JPS6071926A - キヤパシタンス式圧力トランスデユ−サの圧力測定方法及び装置 - Google Patents
キヤパシタンス式圧力トランスデユ−サの圧力測定方法及び装置Info
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- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
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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】
技術分野
本発明は信号コンディショニング回路、一層詳細には、
シリコンを用いたキャパシタンス威圧力ドランスデュー
サに対する信号フンデイショニン５− グ回路に係る。
シリコンを用いたキャパシタンス威圧力ドランスデュー
サに対する信号フンデイショニン５− グ回路に係る。
背景技術
シリコンを用いたキャパシタンス威圧力ドランスデュー
サは当業者によく知られている。米国特許３．６３４．
７２７号明細書には、中央に開口を有する一対の導電性
シリコン・プレートが共融金属ボンドにより互いに接合
されており、シリコン円板プレートが加えられた圧力に
より撓み、開口間隙のキャパシタンスを変更し、圧力の
大きさのキャパシタンスによる信号表示を与える形式の
トランスデユーサが開示されている。
サは当業者によく知られている。米国特許３．６３４．
７２７号明細書には、中央に開口を有する一対の導電性
シリコン・プレートが共融金属ボンドにより互いに接合
されており、シリコン円板プレートが加えられた圧力に
より撓み、開口間隙のキャパシタンスを変更し、圧力の
大きさのキャパシタンスによる信号表示を与える形式の
トランスデユーサが開示されている。
キャパシタンス威圧力ドランスデューサの検出精陵を制
限するのは寄生キャパシタンス、即ちトランスデユーサ
構造の非圧力応答間隙の固有のキャパシタンスである。
限するのは寄生キャパシタンス、即ちトランスデユーサ
構造の非圧力応答間隙の固有のキャパシタンスである。
寄生キャパシタンスは圧力に関係するキャパシタンスの
ゲインを減するので、それを最小化するようなトランス
デユーサ構造を得るべく努力されている。しかし寄生キ
ャパシタンスはあらゆる構造に寄生的に生じ、実際上達
成可能な最小値も尚高感度の応用では受容不可能で６− ある。
ゲインを減するので、それを最小化するようなトランス
デユーサ構造を得るべく努力されている。しかし寄生キ
ャパシタンスはあらゆる構造に寄生的に生じ、実際上達
成可能な最小値も尚高感度の応用では受容不可能で６− ある。
本願と同日付にて本願出願人と同一の出願人により出願
された特願昭５９− 号明細書には、一対の導電性シリ
コンプレートの中間のトランスデユーサの誘電体ボディ
内に配置された中央電極を含んでいる三プレート構造の
キャパシタンス代任カドランスデューサが開示されてい
る。
された特願昭５９− 号明細書には、一対の導電性シリ
コンプレートの中間のトランスデユーサの誘電体ボディ
内に配置された中央電極を含んでいる三プレート構造の
キャパシタンス代任カドランスデューサが開示されてい
る。
中央電極は誘電体内に形成された真空チャンバの一端を
境いし、このチャンバの他端はトランスデユーサ・ダイ
アフラムとして作用するシリコン・プレートが境いして
いる。真空タンバーは圧力応答間隙を成している。シリ
コン・ダイアフラムは加えられた圧力に応答して撓み、
ダイアフラムと中央電極との間のチャンバのキャパシタ
ンスを変調する。中央電極と他のシリコン・プレート又
は基板との間の誘電体及びダイアフラムと電極ににリマ
スクされていない基板との間の誘電体がトランスデユー
サ構造の主要な寄生キャパシタンスを生ずる。
境いし、このチャンバの他端はトランスデユーサ・ダイ
アフラムとして作用するシリコン・プレートが境いして
いる。真空タンバーは圧力応答間隙を成している。シリ
コン・ダイアフラムは加えられた圧力に応答して撓み、
ダイアフラムと中央電極との間のチャンバのキャパシタ
ンスを変調する。中央電極と他のシリコン・プレート又
は基板との間の誘電体及びダイアフラムと電極ににリマ
スクされていない基板との間の誘電体がトランスデユー
サ構造の主要な寄生キャパシタンスを生ずる。
前記特願昭５９− 号明細書に記載さ
れているトランスデユーサでは、検出された圧力の表示
は電極とシリコン・ダイアフラムとの間のキャパシタン
スである。両シリコン・プレートは導電性であるから、
電極とシリコン基板との間の奇生キャパシタンスは、ト
ランスデユーサの出力端から見た時、即ち電極−ダイア
フラム間接合から見た時、基板とダイアフラムとの間の
寄生キャパシタンスと電気的に直列である。このことは
合成寄生キャパシタンス値を二つの主要値の小さい方よ
りも小さい値に減する。この合成寄生キャパシタンスは
圧力応答キャパシタンスと電気的に並列であり、それに
加算されてトランスデユーサの出力キャパシタンス（Ｃ
Ｏ）値を生ずる。最小化されても１．寄生キャパシタン
スはなおトランスデユーサの合成キャパシタンス出力に
対して少なからざる大きさを有し、その大きさと合成出
力キャパシタンス値との比によりトランスデユーサの感
度及び比例性を損なう。
は電極とシリコン・ダイアフラムとの間のキャパシタン
スである。両シリコン・プレートは導電性であるから、
電極とシリコン基板との間の奇生キャパシタンスは、ト
ランスデユーサの出力端から見た時、即ち電極−ダイア
フラム間接合から見た時、基板とダイアフラムとの間の
寄生キャパシタンスと電気的に直列である。このことは
合成寄生キャパシタンス値を二つの主要値の小さい方よ
りも小さい値に減する。この合成寄生キャパシタンスは
圧力応答キャパシタンスと電気的に並列であり、それに
加算されてトランスデユーサの出力キャパシタンス（Ｃ
Ｏ）値を生ずる。最小化されても１．寄生キャパシタン
スはなおトランスデユーサの合成キャパシタンス出力に
