KR101496774B1 - 다이어프램 스트레스를 경감하기 위한 홈을 구비하는 정전 용량 압력 센서 - Google Patents

다이어프램 스트레스를 경감하기 위한 홈을 구비하는 정전 용량 압력 센서 Download PDF

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Abstract

센서 어셈블리는 하우징 어셈블리와, 다이어프램의 반대편에 적용되는 차압에 응답하는 전극 배열에 대해 이동가능한 운동부 및 하우징 어셈블리에 고정되는 고정부를 갖는 다이어프램 및 전극 배열을 포함한다. 상기 다이어프램의 고정부는 하우징 어셈블리의 적어도 부분에 대해 하나 이상의 위치에 고정되고; 상기 다이어프램의 운동부에 인가되는 스트레스를 경감하기 위해 상기 운동부 및 하우징 어셈블리에 대해 상기 다이어프램이 고정되는 위치 사이에 상기 다이어프램의 고정부 내에서 적어도 하나의 홈이 형성된다. 센서 어셈블리를 형성하는 방법도 마찬가지로 공개된다.

Description

다이어프램 스트레스를 경감하기 위한 홈을 구비하는 정전 용량 압력 센서{CAPACITIVE PRESSURE SENSOR WITH A GROOVE FOR RELIEVING DIAPHRAGM STRESSES}
본 발명은 정전 용량 센서에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 용접하는 동안의 휘어짐을 제거하고, 용접에 의한 압력으로부터 다이어프램을 격리하기 위해 압력계 하우징 내에서 다이어프램을 고정하도록 형성된 다이어프램을 포함하는 저압력 정전 용량 압력계에 관한 것이다.
정전 용량 센서는 일반적으로, 측정되는 가스 또는 증기 압력을 수신하기 위한 제1 챔버와, 기준 압력에서 가스를 수신하기 위한 제2 챔버의 2개의 챔버를 구비하는 하우징을 포함한다. 기준 압력은 일반적으로 기준 소스 또는 주변 조건을 반영하는 주변 가스로부터 결정된다. 상기 2개의 챔버는 그 사이에 위치한 플렉서블한 다이어프램을 통해 분리된다. 상기 다이어프램은 하나의 챔버를 다른 챔버로부터 밀폐시키기 위해 그 주변에 고정되고, 측정된 압력과 기준 압력간 차이의 함수로 움직이는 운동부를 포함한다. 정전 용량 압력계에서, 다이어프램은 하나는 전형적인 링 전극이고, 다른 하나는 중앙 전극이며, 양 전극 모두 다이어프램 운동부의 중앙축에 맞추어 조정된 2개의 전극으로부터 간격을 두고 배치된다. 상기 전극들은 일반적으로 기준 가스를 포함하는 챔버의 하나에 위치한다. 차압이 다이어프램에 적용되면, 상기 다이어프램은 상기 2개의 전극에 대해 이동한다. 전극으로도 기능하도록 다이어프램을 전기적으로 연결함으로써, 다이어프램과 중앙 전극 사이의 정전 용량 및 다이어프램과 링 전극 사이의 정전 용량 차이의 함수로 차압이 측정될 수 있다. 알려진 기준 압력과 함께, 측정된 압력은 정전 용량 측정으로부터 용이하게 결정될 수 있다.
