KR20220054200A - 압력 센서 - Google Patents

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KR20220054200A
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KR1020210137156A
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다쿠야 사이토
유마 요시다
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나가노 게이기 가부시키가이샤
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Abstract

압력 센서(1)는 외부 공간과 연통하는 내부 공간이 형성된 통형상 케이스(2)와, 통형상 케이스(2)의 내부 공간에 배치되며, 피측정 유체의 게이지압을 검출 가능한 압력 검출 소자(123)와, 대기압을 검출 가능한 대기압 검출 소자(16)와, 압력 검출 소자(123)에서 검출한 피측정 유체의 게이지압과, 대기압 검출 소자(16)에서 검출한 대기압에 근거하여, 피측정 유체의 절대압을 산출하는 전자 부품(42)을 구비한다.

Description

압력 센서{PRESSURE SENSOR}
본 발명은 압력 센서에 관한 것이다.
종래, 피측정 유체의 절대 압력을 측정 가능한 압력 센서가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1(일본 특허 제 4885778 호).
특허문헌 1에서는, 케이스의 내부 공간에 압력 기준실을 형성하고, 상기 압력 기준실에 압력 센서 소자를 수용하고 있다. 이에 의해, 압력 기준실에 수용된 압력 센서 소자에서, 피측정 유체의 절대압을 검출할 수 있도록 하고 있다.
특허문헌 1의 압력 센서에서는, 압력 센서 소자에서 절대 압력을 검출하기 위해, 케이스의 내부 공간에 압력 기준실을 형성할 필요가 있다. 그 때문에, 상기 내부 공간의 기밀을 확보하기 위해, 내부 공간과 외부 공간 사이의 간극을 밀봉 부재로 밀봉할 필요가 있다. 이 경우, 예를 들면, 진동·충격 등에 의해 밀봉 부재가 손상되어 버리면, 내부 공간의 기밀을 확보할 수 없게 되므로, 압력 센서 소자에 의한 절대압의 검출 정밀도가 악화되어 버릴 우려가 있다는 문제가 있었다.
일본 특허 제 4885778 호
본 발명의 목적은 절대압의 검출 정밀도를 확보할 수 있는 압력 센서를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 압력 센서는, 외부 공간과 연통하는 내부 공간이 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부 공간에 배치되며, 피측정 유체의 게이지압을 검출 가능한 압력 검출 소자와, 대기압을 검출 가능한 대기압 검출 소자와, 상기 압력 검출 소자에서 검출한 상기 피측정 유체의 게이지압과, 상기 대기압 검출 소자에서 검출한 대기압에 근거하여, 상기 피측정 유체의 절대압을 산출하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 외부 공간과 연통하는 케이스의 내부 공간에, 피측정 유체의 게이지압을 검출 가능한 압력 검출 소자가 배치된다. 그리고, 연산부는 압력 검출 소자에서 검출한 피측정 유체의 게이지압과, 대기압 검출 소자에서 검출한 대기압에 근거하여, 피측정 유체의 절대압을 산출한다. 이에 의해, 예를 들면, 밀봉 부재 등으로 케이스의 내부 공간을 밀폐하지 않아도, 피측정 유체의 절대압을 얻을 수 있다. 그 때문에, 케이스의 내부 공간의 기밀을 확보할 필요가 없으므로, 예를 들면, 밀봉 부재가 손상되는 등 하여, 피측정 유체의 절대압의 정밀도가 악화되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 압력 센서에 있어서, 상기 대기압 검출 소자는 상기 케이스의 내부 공간에 배치되는 것이 바람직하다.
이 구성에서는, 대기압 검출 소자가 케이스의 내부 공간에 배치되므로, 케이스의 외부 공간에 있어서, 대기압 검출 소자를 배치할 필요가 없다. 그 때문에, 보다 작은 공간에 압력 센서를 배치할 수 있다.