対して少なからざる大きさを有し、その大きさと合成出
力キャパシタンス値との比によりトランスデユーサの感
度及び比例性を損なう。
発明の開示
本発明の目的は、三プレート構造のシリコンを用いたキ
ャパシタンス代任カドランスデューサとして、トランス
デユーサの検出された圧力表示の電気的信号等価量を与
えて寄生キャパシタンスの影響を消去する信号コンディ
ショニング装置を提供することである。
ャパシタンス代任カドランスデューサとして、トランス
デユーサの検出された圧力表示の電気的信号等価量を与
えて寄生キャパシタンスの影響を消去する信号コンディ
ショニング装置を提供することである。
本発明によれば１、信号コンディショニング装置は同一
の位相の双安定電流信号をトランスデユーサの電極−ダ
イアフラム間接合及び基板−ダイアフラム間接合に与え
、瞬時圧力応答キャパシタンス値に関係するレートでの
トランスデユーサの圧力応答キャパシタンスによる双安
定電流信号の積分の結果としての電圧信号のそれぞれ増
大及び減少する振幅に応答して双安定電流の瞬時状態値
を高振幅値と低振幅値との値で交互に切換える。寄生キ
ャパシタンスは、トランスデユーサの電極及び基板に於
ける同一の電流信号のために非応答性である。信号コン
ディショニング装置は寄生キャパシタンスの影響が存在
しないトランスデユーサの検出された圧力の表示の信号
等価量として圧力応答キャパシタンスの瞬時値にしてよ
り定められ９− たものとして前記の交互切換え双安定電流信号周波数を
与える。
の位相の双安定電流信号をトランスデユーサの電極−ダ
イアフラム間接合及び基板−ダイアフラム間接合に与え
、瞬時圧力応答キャパシタンス値に関係するレートでの
トランスデユーサの圧力応答キャパシタンスによる双安
定電流信号の積分の結果としての電圧信号のそれぞれ増
大及び減少する振幅に応答して双安定電流の瞬時状態値
を高振幅値と低振幅値との値で交互に切換える。寄生キ
ャパシタンスは、トランスデユーサの電極及び基板に於
ける同一の電流信号のために非応答性である。信号コン
ディショニング装置は寄生キャパシタンスの影響が存在
しないトランスデユーサの検出された圧力の表示の信号
等価量として圧力応答キャパシタンスの瞬時値にしてよ
り定められ９− たものとして前記の交互切換え双安定電流信号周波数を
与える。
本発明の信号コンディショニング回路は、三要素構造の
シリコンを用いたキャパシタンス代任カドランスデュー
サと組み合わせて使用される時、中央電極と非圧力応答
シリコン・プレートとの闇の電圧を等しくすることによ
りトランスデユーサ構造の寄生キャパシタンスの影響を
消去する。こうして、トランスデユーサのキャパシタン
ス出力表示は寄生キャパシタンスの減資作用により影響
されず、又対応する電気的信号等価量は、改善されたＳ
Ｎ比のために、非常に＾い圧力検出精度を有する。
シリコンを用いたキャパシタンス代任カドランスデュー
サと組み合わせて使用される時、中央電極と非圧力応答
シリコン・プレートとの闇の電圧を等しくすることによ
りトランスデユーサ構造の寄生キャパシタンスの影響を
消去する。こうして、トランスデユーサのキャパシタン
ス出力表示は寄生キャパシタンスの減資作用により影響
されず、又対応する電気的信号等価量は、改善されたＳ
Ｎ比のために、非常に＾い圧力検出精度を有する。
本発明の前記及び他の目的、特徴及び利点は以下に添付
図面によりその最良の形態を詳細に説明する中で一層明
らかになろう。
図面によりその最良の形態を詳細に説明する中で一層明
らかになろう。
発明を実施するための最良の形態
まず、機能説明図である第４図を参照すると、圧力セン
サ８は、電気的信号等価量を与える信号コンディショニ
ング装置１２に検出された圧力１０− （Ｐ）の表示を与えるための三プレート（シリコン−ガ
ラス−シリコン、５Ｏ８）構造のキャパシタンス代任力
トランスデューザ１０を含んでいる。
サ８は、電気的信号等価量を与える信号コンディショニ
ング装置１２に検出された圧力１０− （Ｐ）の表示を与えるための三プレート（シリコン−ガ
ラス−シリコン、５Ｏ８）構造のキャパシタンス代任力
トランスデューザ１０を含んでいる。
表示は、導電性シリコン・ダイアフラム（Ｄ）と中央電
極（Ｅ）との間の間隙内のトランスデユーサの圧力応答
キャパシタンス（ＣＰ）の変化と、中央電極とシリコン
基板（Ｓ）との間のＣ工と基板と中央電極によりマスク
されていないダイアフラムとの互いに合わさっている面
の間のＣｙ との和である非圧力応答の寄生キャパシタ
ンスとの比である。
極（Ｅ）との間の間隙内のトランスデユーサの圧力応答
キャパシタンス（ＣＰ）の変化と、中央電極とシリコン
基板（Ｓ）との間のＣ工と基板と中央電極によりマスク
されていないダイアフラムとの互いに合わさっている面
の間のＣｙ との和である非圧力応答の寄生キャパシタ
ンスとの比である。
第４図中にはトランスデユーサの主要な寄生キャパシタ
ンスのみ示されている。シリコン・ダイアフラム及び基
板は何れも導電性であるので、合成寄生キャパシタンス
ｃ’＝ｃ、２： ・Ｃｙ／（Ｃｚ十Ｇ１＞は圧力応答キ
ャパシタンスＣＰ と並列に接続されており、電極（Ｅ
）とダイアフラム（Ｄ＞との門に出力キャパシタンス値
Ｃｏ ＝Ｃｐ ＋ＣＩを形成する。
ンスのみ示されている。シリコン・ダイアフラム及び基
板は何れも導電性であるので、合成寄生キャパシタンス
ｃ’＝ｃ、２： ・Ｃｙ／（Ｃｚ十Ｇ１＞は圧力応答キ
ャパシタンスＣＰ と並列に接続されており、電極（Ｅ
）とダイアフラム（Ｄ＞との門に出力キャパシタンス値
Ｃｏ ＝Ｃｐ ＋ＣＩを形成する。
信号コンディショニング装置は、電流信号１゜を圧力応
答キャパシタンスＣｐ に、また電流Ｉを基板Ｓを経て
寄生キャパシタンスＣＺ 、Ｃ／ｙ に与えるための変
換回路１４を含んでいる。Ｉｏ電流信号は導線１８上の
源１６からの双安定電圧信号（Ｅｏ ）により電流制限
抵抗Ｒを介して与えられ、また電極−ダイアフラム間接
合に直接に与えられている。Ｃｐ キャパシタンスは、