정전 용량 압력계의 압력 측정 범위는 다이어프램과 링전극 및 중앙 전극 사이의 간격에 의해 부분적으로 결정된다. 0의 위치에서, 다이어프램의 표면은 평평하여야 하고, 링 전극 및 중앙 전극과 가능한 평행하여야 한다. 따라서, 측정되는 차압의 값이 낮을수록, 논의되고 있는 압력 범위에 대해 최대 신호 동적 범위를 제공하기 위해 다이어프램이 링 전극과 중앙 전극에 대한 센서 하우징 내에서 가깝게 배치될 필요가 있다. 평행 위치의 조건에서 이러한 결과는 더 커질 수 있다. 다이어프램의 표면을 가능한 한 평면으로 하기 위해, 하우징 내에 다이어프램을 고정하기 이전에 다이어프램의 표면에 세심한 주의가 기울여진다. 더구나, 링 전극과 중앙 전극에 대한 다이어프램의 적절한 위치와 평행 위치 관계를 보장하기 위해 하우징 내에서 다이어프램을 보호하기 위한 관리가 취해져야 한다. 다이어프램은 일반적으로 센서의 압력계 서브 어셈블리의 일부로 형성되고 링 전극과 중앙 전극을 포함하는 기준 서브 어셈블리에 순차적으로 용접된다. 그러나, 제자리에 놓여있는 다이어프램의 용접은, 다이어프램이 휘어지는 원인이 될 수 있고, 이로 인해 용접 공정 내에서 스트레스로 인한 갭(gap)이 이동될 수 있다. 따라서, 다이어프램이 더 이상 완전한 평면이 아니기 때문에 휘어짐은 불평형을 야기한다. 이는 다이어프램과 링 전극 및 중앙 전극 사이에 요구되는 매우 미소한 갭 때문에 상대적으로 낮은 차압을 측정하는데 사용되는 센서에 있어서 특히 중요하다.
용접시의 스트레스를 감소시키기 위해 전자빔 용접 및 레이저 용접과 같은 다양한 기술이 공개되어 있으나, 이러한 기술들은 실현하기에 상대적으로 고비용이다. 가스 텅스텐 아크 웰딩(STAW) 또는 플라즈마 웰딩과 같은 상대적으로 덜 비싼 기술을 사용하는 것은 다이어프램 상에 큰 스트레스를 야기한다. 유사하게, 다이어프램의 휘어짐 없는 하우징과 관련하여 다이어프램을 고정하는 것은 어렵기 때문에 낮은 압력에 맞추기 위해 다이어프램의 두께를 감소시키는 것은 어렵다. 따라서, 다이어프램이 센서가 조립된 이후에 다이어프램의 평탄함과 다이어프램과 각각의 링 전극 및 중앙 전극의 공간인 갭이 충분히 유지되는 센서 하우징 내에서 고정될 수 있도록 센서를 구성하는 것이 바람직하다.
한 관점에 따라, 센서 어셈블리는 하우징 어셈블리를 포함하고; 다이어프램의 반대편에 적용되는 차압에 응답하여 전극 배열에 대해 이동가능한 운동부 및 하우징 어셈블리에 고정되는 고정부를 갖는 다이어프램과 전극 배열을 포함한다. 다이어프램의 고정부는 하우징 어셈블리의 적어도 부분에 대한 하나 이상의 위치에 고정되고; 적어도 하나의 홈이 상기 다이어프램의 운동부에 인가되는 스트레스를 경감하기 위해 상기 운동부 및 하우징 어셈블리에 대해 상기 다이어프램이 고정되는 위치 사이에 상기 다이어프램의 고정부 내에서 형성된다.
다른 관점에 따라, 정전 용량 센서 어셈블리는 기준 압력에 대한 압력을 측정하기 위해 배열된다. 정전 용량 센서 어셈블리는, 하우징 어셈블리; 상기 하우징 어셈블리에 대해 고정되어 형성되는 전극 배열; 및, 상기 하우징 어셈블리에 대해 하나 이상의 위치에서 고정된 고정부 및 운동부를 포함하는 플렉서블 다이어프램;을 포함한다. 상기 하우징 어셈블리는 상기 다이어프램 운동부의 반대편에 적용되는 차압에 응답하는 상기 전극 배열에 대해 다이어프램의 운동부가 이동하도록 상기 다이어프램과 전극 배열이 서로 공간 관계를 갖도록 지지한다. 상기 다이어프램은 상기 다이어프램의 운동부에 가해지는 압력을 경감하도록 상기 하우징 어셈블리와 운동부에 대해 고정되는 플렉서블 다이어프램의 위치 사이에 적어도 하나의 홈을 포함한다.
