JPS5944635A - 差圧検出器 - Google Patents
差圧検出器Info
- Publication number
- JPS5944635A JPS5944635A JP15537882A JP15537882A JPS5944635A JP S5944635 A JPS5944635 A JP S5944635A JP 15537882 A JP15537882 A JP 15537882A JP 15537882 A JP15537882 A JP 15537882A JP S5944635 A JPS5944635 A JP S5944635A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- sensitive element
- differential pressure
- diaphragm
- differential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
- G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
- G01L13/025—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements using diaphragms
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体感圧素子を用いさらには過大差圧に対
する装置機構を内蔵した差圧検出器に関する。
する装置機構を内蔵した差圧検出器に関する。
従来の差圧検出器の構造を示すイ0(1断面図を第1図
に表わす。
に表わす。
lはケーシング、22.2″は受圧ダイアフラム、3は
センタダイアフラム、グは半導体感圧素子、jは感圧素
子ケからの出力信号を外部へ取出すリード、6,6′は
過大差圧が加わった時に受圧ダイアフラムλ、2′を密
着させるための受圧ダイアフラム座、7,7′は各々の
幸に歩1人さねたシリコーン油などの圧力伝達媒体、f
、 f’は感圧素子グに圧力を伝達するための疎通穴
、り、り“は被検出圧力流体を導入す接21νフランジ
、10 、10 ’は01Jング、P工■は高圧41!
l被検出圧力、PLは低圧III被検出圧力である。
センタダイアフラム、グは半導体感圧素子、jは感圧素
子ケからの出力信号を外部へ取出すリード、6,6′は
過大差圧が加わった時に受圧ダイアフラムλ、2′を密
着させるための受圧ダイアフラム座、7,7′は各々の
幸に歩1人さねたシリコーン油などの圧力伝達媒体、f
、 f’は感圧素子グに圧力を伝達するための疎通穴
、り、り“は被検出圧力流体を導入す接21νフランジ
、10 、10 ’は01Jング、P工■は高圧41!
l被検出圧力、PLは低圧III被検出圧力である。
いま、この差圧検出器の高圧f(口に圧力”H−低圧側
に圧力PL(他〉PL)が加わたとずイ)と、受圧ダイ
アフラムλと圧力伝達媒体7を介して、感圧素子弘とセ
ンタダイアフラム3に圧力が伝達され、センタダイアフ
ラム3は右方(低圧側1)へたわみ感圧素子φは(”J
、l −PL)の?圧に応じた出力信号を発生する。
に圧力PL(他〉PL)が加わたとずイ)と、受圧ダイ
アフラムλと圧力伝達媒体7を介して、感圧素子弘とセ
ンタダイアフラム3に圧力が伝達され、センタダイアフ
ラム3は右方(低圧側1)へたわみ感圧素子φは(”J
、l −PL)の?圧に応じた出力信号を発生する。
さらに検出範囲を越え2)差圧が加わると、センタダイ
アフラム3がさらに右方へたわの、その日41利、動じ
た容積外だけ、受圧ダイアフラムコも右方へ移動し、あ
る差圧値で受圧ダイアフラム座tに着座する。
アフラム3がさらに右方へたわの、その日41利、動じ
た容積外だけ、受圧ダイアフラムコも右方へ移動し、あ
る差圧値で受圧ダイアフラム座tに着座する。
さらに過大な差圧が加わっても受圧ダイアフラムlはS
動が阻止されるので、圧力伝達媒体7にはそれ以上の差
圧が伝達されず、したがって感圧累子グは過大差圧から
促駁さノする。過大な差圧が除去されイ)どダ・圧ダイ
アフラムコ及びセンタダイアフラノ・31元の位置に戻
る。低圧(’!II (受圧ダイアフラム、2′)の方
が大きい差圧が加わった場合も同様である。
動が阻止されるので、圧力伝達媒体7にはそれ以上の差