電極−ダイアフラム間出力端に実際電圧積分信号ｖ印を
生じさせるべく、時定数Ｒ−ＣＰに等しいレートで■０
電流信号を積分する。同一の位相及び大きさの電圧積分
信号（即ち等値開）が、電極から基板の電気的絶縁を保
つ信号バッファ２２を通じて基板−ダイアフラム間接合
に与えられている。
答キャパシタンスＣｐ に、また電流Ｉを基板Ｓを経て
寄生キャパシタンスＣＺ 、Ｃ／ｙ に与えるための変
換回路１４を含んでいる。Ｉｏ電流信号は導線１８上の
源１６からの双安定電圧信号（Ｅｏ ）により電流制限
抵抗Ｒを介して与えられ、また電極−ダイアフラム間接
合に直接に与えられている。Ｃｐ キャパシタンスは、
電極−ダイアフラム間出力端に実際電圧積分信号ｖ印を
生じさせるべく、時定数Ｒ−ＣＰに等しいレートで■０
電流信号を積分する。同一の位相及び大きさの電圧積分
信号（即ち等値開）が、電極から基板の電気的絶縁を保
つ信号バッファ２２を通じて基板−ダイアフラム間接合
に与えられている。
Ｖゆ信号（第５図中の（ａ））はＥｏ出力信号（第５図
中の（ｄ））の振幅状態値を制御するべく双安定源の信
号入力端に戻されている。双安定源はシミツトトリガの
ような公知の形式であり、ＶｔＤ信号振幅が最小しきい
値（■Ｍ、Ｎ）よりも小さいか最大しきい値（ＶＭ４Ｋ
）よりも大きいかに関係して交互に高レベル状態及び低
レベル状態で双安定出力信号を与える。
中の（ｄ））の振幅状態値を制御するべく双安定源の信
号入力端に戻されている。双安定源はシミツトトリガの
ような公知の形式であり、ＶｔＤ信号振幅が最小しきい
値（■Ｍ、Ｎ）よりも小さいか最大しきい値（ＶＭ４Ｋ
）よりも大きいかに関係して交互に高レベル状態及び低
レベル状態で双安定出力信号を与える。
作動の仕方を説明すると、低レベル状態２４から高レベ
ル状態２５への双安定出力振幅の移行（第５図中の（ｄ
））は抵抗Ｒ及び可変キャパシタＣｐを通る最大Ｉｏ常
電流確立する。このキャパシタが電流をレートＲ−Ｃｐ
で積分することにより、時間間隔τ１ （第５図中の（
ａ ）の２８）に２４ＥすＶ１４ ＝ｖＶＩｔｅ）Ｉ
（ＶＨ１＆）ｌ ＶＭＩＮ ） ”ｔ ｅ ／Ｒ−ＣＰ （ここにＶｔ４１Ｎ ２６は双安定源
の低い方のしきい値である）で記述され得る■丘ｐ出力
を生ずる。ＶＱ は時間間隔τ１−Ｒ−Ｃｐ・ Ｉｎ
（ＶＨｔ４１−Ｉ Ｖ ＭＩＮ ＞／ （ｖ）４ｔ５＋
−１ｖｔ’ｌ、Ａｘ））に屋り双安定源の高い方のしき
い値（ＶＭＡ）＜）２７まで積分する。Ｖ ＨＡｉ に
於て双安定出力は低いレベル状態に移行し、Ｃｐは反対
方向に積分し時間間隔τ２ ＝Ｒ−Ｏｐ −Ｉｎ（ＶＨ
ＡＸ／ｖＭＩＮ）（第５図中の（ａ ）の２９）に亙り
出−も 力ＶＩＴ）−Ｖ４ ｅ ／ Ｒ・ＣＰ を生ずる。和τ
電＋τ２＝王は双安定出力信号のパルス繰返し周期であ
る。■は検出された圧力の大きさに正比例し１３− ている（即ちＣ７ｏに逆比例している）ので、双安定信
号周波数（ｆ ＝１／Ｔ）は検出された圧力の信号等価
出力を与える。検出された圧力の大きさが増大するにつ
れて、ダイアフラムの撓みは増大し、キャパシタンスＣ
７ｏは増大し、またＥｏ（Ｆ）周波数（ｆ）各よ減少す
る。
ル状態２５への双安定出力振幅の移行（第５図中の（ｄ
））は抵抗Ｒ及び可変キャパシタＣｐを通る最大Ｉｏ常
電流確立する。このキャパシタが電流をレートＲ−Ｃｐ
で積分することにより、時間間隔τ１ （第５図中の（
ａ ）の２８）に２４ＥすＶ１４ ＝ｖＶＩｔｅ）Ｉ
（ＶＨ１＆）ｌ ＶＭＩＮ ） ”ｔ ｅ ／Ｒ−ＣＰ （ここにＶｔ４１Ｎ ２６は双安定源
の低い方のしきい値である）で記述され得る■丘ｐ出力
を生ずる。ＶＱ は時間間隔τ１−Ｒ−Ｃｐ・ Ｉｎ
（ＶＨｔ４１−Ｉ Ｖ ＭＩＮ ＞／ （ｖ）４ｔ５＋
−１ｖｔ’ｌ、Ａｘ））に屋り双安定源の高い方のしき
い値（ＶＭＡ）＜）２７まで積分する。Ｖ ＨＡｉ に
於て双安定出力は低いレベル状態に移行し、Ｃｐは反対
方向に積分し時間間隔τ２ ＝Ｒ−Ｏｐ −Ｉｎ（ＶＨ
ＡＸ／ｖＭＩＮ）（第５図中の（ａ ）の２９）に亙り
出−も 力ＶＩＴ）−Ｖ４ ｅ ／ Ｒ・ＣＰ を生ずる。和τ
電＋τ２＝王は双安定出力信号のパルス繰返し周期であ
る。■は検出された圧力の大きさに正比例し１３− ている（即ちＣ７ｏに逆比例している）ので、双安定信
号周波数（ｆ ＝１／Ｔ）は検出された圧力の信号等価
出力を与える。検出された圧力の大きさが増大するにつ
れて、ダイアフラムの撓みは増大し、キャパシタンスＣ
７ｏは増大し、またＥｏ（Ｆ）周波数（ｆ）各よ減少す
る。
同一の位相及び大きさの電圧信号が電極−ダイアフラム
間及び基板−ダイアフラム間の接合に与えられるので電
極−基板間寄生キャパシタンス（Ｃ１）を通る電流はＯ
である。ｉｏ電流の全ては圧力ー答キャパシタンスＣ７
ｏを通って流れる。
間及び基板−ダイアフラム間の接合に与えられるので電
極−基板間寄生キャパシタンス（Ｃ１）を通る電流はＯ
である。ｉｏ電流の全ては圧力ー答キャパシタンスＣ７
ｏを通って流れる。
電極−基板間の電圧（ＶＥＳ）は０であり（第５図中の
（Ｃ）の３０）、またＶつ、信号への寄生キャパシタン
スＣ×の影響は消去される。実際Ｃｘ −０且Ｃ’ Ｏ
−Ｃｙ ／ （０＋ＣＶ ）−０であり、従ってＣｏ−
Ｃｐである。こうして、ｃｏはＯｐと同一の変化をする
。即ちΔＣｏ−ΔＣｐである。基板−ダイアフラム間電
圧（Ｖ、）はＶ、＜第５図中の（ｂ）の波形３１）に等
しく、またＩｚ雷電流（Ｉｓからバッファされて）基板
−ダイアフラ１４− ム間キャパシタンスＣｙを通って流れる。
（Ｃ）の３０）、またＶつ、信号への寄生キャパシタン
スＣ×の影響は消去される。実際Ｃｘ −０且Ｃ’ Ｏ
−Ｃｙ ／ （０＋ＣＶ ）−０であり、従ってＣｏ−
Ｃｐである。こうして、ｃｏはＯｐと同一の変化をする
。即ちΔＣｏ−ΔＣｐである。基板−ダイアフラム間電
圧（Ｖ、）はＶ、＜第５図中の（ｂ）の波形３１）に等
しく、またＩｚ雷電流（Ｉｓからバッファされて）基板
−ダイアフラ１４− ム間キャパシタンスＣｙを通って流れる。
Ｉｎ電流は寄生キャパシタンスＣ×を通って流れず、Ｉ
