JPS62255840A - 圧力センサ - Google Patents

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〕 本発明は圧力を測定するセンサに関する。。

〔従来の技術〕

従来から圧力の測定にはブルドン管など圧力下で変形す
る曲管やダイヤプラムを用いた圧力計とか、８１基板に
異方性エツチングを応用した小型の圧力センサなどが使
用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の測定方法は圧力計自身が高価なも
のであったシ、圧カセ／すに増幅器や記録計を付加しな
ければ測定ができず、そのためセンサ自体は比較的安価
であっても測定装置としては高価となるなどの不都合が
あり、増幅器や記録計を必要とせず圧力を簡易に計測し
得るセンサが要望されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る圧力センサは上述したような問題点を解決
すべくなされたもので、所定形状の凹部を有する基板と
、この基板の前記凹部が設けられた面に張着され該凹部
を被う柔軟性を有する膜状体と、外部圧力により前記膜
状体が変形し前記凹部の底面に接触したときその接触し
た領域を物理的または化学的に記憶する手段とで構成し
たものである。

〔作用〕

本発明においては膜状体と凹部底面との接触領域を示針
的に計測することで、膜状体に加わった圧力をｆｌ’ｌ
ｌ定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図葎）　、　（ｂ）は本発明に係る圧力センサの第
１実施例を示し、（亀）図は圧力を受けない通常の状態
、（ｂ）図は圧力を受けた状態、第２図はガラス基板の
平面図、第３図は同基板の底面図である。これらの図に
おいて、１は表面に凹部２が形成された透明なガラス基
板、３はガラス基板１の表面に張着され前記凹部２を被
うゴム等の柔軟性を有する膜状体、４は膜状体３が外部
圧力を受けて変形し前記凹部２の底面６と接触した領域
部（第３図斜線部）を物理的に記憶する手段として前記
膜状体３の内側面に塗布された粘着層、８はガラス基板
１の下面に刻設された目盛で、これらによって圧力セン
サ１０を構成している。

前記凹部２の平面視形状としては、第２図に示すように
３つの直線からなる２等辺三角形のものとか、第４図に
示すように２つの曲線を持った略２等辺三角形のものな
ど種々考えられる。そして、凹部２の底面６は全面に亘
って食刻が施されることにより、すシガラス状になって
いる。

前記膜状体３は圧力を受けるとその大きさに応じて下方
に変形し、粘着層８の一部が凹部底面６と接触する。第
１図（ｂ）はこの状態を示し、圧力を取り除いても粘Ｎ
層８により膜状体３の一部が凹部底面６に貼シ付いたま
まの状態を維持する。そこで、この状態をガラス基板１
の底面側から見ると、凹部底面６との接触領域部Ｔは、
凹部底面６のすりガラスの効果がなくなるため、ガラス
基板１を通して視認され、それ以外の部分はすシガラス
効果により視認されることがない。そして、この接触領
域部Ｔの量を目盛８から読み取ることにより、膜状体３
が受けた外部圧力の大きさを測定することができる。

この場合、第２図に示した凹部２の形状では、圧力に対
して対数的な変形を膜状体３に与えることができ、ＷＪ
４図の場合は、圧力と膜状体３の変形は線形となる。こ
の他にも凹部２の形状にょυ指数的変形等の変形を与え
ることが可能である。

第５図は本発明の第２実施例を示す断面図である。本実
施例は圧力が加圧の場合でも使えるようにしたもので、
互いに対向する面にそれぞれ凹部２０．２１が形成され
た上下一対のガラス基板２２゜２３と、これらのガラス
基板２２．２３によって挾持された膜状体３と、この膜
状体３の両面にそれぞれ塗布された粘着層２４．２５と
、ガラス基板２３に設けられ前記凹部２１に連通する適
宜個数（本例の場合２つ）の挿通孔２６等で圧力センサ
２Ｔを構成し、前記挿通孔２６を通して外部圧力が前記
膜状体３に作用するように構成されている。

