JPS6086413A - 物理量検出装置 - Google Patents
物理量検出装置Info
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- JPS6086413A JPS6086413A JP19462583A JP19462583A JPS6086413A JP S6086413 A JPS6086413 A JP S6086413A JP 19462583 A JP19462583 A JP 19462583A JP 19462583 A JP19462583 A JP 19462583A JP S6086413 A JPS6086413 A JP S6086413A
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- sensor
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
- G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
- G01D5/2417—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying separation
-
- 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
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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】
厘業上の利用分野
本発明は、静電容量型センサを使用して圧力等の物理量
を検出する物理量検出装置に関するものである。
を検出する物理量検出装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年、マイクロコンピュータ技術の向上にともない、物
理量を検出する装置の必要性が高まっている。
理量を検出する装置の必要性が高まっている。
以下図面を参照しながら、この種の物ＰＪｊ量検出装置
の一例である圧力検出装置を例にして、説明を行う。
の一例である圧力検出装置を例にして、説明を行う。
第１図４は、アルミナダイアフラムを用いたメ静電容量
型センサ１であり、第１図すは同静電容量型センサ１の
ダイアフラノ・２の内面の平面図であり、第１図Ｃは同
基台３の内面の平面図である。
型センサ１であり、第１図すは同静電容量型センサ１の
ダイアフラノ・２の内面の平面図であり、第１図Ｃは同
基台３の内面の平面図である。
同図において、２は外圧Ｐによって変位するアルミナ薄
板を用いたダイアフラムで、第１図すのような円形の薄
膜電極４が印刷によって形成されている。一方十分な厚
み（約５問）をもったアルミナよりなる基台３の内面に
は、薄膜電極４の外形と同寸法の外形をもつリング状の
薄膜電極５と、この薄膜電極５の内部に円形の薄膜電極
６が第１図Ｃのように形成されている。各薄膜電極４，
６゜６には、それぞれ信号取り出し線７，８．９が接続
され、基台３の外側に取り出される。ダイアフラム２お
よび基台３は、一定のギヤ２プを保ってガラス１０によ
って封看さ汎、かつ内部は真空にされている。このよう
に構成すると、薄膜電極４とれり、膜電極６で形成され
る第１のコンデンサと、薄膜看り極４と薄膜電極５で形
成される第２のコンデンサが得られる。上記第１のコン
デンサは、外圧Ｐによるダイアフラム２の変位に応じて
静電容量が鋭敏に変化するのに対し、上記第２のコンテ
ンサ＆″ｉ薄膜電極５がガラス１ｏに近接した外周に位
置するため、外圧Ｐによる静電容量変化は、第１のコン
デンサに比して実質的に少ない。それ故、第２のコンデ
ンサを基準コンデンサとして、第１のコンデンサの静電
容量変化を検出するような２検出回路によって外圧Ｐを
検知することが可能となる。
板を用いたダイアフラムで、第１図すのような円形の薄
膜電極４が印刷によって形成されている。一方十分な厚
み（約５問）をもったアルミナよりなる基台３の内面に
は、薄膜電極４の外形と同寸法の外形をもつリング状の
薄膜電極５と、この薄膜電極５の内部に円形の薄膜電極
６が第１図Ｃのように形成されている。各薄膜電極４，
６゜６には、それぞれ信号取り出し線７，８．９が接続
され、基台３の外側に取り出される。ダイアフラム２お
よび基台３は、一定のギヤ２プを保ってガラス１０によ
って封看さ汎、かつ内部は真空にされている。このよう
に構成すると、薄膜電極４とれり、膜電極６で形成され
る第１のコンデンサと、薄膜看り極４と薄膜電極５で形
成される第２のコンデンサが得られる。上記第１のコン
デンサは、外圧Ｐによるダイアフラム２の変位に応じて
静電容量が鋭敏に変化するのに対し、上記第２のコンテ
ンサ＆″ｉ薄膜電極５がガラス１ｏに近接した外周に位
置するため、外圧Ｐによる静電容量変化は、第１のコン
デンサに比して実質的に少ない。それ故、第２のコンデ
ンサを基準コンデンサとして、第１のコンデンサの静電