ｎ電流の全ては圧力応答キャパシタンスＣｐを通って流
れる（バッファ２２及び変換器１４の入力インピーダン
スは実質的に無限大である。
ｎ電流の全ては圧力応答キャパシタンスＣｐを通って流
れる（バッファ２２及び変換器１４の入力インピーダン
スは実質的に無限大である。
キャパシタンスΔＣｐの変化は、寄生キャパシタンスに
分流する電流による減衰なしに、直接に１０の変化とし
て検出される。こうしてΔＣｐは直ちに積分のレートの
変化として、従ってまた周波数の変化として検出される
。第４図の圧力セン勺は単一のトランスデユーサとそれ
に組合わされている信号コンディショニング装置とを含
んでいる。
分流する電流による減衰なしに、直接に１０の変化とし
て検出される。こうしてΔＣｐは直ちに積分のレートの
変化として、従ってまた周波数の変化として検出される
。第４図の圧力セン勺は単一のトランスデユーサとそれ
に組合わされている信号コンディショニング装置とを含
んでいる。
これは絶対圧力を測定する。寄生キャパシタンスの影響
の消去は（この消去が行われなければ目立たない）トラ
ンスデユーサ及び信号コンディショニング回路に起因す
る誤差を目立たせる。例えば、トランスデユーサの温度
誤差、エージング誤差等は電子的信号コンディショニン
グの温度誤差及び製造時の許容差と組合わさって、検出
された圧力の精度に影響するオフセットを生ずる。これ
らのオフセット誤差は位置の圧力信号の比較圧力測定を
行うことにより消去され得る。即ち、共通の信号コンデ
ィショニング回路を通じて未知の圧力と同一の仕方で検
出且処理される参照圧力の使用により、両方の検出され
る信号に共通のオフセット誤差が消去される。
の消去は（この消去が行われなければ目立たない）トラ
ンスデユーサ及び信号コンディショニング回路に起因す
る誤差を目立たせる。例えば、トランスデユーサの温度
誤差、エージング誤差等は電子的信号コンディショニン
グの温度誤差及び製造時の許容差と組合わさって、検出
された圧力の精度に影響するオフセットを生ずる。これ
らのオフセット誤差は位置の圧力信号の比較圧力測定を
行うことにより消去され得る。即ち、共通の信号コンデ
ィショニング回路を通じて未知の圧力と同一の仕方で検
出且処理される参照圧力の使用により、両方の検出され
る信号に共通のオフセット誤差が消去される。
次に第１図を参照すると、圧力センサ４０の最良の実施
対応に於て、信号コンディショニング装置４２は、シリ
コンを用いたキャパシタンス威圧力ドランスデューサ４
４．４６の対の各々の瞬時肚力応答キャパシタンス値を
変換する。トランスデユーサの各々は、特願昭５９−
号明細書に開示されており又本明細書の第４図に概要を
示されている形式の三プレートＳＯ８構造のトランスデ
ユーサである。トランスデユーサは第１図に、実際の寸
法比とは異なる簡単化された拡大断面図で示されている
。トランスデユーサ４４は検出面４７に加えられる未知
の圧力信号Ｐ （Ｘ）を検出し、又トランスデユーサ４
６は面４８上の参照圧力信号Ｐ （ＲＥＦ）を検出する
。信号コンディショニング回路は、それぞれ出力導線４
９上に、又それぞれ組合わされているトランスデユーサ
からの検出れた圧力に対応する周波数で、電気的信号等
値開を与える。信号は、第２図で説明されるように、ユ
ーザー・システム（検出された圧力信号を使用するシス
テム）マイクロプロセッサにより周期的に個々にサンプ
ルされる。
対応に於て、信号コンディショニング装置４２は、シリ
コンを用いたキャパシタンス威圧力ドランスデューサ４
４．４６の対の各々の瞬時肚力応答キャパシタンス値を
変換する。トランスデユーサの各々は、特願昭５９−
号明細書に開示されており又本明細書の第４図に概要を
示されている形式の三プレートＳＯ８構造のトランスデ
ユーサである。トランスデユーサは第１図に、実際の寸
法比とは異なる簡単化された拡大断面図で示されている
。トランスデユーサ４４は検出面４７に加えられる未知
の圧力信号Ｐ （Ｘ）を検出し、又トランスデユーサ４
６は面４８上の参照圧力信号Ｐ （ＲＥＦ）を検出する
。信号コンディショニング回路は、それぞれ出力導線４
９上に、又それぞれ組合わされているトランスデユーサ
からの検出れた圧力に対応する周波数で、電気的信号等
値開を与える。信号は、第２図で説明されるように、ユ
ーザー・システム（検出された圧力信号を使用するシス
テム）マイクロプロセッサにより周期的に個々にサンプ
ルされる。
トランスデユーサは各々三つの要素を有する：（１）ト
ランスデユーサのガラス誘電体構造５２．５３内に配置
されている中央電極５０．５１、（２）導電性シリコン
・ダイアフラム５４．５５及び（３）非圧力応答シリコ
ン基板５６．５７゜三つの要素のすべては導電性である
。シリコン・ダイアフラム及び基板は、相互間の直接的
な電気的接続を許すように選定されたＮドーピング・レ
ベルを有する。
ランスデユーサのガラス誘電体構造５２．５３内に配置
されている中央電極５０．５１、（２）導電性シリコン
・ダイアフラム５４．５５及び（３）非圧力応答シリコ
ン基板５６．５７゜三つの要素のすべては導電性である
。シリコン・ダイアフラム及び基板は、相互間の直接的
な電気的接続を許すように選定されたＮドーピング・レ
ベルを有する。
トランスデユーサの主要なキャパシタンスが鎖線で示さ
れている。これらはチャンバ６０．６１により形成され
る間隙の圧力応答キャパシタンス５８．５９である。ト
ランスデユーサ表面４７、１７− ４８上に加えられた圧力はダイアフラムに撓みを生じさ
せ、それがダイアフラム−中央電極間の間隔を変調し、
キャパシタンスの瞬時値を変更する。
れている。これらはチャンバ６０．６１により形成され
る間隙の圧力応答キャパシタンス５８．５９である。ト
ランスデユーサ表面４７、１７− ４８上に加えられた圧力はダイアフラムに撓みを生じさ
せ、それがダイアフラム−中央電極間の間隔を変調し、
キャパシタンスの瞬時値を変更する。
主要な寄生キャパシタンスは、先に第４図で説明したよ
うに、電極一基板間キャパシタンス６２．６３（第４図
