JPS63233345A - 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】 主粟上血机且立艷 この発明は、差動変圧器のコイルの中心部に位置する非
磁性体のセンサーメタルの変位と高周波による渦電流と
によって、コイルのインピーダンスが変化し、２次コイ
ルに差電圧が生ずる原理を応用した圧力センサーに関す
るものである。

丈来叫挟丘 現存の圧力センサーは、機械的変換要素と物性的変換要
素に分類される。前者にはダイアフラム、カプセル、ベ
ローズ、ブルドンチューブ方式等がある。この発明が採
用したダイアフラム方式には容量式、抵抗式、電磁誘導
式、力測定式がある。

電磁誘導式には差動変圧器型、リラクタンス型、渦電流
型がある。

後者の代表的なものとしては、半導体センサーが挙げら
れ、最近は極めて広汎に使用されている。

日　（シよ゛　　る。　占 しかしながら、この半導体センサーは次のような問題点
を有している。

（ａ）高価である。

中）最低検出可能圧力が約３５０ｇ／ｃｄ程度であって
、これより小さい圧力を検出することが出来にくい。

ｆｃｌ受圧面であるシリコンウェーハの面が水分等によ
って腐食し易い。

この発明は以上のことに鑑みてなされたものであって、
低価であって、数ｇ／ｃＬａ程度の圧力を検出すること
が出来且つ水分を含む媒体の圧力も測定し得る圧力セン
サーを提供することを目的としている。

。　占を１するための手 この発明による圧力センサーは、１次ボビンと２次ボビ
ンにそれぞれ１次コイルと２分割した２次コイルを巻回
し、前記１次ボビンを前記２次ボビンの内部に挿入嵌合
するとともに、前記１次ボビンと２次ボビンをダイアフ
ラム押さえとカバーによって挟着し、前記２次コイルの
略中心部に、ダイアフラムに接続した非磁性体のセンサ
ーメタルを配備し、前記センサーメタルと前記１次コイ
ルおよび２次コイルによって差動変圧器を形成するとと
もに、前記ダイアフラムをダイアフラム押さえによって
ソケットに密着押圧し、また前記ダイアフラムの一方の
側が正圧倒媒体に、他方の側が負圧倒媒体にそれぞれ接
触することを構成の要旨とする。

立回− 正圧側媒体の圧力が変化しても、負圧側媒体の圧力が変
化しても、前記センサーメタルが前記２次コイルの軸方
向に変位し、差動変圧器の二つの２次コイルに不平衡電
圧が生ずる。

大立匠 この発明の圧力センサーは、差動変圧器方式と渦電流方
式の双方を応用し、高周波（例えば２００ｋＨｚ）を印
加し、従来とは異なり、鉄芯を用いないで、銅、アルミ
ニウム、黄銅等の非磁性体のセンサーメタルが、圧力に
よる変位とそれに生じる渦電流によってインピーダンス
を変化させ、二つの２次コイルに生ずる不平衡電圧を検
出する全く新しい形の圧力センサーである。

第１図は、本発明の一実施例の縦断正面図である。圧力
センサー１００は合成樹脂製等のソケ・ント１、カバー
２、ダイアフラム押さえ３、上部シャフト５、下部シャ
フト６、調整ネジ１３、合成ゴム製等のダイアフラム４
．１次コイルが巻回された合成樹脂製等の１次ボビン８
．２次コイル１１と１２が巻回された合成樹脂製等の２
次ボビン９、非磁性体金属製のセンサーメタル７および
金属製の加圧スプリング１４とによって構成されている
。

１次コイル１０を巻回した１次ボビン８は、２分割した
２次コイル１１および１２を巻回した２次ボビン９の内
側に挿入嵌合されている。

１次ボビン８と２次ボビン９は、中空路四角柱状のカバ
ー２の内部に突出形成された台座部２ａと底中央に開孔
を有する略皿状のダイアフラム押さえ３とによって挟着
されている。

管状のセンサーメタル７の上部および下部には、それぞ
れ略円柱状の上部シャフト５および下部シャフト６が対
向するように挿入嵌合されている。

これら上部シャフト５および下部シャフト６は１次ボビ
ン８の内側とダイアフラム押さえ３の底中央の開孔を軸
動自在に貫通している。しかしてセンサーメタル７と１
次コイル１０および２次コイル１１によって差動変圧器
４０が構成される。

カバー２の下部中央の開孔には、調整ネジ１３が螺着さ
れている。加圧スプリング１４は、その下端が調整ネジ
１３の上面で支持され、上端は下部シャフト６の下面が
受けているので、上部シャフト５および下部シャフト６
を上方へ付勢している。

カバー２の上面の開孔には、円板状のソケットｌが螺着
されている。上部シャフト５に載置されたダイアフラム
４はダイアフラム押さえ３によって、ソケット１に密着
押圧されている。

