JPS61213741A - 圧力検出装置 - Google Patents

圧力検出装置

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JPS61213741A
JPS61213741A JP5664385A JP5664385A JPS61213741A JP S61213741 A JPS61213741 A JP S61213741A JP 5664385 A JP5664385 A JP 5664385A JP 5664385 A JP5664385 A JP 5664385A JP S61213741 A JPS61213741 A JP S61213741A
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cable
pressure
diaphragm
air
strain gauge
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JP5664385A
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JPH0585855B2 (ja
Inventor
Mineo Takayama
高山 峰男
Sumio Yokota
横田 澄夫
Hiroshi Usuda
宏 臼田
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Nagano Keiki Seisakusho KK
Original Assignee
Nagano Keiki Seisakusho KK
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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

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、流体等の圧力を検出する圧力検出装置に係シ
、特に微圧のゲージ圧を測定する際に使用する圧力検出
装置に関する。
〔従来技術〕
圧力検出装置は、通例大気圧との差(圧力計は大気圧以
上の、真空計はそれ以下の)を示すようになっている。
このように大気圧を基準とした圧力の大きさをゲージ圧
といい、微圧のゲージ圧の検出には、その圧力測定時の
大気圧を基準にしないと正確な圧力測定が不可能である
。この場合、起歪部を構成するダイヤフラムの受圧面の
裏側における背圧を大気圧と導通させることが必要とな
る。この為、従来はダイヤフラムを収納している筐体の
一部に大気導入用孔を穿設し、この大気導入用孔からダ
イヤフラムに大気を導入していた。
〔発明が解決しようとするII’(’I題点〕しかしな
がら、従来の圧力検出装置においては、前記大気導入用
孔から塵埃や湿気が入シ込み歪ゲージと直接接触するた
め、歪ゲージそのものの抵抗直が経時的に変化して正確
な圧力測定が行えなかったり、塵埃そのものによって歪
ゲージが損傷したりする場合があった。また塵埃や湿気
によって歪ゲージから電流がリークするおそれもあり、
水分や湿気により歪ゲージが腐食する等の種々の欠点が
めった。
さらに、斯かる圧力検出装置を液面計として利用する場
合には、チューブ等により大気迄引っばり出さなくては
ならず、極めて繁雑であった。
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、その目
的とする処は、外気の塵埃や湿気等の影響を受けにくく
、簡易に背圧を大気と導通させることができる圧力検出
装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明は、起歪部を構成する
ダイヤフラムの受圧面の反対側の面に歪ゲージを形成し
、この歪ゲージに接続された信号用ケーブル内に細管を
挿入し、この細管にょシ前記歪ゲージ形成面に大気を導
入するようKしたものである。
〔作用〕
本発明は上記の手段により、ケーブル内に通気用細管を
挿入したことにより構造が簡琳になり、圧力検出部と大
気圧部分とがケーブルの長さだけ離れているため、外気
の塵埃や湿気等の影響を受けにくく、液面計に利用する
場合も特別な手段を講じなくても良い。
〔実施列〕
以下、第1図乃至第3図に図示した実施列に基づいて本
発明の詳細な説明する。
第1図において、符号1はステンレス族のダイヤフラム
であり、このダイヤフラム1は中央下面に凹部を形成す
ることにより薄板部を形成し、この薄板部によって起歪
部1aを構成している。このダイヤフラム1の上面には
絶縁膜として機能する酸化圭素(810り薄膜2が形成
されている。
斯かる酸化圭素薄膜2の形成にはプラズマCVD ((
!hemical vapour Depositio
n)法が採用されており、以下にプラズマOVD法を遂
行するためのプラズマ0VD装置について説明する。
プラズマ0VD装置は、誘導結合方式および容量結合方
式のものがある(詳しくは、菅野卓雄編著「半導体プロ