본 발명의 압력 센서에 있어서, 상기 압력 검출 소자로부터 출력되는 검출 신호를 수신하는 회로 기판과, 상기 회로 기판과 전기적으로 접속되며, 상기 압력 검출 소자의 온도를 검출 가능한 온도 센서를 구비하고, 상기 연산부는 상기 온도 센서에서 검출한 온도에 근거하여, 검출한 상기 피측정 유체의 게이지압을 보정하는 것이 바람직하다.
이 구성에서는, 온도 센서에서 검출한 온도에 근거하여, 피측정 유체의 게이지압을 보정하므로, 피측정 유체의 온도 변화가 큰 경우여도, 절대압을 정밀도 높게 산출할 수 있다.
본 발명의 압력 센서에 있어서, 상기 피측정 유체와 상기 대기압 검출 소자 사이에는, 단열층이 형성되는 것이 바람직하다.
이 구성에서는, 피측정 유체와 대기압 검출 소자 사이에 단열층이 형성되므로, 피측정 유체의 열이 대기압 검출 소자에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 대기압 검출 소자에 의한 대기압의 검출에 대해, 피측정 유체의 열이 미치는 영향을 억제할 수 있으므로, 절대압을 정밀도 높게 산출할 수 있다.
본 발명의 압력 센서에 있어서, 상기 피측정 유체가 도입되는 통체부와, 상기 통체부의 선단측에 마련되며, 상기 피측정 유체와 접촉하는 제 1 면 및 상기 제 1 면의 반대측에 마련되며, 상기 압력 검출 소자가 배치되는 제 2 면을 갖는 다이아프램을 갖는 센서 모듈과, 상기 센서 모듈이 장착되며, 상기 센서 모듈에 상기 피측정 유체를 도입하는 압력 도입 구멍이 형성된 이음과, 상기 이음에 장착되며, 상기 센서 모듈의 주위를 둘러싸는 통형상의 베이스 부재(臺部材)를 구비하고, 상기 온도 센서는 온도를 검출하는 온도 검출 소자와, 상기 온도 검출 소자와 상기 회로 기판을 전기적으로 접속시키는 리드선을 가지며, 상기 베이스 부재에는, 상기 온도 검출 소자 및 상기 리드선을 수용 가능한 수용부가 마련되는 것이 바람직하다.
이 구성에서는, 온도 센서의 온도 검출 소자는, 압력 검출 소자가 배치되는 센서 모듈의 주위를 둘러싸는 통형상의 베이스 부재의 수용부에 수용된다. 이에 의해, 온도 검출 소자를 센서 모듈의 피측정 유체가 도입되는 측과는 반대측, 즉, 압력 검출 소자가 배치되는 측에 있어서, 센서 모듈의 근방에 배치할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 피측정 유체가 고온이어도, 온도 검출 소자는 압력 검출 소자와 마찬가지로 주위의 공기에 의해 냉각되므로, 압력 검출 소자의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 압력 검출 소자에서 검출한 피측정 유체의 압력에 대해 적절한 온도 보정을 할 수 있다.
또한, 온도 검출 소자 및 리드선은, 베이스 부재의 수용부에 수용할 수 있으므로, 온도 검출 소자 및 리드선을 배치하기 위해서, 이음에 이들 수용부를 마련할 필요가 없어, 이음의 가공을 용이하게 할 수 있다. 또한, 베이스 부재는 예를 들면, 수지 재료 등으로 제작하는 것에 의해, 온도 검출 소자 및 리드선을 수용하는 수용부를 용이하게 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 압력 센서의 개략을 도시하는 사시도이다.
도 2는 상기 실시형태의 압력 센서의 일부를 파단한 사시도이다.
도 3은 센서 어셈블리의 개략을 도시하는 사시도이다.
도 4는 센서 어셈블리의 개략을 도시하는 분해 사시도이다.
본 발명의 일 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 압력 센서(1)의 개략을 도시하는 사시도이며, 도 2는 압력 센서(1)의 일부를 파단한 사시도이다.