第２図（ａ）は、調整ネジ１３の斜視図である。

１３ａは媒体の負圧力を圧力センサーの内部に導入する
ための切欠き部である。第２図（ｂ）は調整ネジ１３の
下面図である。１３ｂは加圧スプリング１４の弾力を調
整するためにドライバー等を挿入する孔である。

第３図はソケット１の斜視図である。１ａは媒体の正圧
力を圧力センサーの内部即ちダイアフラム４の上面に導
入するためおよびソケット１をカバー２に螺着し且つダ
イアフラム４をソケット１とダイアフラム押さえ３とで
密着押圧するためにドライバー等を挿入する孔である。

短い管状の突起１ｂは媒体圧力をソケット１の孔１ａに
導くためのパイプ等を取りつけるためのものである。

次にこの圧力センサーの作動を説明する。

図示しない高周波電源から高周波電圧が、１次コイル１
０に印加されると、センサーメタル７が２次コイル１１
と１２の中心にあれば、２次コイル１１および１２には
等しい電圧が誘起される。

ソケット１の孔１ａに導入された媒体の正圧力が増加す
ると、ダイアフラム４は下方に押されて変位する。また
、調整ネジ１３の切欠き部１３ａに導入された媒体の負
圧力が増加すると、１次ボビン８と下部シャフト６の上
面の間の図示しない切欠き部と、下部シャフト６および
上部シャフト５の側面と１次ボビン８との間の空隙を通
じて、前記の負圧力がダイアフラム４の下面に導かれ、
ダイアフラム４は変位しセンサーメタル７も２次コイル
１１と１２の中心から下方に変位する。従って、センサ
ーメタル７に渦電流が誘起され、二つの２次コイル１１
と１２のインピーダンスの平衡がくずれ、２次コイル１
１と１２には不平衡な高周波電圧が誘起される。この高
周波電圧を圧力センサー１００の外へ図示しない電線で
導いて、図示しない整流検出器によって整流して差電圧
を検出する。

なお、ダイアフラム４の変位が始まる圧力の調整は、下
部シャフト６と調整ネジ１３の間に支持される加圧スプ
リング１４の圧縮度によって定められ、調整ネジ１３に
よって調整設定される。

また、正圧力および負圧力がいずれも零圧力である場合
に、センサーメタル７の位置が２次コイル１１および１
２の正確な中央に無く２次コイル１１と１２に不平衡電
圧が発生していても、図示しない零調整回路によって前
記整流検出器の出力を零にしておくことが出来る。

溌訓坐立且 以上説明したように、本発明による圧力センサーには以
下のような利点を有する。

（ａ）非磁性体のセンサーメタルを有し且つ高周波電圧
で作動する差動変圧器を採用したので、差動変圧器が軽
量小型となり、従って圧力センサー全体も軽量小型化さ
れて低価となる。

（ｂｌ小型で極めて薄いダイアフラムを採用しているの
で、数ｇ／ｃｄ程度の圧力変動を検出できる。

（Ｃ）正圧の測定にはダイアフラムを介しているので、
水分を含む正圧媒体の圧力検知に適している。

その他にも以下のような利点がある。

（ｄ）ダイアフラムの変位の始まる点の調整用の調整ネ
ジが設けられているので便利である。

ｆｅ）センサーメタルは非磁性体であるので、鉄芯のよ
うに吸引力が発生しないため、磁力分布が一定であり、
出力電圧のリニア精度が良い。

（ｆ）１次コイルおよび２次コイルに流れる電流が極め
て小さいので、発熱が殆ど無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断正面図、第２図（ａ）
は調整ネジ１３の斜視図、第２図（ｂ）は調整ネジ１３
の下面図、第３図はソケット１の斜視図をそれぞれ示す
。 １・・・ソケット、１ａ・・・孔、２・・・カバー、３
・・・ダイアフラム押さえ、４・・・ダイアフラム、５
・・・上部シャフト、６・・・下部シャフト、７・・・
センサーメタル、８・・・１次ボビン、９・・・２次ボ
ビン、１０・・・１次コイル、１１・・・２次コイル、
１３・・・調整ネジ、１３ａ　　・・・切欠き部、１４
・・・加圧スプリング、１００　　・・・圧力センサー
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１次ボビンと２次ボビンにそれぞれ１次コイルと
   ２分割した２次コイルを巻回し、前記１次ボビンを前記
   ２次ボビンの内部に挿入嵌合するとともに、前記１次ボ
   ビンと２次ボビンをダイアフラム押さえとカバーによっ
   て挟着し、前記２次コイルの略中心部に、ダイアフラム
   に接続した非磁性体のセンサーメタルを配備し、前記セ
   ンサーメタルと前記１次コイルおよび２次コイルによっ
   て差動変圧器を形成するとともに、前記ダイアフラムを
   ダイアフラム押さえによってソケットに密着押圧し、ま
   た前記ダイアフラムの一方の側が正圧側媒体に、他方の
   側が負圧側媒体にそれぞれ接触することを特徴とする圧
   力センサー。