セス技術」産業図番)、。
ここでは、平行平板型の容量結合型プラズマCvn装置
を使用した場合について説明する。
第3図は、容量結合型プラズマ0VD装置Iの一実施例
であり、反応室31内には丸型の基板電極32と高周波
電極部が対向して配設されている。前記反応室31の外
側部近傍には、真空ポンプ(図示せず)に連通するため
の連通格調、34が形成されていて、前記真空ポンプに
より反応室31内が排気され該うになっ、いる。
一方、前記基板電極32の中央部にはガス導入路あが形
成されておシ、このガス導入路あが三方に分岐されてい
て、左端の分岐路は開閉弁SV、を介して水素化ケイ素
ガス(81H4)供給源%に連通され、中間の分岐路は
開閉弁SV、を介して一酸化二窒素ガス(N、O)供給
源37に連通され、そして右端の分岐路は開閉弁BV、
を介して水素化ホウ素ガス(B□Ha)供給源側に連通
されている。
また、前記基板電極32は磁気回転機wt39により回
転可能に構成されており、そしてこの基板電極32の下
方にはヒータ40が配設されていて、このヒータ40に
より反応室31内の基板電極32の温29ントC−ルさ
れるようになっている。
次に、上記プラズマ0VD装置によりダイヤフラム1の
上面に酸化圭素薄膜2を析出させる方法について説明す
る。
まず、表面を研摩洗浄等の表面処理をしたダイヤフラム
1を反応室31内の基板電極32上に配置し、反応室3
1内の空気を前記真空ポンプにより排気する。そして開
M弁av、bよびBV、を開放し、水素化ケイ素ガス供
給源36よfisiH,ガス(Nt90チ希釈)を、−
酸化二窒素ガス供給源37よ、シN、Oガスをガス導入
路あから反応室31内に導入する。このときN、Oガス
とB i I(4ガスからなる反応ガスの混合比は10
:1である。またBIH,’Jiスと40ガスの流量は
ニードルパルプで微調整されて、たとえば反応ガスの総
流量は140500M (20C1気圧での1分間あた
りの7)で調整した。そしてこの反応ガスに基板電極3
2と高周波電極あとにより高周波電界を印加し、その電
気的エネルギを利用して反応ガスを活性化し、この第1
プラズマ雰囲気下で気体状物質を反応させてダイギフラ
ム1の上面に酸化走電薄膜2を析出させる。このとき基
板電極32の下方に配設されたヒータ40によりダイヤ
フラム1は加熱されるが、ダイヤフラム1の温度は約2
50〜500Cの範囲の一定温度に保之れている。また
反応室31内の圧力は10Pa  (パスカル)に保た
れている。気体分子の平均自由行程は絶対圧力に反比列
するので、常圧における時よシも低圧の時の方が平均自
由行程が大きいため、形成される酸化走電薄膜の均一性
が良い。一方、1O−3Pa以下の超低圧では平均自由
行程が大きくなシ過ぎ、気体分子のまわシ込みが悪くな
り、凹凸面への膜の形成が出来にくくなる。したがって
反応室31内の圧力は102P a〜10Paの範囲内
にあることが望ましいが、プラズマOVD法は10Pa
〜1O−3Paの範囲で行われるので凹凸面にも均一で
まわり込みの良い酸化走電薄膜を形成することができる
。なお、ここでは前記したように1QPaの圧力で行な
った。
そして基板電極32と高周波電極お間のFt、 F、電
力は70蔦印加し所定時間保持し酸化走電薄膜2をダイ
ヤフラム1上に所定厚さ堆積させた。
このあと、反応室31内を前記真空ポンプで排気し、絶
W&膜形成時のガスを一掃して残留しないようにした後
、ダイヤフラム1を約400〜650Cの範囲の一定温
度に加熱するとともに、開閉弁eV。
およびsv、を開放し、81H,ガス(N、90%希釈
)とB、H,ガス(1500ppm、H,希釈)とを反
応室31内に導入する。このとき81H,ガスとB、1
’!、ガスからなる反応ガスの混合比はtoo : 0
.01〜100:2の範囲内のものを選定し、反応室3
1内の圧力は前述と同様に適当なものを選足し、所定時
間保持する。
この第2プラズマ雰囲気下で気体状物質を反応させてダ
イヤフラム1の酸化走電薄膜2上にホウ素化走電(81
B )からなるシリコン薄膜を形成する。
そして、前記シリコン薄膜にホトエツチングを施し、部
分層にシリコン薄膜を残してその他の部分を除去せしめ
、残されたシリコン薄膜により歪ゲージ3を形成し、こ
の歪ゲージ3に金などの金喝を蒸着して電極を形成する
以上述べた実施例において、プラズマOVD法のパラメ
ータ(例えば金属製起歪部の加熱温度、ガスの成分およ
び濃度、反応容器の形状、ガス流量、容器内の圧力、処
理時間等)は絶縁膜と歪ゲージの特性、用途、形状等に
応じて適宜変更できる。
上記のようにプラズマcv’n法によりリコン薄膜2お
よび歪ゲージ3を形成したダイヤフラム1上に善本状の
シールキャップ4が装着されている。
前記シールキャップ4はファインセラミック材からなっ
ておシ、比較的薄い板厚の円柱状のものでるり、その下
部には前記歪ゲージ3を収納するためのケーシング5が
形成され、このケーシング5の外周IJ、j5にボンデ
ィング用貫通孔6が複数個穿設されている。
オた前記シールキャップ4の上面には、外部と電気的接
続を行うための複数個の接続用パッド(図示せず)が添