도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 압력 센서(1)는 통형상 케이스(2)와, 덮개 부재(3)와, 회로 기판(4)과, 신호 전달 부재(5)와, 캡 부재(6)와, 개재 삽입 부재(7)와, 센서 어셈블리(10)를 구비하고 있다.
[통형상 케이스(2)]
통형상 케이스(2)는 원통형상으로 형성된 금속제의 부재로서, 중심축(R)을 따른 방향의 한쪽에 제 1 개구(21)가 형성되고, 다른쪽에 제 2 개구(22)가 형성되어 있다. 그리고, 통형상 케이스(2)는 후술하는 덮개 부재(3)에 마련된 통기 구멍(311)에 의해, 내부 공간이 외부 공간과 연통하고 있다. 즉, 통형상 케이스(2)는, 본 발명의 케이스의 일 예이다.
또한, 통형상 케이스(2)의 주면(周面)에는, 통형상 케이스(2)의 일부가 오목하게 형성된 오목부(23)가 마련되어 있다. 그리고, 통형상 케이스(2)의 오목부(23)의 바닥면에 관통 구멍(24)이 형성되어 있다. 즉, 관통 구멍(24)은 통형상 케이스(2)의 주면부에 마련되어 있다.
또한, 제 2 개구(22)측에는, 덮개 부재(3)를 끼워맞추기 위한 끼워맞춤 링(25)이 마련되어 있다.
[덮개 부재(3)]
덮개 부재(3)는 수지제의 소위 커넥터 타입의 부재이며, 덮개 본체(31)와, 통형상부(32)와, 피장착부(33)를 구비한다.
덮개 본체(31)는 원판형상으로 형성되어 있으며, 전술의 끼워맞춤 링(25)이 코킹되는 것에 의해, 통형상 케이스(2)에 장착되어 있다. 또한, 덮개 본체(31)의 측면에는, 통형상 케이스(2)의 내부 공간과 외부 공간을 연통시키는 통기 구멍(311)이 형성되어 있다. 또한, 덮개 본체(31)의 바닥면에는, 통형상부(32)와 연통하는 도시 생략의 연통 구멍이 마련되어 있다.
통형상부(32)는 내주면(內周面)이 신호 전달 부재(5)를 수용하는 장착 구멍으로 되어 있다. 또한, 통형상부(32)의 외주면(外周面)은 수나사부로 되어 있다.
피장착부(33)는 캡 부재(6)가 착탈 가능하게 장착되는 부재이다.
또한, 덮개 부재(3)는 상기 구성의 부재로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 단자대가 마련된 단자 상자 타입의 부재나, 무선 출력을 가능하게 구성된 부재여도 좋다.
[회로 기판(4)]
회로 기판(4)은 기판 본체(41)와, 기판 본체(41)에 배치되는 전자 부품(42)을 갖는다.
기판 본체(41)는 통형상 케이스(2)의 중심축(R)을 따른 방향이 길이방향으로 되는 평면 직사각 형상의 판 부재이며, 그 정면에는 도시 생략의 배선 패턴 등이 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 기판 본체(41)는 서로 평행하게 배치된 제 1 기판(411)과 제 2 기판(412)을 갖는다. 그리고, 이들 제 1 기판(411)과 제 2 기판(412)은 도시 생략의 보지 부재에 의해 보지되어 있다. 또한, 기판 본체(41)는 상기 구성으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 기판 본체(41)는 1매의 기판으로 구성되어 있어도 좋으며, 혹은, 3매 이상의 기판으로 구성되어 있어도 좋다.
전자 부품(42)은 소위 CPU(Central Processing Unit)를 구비하여 구성되며, 제 2 기판(412)에 배치되어 있다. 그리고, 전자 부품(42)은 후술하는 센서 어셈블리(10)의 전자 회로부(14)와, 도시 생략한 배선 등으로 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 전자 부품(42)은 센서 어셈블리(10)로부터의 검출 신호를 수신 가능하게 되어 있다.