中にはＣｘとして示されている）とダイアフラム及び基
板の互いに合わさっており中央電極によりマスクされて
いない部分の間に存在するダイアフラム−基板間キャパ
シタンス６４．６５（第４図中のＣｙ）とを含んでいる
。
うに、電極一基板間キャパシタンス６２．６３（第４図
中にはＣｘとして示されている）とダイアフラム及び基
板の互いに合わさっており中央電極によりマスクされて
いない部分の間に存在するダイアフラム−基板間キャパ
シタンス６４．６５（第４図中のＣｙ）とを含んでいる
。
信号コンディショニング装置は各トランスデユーサの三
つのプレートのすべてに接続されている。
つのプレートのすべてに接続されている。
第４図中に示されているように、トランスデユーサのダ
イアフラムは電気的に接地されている。この接地はダイ
アフラムが電極及び基板に与えられる信号に対する共通
電流帰路であるという事実から好ましいが、接地は任意
である。直接配線接続が用いられ得る。ダイアフラムは
導線６６．６７を通じて信号コンディショニング装置の
信号接地点６８に接続されているものとして図示されて
い１８− る。
イアフラムは電気的に接地されている。この接地はダイ
アフラムが電極及び基板に与えられる信号に対する共通
電流帰路であるという事実から好ましいが、接地は任意
である。直接配線接続が用いられ得る。ダイアフラムは
導線６６．６７を通じて信号コンディショニング装置の
信号接地点６８に接続されているものとして図示されて
い１８− る。
各トランスデユーサの中央電極及び基板は、第４図の実
施例と同様に、同一の位相及び大きさの電圧信号を与え
られている。しかし、第１図の実施例では、基板電流バ
ッファ６９は各トランスデユーサに対して共通であり、
各トランスデユーサのサンプル時間間隔の間に各トラン
スデユーサへの接続を形成するように切換えられなけれ
ばならない。これは、電圧フォロア演算増幅器７４の入
力／出力信号を接続して各基板及び中央電極に電圧信号
を与える電圧制御型スイッチの組７０１７２を通じて実
現される。スイッチの組は各々三つの単極単投スイッチ
を含んでおり、スイッチの相７０はスイッチＳＷ Ａ−
Ｃを有し、又スイッチの組７２はＳＷ Ｄ −Ｆを有す
る。
施例と同様に、同一の位相及び大きさの電圧信号を与え
られている。しかし、第１図の実施例では、基板電流バ
ッファ６９は各トランスデユーサに対して共通であり、
各トランスデユーサのサンプル時間間隔の間に各トラン
スデユーサへの接続を形成するように切換えられなけれ
ばならない。これは、電圧フォロア演算増幅器７４の入
力／出力信号を接続して各基板及び中央電極に電圧信号
を与える電圧制御型スイッチの組７０１７２を通じて実
現される。スイッチの組は各々三つの単極単投スイッチ
を含んでおり、スイッチの相７０はスイッチＳＷ Ａ−
Ｃを有し、又スイッチの組７２はＳＷ Ｄ −Ｆを有す
る。
トランスデユーサ４４の中央電極５０は変換回路７８か
ら導線７６を紅てＩＯ電流信号を受ける。
ら導線７６を紅てＩＯ電流信号を受ける。
それにより生ずる電圧積分信号はＳＷ Ａ接点を通じて
増幅器７４の非反転〈＋）入力端に接続されており、導
線８０上の同一の位相及び大きさの電圧信号を閉じられ
たＳＷ Ｃ接点及び導線８２を通じ基板５６に供給する
。閉じられたＳＷ Ｂ接点は、閉ループ動作のために基
板から増幅器の反転入力端への閉ループ・フィードバッ
クを形成する。同様に、トランスデユーサ４６の電極は
導線８４を変換回路７８からＩＯ電流信号を受ける。
増幅器７４の非反転〈＋）入力端に接続されており、導
線８０上の同一の位相及び大きさの電圧信号を閉じられ
たＳＷ Ｃ接点及び導線８２を通じ基板５６に供給する
。閉じられたＳＷ Ｂ接点は、閉ループ動作のために基
板から増幅器の反転入力端への閉ループ・フィードバッ
クを形成する。同様に、トランスデユーサ４６の電極は
導線８４を変換回路７８からＩＯ電流信号を受ける。
スイッチ７２が付勢され且スイッチ７０が消勢された状
態で、電流信号はＳＷ Ｆ接点を通じて増幅器の非反転
入力端に与えられ、ｌｚ雷電流ＳＷ下接接点び導線８６
を通じて基板５７に与える。
態で、電流信号はＳＷ Ｆ接点を通じて増幅器の非反転
入力端に与えられ、ｌｚ雷電流ＳＷ下接接点び導線８６
を通じて基板５７に与える。
ＳＷ Ｅ接点は増幅器へのフィードバック信号を与える
。
。
一つのスイッチ組のみが任意の時点で閉じられている。
各組はＣ（Ｐ）／Ｃ（ＲＥＦ）選択論理回路９１から導
線８８．９０を経て与えられるスイッチング信号に応答
して交互に開閉する。スイッチング信号は、親又はユー
ザー・システム信号 ゛プロセッサ、即ち検出された圧
力出力信号をサンプルしているシステムから導線９２を
経て与えられるシーケンス制御信号に応答して論理回路
により与えられる。
線８８．９０を経て与えられるスイッチング信号に応答
して交互に開閉する。スイッチング信号は、親又はユー
ザー・システム信号 ゛プロセッサ、即ち検出された圧
力出力信号をサンプルしているシステムから導線９２を
経て与えられるシーケンス制御信号に応答して論理回路
により与えられる。
第４図の場合と同様に各トランスデユーサの圧力応答キ
ャパシタンスは各トランスデユーサのサンプル時間間隔
の間ＩＯ電流信号を積分して、ＶＥＤ電圧信号を与える
。第１図の実施例ではＶＥＴ）電圧信号はトランスデユ
ーサ４４の未知の圧力信号Ｐ（Ｘ）に対してはＥｌ）で
又、トランスデユーサ４６の参照圧力Ｐ（ＲＥＦ）に対
してはＥＲＩ：Ｆで示されている。組合わされているス
ツチ組接点の閉路によりサンプル間隔電圧信号が、双安
定電流源例えばシュミットトリガ９６を含んでいる変換
回路の入力端９４に与えられる。双安定源は、双安定Ｅ
Ｏ電圧信号を導線９８を経てディジタル・バッファ１０
０，１０２に与える。バッファ１００はＥＯ傷信号装置
の出力導１４９に与え、バッファ１０２はシュミットト
リガの出力を未知検出圧力ドランスデューサに対する精
密抵抗Ｒ（Ｐ）及び参照圧力ドランスデューサに対する
精密抵抗Ｒ（ＲＥＦ）を通じて各トランスデユーサの中
