JPS61204529A - 半導体圧力センサ - Google Patents
半導体圧力センサInfo
- Publication number
- JPS61204529A JPS61204529A JP4486385A JP4486385A JPS61204529A JP S61204529 A JPS61204529 A JP S61204529A JP 4486385 A JP4486385 A JP 4486385A JP 4486385 A JP4486385 A JP 4486385A JP S61204529 A JPS61204529 A JP S61204529A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- pressure sensor
- strain
- electrostrictive element
- semiconductor
- 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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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0007—Fluidic connecting means
- G01L19/0038—Fluidic connecting means being part of the housing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
- G01L19/0645—Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L27/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
- G01L27/007—Malfunction diagnosis, i.e. diagnosing a sensor defect
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は故障検出及び校正の容易な半導体圧力センサに
関する。
関する。
半導体圧力センサの故障検出及び校正は、一般に被測定
流体の雰囲気を取り除き別途配管を行なって校正用の流
体による圧力印加を行なう必要があった。この方法に掛
かる時間と労力は少なくなく、特に工業計測用の差圧・
圧力伝送器に用いられている場合などは圧力配管の取シ
はすし、据え付は場所での校正用流体圧力の確保等多大
な労力を必要とした。
流体の雰囲気を取り除き別途配管を行なって校正用の流
体による圧力印加を行なう必要があった。この方法に掛
かる時間と労力は少なくなく、特に工業計測用の差圧・
圧力伝送器に用いられている場合などは圧力配管の取シ
はすし、据え付は場所での校正用流体圧力の確保等多大
な労力を必要とした。
故障の検出に関しては、特開昭５９−１２４１７３号公
報に一例が示されているが、過大圧によるダイアフラム
の破損時にのみ有効な方法であり又校正に用いることは
できない。
報に一例が示されているが、過大圧によるダイアフラム
の破損時にのみ有効な方法であり又校正に用いることは
できない。
本発明の目的は流体による圧力印加を行なうことなく故
障検出及び校正をすることがＩＪＴ Ｄな半導体圧力セ
ンサを提供することにろる。
障検出及び校正をすることがＩＪＴ Ｄな半導体圧力セ
ンサを提供することにろる。
本発明の特徴は半導体圧力センサに１歪素子と取シ付け
た点にある。この電歪素子に電界を加えることによって
半導体圧力センサの感圧部に歪を生じさせることができ
る。従って予め電歪素子に加える成界と感圧部に生じる
歪の関係を知っておけば、流体圧力を印加することなく
校正することができろう又、出力電圧の異常直によって
故障の検出ができる。
た点にある。この電歪素子に電界を加えることによって
半導体圧力センサの感圧部に歪を生じさせることができ
る。従って予め電歪素子に加える成界と感圧部に生じる
歪の関係を知っておけば、流体圧力を印加することなく
校正することができろう又、出力電圧の異常直によって
故障の検出ができる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明を圧力伝送器に適用した例を示す。
本体１の外測にはプロセス圧受圧ダイアフラム５と大気
圧受圧ダイヤフラム６が溶層されている。
圧受圧ダイヤフラム６が溶層されている。
前記受圧ダイアフラム５及び６によって外部と隔離され
た本体１の内部は半導体圧力センサ３、支持台４、クー
ル金具２、セラミック基板７、及びハーメチックシール
ビン８からなる半導体圧力センサアセンブリ５０によっ
て２つの受圧室すなわちプロセス圧側受圧室１４と大気
圧側受圧室１５とに分けられ、各々の受圧室は非圧縮性