容量変化を検出するような２検出回路によって外圧Ｐを
検知することが可能となる。
一般に、このイｆｌｆの圧力検出装置は、使用される環
境力泳及しく 、’６”Ｔｆ度範囲が広く、かつ要求さ
れる精度が厳しいのが普通である。また、上記静電界ｉ
ｉｉ： 型セフ ｆの静電容量変化には、ダイア７７
ム厚がｏ、ｓ ｍｙ 、圧力範囲が１５０〜７５０ｍｘ
Ｈｇで、平均Ｏ９○ｓＰＦ／ｍｍＨｇと静電容量変化が
轍小であるため、検出回路の回路基板や静電容量型セン
サのわずかな位置変動が浮遊容ｉ１ｊの変動を導き、圧
力検出装置の大きな１Ａ１差原因となる。そのため、回
路基板や静電容量型センサは、ケースに固定されなくて
はならない。
境力泳及しく 、’６”Ｔｆ度範囲が広く、かつ要求さ
れる精度が厳しいのが普通である。また、上記静電界ｉ
ｉｉ： 型セフ ｆの静電容量変化には、ダイア７７
ム厚がｏ、ｓ ｍｙ 、圧力範囲が１５０〜７５０ｍｘ
Ｈｇで、平均Ｏ９○ｓＰＦ／ｍｍＨｇと静電容量変化が
轍小であるため、検出回路の回路基板や静電容量型セン
サのわずかな位置変動が浮遊容ｉ１ｊの変動を導き、圧
力検出装置の大きな１Ａ１差原因となる。そのため、回
路基板や静電容量型センサは、ケースに固定されなくて
はならない。
第２図は、上記静電界４７ｋ ）９ｊＪセンサ１を使用
した従来の物理量検出装置の一実施例の断面図である。
した従来の物理量検出装置の一実施例の断面図である。
同図において、１は」二記した構造の静電界ｊ、ｊ：！
、（ｊｊセンサであり、この静電容量型センサ１は○す
／グ１１を介して底部に小さな開ＩＪ１２ｉもったケー
ス１３に収納され、底面に樹脂リンク１４をもつ押え板
１５をビス１６により、ケース１３の段部に固着するこ
とにより静電容量型センサ１を固定している。１７は静
電容量検出回路の回路基板であり、ビス１８によりケー
ス１３の段部に固定されており、静電界−Ｈ，ｊＨ，）
、５！＋センザ１の信号取り出し線７〜９が、回路基板
１７に半［１」ｆゴけしである。
、（ｊｊセンサであり、この静電容量型センサ１は○す
／グ１１を介して底部に小さな開ＩＪ１２ｉもったケー
ス１３に収納され、底面に樹脂リンク１４をもつ押え板
１５をビス１６により、ケース１３の段部に固着するこ
とにより静電容量型センサ１を固定している。１７は静
電容量検出回路の回路基板であり、ビス１８によりケー
ス１３の段部に固定されており、静電界−Ｈ，ｊＨ，）
、５！＋センザ１の信号取り出し線７〜９が、回路基板
１７に半［１」ｆゴけしである。
なお、ケース１３の上面には盈２６が結合されている。
第３図は、第２図の信号取り出し線９の接続部の拡大断
面図である。同図において、２は上記ダイアフラム、３
は基台、１０は静電容量型センサ１のキャップを制御す
るだめのガラステアリ、１γは回路基板、９は静電容量
型センサ１の信号取り出し線である。６′は静電界Ｊ１
１型センザ１の上記薄膜電極６の取り出し部であり、基
台３の貫通孔１９に通した信号取り出し線９を最も固定
が容易な半田２０．２１で固定するため、厚膜のメタラ
イス層２２．２３を印刷しである。また信号取り出し線
９は半田２４により、回路基板１７に接ｂ″じしてあり
、−１１９に洋白線や１欧銅線が利用される。
面図である。同図において、２は上記ダイアフラム、３
は基台、１０は静電容量型センサ１のキャップを制御す
るだめのガラステアリ、１γは回路基板、９は静電容量
型センサ１の信号取り出し線である。６′は静電界Ｊ１
１型センザ１の上記薄膜電極６の取り出し部であり、基
台３の貫通孔１９に通した信号取り出し線９を最も固定
が容易な半田２０．２１で固定するため、厚膜のメタラ
イス層２２．２３を印刷しである。また信号取り出し線
９は半田２４により、回路基板１７に接ｂ″じしてあり
、−１１９に洋白線や１欧銅線が利用される。
以」二のような構成にすると、ヒートサイクル等の環境
変化が起った際、信号取り出し線９の熱膨張係数が１７
〜２０×１０−’／”Ｃと大きいため、メタライス層２
２と基台３の間に応力が働き、メタライス層２２が剥離
するという現象が生じる問題がある。なおメタライズ層
２３に働く応力は、メタライズ層２２−２３間の距離が
約５糎で、半１１１２４−メタライズ層２２１ｉｆｌの
距離の約Ａ−楠と短かいため、実質的に少なく、問題に
ならない。
変化が起った際、信号取り出し線９の熱膨張係数が１７
〜２０×１０−’／”Ｃと大きいため、メタライス層２
２と基台３の間に応力が働き、メタライス層２２が剥離
するという現象が生じる問題がある。なおメタライズ層
２３に働く応力は、メタライズ層２２−２３間の距離が
約５糎で、半１１１２４−メタライズ層２２１ｉｆｌの
距離の約Ａ−楠と短かいため、実質的に少なく、問題に
ならない。
発明の目的
本発明は、温度サイクルのような環境変化が生じても、
静電各歯型センサの信号取り出し線の基台との接着部の
剥離が生じないような物理量検出装置を提供することを
目的とするものである。
静電各歯型センサの信号取り出し線の基台との接着部の
剥離が生じないような物理量検出装置を提供することを
目的とするものである。