央電極に与える。電流制限抵抗は第４図の抵抗Ｒと同２
１一 様である。それらは等しい値の公知の形式の精密膜抵抗
器（例えばＴａ Ｎｉ又はＮｉ Ｃｒ ＞である。
ャパシタンスは各トランスデユーサのサンプル時間間隔
の間ＩＯ電流信号を積分して、ＶＥＤ電圧信号を与える
。第１図の実施例ではＶＥＴ）電圧信号はトランスデユ
ーサ４４の未知の圧力信号Ｐ（Ｘ）に対してはＥｌ）で
又、トランスデユーサ４６の参照圧力Ｐ（ＲＥＦ）に対
してはＥＲＩ：Ｆで示されている。組合わされているス
ツチ組接点の閉路によりサンプル間隔電圧信号が、双安
定電流源例えばシュミットトリガ９６を含んでいる変換
回路の入力端９４に与えられる。双安定源は、双安定Ｅ
Ｏ電圧信号を導線９８を経てディジタル・バッファ１０
０，１０２に与える。バッファ１００はＥＯ傷信号装置
の出力導１４９に与え、バッファ１０２はシュミットト
リガの出力を未知検出圧力ドランスデューサに対する精
密抵抗Ｒ（Ｐ）及び参照圧力ドランスデューサに対する
精密抵抗Ｒ（ＲＥＦ）を通じて各トランスデユーサの中
央電極に与える。電流制限抵抗は第４図の抵抗Ｒと同２
１一 様である。それらは等しい値の公知の形式の精密膜抵抗
器（例えばＴａ Ｎｉ又はＮｉ Ｃｒ ＞である。
その抵抗及び関連するトランスデユーサの圧力応答キャ
パシタンスが導線９８．４９上の出力ＥＯ電圧信号の周
波数を決定する。
パシタンスが導線９８．４９上の出力ＥＯ電圧信号の周
波数を決定する。
第１図の圧力センサシステムはホスト・システム内で作
動する。即ち、検出された圧力を応答パラメータの一つ
として用いる制御システム内、もしくはデータ取得シス
テム内で作動する。双安定回路９６の作動の仕方は第４
図で説明したものと同様である。■１−ＩＡＸ及びＶＭ
ＴＮ入力しきい値はＥＯ出力信号の高レベル状態及び低
レベル状態の値を決定する。シュミットトリガはそれぞ
れのサンプリング時間間隔内で各入力電圧Ｅｐ及びＥ（
ＲＥＦ＞に応答する。センサは制御及び励起信号を、第
２図に示されているように、ホスト又はユーザー・シス
テム例えば中央処理装置（ＣＰＬＩ）から受ける。セン
サ１０４は加えられた圧力信号１０６の大きさを検出し
て、等価ＥＯ電気的信号を圧力を示す周波数ｆ。ｏｌで
導線４９を経てホスト・システ２２− ムＣＰＵ １０１に与える。センサはホストＣＰＵから
導線９２を経てスイッチ組７０．７２（第１図）に対す
るスイッチ制御信号の源を、又導線１１０を経て電圧源
励起信号Ｖｓを受ける。センサ及びＣＰＬＩは導線１１
２を通じて共通信号接地を有する。
動する。即ち、検出された圧力を応答パラメータの一つ
として用いる制御システム内、もしくはデータ取得シス
テム内で作動する。双安定回路９６の作動の仕方は第４
図で説明したものと同様である。■１−ＩＡＸ及びＶＭ
ＴＮ入力しきい値はＥＯ出力信号の高レベル状態及び低
レベル状態の値を決定する。シュミットトリガはそれぞ
れのサンプリング時間間隔内で各入力電圧Ｅｐ及びＥ（
ＲＥＦ＞に応答する。センサは制御及び励起信号を、第
２図に示されているように、ホスト又はユーザー・シス
テム例えば中央処理装置（ＣＰＬＩ）から受ける。セン
サ１０４は加えられた圧力信号１０６の大きさを検出し
て、等価ＥＯ電気的信号を圧力を示す周波数ｆ。ｏｌで
導線４９を経てホスト・システ２２− ムＣＰＵ １０１に与える。センサはホストＣＰＵから
導線９２を経てスイッチ組７０．７２（第１図）に対す
るスイッチ制御信号の源を、又導線１１０を経て電圧源
励起信号Ｖｓを受ける。センサ及びＣＰＬＩは導線１１
２を通じて共通信号接地を有する。
第１図の圧力検出シンナムの作動を説明すると、未知の
圧力Ｐ（Ｘ）及び参照圧力Ｐ（ＲＥＦ）は導線９２上の
制御信号Ｃ（Ｐ）／Ｃ（ＲＥＦ）に応答して交互に検出
される。第３図には、ホスト・システムＣＰＬＩから導
線９２を経て与えられる制御信号即ちＣ（Ｐ）／Ｃ（Ｒ
ＥＦ）がＣ（Ｐ）サイクル１１４とそれに続＜Ｃ（ＲＥ
Ｆ）サイクル１１６とを含むものとして波形１１３（第
３図中の（ａ））により示されている。Ｃ（Ｐ）サイク
ルではスイッチ組７０は閉じられた状態にあり、ＥＯ信
号周波数は検出された圧力Ｐ（Ｘ）に対応している。検
出される圧力の最大値から最小値までに対応する周波数
の典型的な範囲は１０〜３０ｋｌ−１２のオーダーであ
る。検出された未知のＰ（Ｘ）に対応する出力信号周波
数ｆ （Ｐ）はホストＣＰＬＩによりサンプルされ且記
憶される。続くサイクル１１６内では導線９２上の信号
が低レベル（論理Ｏ）に移行し、Ｃ（ＲＥＦ）を選択し
て、組７０のスイッチのすべてを開き且組７２のスイッ
チのすべてを閉じて、電圧フォロワ演算増幅器７４をＰ
（ＲＥＦ）ｌ−ランスデューサに接続する。
圧力Ｐ（Ｘ）及び参照圧力Ｐ（ＲＥＦ）は導線９２上の
制御信号Ｃ（Ｐ）／Ｃ（ＲＥＦ）に応答して交互に検出
される。第３図には、ホスト・システムＣＰＬＩから導
線９２を経て与えられる制御信号即ちＣ（Ｐ）／Ｃ（Ｒ
ＥＦ）がＣ（Ｐ）サイクル１１４とそれに続＜Ｃ（ＲＥ
Ｆ）サイクル１１６とを含むものとして波形１１３（第
３図中の（ａ））により示されている。Ｃ（Ｐ）サイク
ルではスイッチ組７０は閉じられた状態にあり、ＥＯ信
号周波数は検出された圧力Ｐ（Ｘ）に対応している。検
出される圧力の最大値から最小値までに対応する周波数
の典型的な範囲は１０〜３０ｋｌ−１２のオーダーであ
る。検出された未知のＰ（Ｘ）に対応する出力信号周波
数ｆ （Ｐ）はホストＣＰＬＩによりサンプルされ且記
憶される。続くサイクル１１６内では導線９２上の信号
が低レベル（論理Ｏ）に移行し、Ｃ（ＲＥＦ）を選択し
て、組７０のスイッチのすべてを開き且組７２のスイッ
チのすべてを閉じて、電圧フォロワ演算増幅器７４をＰ
（ＲＥＦ）ｌ−ランスデューサに接続する。
最小圧力は一定であり、典型的には未知の圧力の範囲の
最小値に等しい。次いでホストＣＰＵが。
最小値に等しい。次いでホストＣＰＵが。
相次ぐ交互のトランスデユーサのサンプル時間間隔から
検出された圧力の指示を形成するべく、ｆ（Ｐ）値とｆ
（ＲＥＦ）値との比を目算する。