[신호 전달 부재(5)]
신호 전달 부재(5)는 원통 부재(51)와, 터미널 단자(52)를 갖는다.
원통 부재(51)는 덮개 부재(3)의 통형상부(32)의 내주측에 배치된다.
터미널 단자(52)는 원통 부재(51)의 내부에 복수 마련된다. 본 실시형태에서는, 터미널 단자(52)는 4개 마련되어 있다. 또한, 터미널 단자(52)는 상기 구성으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 터미널 단자(52)는 1개 마련되어 있어도 좋으며, 혹은 5개 이상 마련되어 있어도 좋다.
또한, 터미널 단자(52)는 회로 기판(4)의 전자 부품(42)과, 도시 생략의 배선 등으로 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 터미널 단자(52)는 전자 부품(42)을 거쳐서, 후술하는 센서 어셈블리(10)의 전자 회로부(14)와 전기적으로 접속된다.
또한, 원통 부재(51)는 원통형상으로 형성되는 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면, 사각 통형상이나 육각 통형상 등의 다각 통형상으로 형성되어 있어도 좋다.
[캡 부재(6)]
캡 부재(6)는 수지제이며, 관통 구멍(24)을 덮도록 장착되어 있다. 본 실시형태에서는, 캡 부재(6)는 전술한 바와 같이, 덮개 부재(3)의 피장착부(33)에 착탈 가능하게 장착되어 있다.
[개재 삽입 부재(7)]
개재 삽입 부재(7)는 통형상 케이스(2)의 관통 구멍(24)과, 캡 부재(6) 사이에 개재 삽입되는 부재이다. 본 실시형태에서는, 개재 삽입 부재(7)는 고무나 탄성을 갖는 합성 수지로 형성되어 있으며, 캡 부재(6)에 장착되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 관통 구멍(24)과 캡 부재(6) 사이에 개재 삽입 부재(7)가 배치되어 있지만, 통형상 케이스(2)는 통기 구멍(311)에 의해 외부 공간과 연통하고 있으므로, 통형상 케이스(2)의 내부 공간이 밀폐되어 있는 것은 아니다.
[센서 어셈블리(10)]
도 3은 센서 어셈블리(10)의 개략을 도시하는 사시도이며, 도 4는 센서 어셈블리(10)의 개략을 도시하는 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 센서 어셈블리(10)는 이음(11)과, 센서 모듈(12)과, 베이스 부재(13)와, 전자 회로부(14)와, 온도 센서(15)와, 대기압 검출 소자(16)를 가지며, 통형상 케이스(2)에 장착되어 있다.
[이음(11)]
이음(11)은 금속제의 부재이며, 통형상 케이스(2)의 제 1 개구(21)를 덮도록, 통형상 케이스(2)에 장착되어 있다. 본 실시형태에서는, 이음(11)은 통형상 케이스(2)의 제 1 개구(21)측의 단부에 용접되어 접합되어 있다. 또한, 이음(11)과 통형상 케이스(2)는 용접에 의해 접합되는 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면, 이음(11)은 통형상 케이스(2)에 나사 결합되어 장착되어 있어도 좋다.
이음(11)에는, 피측정 유체를 도입하는 압력 도입 구멍(111)이 형성되어 있다. 또한, 이음(11)의 일단부는 중심으로부터 직경방향으로 연장되어 형성되며, 스패너 등의 공구와 맞물리는 공구 맞물림부(112)로 되며 타단부는 도시 생략한 피장착부에 나사 결합되는 수나사부(113)로 되어 있다.
또한, 이음(11)의 타단부는 수나사부(113)로 되는 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면, 암나사부로 되어 있어도 좋다. 또한, 이음(11)의 타단부는 피장착부에 용접에 의해 장착되도록 구성되어 있어도 좋으며, 혹은, O링 등을 거쳐서 피장착부에 끼워삽입하도록 구성되어 있어도 좋다.
[센서 모듈(12)]
센서 모듈(12)은 금속제의 부재이며, 통체부(121)와, 다이아프램(122)과, 압력 검출 소자(123)를 갖는다.