発明の構成
上記目的を達成するために本発明の物Ｆｌｌ［１検出装
置は、基台と上記基台とＩツ〒定のＩＨＩ隔を？４Ｇる
ように配置されたアルミナダイアフラムと、両名の相対
向する面に形成された薄膜電極と、上記薄膜電極の信号
取り出し線とを（ｉｉｆｉえた静”ＩＬ ６ ’、ニー
ｉ’０（リセンザと、上記静電容量型センサの静電容量
検出回路と、上記静電容量型センサおよび静電容量検出
回路を収納するケースとをＪＡ俯し、上記静電Ｗ １１
’： ！Ｉリセンサの信号取り出し線に、たわみを持た
せて、上記静電容量検出回路に接続するように構成した
ものであり、これにより、静電容量型センサの信頼性向
上を図るものである。
置は、基台と上記基台とＩツ〒定のＩＨＩ隔を？４Ｇる
ように配置されたアルミナダイアフラムと、両名の相対
向する面に形成された薄膜電極と、上記薄膜電極の信号
取り出し線とを（ｉｉｆｉえた静”ＩＬ ６ ’、ニー
ｉ’０（リセンザと、上記静電容量型センサの静電容量
検出回路と、上記静電容量型センサおよび静電容量検出
回路を収納するケースとをＪＡ俯し、上記静電Ｗ １１
’： ！Ｉリセンサの信号取り出し線に、たわみを持た
せて、上記静電容量検出回路に接続するように構成した
ものであり、これにより、静電容量型センサの信頼性向
上を図るものである。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第４図は、本発明の一実施例における静電容量型センサ
を用いた物理量検出装置の断面図を示すものである。な
お、従来例で説明した部分と共通の部分については同じ
図＠を用いて説明する。第４図において、１は静電容量
型センサ、２はダイアフラム、３は基台であり、０リン
グ１１および樹脂リング１４をもつ押え板１５、ビス１
６により、静電容量型センサ１を小さなパイプ状の開口
１２を底面にもつケース１３の内底面に固定している。
を用いた物理量検出装置の断面図を示すものである。な
お、従来例で説明した部分と共通の部分については同じ
図＠を用いて説明する。第４図において、１は静電容量
型センサ、２はダイアフラム、３は基台であり、０リン
グ１１および樹脂リング１４をもつ押え板１５、ビス１
６により、静電容量型センサ１を小さなパイプ状の開口
１２を底面にもつケース１３の内底面に固定している。
一方、静電容量型センサの回路基板１７はビス１８によ
りケース１３の段部に固定しである。
りケース１３の段部に固定しである。
寸だ、静電容量型センサ１の信号取り出し線７〜９は半
円状のたわみ２５をもたせて、回路基板１７に半１目イ
マ１けする、 第５図は、第４図の信号取り出し線９の接続部の拡大断
面図である。構成要素は上述した、第３図と同じである
。従来例との違いは信号取り出し線９と基台３との接Ｎ
Ｔ４１Ｓと、信号取り出し線９と回路基板１γの接続部
の間に、信号取り出し線９にたわみ２５を設けたところ
にある。」二言己のような構成にず扛ば、ヒートサイク
ル等の環境変化が生じた場合に、メタライズ層２２に生
ずる応力は、信号取り出し線９のたわみ２５で吸収され
、メタライズ層２２の剥離現象かなくなる。
円状のたわみ２５をもたせて、回路基板１７に半１目イ
マ１けする、 第５図は、第４図の信号取り出し線９の接続部の拡大断
面図である。構成要素は上述した、第３図と同じである
。従来例との違いは信号取り出し線９と基台３との接Ｎ
Ｔ４１Ｓと、信号取り出し線９と回路基板１γの接続部
の間に、信号取り出し線９にたわみ２５を設けたところ
にある。」二言己のような構成にず扛ば、ヒートサイク
ル等の環境変化が生じた場合に、メタライズ層２２に生
ずる応力は、信号取り出し線９のたわみ２５で吸収され
、メタライズ層２２の剥離現象かなくなる。
以上のような構成を用いれば、何ら新しい下根を追加す
ることなしに、信号取り出し腺にたわみを設けるという
最も簡単な手段で、本発明の実施例の物理量検出装置の
信頼性全回上さぜることか可能となる。
ることなしに、信号取り出し腺にたわみを設けるという
最も簡単な手段で、本発明の実施例の物理量検出装置の
信頼性全回上さぜることか可能となる。
なお、信号取り出し線７〜９のたゎみ２５は半円状に限
られることなく波形状、凸状なとどのような形状であっ
てもよい。
られることなく波形状、凸状なとどのような形状であっ
てもよい。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、木づａ１４ＪＩの物理
量検出装置は、静電容量型センサの信号取り出し腺にた
わみを設けることにより、従来の製造Ｔ法を何ら変更せ
ずに、かつ、信号取り出し線をたわませるという最も簡
単な手段の追加たけて、ヒートサイクルや振動サイクル
等の環境変化に十分耐え得る物理′ｆｉ′！検出装置を
得ることが可能と々す、物理量検出装置の信頼性を向上
させることができるものである。
量検出装置は、静電容量型センサの信号取り出し腺にた
わみを設けることにより、従来の製造Ｔ法を何ら変更せ
ずに、かつ、信号取り出し線をたわませるという最も簡
単な手段の追加たけて、ヒートサイクルや振動サイクル