또 다른 관점에 따라, 하우징 어셈블리, 다이어프램의 반대편에 적용되는 차압에 응답하는 전극 배열에 대해 이동가능한 운동부와 하우징 어셈블리에 고정되는 고정부를 갖는 다이어프램 및 전극 배열을 포함하는 유형의 센서 어셈블리를 구축하는 방법이 공개된다. 상기 방법은 상기 하우징 어셈블리의 적어도 부분에 대해 하나 이상의 위치에서 다이어프램의 고정부를 고정하는 단계; 및, 상기 다이어프램의 운동부에 인가되는 스트레스를 경감하기 위해 상기 운동부 및 하우징 어셈블리에 대해 상기 다이어프램이 고정되는 위치 사이에 상기 다이어프램의 고정부 내에서 적어도 하나의 홈을 형성하는 단계;를 포함한다.
다이어프램 상의 기계적인 스트레스를 경감하기 위해 정전 용량 센서 어셈블리를 형성하는 것은 기계적인 스트레스가 처음에 얼마나 생성되었는지에 관계없이 기술의 수에 따라 다이어프램이 하우징에 대해 고정되는 것을 가능하게 한다. 따라서, GTAW 또는 플라즈마 용접과 같은 저비용 기술이 센서의 생산 비용을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
도면부호는 첨부된 도면에 개시되어 있고, 동일한 참조 문자 명칭을 갖는 구성요소는 같은 구성요소를 나타내며,
도 1은 발명의 실시예에 따라 개선된 구조를 갖는 정전 용량 센서 어셈블리의 단면도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따라 이용된 스페이서의 상면도를 나타낸 도면이다.
도 1과 관련하여, 정전 용량 센서 어셈블리(10)의 실시예는 기준 압력에 대한 압력을 측정하는데 사용된다. 정전 용량 센서 어셈블리(10)는 하우징 어셈블리(12)를 포함한다. 하우징 어셈블리(12)는 측정 서브 어셈블리(14) 및 기준 서브 어셈블리(16)의 적어도 2개의 서브 어셈블리를 포함한다. 서브 어셈블리(14)는 측정되어야 하는 압력을 갖는 가스를 수신하기 위해 일단에 개구(20)가 형성되고, 타단에 다이어프램(22)이 형성된 원통형 섹션(18)을 포함한다. 섹션(18), 개구(20) 및 다이어프램(22)에 의해 정의되는 공간은 측정되어야 하는 압력을 갖는 가스를 포함하는 압력계 챔버(24)를 정의한다. 둘째로, 기준 서브 어셈블리(16)는 주입 튜브(32)를 수신하기 위한 제1 개구(30)가 형성된 단판(end plate:28)을 포함하는 원통형 섹션(26)과, 중앙 전극(36) 및 링 전극(38)을 포함하는 전극 배열을 수신하기 위한 제2 개구(34) 및 게터(getter:점선으로 표시된 40)를 포함한다. 원통형 섹션(26)과 단판(28)은, 제1 하우징 서브어셈블리에 고정될 때, 제1 하우징 서브어셈블리는 다이어프램(22)에 의해 반대쪽에서 밀폐되는 기준 가스 챔버(42)를 형성한다. 주입 튜브(32)는 튜브를 통해 기준 가스 챔버(38)로부터 가스가 유입되거나 제거될 수 있도록 단판(28) 내에 봉인된다. 기준 가스는 미리 결정된 기준 압력일 수 있고, 이 경우 기준 압력이 확정되어 튜브가 밀폐될 수 있다. 선택적으로, 기준 가스는 튜브가 열려진 상태에서 주변 압력일 수 있다. 전극(36, 38)은 밀봉재(44)(유리, 세라믹과 같은)를 전기적으로 적절하게 절연하는 위치에 밀봉되어 다이어프램의 운동부와 상호 관련하여 적절하게 배치될 수 있다. 스페이서 소자(46)는 일반적으로 전극(36, 38)이 다이어프램(22)의 일 측으로부터 서로 미리 정해진 거리를 둘 수 있도록 다이어프램과 전극 사이에 배치된 링의 형상으로 형성된다.