圧が伝達されず、したがって感圧累子グは過大差圧から
促駁さノする。過大な差圧が除去されイ)どダ・圧ダイ
アフラムコ及びセンタダイアフラノ・31元の位置に戻
る。低圧(’!II (受圧ダイアフラム、2′)の方
が大きい差圧が加わった場合も同様である。
この従来例の、!?¥造は、感圧素子〃の圧力感度を上
げるために感圧素子ケの受圧部のJT、′づを薄く一ヒ
ねばならず、したがって破壊圧力が低くなるので前述し
/ヒようフ、【過大圧力性:i(p lIJ!j 4q
lヤを付加している。
げるために感圧素子ケの受圧部のJT、′づを薄く一ヒ
ねばならず、したがって破壊圧力が低くなるので前述し
/ヒようフ、【過大圧力性:i(p lIJ!j 4q
lヤを付加している。
それ故、どうしても感圧素子弘を絹込む7sl1分より
も過大圧力保勲tJ’)構の部分の方が人きくなり、全
体どして感圧素子ψに比べて装fi’j ′b″−〃・
ソ、り大形になる・ 1プヒ内部の圧力伝達I[古体7,7′がIV旧)旧1
り1)度変化により g;7服、収縮するため、受用ダ
イア7−) Isλ9.2゛ど受圧ダイアフラム座る。
も過大圧力保勲tJ’)構の部分の方が人きくなり、全
体どして感圧素子ψに比べて装fi’j ′b″−〃・
ソ、り大形になる・ 1プヒ内部の圧力伝達I[古体7,7′がIV旧)旧1
り1)度変化により g;7服、収縮するため、受用ダ
イア7−) Isλ9.2゛ど受圧ダイアフラム座る。
toとの間の空隙量が変化し、過大差圧時の封止圧力値
が変化する。したがって、使用〕′θ゛太差圧を低くし
て破坤圧力捷でのマージンを多くとらねばならない。
が変化する。したがって、使用〕′θ゛太差圧を低くし
て破坤圧力捷でのマージンを多くとらねばならない。
ここにおいて本発明は、従来装ド゛tの不具合を克服し
、感圧素子近傍に過大差圧の保酔橙イア・ソをr+”i
、l’jることによシ、小形、舒μでかつ割入されてい
る圧力伝達U体のカ、゛つ脹、収縮にか\わらず一定の
3局大差圧イlIjで作間1する差圧検出器を提供する
ことを、その目的とする。
、感圧素子近傍に過大差圧の保酔橙イア・ソをr+”i
、l’jることによシ、小形、舒μでかつ割入されてい
る圧力伝達U体のカ、゛つ脹、収縮にか\わらず一定の
3局大差圧イlIjで作間1する差圧検出器を提供する
ことを、その目的とする。
〔発明の1i+7戦〕
本発明は、平板状の狗の一方に不糾9・νをJ)l ?
ti< L。
ti< L。
て形成さ′i’l fcピエゾ抵抗5:<子をぞブA−
え7j f4I記51′−板状の面を加圧する圧力に応
動してダイアフラム作用をする21L導体基板からなる
感圧素子と一周辺部が前記感圧素子と気密に接合され中
央部に第7の4通孔が穿孔さノまた台座と、この台座と
前記感圧素子を外からPl(む外νf1器とfqjI記
台座を連絡する中空パイプと、前記外囲器に固定され前
記感圧素子の一方の面を覆うように形成さ第1中火部に
第1の丁1 :ii!可1.を有するカバーと、 を具備し、 前記第1j・・よO:第一の貫通孔をブ1して圧力伝達
媒体かもの前記ル°・・圧素仔の両面に加わる圧力差を
検出するとともに、 前記台座の中央部と前言已感圧素子との間の空隙t11
こと前記カバーの前記感圧素子の対向面上に611記M
Q If、素子か各々の方向から過大圧力を受けて変形
しf−際にバックアップするように欠球状にわん曲した
形状に形成したバックアップ部材を配舊!シフL差圧検
出器である。
え7j f4I記51′−板状の面を加圧する圧力に応
動してダイアフラム作用をする21L導体基板からなる
感圧素子と一周辺部が前記感圧素子と気密に接合され中
央部に第7の4通孔が穿孔さノまた台座と、この台座と
前記感圧素子を外からPl(む外νf1器とfqjI記
台座を連絡する中空パイプと、前記外囲器に固定され前
記感圧素子の一方の面を覆うように形成さ第1中火部に
第1の丁1 :ii!可1.を有するカバーと、 を具備し、 前記第1j・・よO:第一の貫通孔をブ1して圧力伝達
媒体かもの前記ル°・・圧素仔の両面に加わる圧力差を
検出するとともに、 前記台座の中央部と前言已感圧素子との間の空隙t11
こと前記カバーの前記感圧素子の対向面上に611記M
Q If、素子か各々の方向から過大圧力を受けて変形
しf−際にバックアップするように欠球状にわん曲した
形状に形成したバックアップ部材を配舊!シフL差圧検