着されておυ、この接続用パッドと歪ゲージ3用の電極
とがボンディングワイヤ7によって接続されている。
一方、前記接続パッドに電気的に接続される信号用ケー
ブル8は、第2図にその断面図が図示されておシ、外被
9内にシールド線10が配置され、このシールド+1!
10内に4本の被覆電線11が配電され、さらにこれら
の被覆電線11の中心に通気/<イブ12が配置されて
いる。
前記通気パイプ12は、ケーブル8の配線作業の障害と
ならないように曲がり易い可撓性材料が使用されており
、たとえばプラスチック等の合成樹脂材が用いられてい
る。上記のように構成したケーブル8の被覆電線11を
第1図に図示するように前記接続パッドに接続し、通気
パイプ12をシールキャップ4の貫通孔からケーシング
5内に挿入す接続部等を密封するとともにケーブル8を
固定する。なお、符号14は外筒であり、ダイヤフラム
1の大径部上に固着されてける。
以上のように構成した圧力検出装置を、ダイヤフラム1
の受圧面(起歪部1aの下面)が測定体に直接接触する
ように取り付け、信号用ケーブル8を測定装置(歪ゲー
ジ3からの信号を処理する装置であり図示していない)
まで延長して配線し、この測定装置が設置されている清
浄な環境の室内に前記信号用ケーブルB内の通気バイブ
ロ開放端を開放する。かくして、前記通気パイプコチ開
放端より清浄な空気がケーシング5内に導入され、ダイ
ヤフラム1の背圧を大気と導通させることができる。
〔発明の効果〕
以上、実施列の説明から明らかなように、本発明に係る
圧力検出装置は、ケーブル内に通気パイプを挿入し九こ
とにより構造が簡易になシ、ダイヤフラムからなる圧力
検出部と大気圧部分とがケーブルの長さだけ離れている
ため、外気の塵埃や水分および湿気等の影響を受けにく
く、外部環境に基づく種々の不都合を除去できる。した
がって、この圧力検出装置によれば、長時間正確な圧力
測定が行えるとともに、歪ゲージの劣化を防ぐことがで
きる。
また本発明に係る圧力検出装置を液面計に応用する場合
には、チューブ等によってダイヤフラムの背圧を大気と
導通させる等の特別な手段を講じる必要がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る圧力検出装置の断面図、第2図は
その構成部品であるケーブルの断面図、第3図は本発明
に係る圧力検出装置の製造装置である容量結合型プラズ
マCVD装置の漿略図である。 1・・・ダイヤフラム、2・・・酸化走電薄膜、3・・
・歪ゲージ、4・・・シールキャンプ、5・・・ケーシ
ング、8・・・信号用ケーブル、9・・・外被、10・
・・シールド線、11・・・被覆電線、12・・・通気
パイプ。 出願人代理人  猪 股   清 第1目 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、起歪部を構成するダイヤフラムの受圧面の反対側の
    面に歪ゲージを形成し、この歪ゲージに接続された信号
    用ケーブル内に細管を挿入し、この細管により前記歪ゲ
    ージ形成面に大気を導入するようにしたことを特徴とす
    る圧力検出装置。 2、前記細管は、可撓性部材からなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の圧力検出装置。
JP5664385A 1985-03-20 1985-03-20 圧力検出装置 Granted JPS61213741A (ja)

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JPH0585855B2 JPH0585855B2 (ja) 1993-12-09

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61269034A (ja) * 1985-05-23 1986-11-28 Omron Tateisi Electronics Co ゲ−ジ圧検出用圧力センサ
WO1989003592A1 (en) * 1987-10-07 1989-04-20 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Semiconducteur thin-film pressure sensor and method of producing the same
US5191798A (en) * 1988-09-30 1993-03-09 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Pressure sensor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54137378U (ja) * 1978-03-17 1979-09-22
JPS56155341U (ja) * 1980-04-22 1981-11-19

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