다이어프램(22)은 압력계 가스 챔버(24)와 기준 가스 챔버(42)가 서로 밀봉되는 위치에 고정된다. 더구나, 다이어프램(22)의 외부는 하우징 어셈블리(14)에 대해 고정되고, 전극과 반대되는 다이어프램(22)의 중앙부(48)는 다이어프램(22)의 반대편에 적용되는 차압의 총합에 의해 이동하는 운동부이다.
가동 중에, 다이어프램에 적용되는 차압은 다이어프램(22)의 운동부(48) 및 중앙 전극(36) 사이의 정전 용량과 다이어프램(22)과 링 전극(38) 간의 정전 용량의 차이에 관한 함수로 측정될 수 있다. 다이어프램의 활성 영역(48)의 이러한 이유로, 중앙 전극(36)과 링 전극(38)은 상호 동축 정렬되어야 하고, 상기 2개의 전극에 대해 정확한 전기 용량 측정을 제공하기 위해 다이어프램(22)은 가능한 한 평면일 필요가 있다.
조립하는 동안, 다이어프램이 용접과 같은 적합한 수단에 의해 주변 모서리(50)의 주변에 고정되도록, 다이어프램(22)은 하우징 어셈블리(12)에 고정된다. 스페이서 소자(46) 및 2개의 서브 어셈블리(14, 16)를 고정하기 위해 동일한 용접이 사용될 수 있다. 다이어프램(22)은 측정 가스 챔버(22)를 보호하기 위한 방법으로 부착되어야 하고, 기준가스 챔버(42)는 챔버가 다른 구성요소들로부터 독립된 압력에서 유지될 수 있도록 다른 구성요소들로부터 독립된다. 일반적으로 용접 공정이 진행되는 동안, 다이어프램(22)의 운동부(48)의 평탄함이 일부 왜곡되도록 기계적인 스트레스가 가해진다. 물론, 이는 정전 용량 측정에 오차를 야기할 수 있고, 이로 인해 압력 측정에도 오차를 야기할 수 있다.
따라서, 다이어프램(22)이 하우징 어셈블리(12)에 대해 고정된 이후에 평탄함을 유지하도록 센서 어셈블리(10)를 구축하는 것이 바람직하다. 특히, 센서 어셈블리는 다이어프램이 제 위치에서 용접된 이후에 다이어프램(22)의 운동부(48) 내에서 기계적인 스트레스를 경감하기 위한 구조를 포함하도록 형성된다. 실시예에 나타난 바와 같이, 하우징 어셈블리(10)와 다이어프램(22)의 운동부(48)에 대해 고정된 다이어프램의 위치 사이의 다이어프램(22) 내에서 홈(52)을 형성함으로써 기계적인 스트레스를 감소시킬 수 있다. 기술된 실시예에서, 다이어프램의 전체 주변부는 홈(52)이 전체 다이어프램의 주변을 감싸도록 고정된다. 홈의 깊이는 다이어프램의 운동부에 영향을 미치지 않는 홈에 의해 스트레스가 동반되지 않도록 충분하여야 한다. 변형될 수는 있으나, 경험적으로 홈의 비율에 대한 폭의 깊이는 적어도(대략) 5:1인 경우가 최선이다. 기준 가스 챔버(42)와 유체 연통하는 홈을 나타내는 실시예와 같이, 홈(52)은 챔버 중 하나와 유체 연통한다. 이는 다이어프램(22)의 반대측에 차압이 존재할 때, 압력계 챔버(24) 내의 가스 및 홈(52) 내의 가스와의 차압이 된다. 따라서, 홈(52)과 압력계 가스 챔버(24) 사이의 벽(54)은 차압이 센서가 디자인되는 차압 범위의 최대값일 때, 견고한 상태를 유지하기에 충분한 두께로 형성되어야 한다.