出器である。
本発明になる差圧検出器の一実施例の側断面図を第2図
に示す。
に示す。
//はシリコン単結晶で中す部が周辺部に比べて薄肉に
形成された感圧素子、/、2+’J、感圧素子//の一
面上に不純物を拡散して形成したピエゾ摂IM素子、/
3はピエゾ抵抗素子の一端と電9し的に導通ずるリード
、/’/はI(N’4圧ネ子l/を固定し支持するため
の台座、15はrib’< 7.E素子iiを台座/’
/に気密に固着するための接合部、IA&″r、中空パ
イプ、17は外囲器で中空パイプ/6を介し1台131
Nl*を支持している。
形成された感圧素子、/、2+’J、感圧素子//の一
面上に不純物を拡散して形成したピエゾ摂IM素子、/
3はピエゾ抵抗素子の一端と電9し的に導通ずるリード
、/’/はI(N’4圧ネ子l/を固定し支持するため
の台座、15はrib’< 7.E素子iiを台座/’
/に気密に固着するための接合部、IA&″r、中空パ
イプ、17は外囲器で中空パイプ/6を介し1台131
Nl*を支持している。
/ざはり−ド/3を経てピエゾ抵抗素子/2と%:気的
に導通ずるリードビン、/9は感圧素子//をω9カ′
9−・−20、,20’は中央に向って欠球状にわん曲
した形状になったバックアッププレートでおの・17の
台座lIIおよびカバー/’7に承句けられている。前
述のようにPHは高圧it!+1方向力)らの圧力、
PL&:よ低圧側方向からの圧力を示す。
に導通ずるリードビン、/9は感圧素子//をω9カ′
9−・−20、,20’は中央に向って欠球状にわん曲
した形状になったバックアッププレートでおの・17の
台座lIIおよびカバー/’7に承句けられている。前
述のようにPHは高圧it!+1方向力)らの圧力、
PL&:よ低圧側方向からの圧力を示す。
い′ま、高圧側方向から圧力P□が低圧I+11方向が
ら圧力PLがそれぞノ1加わると、感圧素子//の中央
の薄内部(以下クイ°rフラムと云う〕がその差圧(P
H−PL)に応じてたわみ、ピエゾ抵抗素子/、2の抵
抗値がピエゾ抵4゛へ効果により変化する。
ら圧力PLがそれぞノ1加わると、感圧素子//の中央
の薄内部(以下クイ°rフラムと云う〕がその差圧(P
H−PL)に応じてたわみ、ピエゾ抵抗素子/、2の抵
抗値がピエゾ抵4゛へ効果により変化する。
差圧がさらに増加し、使用限度を越えると例えハPH>
PLの場合は、ダイアフラムが第2図上で下方へたわみ
六にはバックアップ部材2oに密沼する。
PLの場合は、ダイアフラムが第2図上で下方へたわみ
六にはバックアップ部材2oに密沼する。
バックアップ薄利2oはダイアフラムのたわム形状に合
わせて欠球状に形成する。このバックアップ部材20は
例えば加熱硬化形のエポキシ系接着剤靜を硬化時に過大
圧力を加えてダイアフラムをたわすせたま\硬化さぜる
方法等にょシ、欠球状に形成される。
わせて欠球状に形成する。このバックアップ部材20は
例えば加熱硬化形のエポキシ系接着剤靜を硬化時に過大
圧力を加えてダイアフラムをたわすせたま\硬化さぜる
方法等にょシ、欠球状に形成される。
次に、本発明の他の実施例の側断面図を第3図に示す。
この実施例は、第2図の差圧検出器をケーシング本体2
/内に組み込み、高圧側、低圧側おのおのの隔液ダイア
フラム、)、2 、.22′と前記差圧検出器とで仕切
られるケーシング内の、2室にそれぞれ圧カ伝遼媒体〃
、n′を充プし、感圧素子//がらの出力はハーメチッ
クシールJを介して外部に取出せるようにした差圧F当
帰である。
/内に組み込み、高圧側、低圧側おのおのの隔液ダイア
フラム、)、2 、.22′と前記差圧検出器とで仕切
られるケーシング内の、2室にそれぞれ圧カ伝遼媒体〃
、n′を充プし、感圧素子//がらの出力はハーメチッ
クシールJを介して外部に取出せるようにした差圧F当
帰である。
この碧I合、被測定流体は高圧側、低圧4JIQ各々の
フランジ3.J′内に導入される。
フランジ3.J′内に導入される。
この実施例では、被測定流体の差圧(PH−Pl、)は
、隔液ダイアフラムu、22″と王カ伝達熟し体、23
゜J′を介して、感圧素子//に伝達さt1イ)。
、隔液ダイアフラムu、22″と王カ伝達熟し体、23
゜J′を介して、感圧素子//に伝達さt1イ)。
このジこ施例の鍋大圧印加時の動作は第2図のそれと同
様である。
様である。
1−かして本発明の実施例では、バックアップ部材、?