통체부(121)는 이음(11)의 일단측에 장착되어 있다. 또한, 통체부(121)는 이음(11)의 압력 도입 구멍(111)과 연통하고 있으며, 피측정 유체가 도입된다.
다이아프램(122)은 통체부(121)의 선단측에 일체로 마련되어 있으며, 피측정 유체와 접촉하는 제 1 면(122A) 및 제 1 면(122A)의 반대측에 마련되는 제 2면(122B)을 갖는다.
압력 검출 소자(123)는 다이아프램(122)의 제 2 면(122B)에 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 압력 검출 소자(123)는 소위 스트레인 게이지로 구성되며, 이에 의해, 통체부(121)에 도입된 피측정 유체의 게이지압을 검출 가능하게 구성되어 있다.
또한, 센서 모듈(12)은 금속제의 부재로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 세라믹제의 부재여도 좋다.
[베이스 부재(13)]
베이스 부재(13)는 합성 수지제의 부재이며, 베이스 부재 본체부(131)와 판형상부(132)를 갖는다. 또한, 베이스 부재(13)는 합성 수지제의 부재에 한정되지 않으며, 예를 들면, 금속제나 세라믹제의 부재여도 좋다.
베이스 부재 본체부(131)는 원통형상으로 형성되어 있으며, 센서 모듈(12)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 베이스 부재 본체부(131)는 원통형상으로 형성되는 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면, 사각 통형상이나 육각 통형상 등의 다각 통형상으로 형성되어 있어도 좋다.
판형상부(132)는 베이스 부재 본체부(131)의 주면으로부터 사방을 향하여 돌출되도록 4개 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 판형상부(132)의 각각은 베이스 부재 본체부(131)와 일체로 마련되어 있다.
그리고, 4개 마련된 판형상부(132) 중, 1개의 판형상부(132)에는, 후술하는 온도 센서(15)의 온도 검출 소자(151) 및 리드선(152)을 수용하는 수용부(133)가 마련되어 있다.
수용부(133)에는 홈부(1331)와, 수용 오목부(1332)와, 연통 구멍(1333)과, 돌출형상 가이드부(1334)가 마련되어 있다.
홈부(1331)는 판형상부(132)의 외주측에 형성되어 있으며, 후술하는 온도 센서(15)의 리드선(152)이 수용된다. 또한, 홈부(1331)에는 중앙부에 돌출형상 가이드부(1334)가 마련되어 있다.
수용 오목부(1332)는 판형상부(132)의 내주측에 형성되어 있다. 수용 오목부(1332)에는, 후술하는 온도 센서(15)의 온도 검출 소자(151)가 수용된다. 즉, 수용부(133)는 홈부(1331) 및 수용 오목부(1332)에 의해, 온도 센서(15)의 온도 검출 소자(151) 및 리드선(152)을 수용 가능하게 구성된다.
연통 구멍(1333)은 홈부(1331)에 있어서, 베이스 부재 본체부(131) 및 판형상부(132)의 내주측과 외주측을 관통하여 마련되어 있다. 이에 의해, 온도 센서(15)를 베이스 부재 본체부(131) 및 판형상부(132)의 외주측으로부터 내주측에 걸쳐서 배치할 수 있다.
[전자 회로부(14)]
전자 회로부(14)는 원반형상의 판 부재이며, 베이스 부재(13)의 일단측에 있어서, 센서 모듈(12)의 다이아프램(122)을 덮도록 배치된다. 전자 회로부(14)에는, 도시 생략한 배선 패턴 등이 형성되어 있으며, 온도 센서(15)가 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전자 회로부(14)는 도시 생략한 배선 등에 의해, 센서 모듈(12) 및 회로 기판(4)과 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 센서 모듈(12) 및 온도 센서(15)로부터 입력된 검출 신호를, 회로 기판(4)의 전자 부품(42)으로 출력할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 전자 회로부(14)에는, 다이아프램(122)과 대향하는 면과 반대측의 면에, 대기압 검출 소자(16)가 배치되어 있다. 그리고, 전자 회로부(14)는, 대기압 검출 소자(16)로부터 입력된 검출 신호를, 회로 기판(4)의 전자 부품(42)으로 출력 가능하게 구성되어 있다.