この場合、圧力センサ２Ｔを加圧の中に入れると、膜状
体３は上方に変形してガラス基板２２の凹部底面２８と
接触し、負圧、真空中に入れた場合は、膜状体３は下方
に変形してガラス基板２３の凹部底面２９と接触する。

なお、変形、接触後の圧力の大きさの読み取シは上記第
１実施例と全く同様である。

第６図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の第３実施例を示す
断面図および底面図である。本実施例の基本的構成は前
述した第１実施例と同じであるが、この場合凹部２の平
面視形状を長方形に形成する一方、膜状体３の厚みを長
手方向に変化させている。また、膜状体３の内側面と凹
部２の底面には互いに接触することにより変色現象を引
き起す２種類の化学反応物質、例えばフェノールフタレ
ン３０とアルカリ性物負３１とがそれぞれ塗布されてお
シ、これらの化学反応物質が膜状体３と凹部底面との接
触領域を記憶する手段３２を構成している。

このよう々構成において、圧力を受けて膜状体３が下方
に変形し、その一部が凹部底面に接触すると、この接触
領域部分のフェノール７タレン３０とアルカリ性物質３
１とが反応して色が変化（濃紅色）するので、この変色
した領域を目盛８で読み取るととＫよシ、圧力を測定す
ることができる。

これは化学反応により色が変化する現象を利用したもの
であるが化学反応物質としては前述のフェノール７タレ
ン３０とアルカリ性物質３１に限らず種々の組合せが与
えられる。

また、本実施例は凹部２の形状が長方形の場合と化学反
応物質の変色の組合せで示したが、これに限られるもの
ではなく、第１実施例の四部２の形状と化学反応物質の
変色の組合せであってもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る圧力センサは、凹部を
有する基板と、柔軟性を有する膜状体と、膜状体と凹部
底面との接触領域を物理的または化学的に記憶する手段
とで構成したので、構造が非常に簡単で安価に製作でき
、また増幅器、記録計等を必要とせずセンサ単体での使
用を可能にする。

また、１つのセンサで加圧も負圧も測定でき、したがっ
て、圧力容器中の圧力の簡易測定、真空容器中の真空度
の測定、海、湖、川などの水深の測定等々の測定に好適
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明に係る圧力センサの
一実施例を示し、（ａ）図は圧力を受けない通常状態の
断面図、（ｂ）図は圧力を受けた状態の断面図、第２図
はガラス基板の平面図、第３図は同基板の底面図、第４
図は凹部の他の実施例を示すガラス基板の平面図、第５
図は本発明の第２実施例を示す断面図、第６図（ａ）　
、　（ｂ）は本発明の第３実施例を示す断面図および底
面図である。 １・・φ・ガラス基板、２−・・・凹部、３・・・１膜
状体、４・・・・粘着層、６・・・・凹部底面、７・・
・・接触領域、８・ｅ・・目盛、２０．２１・゛・１１
１１凹部、２２．２３−・・・ガラス基板、２４．２５
・・・・粘着層、２８．２９・・・・凹部底面、３０−
・慢・試薬物質、３１・・・・化学反応物質。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定形状の凹部を有する基板と、この基板の前記
   凹部が設けられた面に張着され該凹部を被う柔軟性を有
   する膜状体と、外部圧力により前記膜状体が変形して前
   記凹部の底面に接触したときその接触した領域部を物理
   的または化学的に記憶する手段とを備え、前記接触領域
   部を定量的に計測することにより圧力を測定するように
   したことを特徴とする圧力センサ。
2. （２）膜状体と凹部底面との接触領域を記憶する手段が
   、前記膜状体に塗布された粘着層であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の圧力センサ。
3. （３）膜状体と凹部底面との接触領域を記憶する手段が
   、前記膜状体と凹部底面にそれぞれ塗布され互いに接触
   することにより変色現象を引き起す２種類の化学反応物
   質とで構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の圧力センサ。