、0.20 ’の材料としてエポキシ系接熔剤を用いて
いるが、欠球わん曲状に接触面を形成で合るン、「らば
、エポキシ系以外の有(カ吃材でもよい。
、0.20 ’の材料としてエポキシ系接熔剤を用いて
いるが、欠球わん曲状に接触面を形成で合るン、「らば
、エポキシ系以外の有(カ吃材でもよい。
また、台座/Qとバックアップ部材、20お3Lびカバ
ーi’yとバックアップ部材、20′を各々一体の材料
で作シ、欠球状の面を加工により形成12てもよい。
ーi’yとバックアップ部材、20′を各々一体の材料
で作シ、欠球状の面を加工により形成12てもよい。
、さらには、バックアップ部材コ。2.2゜′として無
機ガラス材を用いても同様の効果を得ることができる。
機ガラス材を用いても同様の効果を得ることができる。
かくして本発明によれば、次のような効果が認めらオし
ろ。
ろ。
■ 感FE素子のたわみを抑制するような;)7+、大
差圧保騨機構なので、感圧ミー子部g1夕+、vc 4
;材J〜的な過大差圧保護機構を設ける必要がなく、小
形、軽量。
差圧保騨機構なので、感圧ミー子部g1夕+、vc 4
;材J〜的な過大差圧保護機構を設ける必要がなく、小
形、軽量。
安価な差圧検出器を作ることができる。
@ 圧力伝達媒体を封入t2ている方式の差圧検出器で
は、圧力伝達111体の膨張、収#にょって、過大差圧
保護機構の作動差圧値が変化することがないため、周囲
塩度変化に対しはソ一定の作動差圧値が得られる。
は、圧力伝達111体の膨張、収#にょって、過大差圧
保護機構の作動差圧値が変化することがないため、周囲
塩度変化に対しはソ一定の作動差圧値が得られる。
θ 感圧素子のたわみを抑制(〜てぃシ)ので、差圧番
から過大差圧の状態になる寸での容精の移r#b伝は椅
めて少ないため、容稍移動によイ)スパンの変化等の影
QI+Iがない。
から過大差圧の状態になる寸での容精の移r#b伝は椅
めて少ないため、容稍移動によイ)スパンの変化等の影
QI+Iがない。
第1ツ1は従来装動の41[+、11断面図、第β図は
本発明の一実施例の構成を示す側断面図、第3図は本発
明の仙1の実施例の1則断面図である。 ハ・・ケーシング、)、2′・・・受圧ダイアフラム、
3・・・センタダイアフラム、f・・・感圧;;ス子、
!・・・リード、+ 、 +’・・・グ圧ダイアフラム
座、7,7°・・・圧力伝送桿体、g、tr”・・・連
通穴、夕、9′・・・接液フランジ、IO、10’・・
・0リング、//・・・感圧素子、/、2・・・ピエゾ
祇抗素子、/3・・・リード、/ケ・・・台座、/S・
・・接合部、/6・・・中空パイプ、17・・・外囲器
、7g・・・リードビン、19・・・カバー、20 、
20 ’・・・バックアップ部材1.2/・・・ケーシ
ング本体、U・・・高圧(I′IIf R液ダイアフラ
ム、2.2 ’・・・低圧側隔液ダイアフラム1.23
・・・訂正側圧力伝達力が体、23′・・・低圧111
■圧力伝達媒体1.21/−・・・ハーメチックシール
、2!;・・・高圧f!I+フランジ5.23“・・・
低圧側7ランジ。 出願人代理人 猪 股 消第1 図 ) 第2図 第3 口
本発明の一実施例の構成を示す側断面図、第3図は本発
明の仙1の実施例の1則断面図である。 ハ・・ケーシング、)、2′・・・受圧ダイアフラム、
3・・・センタダイアフラム、f・・・感圧;;ス子、
!・・・リード、+ 、 +’・・・グ圧ダイアフラム
座、7,7°・・・圧力伝送桿体、g、tr”・・・連
通穴、夕、9′・・・接液フランジ、IO、10’・・
・0リング、//・・・感圧素子、/、2・・・ピエゾ
祇抗素子、/3・・・リード、/ケ・・・台座、/S・
・・接合部、/6・・・中空パイプ、17・・・外囲器
、7g・・・リードビン、19・・・カバー、20 、
20 ’・・・バックアップ部材1.2/・・・ケーシ
ング本体、U・・・高圧(I′IIf R液ダイアフラ
ム、2.2 ’・・・低圧側隔液ダイアフラム1.23
・・・訂正側圧力伝達力が体、23′・・・低圧111
■圧力伝達媒体1.21/−・・・ハーメチックシール
、2!;・・・高圧f!I+フランジ5.23“・・・
低圧側7ランジ。 出願人代理人 猪 股 消第1 図 ) 第2図 第3 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 /、平板状の面の一方に不純物を拡散して形成されたピ
エゾ抵抗素子をそなえ、前記平板状の面を加圧する圧力
に応動してダイアフラム作用をする生導体基板からなる
感圧素子と、周辺部が前記感圧素子と気密に接合され、
中央部に少くとも1個の第1の貫通孔が穿孔された台1
313と、この台座と前記感圧素子を外から囲む外囲器
