
間の也抗によって変化するそれぞれの′1圧が各入力端
子に入力していることによって、これら電極間に生ずる
ところの経時変化、1〜5aヒに伴なう抵抗値変化は本
質的に除去されるのである。
以上の実施例の説明では、圧力センサを利用するに当り
、電圧比較器と用いた応用回路を例示したが、例えば圧
力センサを定電流で駆動する手段、電圧′比較器の前段
にて直流増幅をする手段、適切な低域通過r波器を電圧
比較器の前段に設ける手段など、この圧力センサをより
良く使いこなす手段を適宜設は得ることは云うまでもな
、い。なお、圧力センサの形状は、ダイヤフラムに均一
に圧力をかける万が望ま【5いことを考慮すれば、ダイ
ヤフラムと中心とした日筒形であるのが4甘しいが、製
造上の便宜を考慮した他の形状を採用し得るのは云うま
でもない。
発明の効果 本発明の圧力センサによれば、以上の説明から明らかな
傍に、流体を導入する開口部、微小開口部、ダイヤプラ
ム、ダイヤフラムと対向する対同側面、炭素粒、ダイヤ
フラム″dL極及び対向側面′電極から構成されており
1、その構造は極めて簡単で低コストで生産が可能であ
り、かつ簡単な11L気回路で流体圧力に応じた電気信
号出力が得ら刺、るという優れた効果がある。捷だ、微
小開口部を設けているので、速い圧力変化に感応せず、
微細な撹乱要因を除去した平均的で安定した圧力4匁出
が電気回路による処理に比べて簡単な構成で可能と々る
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示L2、第1図は第1実施例の
圧力センサの縦断面図、第2図は同圧力センサを用いた
一応用例の回路図、第3図及び舅4図は第2実施例の圧
力センサを示し、第3図は縦断面図、航4図は第3図の
A−A断面図、第5図は同圧力センサを用いた一応用例
の回路図である。 (1)は開口部、■け微小開口部、(31けダイヤフラ
ム、(4)は対同側面、5)はダイヤフラム″電極、(
6)は対向側[有]′電極、σ)は炭素粒、QQ(ト)
1け圧力センサ、Uは直流電源、112114+%は抵
抗s 11B1σ亀圧比較器、(141は基s電圧印加
端子、06)は圧力検出用ダイヤプラムvL極、07ノ
は参照用ダイヤフラム電極。 峙軒出願人代理人 弁理士 山 本   孝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  流体を導入する開口部と、導入された流体−
    の圧力に応じて変位する様前記開口耶と連通して設けら
    れたダイヤフラムと、このダイヤプラムと前記開口部と
    の間の流体通路に設けら右た倣小開口部と、前記ダイヤ
    プラムに対向して設けられた対向側面と、前記ダイヤフ
    ラムと対向側面間に密に充填された炭素粒と、@0紀ダ
    イヤフラム上に前記炭素粒と接する位置に設けられたダ
    イヤフラム’g 他と、前記対向側面上に前記炭素粒と
    接する位置に設けられた対向11J11面電他とと具備
    した圧力センサ。 ■ ダイヤフラムを極として、ダイヤプラム上の流体の
    圧力変化に応じてよく変位する位置に配置された圧力検
    出用ダイヤフラム電極と、ダイヤフラム上の流体の圧力
    変化に応じてあまり変位しない位置に配設された参照用
    ダイヤフラム電極とが設けられている特許請求の範 囲
JP22277382A 1982-12-17 1982-12-17 圧力センサ Pending JPS59111031A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0667977U (ja) * 1993-02-26 1994-09-22 株式会社キッツ バルブ用アクチュエータ
EP1096242A2 (de) * 1999-10-27 2001-05-02 TRW Automotive Electronics & Components GmbH & Co. KG Drucksensor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0667977U (ja) * 1993-02-26 1994-09-22 株式会社キッツ バルブ用アクチュエータ
EP1096242A2 (de) * 1999-10-27 2001-05-02 TRW Automotive Electronics & Components GmbH & Co. KG Drucksensor
EP1096242A3 (de) * 1999-10-27 2002-07-10 TRW Automotive Electronics & Components GmbH & Co. KG Drucksensor
CZ301275B6 (cs) * 1999-10-27 2009-12-30 Trw Automotive Electronics & Components Gmbh & Co. Kg Tlakové cidlo

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