の封入液によって満、たされている。通常の動作は被測
定プロセス圧力がプロセス圧受圧ダイアフラム５から封
入液に伝わって半導体圧力センサ３の片方の面に掛かシ
、同様に大気圧受圧ダイアフラム６と封入液を介して大
気圧が半導体圧力センサ３のもう片方の面に掛かる。前
記半導体圧力センサ３は前記大気圧と前記プロセス圧の
差圧に応じて歪み、歪み量に応じた電気信号を出力する
。前記電気信号はワイヤボンディング等の結線９を介し
てセラミック基板７からハーメチックシールビン８へと
伝わシ、接続プリント板１０によって増幅部（図示せず
）へと伝達される。ここで半導体圧力センサ３ｉｄ第２
図に示すように薄い感圧部１６と前記感圧部工すも厚い
支持部１７とからなシ前記感圧部１６の前記叉ｒｊ部１
７と同じ副に例えばガリウムヒ承から成る電歪素子１９
を埋め込んだ構造になっている。なお歪みを検出するス
トレインゲージｒｉ感圧部１６の支持部１７と反対側の
表面に拡散形成されブリッジ回路を構成している（図示
せず）。従って前記電歪素子１９に電界を加えると感圧
部１６に歪が生じ通常の圧力１９０時と同様に出力電圧
信号が増幅部へと伝わる。
た本体１の内部は半導体圧力センサ３、支持台４、クー
ル金具２、セラミック基板７、及びハーメチックシール
ビン８からなる半導体圧力センサアセンブリ５０によっ
て２つの受圧室すなわちプロセス圧側受圧室１４と大気
圧側受圧室１５とに分けられ、各々の受圧室は非圧縮性
の封入液によって満、たされている。通常の動作は被測
定プロセス圧力がプロセス圧受圧ダイアフラム５から封
入液に伝わって半導体圧力センサ３の片方の面に掛かシ
、同様に大気圧受圧ダイアフラム６と封入液を介して大
気圧が半導体圧力センサ３のもう片方の面に掛かる。前
記半導体圧力センサ３は前記大気圧と前記プロセス圧の
差圧に応じて歪み、歪み量に応じた電気信号を出力する
。前記電気信号はワイヤボンディング等の結線９を介し
てセラミック基板７からハーメチックシールビン８へと
伝わシ、接続プリント板１０によって増幅部（図示せず
）へと伝達される。ここで半導体圧力センサ３ｉｄ第２
図に示すように薄い感圧部１６と前記感圧部工すも厚い
支持部１７とからなシ前記感圧部１６の前記叉ｒｊ部１
７と同じ副に例えばガリウムヒ承から成る電歪素子１９
を埋め込んだ構造になっている。なお歪みを検出するス
トレインゲージｒｉ感圧部１６の支持部１７と反対側の
表面に拡散形成されブリッジ回路を構成している（図示
せず）。従って前記電歪素子１９に電界を加えると感圧
部１６に歪が生じ通常の圧力１９０時と同様に出力電圧
信号が増幅部へと伝わる。
電歪素子１９ＫＥｌ］加する電界に対する半導体圧力セ
ンサ３の出力１圧すなわち感圧部１６の歪量の関系ｔ−
例えば等価圧力として製造時に記録しておけば、経年変
化による誤差を校正することができる。また増幅部の出
力を見ることによって増幅部の影響も含めた校正を行な
うことができる。
ンサ３の出力１圧すなわち感圧部１６の歪量の関系ｔ−
例えば等価圧力として製造時に記録しておけば、経年変
化による誤差を校正することができる。また増幅部の出
力を見ることによって増幅部の影響も含めた校正を行な
うことができる。
この実施例においては半導体圧力センサ３は液封されて
いるため破損した場合目視で確認することはできないが
前記校正と同様の手順によって出力の異常直、例えば歪
みが生じても出力が零、といった形で演出が可能である
。
いるため破損した場合目視で確認することはできないが
前記校正と同様の手順によって出力の異常直、例えば歪
みが生じても出力が零、といった形で演出が可能である
。
以上のような故障検出、校正を既設のプロセス圧力導入
配ｆｔ−取シはずすことなく又特別の試験用流体・配管
を用意することなく行なえる。
配ｆｔ−取シはずすことなく又特別の試験用流体・配管
を用意することなく行なえる。
前記実施例では′電歪索子１９は感圧部１６に埋め込ま
れていたが、第３図に示すように接着した場合でもよい
。又電歪素子は感圧部に着いている必要はなく、第４図
に示すように支持部１７に２０のごとく着いていても同
様の効果が期待できる。その醜悪圧部に歪を発生させる
ことが可能であれば、電歪素子の賊り付は位＃Ｌ取り付
は方法にはよらない。
れていたが、第３図に示すように接着した場合でもよい
。又電歪素子は感圧部に着いている必要はなく、第４図
に示すように支持部１７に２０のごとく着いていても同
様の効果が期待できる。その醜悪圧部に歪を発生させる
ことが可能であれば、電歪素子の賊り付は位＃Ｌ取り付
は方法にはよらない。
前記実施例ではダイアフラム形半導体圧力センサを取り
上げたがカンチレバーに半導体圧力センサチップを貼り
つけた形等、他のタイプでもよい。
上げたがカンチレバーに半導体圧力センサチップを貼り
つけた形等、他のタイプでもよい。
前記実施例では圧力伝送器について述べたが、差圧伝送
器に関しても同様である。その場合電歪素子に加える電