링으로 도시된 스페이서 소자(46)는 홈(52)과 기준 가스 챔버(42) 사이의 유체 연통을 보증하기 위해 디자인된다. 이는 홈의 지름보다 링의 내부 지름을 더 크게 형성하거나, 링의 내부에 형성되는 홈(56)으로 도시된 스페이서가 존재하는 곳에, 도 2에 도시된 바와 같이 고리 형상 홈의 하나 이상의 부분과 나란하게 배치된 링 내의 홈 또는 구멍을 형성하는 것으로 달성될 수 있다.
상기 기술된 본 발명의 새롭고 개선된 정전 용량 센서 어셈블리 및 방법과, 그것의 모든 구성요소는 기술되는 청구항의 적어도 하나의 범위에 포함된다. 현재 공개된 시스템 및 방법에서 포기되거나, 청구항의 해석을 필연적으로 제한하고자 하는 의도의 구성요소는 없다. 기술되는 청구항에서, 단수로 기재된 구성요소의 참조번호는 특별히 언급되지 않는 한, "오직 하나"를 의미하는 것이 아니라 "하나 이상"을 의미한다. 당업자에게 알려지거나 추후 알려질 본 명세서에서 전반적으로 기술된 다양한 실시예의 구성요소와 모든 구조적 및 기능적인 등가물은 참조번호에 의해 명확히 통합되고, 청구항에 의해 포함되도록 의도된다. 또한, 공개가 청구항에서 분명하게 인용되었는지 여부에 관계없이, 공공에 헌신하기 위한 의도로 기술된 것은 아니다. 구성요소가 "~하는 수단"의 문구를 이용하여 명확하게 인용하거나, 방법 청구항에서, 구성요소가 "~하는 단계"를 이용하여 인용하지 않는 한, 어떠한 청구항의 구성요소도 35 U.S.C의 112조 6항의 조항 하에서 해석되는 것은 아니다.

Claims (23)

  1. 기준 압력에 대해 압력을 측정하도록 배열된 정전 용량 센서 어셈블리에 있어서,
    세로축으로부터 반경을 따라 연장되는 내부 방사상 벽을 갖고, 내부에 공간을 형성하는 하우징 어셈블리로서, 용접부에서 함께 결합된 측정 서브 어셈블리와 기준 서브 어셈블리를 더 포함하는, 상기 하우징 어셈블리;
    상기 하우징 어셈블리에 대해 고정되어 형성되는 전극 배열; 및,
    상기 하우징 어셈블리에 대해 하나 이상의 위치에서 고정된 고정부 및 운동부를 포함하는 플렉서블 다이어프램으로서, 상기 고정부는 상기 용접부와 동일 평면상에 있는, 상기 플렉서블 다이어프램;을 포함하고,
    상기 하우징 어셈블리는, 상기 다이어프램 운동부의 반대편에 적용되는 차압에 응답하여 상기 전극 배열에 대해 다이어프램의 운동부가 이동하도록, 상기 다이어프램과 전극 배열을 서로 공간 관계를 갖도록 지지하고;
    상기 다이어프램은 상기 다이어프램과 상기 하우징 어셈블리의 내부 방사상 벽 사이에 홈을 제공하도록 구성되고, 상기 다이어프램은 상기 홈의 내부 방사상 부분에서 상기 하우징 어셈블리의 내부 방사상 벽에 연결되고, 상기 홈은 0의 차압의 상태 하에서 상기 용접부에 기인하는 상기 다이어프램의 운동부에 가해지는 임의의 스트레스를 경감하도록 동작하는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 다이어프램의 운동부의 일측에서 유체 연통하는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징 어셈블리는 기준 가스를 수신하기 위한 상기 다이어프램 운동부의 일측에 기준 챔버를 포함하고, 상기 기준 가스에 대해 측정되는 압력을 갖는 가스를 수신하기 위한 상기 운동부의 타측에 압력계 챔버를 포함하도록 형성되는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기준 가스는 주위 압력이고, 주위 압력에서 상기 기준 챔버로 유입되는 가스를 유입하기 위한 주입구를 더 포함하는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기준 가스는 미리 정해진 압력이고, 기준 압력에서 기준 챔버로 유입되는 가스를 유입하기 위한 주입구를 더 포함하는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 기준 챔버 및 압력계 챔버는 상호 밀봉되는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전극 배열은 상기 기준 챔버 내에 배치되는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극 배열은 링 전극과 중앙 전극을 포함하고, 각각은 상기 다이어프램의 운동부에 대해 미리 정해진 거리로 이격되는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 홈은 상기 기준 챔버와 유체 