또한, 전자 회로부(14)는 회로 기판(4)을 거치지 않고, 외부 기기와 전기적으로 접속할 수도 있다. 이에 의해, 센서 어셈블리(10)를 압력 센서(1)에 조립하기 전의 상태, 즉, 센서 어셈블리(10) 상태에서, 센서 모듈(12) 및 온도 센서(15)의 검출 신호를 외부 기기로 출력할 수 있다. 그 때문에, 외부 기기에 의해 온도 보정 및 온도 특성의 확인을 실행한 상태에서 센서 어셈블리(10)를 보관할 수 있다.
[온도 센서(15)]
온도 센서(15)는 온도 검출 소자(151)와 리드선(152)을 갖는다.
온도 검출 소자(151)는 소위 측온 저항체로 구성되며, 베이스 부재(13)의 내주측, 즉, 센서 모듈(12)측에 있어서, 수용 오목부(1332)에 수용된다. 이에 의해, 온도 검출 소자(151)는 센서 모듈(12)의 피측정 유체가 도입되지 않는 측, 즉, 압력 검출 소자(123)가 배치되는 측에 있어서, 센서 모듈(12)의 근방에 배치된다. 그 때문에, 예를 들면, 피측정 유체가 고온이어도, 온도 검출 소자(151)는 압력 검출 소자(123)와 마찬가지로, 주위의 공기에 의해 냉각되므로, 압력 검출 소자(123)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 온도 검출 소자(151)는 측온 저항체로 구성되는 것으로 한정되지 않으며, 온도를 측정 가능하게 구성되어 있으면 좋다.
리드선(152)은 온도 검출 소자(151)와 전자 회로부(14)를 전기적으로 접속하는 배선이며, 제 1 리드선(152A) 및 제 2 리드선(152B)을 갖는다. 그리고, 제 1 리드선(152A) 및 제 2 리드선(152B)은 수용부(133)의 홈부(1331)에 있어서, 돌출형상 가이드부(1334)를 사이에 두고, 서로 반대측에 배치된다. 이에 의해, 제 1 리드선(152A) 및 제 2 리드선(152B)은 접촉하는 일이 없으므로, 피복 등의 절연 처리를 실시하고 있지 않아도 단락되는 것을 방지할 수 있다.
[대기압 검출 소자(16)]
대기압 검출 소자(16)는 소위 기압 센서이며, 전술한 바와 같이, 전자 회로부(14)에 있어서의 다이아프램(122)과 대향하는 면과 반대측의 면에 배치되어 있다. 즉, 대기압 검출 소자(16)는 통형상 케이스(2)의 내부 공간에 배치되며, 상기 통형상 케이스(2)의 내부 공간의 대기압을 검출 가능하게 구성되어 있다.
또한, 대기압 검출 소자(16)는 전자 회로부(14)에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 전술한 바와 같이, 대기압 검출 소자(16)의 검출 신호를, 전자 회로부(14)를 거쳐서 회로 기판(4)의 전자 부품(42)으로 출력할 수 있다.
또한, 대기압 검출 소자(16)는 상기 구성으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 정전 용량 방식, 성막 방식, 혹은, MEMS 방식의 기압 센서로서 구성되어 있어도 좋으며, 통형상 케이스(2)의 내부 공간의 대기압을 검출 가능하게 구성되어 있으면 좋다.
[피측정 유체의 절대압의 산출 방법에 대해]
다음에, 피측정 유체의 절대압의 산출 방법에 대해 설명한다.