検出された圧力の指示を形成するべく、ｆ（Ｐ）値とｆ
（ＲＥＦ）値との比を目算する。
本発明をその最良の実ｍｓ様について図示し説明してき
たが、本発明の範囲内でその形態及び細部に前記及び他
の種々の変更及び省略が行われ得ることは当業者により
理解されよう。
たが、本発明の範囲内でその形態及び細部に前記及び他
の種々の変更及び省略が行われ得ることは当業者により
理解されよう。
第１図は本発明の圧力ドランスデューサ信号コンディシ
ョニング装置の最良の実施例を解図的に示す図である。 第２図は中央処理装置（ＣＰＵ）の制御のもとでの圧力
ドランスデューサ信号コンディショニング装置のシステ
ム動作を説明するための簡単化された図である。 第３図は第１図の実施例の説明に用いられる信号波形図
である。 第４図は本発明の圧力ドランスデューサ信号コンディシ
ョニング回路の機能図である。 第５図は第４図の説明に用いられる信号波形図である。 ８・・・圧力センサ、１０・・・キャパシタンス威圧力
ドランスデューサ、１２・・・信号コンディショニング
装置、１４・・・変換回路、１６・・・双安定電圧信号
源、２２・・・信号バッファ、４０・・・圧力センサ、
４２・・・信号コンディショニング装置、４４．４６・
・・キャパシタンス威圧力ドランスデューサ、５０．５
１・・・中央電極、５２．５３・・・ガラス誘電体構造
。 ５４．５５・・・シリコン・ダイアフラム、５６．５７
・・・シリコン基板、５８．５９・・・圧力応答キャパ
シタンス、６０．６１・・・チャンバ、６２．６３・・
・２５− 電極一基板間キャパシタンス、６４．６５・・・ダイア
フラム−基板間キャパシタンス、６９・・・基板電流バ
ッファ、７０．７２・・・スイッチ組、７４・・・増幅
器、９１・・・選択論理回路、９６・・・シュミットト
リガ、１００１１０２・・・ディジタル・バッファ。 １０４・・・圧力センサ、１０８・・・中央処理装置特
許出願人 ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレイ
シミン 代 理 人 弁 理 士 明 石 昌 毅２６− （自 発） 手続補正書 昭和５９年１０月１７日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１８０２６０号２
、発明の名称 キャパシタンス代任力トランデコーサの
圧力測定方法及びｉ置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国コネチカット州、ハートフォー
ド、フィナンシャル・プラグ １ 名 称 ユナイテッド・テクノ［１シーズ・コーポレイ
シ日ン４、代理人 居 所 〒１０４東京都中央区新川１丁目５ｉ１１９＠
茅場町長岡ビル３ｒｌＡ Ｉｆ話５５１−４１７１６、
補正により増加する発明の数 ０ ７、補正の対象 明細書 明細書第７頁第３行及び同第２０行の［特願昭５９−
号］をそれぞれ「特願昭５９−１８０２６１号Ｊと補正
する。
ョニング装置の最良の実施例を解図的に示す図である。 第２図は中央処理装置（ＣＰＵ）の制御のもとでの圧力
ドランスデューサ信号コンディショニング装置のシステ
ム動作を説明するための簡単化された図である。 第３図は第１図の実施例の説明に用いられる信号波形図
である。 第４図は本発明の圧力ドランスデューサ信号コンディシ
ョニング回路の機能図である。 第５図は第４図の説明に用いられる信号波形図である。 ８・・・圧力センサ、１０・・・キャパシタンス威圧力
ドランスデューサ、１２・・・信号コンディショニング
装置、１４・・・変換回路、１６・・・双安定電圧信号
源、２２・・・信号バッファ、４０・・・圧力センサ、
４２・・・信号コンディショニング装置、４４．４６・
・・キャパシタンス威圧力ドランスデューサ、５０．５
１・・・中央電極、５２．５３・・・ガラス誘電体構造
。 ５４．５５・・・シリコン・ダイアフラム、５６．５７
・・・シリコン基板、５８．５９・・・圧力応答キャパ
シタンス、６０．６１・・・チャンバ、６２．６３・・
・２５− 電極一基板間キャパシタンス、６４．６５・・・ダイア
フラム−基板間キャパシタンス、６９・・・基板電流バ
ッファ、７０．７２・・・スイッチ組、７４・・・増幅
器、９１・・・選択論理回路、９６・・・シュミットト
リガ、１００１１０２・・・ディジタル・バッファ。 １０４・・・圧力センサ、１０８・・・中央処理装置特
許出願人 ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレイ
シミン 代 理 人 弁 理 士 明 石 昌 毅２６− （自 発） 手続補正書 昭和５９年１０月１７日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１８０２６０号２
、発明の名称 キャパシタンス代任力トランデコーサの
圧力測定方法及びｉ置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国コネチカット州、ハートフォー
ド、フィナンシャル・プラグ １ 名 称 ユナイテッド・テクノ［１シーズ・コーポレイ
シ日ン４、代理人 居 所 〒１０４東京都中央区新川１丁目５ｉ１１９＠
茅場町長岡ビル３ｒｌＡ Ｉｆ話５５１−４１７１６、
補正により増加する発明の数 ０ ７、補正の対象 明細書 明細書第７頁第３行及び同第２０行の［特願昭５９−
号］をそれぞれ「特願昭５９−１８０２６１号Ｊと補正
する。
Claims (3)
- （１）トランスデユーサの中央電極−ダイアフラム間接
合に関係する圧力応答キャパシタンスとトランスデユー
サの中央電極−基板間接合に関係する非圧力応答キャパ
シタンスとの組合わされた値の形態で検出された圧力の
大きさの出力キャパシタンス指示を与える三要素構造の
キャパシタンス大正カドランスデューサの圧力応答キャ
パシタンスの瞬時値の信号指示を与える方法に於て、交
互に高電流状態及び低電流状態を有する双安定電流信号
をトランスデユーサの中央電極−ダイアフラム間接合に