연통하는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다이어프램의 운동부의 반대편에 적용되는 차압의 미리 정해진 범위를 통해 전극 배열에 대해 운동부가 이동하도록 미리 정해진 거리에서 다이어프램과 전극 배열 사이의 간격을 유지하기 위해 다이어프램과 전극 배열에 대해 스페이서 링을 더 포함하는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스페이서 링은 상기 다이어프램의 운동부의 일측과 유체 연통하는 다이어프램의 홈의 적어도 일부를 허용도록 형성되는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다이어프램과 다이어프램 운동부의 일측의 홈은 기준 가스를 수신하는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기준 가스는 주위 압력인,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기준 가스는 기준 압력인,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 스페이서 링는 복수의 홈을 포함하고, 각각의 홈은 홈 사이의 유체연통이 가능하도록 다이어프램의 홈을 따라 배치되는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 다이어프램은 상기 다이어프램의 고정부를 완전히 둘러싸는 하우징 어셈블리에 고정되고, 상기 다이어프램 내의 홈은 고리 형상의 홈인,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 다이어프램의 운동부의 반대편에 적용되는 차압의 미리 정해진 범위를 통해 전극 배열에 대해 운동부가 이동하도록 미리 정해진 거리에서 다이어프램과 전극 배열 사이의 간격을 유지하기 위해 다이어프램과 전극 배열에 대해 스페이서 링을 더 포함하고, 복수의 홈을 포함하는 상기 스페이서 링은, 각각 상기 다이어프램의 운동부의 일측과 유체 연통하는 다이어프램의 홈을 유지하도록 상기 다이어프램의 고리 모양의 홈을 따라 배열되는,
    정전 용량 센서 어셈블리.
  18. 세로축으로부터 반경을 따라 연장되는 내부 방사상 벽을 갖고, 내부에 공간을 형성하는 하우징 어셈블리, 다이어프램의 반대편에 적용되는 차압에 응답하여 전극 배열에 대해 이동가능한 운동부와 하우징 어셈블리에 고정되는 고정부를 갖는 다이어프램 및 상기 전극 배열을 포함하는 유형의 센서 어셈블리를 구축하는 방법에 있어서,
    용접부에서 측정 서브 어셈블리와 기준 서브 어셈블리를 함께 용접하는 단계;
    상기 하우징 어셈블리의 적어도 부분에 대해 상기 용접부와 동일 평면 상에 있는 하나 이상의 위치에서 다이어프램의 고정부를 고정하는 단계; 및
    상기 다이어프램과 상기 하우징 어셈블리의 내부 방사상 벽 사이에 홈을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 홈은 0의 차압의 상태 하에서 상기 용접부에 기인하는 상기 다이어프램의 운동부에 가해지는 임의의 스트레스를 경감하도록 동작하고, 상기 다이어프램은 상기 홈의 내부 방사상 부분에서 상기 하우징 어셈블리의 내부 방사상 벽에 연결되는,
    센서 어셈블리를 구축하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 다이어프램의 고정부를 고정하는 단계는 상기 하우징 어셈블리의 부분에 상기 다이어프램의 고정부를 용접하는 단계;를 포함하는,
    센서 어셈블리를 구축하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홈을 형성하는 단계는 상기 다이어프램이 고정된 이후에 다이어프램 고정부 내의 홈을 방전 가공(electro-discharged machining)하는,
    센서 어셈블리를 구축하는 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 전극 배열과 다이어프램의 운동부 사이에 갭을 고정하도록 상기 다이어프램과 전극배열 사이에 스페이서 링을 고정하는 단계를 더 포함하는,
    센서 어셈블리를 구축하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 다이어프램 내의 홈이 다이어프램의 일측과 유체 연통하도록 상기 스페이서 링 내의 홈이 다이어프램 내의 홈을 따라 배열되도록 스페이서 내에 적어도 하나의 홈을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    센서 어셈블리를 구축하는 방법.