界の方向を切シ換えることによって、正負両方の差圧を
仮定した歪を生じることがでさるという特有の効果があ
る。又伝送器である必要もなく、圧力変換器でろうても
圧力計であってもよい。非液封であっても同様である。
器に関しても同様である。その場合電歪素子に加える電
界の方向を切シ換えることによって、正負両方の差圧を
仮定した歪を生じることがでさるという特有の効果があ
る。又伝送器である必要もなく、圧力変換器でろうても
圧力計であってもよい。非液封であっても同様である。
以上の実癩例においては、４歪素子への゛電界印加、そ
の時の出力゛電圧の測定、測定値と初期の値との比較、
診断及び校正の手段については特に示さなかったが、計
算器例えばマイクロコンピュータとＲＯＭを菱って前記
の処理を行なった時本発明の効果は非盾に大きい。
の時の出力゛電圧の測定、測定値と初期の値との比較、
診断及び校正の手段については特に示さなかったが、計
算器例えばマイクロコンピュータとＲＯＭを菱って前記
の処理を行なった時本発明の効果は非盾に大きい。
以上、詳述したように本発明によれば流体の圧力を７口
えることなく感圧部に歪を生じさせることができるので
、故障検出及び校正の容易な半導体圧力センサが得られ
る。
えることなく感圧部に歪を生じさせることができるので
、故障検出及び校正の容易な半導体圧力センサが得られ
る。
第１図は本発明を圧力伝送器に応用した例を示す図、第
２図、第３図、第４図は′電歪素子の半導体圧力センサ
への取り付は例を示す図である。 ３・・・半導体圧力センサ、１６・・・感圧部、１７・
・・支持部、１９・・・醒歪素子。
２図、第３図、第４図は′電歪素子の半導体圧力センサ
への取り付は例を示す図である。 ３・・・半導体圧力センサ、１６・・・感圧部、１７・
・・支持部、１９・・・醒歪素子。
Claims (1)
- １、半導体単結晶板の感圧起歪部と前記感圧起歪部の片
方の主表面上に拡散された半導体ひずみゲージよりなる
半導体圧力センサにおいて、前記感圧起歪部に歪を生じ
させ得る位置に例えば接着材による接着等の方法で電歪
素子を取り付けたことを特徴とする半導体圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4486385A JPS61204529A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 半導体圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4486385A JPS61204529A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 半導体圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61204529A true JPS61204529A (ja) | 1986-09-10 |
Family
ID=12703327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4486385A Pending JPS61204529A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 半導体圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61204529A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0279515A1 (en) * | 1987-01-24 | 1988-08-24 | Schlumberger Industries Limited | Sensors |
| WO1997031252A1 (en) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Rosemount Inc. | Pressure sensor diagnostics in a process transmitter |
-
1985
- 1985-03-08 JP JP4486385A patent/JPS61204529A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0279515A1 (en) * | 1987-01-24 | 1988-08-24 | Schlumberger Industries Limited | Sensors |
| WO1997031252A1 (en) * | 1996-02-23 | 1997-08-28 | Rosemount Inc. | Pressure sensor diagnostics in a process transmitter |
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