と前記台座を連絡する中空パイプと、前記外IUI器に
固定され前記感圧素子の一方の面を芭うユつに形成され
中央部に少くとも1個の第2の貫通孔を有するカバーと
を具備し、前記第1および第2の貫通孔を介して圧力伝
達〃す、体からの前記感圧素子の両面に加わる圧力差を
検出するとともに、前記台座の中央部と前記感圧素子と
の間の空11;&、部と前記カバーの前記感圧素子の対
向面上に前記感圧素子が各々の方向から過大圧力を受り
て変形した際にバックアップするように欠球状にわん曲
した形状に形成したバックアップ部材を配置したことを
特徴とする差圧検出器、2.l対の受圧ダイアフラムに
よりケーシング内に形成された第1および第2の圧力室
と、こノ′シらの圧力室にそれぞれ封入された圧カ伝達
妨体とをぞなえ、前記第1および第2の圧力室の間に配
設され前記第1および第2の受圧ダイアフラムの外側に
導入された被測定流体間の差を検出するようにした特許
請求の範囲第1.LJ′4記If’ンの差圧検出器。 3、前記バックアップ部材として一方もしくは両方とも
有機材を充填形成した特¥f酊1求の節、間第1項ある
いは第一項記載の差圧検出器。 t、前記有機材として一方もしくは両方ともエポキシ系
v着剤を適用した特許tiFt求の範囲第3項記載の差
圧検出器。 よ前記バックアップ部イ1のうち一方もしくは両方とも
それぞれが接着する前記カバーもしくは前記台座と一体
に形成された弘許市求の範囲857項あるいは第2項記
載の差圧検出器。 t、前記バックアップ部材の桐材として一方もしくは両
方とも無機ガラスを用いた特許請求の範囲第1項あるい
は第、2項記載の差圧検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15537882A JPS5944635A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 差圧検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15537882A JPS5944635A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 差圧検出器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5944635A true JPS5944635A (ja) | 1984-03-13 |
Family
ID=15604629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15537882A Pending JPS5944635A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | 差圧検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5944635A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0316343A1 (en) * | 1986-07-28 | 1989-05-24 | Rosemount Inc | PRESSURE SENSORS ISOLATED FROM THE PRESSURE MEDIUM. |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5243474A (en) * | 1975-10-02 | 1977-04-05 | Fuji Electric Co Ltd | Differential pressure measuring device |
-
1982
- 1982-09-07 JP JP15537882A patent/JPS5944635A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5243474A (en) * | 1975-10-02 | 1977-04-05 | Fuji Electric Co Ltd | Differential pressure measuring device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0316343A1 (en) * | 1986-07-28 | 1989-05-24 | Rosemount Inc | PRESSURE SENSORS ISOLATED FROM THE PRESSURE MEDIUM. |
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