  23. 삭제
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8561471B2 (en) * 2010-02-02 2013-10-22 Mks Instruments, Inc. Capacitive pressure sensor with improved electrode structure
DK2766705T3 (da) * 2011-10-11 2019-10-28 Mks Instr Inc Tryksensor
JP2014102169A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Azbil Corp 圧力センサチップ
DE102013225143A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verbindungsvorrichtung elektrischer Leitungen mit elektrischen Kontakten
US9383283B2 (en) * 2014-01-16 2016-07-05 Sensata Technologies, Inc. Pressure transducer with capacitively coupled source electrode
US9746390B2 (en) * 2015-02-26 2017-08-29 Sensata Technologies, Inc. Microfused silicon strain gauge (MSG) pressure sensor package
US9903507B2 (en) 2015-04-24 2018-02-27 Horiba Stec, Co., Ltd. Micro-position gap sensor assembly
US9671421B2 (en) * 2015-04-24 2017-06-06 Horiba Stec, Co., Ltd. Micro-position gap sensor assembly
CN106644238B (zh) * 2016-11-11 2020-04-03 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种薄膜压差芯体
RU174317U1 (ru) * 2016-12-19 2017-10-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Сорбционный электретный газоанализатор
JP6897421B2 (ja) * 2017-08-22 2021-06-30 横河電機株式会社 センサ
JP6852631B2 (ja) * 2017-09-14 2021-03-31 オムロンヘルスケア株式会社 圧力測定装置、及び圧力測定方法
EP3533386A1 (en) * 2018-02-28 2019-09-04 Koninklijke Philips N.V. Pressure sensing with capacitive pressure sensor
TWI705236B (zh) * 2019-06-28 2020-09-21 欽瑞工業股份有限公司 膜片式壓力錶之組裝結構
US11287342B2 (en) 2020-03-20 2022-03-29 Mks Instruments, Inc. Capacitance manometer with improved baffle for improved detection accuracy
US11692895B2 (en) * 2021-03-30 2023-07-04 Rosemount Aerospace Inc. Differential pressure sensor
CN112959050B (zh) * 2021-04-01 2022-03-08 山东大学 一种单极板电容传感器的装配装置和装配方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1335128A (en) * 1970-05-21 1973-10-24 Rosemount Eng Co Ltd Shielded capacitance pressure sensor
US5209118A (en) * 1989-04-07 1993-05-11 Ic Sensors Semiconductor transducer or actuator utilizing corrugated supports

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH595200A5 (ko) 1975-05-16 1978-02-15 Kistler Instrumente Ag
US4236137A (en) * 1979-03-19 1980-11-25 Kulite Semiconductor Products, Inc. Semiconductor transducers employing flexure frames
US4414851A (en) * 1981-08-28 1983-11-15 Motorola, Inc. Gauge pressure sensor
JPS6031645U (ja) * 1983-08-10 1985-03-04 横河電機株式会社 静電容量形圧力センサ
JPS6088247U (ja) * 1983-11-24 1985-06-17 横河電機株式会社 圧力センサ
JPS61176432U (ko) * 1985-04-23 1986-11-04
JPS6249743U (ko) * 1985-09-17 1987-03-27
FR2607927B1 (fr) 1986-12-03 1989-03-03 Mouchet Jacques Perfectionnements aux capteurs capacitifs differentiels pour detecteur de fuite de gaz
US4905575A (en) * 1988-10-20 1990-03-06 Rosemount Inc. Solid state differential pressure sensor with overpressure stop and free edge construction