等の環境変化に十分耐え得る物理′ｆｉ′！検出装置を
得ることが可能と々す、物理量検出装置の信頼性を向上
させることができるものである。
第１図ａは静電容量型センサの斜視図、第１図すは同セ
ンサのダイヤフラムの平面図、第１図Ｃは同センサの基
台の内部平面図、第２図は従来の物理１１に検出装置の
一例の断面図、第３図は第２図の要部拡大断面図、第４
図は本発明の物理量検出装置の一実施例の断面図、第５
図は第４図の要部の拡大断面図である。 １・・・・・・静′１シ容量型センザ、２・・・・ダイ
アフラム、３・・・・基台、４，５．６・・・・薄膜電
極、７，８゜９・ ・信号取り出し線、１０・・・−・
ガラス、１１・・・・・０リング、１２・・・・開口、
１３・・・・・ケース、１４・・・にｊＪ脂リンク、１
５・・ ・押え板、１６・・・・・・ビス、１７・・・
・・回路基板、１８・・・・・・ヒス、１９・・・・貫
通孔、２０，２１．２４・・・・・半田、２２゜２３−
・−・メタライズ層、２６−・・・たわみ。 第１図 第２図 １゜ 第３図 ４
ンサのダイヤフラムの平面図、第１図Ｃは同センサの基
台の内部平面図、第２図は従来の物理１１に検出装置の
一例の断面図、第３図は第２図の要部拡大断面図、第４
図は本発明の物理量検出装置の一実施例の断面図、第５
図は第４図の要部の拡大断面図である。 １・・・・・・静′１シ容量型センザ、２・・・・ダイ
アフラム、３・・・・基台、４，５．６・・・・薄膜電
極、７，８゜９・ ・信号取り出し線、１０・・・−・
ガラス、１１・・・・・０リング、１２・・・・開口、
１３・・・・・ケース、１４・・・にｊＪ脂リンク、１
５・・ ・押え板、１６・・・・・・ビス、１７・・・
・・回路基板、１８・・・・・・ヒス、１９・・・・貫
通孔、２０，２１．２４・・・・・半田、２２゜２３−
・−・メタライズ層、２６−・・・たわみ。 第１図 第２図 １゜ 第３図 ４
Claims (1)
- 基台と上記基台と所定の間隔を得るように配置されたア
ルミナダイブフラムと、両者の相対向する面に形成され
た薄膜電極と、上記薄膜電極の信号取り出し線とを備え
た静電容量型センサと、上記静’ｒｔ容量型センサの静
電容量検出回路と、上記静′ｉ５’８−量型センサおよ
び上記静電容量検出回路を収納するケースとを具備し、
上記静電容量型センサの信号取９出し線に、たわみを持
たせて上記静１’６容ｊｊ１検出回路に接続することを
特徴とする物理ｉｉｌ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19462583A JPS6086413A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 物理量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19462583A JPS6086413A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 物理量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086413A true JPS6086413A (ja) | 1985-05-16 |
Family
ID=16327625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19462583A Pending JPS6086413A (ja) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | 物理量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6086413A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6425289B1 (en) | 1998-04-17 | 2002-07-30 | Micronas Gmbh | Capacitive sensor |
| JP2011209051A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Advics Co Ltd | 電子デバイスおよび電子デバイスの実装方法 |
-
1983
- 1983-10-18 JP JP19462583A patent/JPS6086413A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6425289B1 (en) | 1998-04-17 | 2002-07-30 | Micronas Gmbh | Capacitive sensor |
| JP2011209051A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Advics Co Ltd | 電子デバイスおよび電子デバイスの実装方法 |
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