与え、又それに応答して圧力応答キャパシタンスにより
与えられる実際積分信号の大きさに関係して両状態の間
で信号を交互に切換える過程と、 同一の位相及び大きさの電圧積分信号をトランスデユー
サの基板−ダイアフラム間接合に与える過程と を含んでいることを特徴とする方法。 - （２）圧力応答キャパシタンスの瞬時値の信号指示を与
えるため、トランスデユーサの中央電極−基板間接合に
関係する非圧力応答キャパシタンスの値と組み合わさっ
ている、トランスデユーサの中央電極−ダイアフラム間
接合に関係する圧り応答キャパシタンスの瞬時値として
のトランスデユーサの圧力の大きさの指示に応答する装
置に於て、入力端及び出力端でトランスデユーサの中央
電極−ダイアフラム間接合に応答するべく接続されてお
り、それに出力双安定電流信号を与える変換手段を含ん
でおり、この出力双安定電流信号は、それに応答して圧
力応答キャパシタンスにより与えられる実際電圧積分信
号の交互に増大及び減少する振幅に関係して交互に高電
流状態及び低電流状態を有し、前記積分信号は、前記圧
力応答キャパシタンスの瞬時値に関係する振幅変化レー
トを有し、前記変換手段は、圧力応答キャパシタンスの
瞬時値の前記信号指示として、前記双安定信号が前記高
信号状態と低信号状態との値を交互に切換わる周波数を
与え、又 等値電圧積分信号をトランスデユーサの基板−ダイアフ
ラム間接合に与えるため前記変換手段の双安定電流信号
に応答する信号結合手段を含んでおり、それにより前記
中央電極−基板間接合の非圧力応答キャパシタンスが、
零積分応答を生ずるべく、その両端に零電圧を与えられ
る ことを特徴とする装置。 - （３）加えられた圧力信号の大きさを示す出力信号を与
えるための圧力センサに於て、 参照圧力信号の源と、 中央電極−圧力応答ダイアフラム間接合に関係する圧力
応答キャパシタンスと中央電極−基板間接合による関係
する非圧力応答キャパシタンスとの組み合わされた値の
形態で検出された圧力の大きさの出力キャパシタンス指
示を与えるための三プレート構造のキャパシタンス威圧
力ドランスデューサの対を含んでおり、前記トランスデ
ユーサのニガは前記参照圧力の源に応答し、又前記トラ
ンスデユーサの他方は加えられた圧力信号に応答し、又 各トランスデユーサと関係づけられている相次ぐ多数の
サンプリング周期の各々に於て各トランスデユーサから
の検出された圧力の大きさのキャパシタンス指示を各々
の圧力応答キャパシタンスの瞬時値を表す電気的信号に
変換する為の信号コンディショニング手段を含んでおり
、前記信号コンディショニング装置はその入力端及び出
力端で関係づけらでいるサンプリング周期に於て各トラ
ンスデユーサの中央電極−ダイアフラム間接合に応答す
るべく接続されており、それに双安定電流信号を与え、
この双安定電流信号はそれに応答して各トランスデユー
サの圧力応答キャパシタンスにより前記入力端に与えら
れる電圧積分信号の交互に増大及び減少する振幅に関係
して高電流状態と低電流状態との間を交互に切り換わり
、前記積分信号の各々は関係づけられているトランスデ
ユーサの圧力応答キャパシタンスの瞬時値に関係する振
幅変化レートを有し、前記信号コンディショニング装置
は各トランスデユーサの圧力応答キャパシタンスの瞬時
値の前記信号表示を、前記双安定信号が前記高電流状態
と低電流状態との問を交互に切り換わる周波数として与
え、更に前記信号コンディショニング装置は各サンプル
時間間隔中に前記電圧積分信号を各トランスデユーサの
基板−ダイアフラム間接合に与え、それにより前記中央
電極−基板間接合の非圧力応答キャパシタンスが、零積
分応答を生ずるように、その両端に零電圧を与えられ、
相次ぐサンプル時間間隔に於ける信号周波数の比が、最
小圧力信号の大きさに対する相対（自として、加えられ
た圧力信号の大きさの指標を与える ことを特徴とする圧力センザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/527,530 US4517622A (en) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | Capacitive pressure transducer signal conditioning circuit |
| US527530 | 1983-08-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6071926A true JPS6071926A (ja) | 1985-04-23 |
| JPH0431051B2 JPH0431051B2 (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=24101827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59180260A Granted JPS6071926A (ja) | 1983-08-29 | 1984-08-29 | キヤパシタンス式圧力トランスデユ−サの圧力測定方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4517622A (ja) |
| EP (1) | EP0136248B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6071926A (ja) |
| DE (1) | DE3477608D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018061636A1 (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 株式会社村田製作所 | 容量測定回路及び容量測定システム |
Families Citing this family (39)
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