JPH0635156Y2 (ja) * 1989-01-17 1994-09-14 株式会社鷺宮製作所 圧力センサ
JP2639159B2 (ja) * 1989-04-14 1997-08-06 富士電機株式会社 静電容量式差圧検出器
JPH0314443U (ko) * 1989-06-27 1991-02-14
US5094109A (en) * 1990-12-06 1992-03-10 Rosemount Inc. Pressure transmitter with stress isolation depression
JPH0519934U (ja) * 1991-08-29 1993-03-12 横河電機株式会社 半導体圧力センサ
US5442962A (en) * 1993-08-20 1995-08-22 Setra Systems, Inc. Capacitive pressure sensor having a pedestal supported electrode
JPH07128170A (ja) * 1993-11-05 1995-05-19 Fuji Electric Co Ltd 差圧検出装置
DK0723143T3 (da) * 1995-01-12 1999-03-01 Endress Hauser Gmbh Co Indretning til måling af tryk eller differenstryk
JPH10148593A (ja) * 1996-11-20 1998-06-02 Fuji Electric Co Ltd 圧力センサ及び静電容量型圧力センサチップ
JPH10332511A (ja) * 1997-05-31 1998-12-18 Omron Corp 静電容量型圧力センサ
JPH11108783A (ja) * 1997-10-06 1999-04-23 Omron Corp 静電容量型圧力センサ及びその固定構造
US5939639A (en) * 1997-12-04 1999-08-17 Setra Systems, Inc. Pressure transducer housing with barometric pressure isolation
US6076409A (en) * 1997-12-22 2000-06-20 Rosemount Aerospace, Inc. Media compatible packages for pressure sensing devices
US6205861B1 (en) * 1999-01-22 2001-03-27 Setra Systems, Inc. Transducer having temperature compensation
EP1106982B1 (de) * 1999-12-10 2005-02-09 Endress + Hauser GmbH + Co. KG Druckmessgerät
JP4586239B2 (ja) * 2000-01-11 2010-11-24 富士電機ホールディングス株式会社 静電容量型半導体センサおよびその製造方法
ATE431548T1 (de) * 2000-07-26 2009-05-15 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Kapazitiver drucksensor
US7322246B2 (en) * 2002-03-13 2008-01-29 Ip Development, Llc Pressure sensor with pressure translation
DE10227479A1 (de) * 2002-06-19 2004-01-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmeßgerät
DE10313738A1 (de) * 2003-03-27 2004-10-07 Robert Bosch Gmbh Kapazitiver mikromechanischer Drucksensor
JP2006322783A (ja) * 2005-05-18 2006-11-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 圧力センサおよび基板処理装置
DE102005053861A1 (de) * 2005-11-11 2007-05-16 Bosch Gmbh Robert Sensoranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Sensoranordnung
JP2008032451A (ja) * 2006-07-27 2008-02-14 Epson Toyocom Corp 容量変化型圧力センサ
US7383737B1 (en) * 2007-03-29 2008-06-10 Delphi Technologies, Inc Capacitive pressure sensor
EP2075563A3 (en) * 2007-12-31 2011-10-19 Rosemount Aerospace Inc. High temperature capacitive static/dynamic pressure sensors
KR100956616B1 (ko) * 2008-04-18 2010-05-11 한국표준과학연구원 다이아프램을 이용한 압력 측정 장치 및 압력 측정 방법
US7775118B2 (en) * 2008-04-24 2010-08-17 Custom Sensors & Technologies, Inc. Sensor element assembly and method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1335128A (en) * 1970-05-21 1973-10-24 Rosemount Eng Co Ltd Shielded capacitance pressure sensor
US5209118A (en) * 1989-04-07 1993-05-11 Ic Sensors Semiconductor transducer or actuator utilizing corrugated supports

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