전술한 바와 같이, 압력 검출 소자(123)에서 검출된 검출 신호, 즉, 피측정 유체의 게이지압에 따른 검출 신호가, 전자 회로부(14)를 거쳐서, 회로 기판(4)의 전자 부품(42)에 입력된다. 마찬가지로, 온도 센서(15)에서 검출된 검출 신호, 및, 대기압 검출 소자(16)에서 검출된 검출 신호가, 전자 회로부(14)를 거쳐서 회로 기판(4)의 전자 부품(42)에 입력된다.
전자 부품(42)은 압력 검출 소자(123)에서 검출된 피측정 유체의 게이지압을, 온도 센서(15)에서 검출된 온도에 근거하여 온도 보정한다. 그리고, 전자 부품(42)은 온도 보정된 게이지압과, 대기압 검출 소자(16)에서 검출된 대기압에 근거하여, 피측정 유체의 절대압을 산출한다. 구체적으로는, 전자 부품(42)은 온도 보정된 게이지압에 대기압을 가산하는 것에 의해, 피측정 유체의 절대압을 산출한다. 또한, 전자 부품(42)은 본 발명의 연산부를 구성한다.
여기에서, 본 실시형태에서는, 대기압 검출 소자(16)는 전술한 바와 같이, 전자 회로부(14)에 있어서의 다이아프램(122)과 대향하는 면과 반대측의 면에 배치되어 있다. 즉, 피측정 유체와 접촉하는 다이아프램(122)과 대기압 검출 소자(16) 사이에는, 공간(S) 및 전자 회로부(14)가 개재된다.
이에 의해, 예를 들면, 피측정 유체가 고온이어도, 그 열은 공간(S) 및 전자 회로부(14)에 의해 단열된다. 그 때문에, 대기압 검출 소자(16)에 의한 대기압의 검출에 대해, 피측정 유체의 열이 미치는 영향을 억제할 수 있다.
또한, 공간(S) 및 전자 회로부(14)는, 본 발명의 단열층의 일 예이다.
이상과 같은 본 실시형태에서는, 다음의 효과를 발휘할 수 있다.
(1) 본 실시형태에서는, 외부 공간과 연통하는 통형상 케이스(2)의 내부 공간에, 피측정 유체의 게이지압을 검출 가능한 압력 검출 소자(123)가 배치된다. 그리고, 전자 부품(42)은 압력 검출 소자(123)에서 검출한 피측정 유체의 게이지압과, 대기압 검출 소자(16)에서 검출한 대기압에 근거하여, 피측정 유체의 절대압을 산출한다. 이에 의해, 예를 들면, 밀봉 부재 등으로 통형상 케이스(2)의 내부 공간을 밀폐하지 않아도, 피측정 유체의 절대압을 얻을 수 있다. 그 때문에, 통형상 케이스(2)의 내부 공간의 기밀을 확보할 필요가 없으므로, 예를 들면, 밀봉 부재가 손상되는 등 하여, 피측정 유체의 절대압의 정밀도가 악화되어 버리는 것을 방지할 수 있다.
(2) 본 실시형태에서는, 대기압 검출 소자(16)가 통형상 케이스(2)의 내부 공간에 배치되므로, 통형상 케이스(2)의 외부 공간에 있어서, 대기압 검출 소자(16)를 배치할 필요가 없다. 그 때문에, 보다 작은 공간에 압력 센서(1)를 배치할 수 있다.
(3) 본 실시형태에서는, 온도 센서(15)에서 검출한 온도에 근거하여, 검출한 피측정 유체의 게이지압을 보정하므로, 피측정 유체의 온도 변화가 큰 경우여도, 절대압을 정밀도 높게 산출할 수 있다.
(4) 본 실시형태에서는, 피측정 유체와 대기압 검출 소자(16) 사이에 단열층이 형성되므로, 피측정 유체의 열이 대기압 검출 소자(16)에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 대기압 검출 소자(16)에 의한 대기압의 검출에 대해, 피측정 유체의 열이 미치는 영향을 억제할 수 있으므로, 절대압을 정밀도 높게 산출할 수 있다
(5) 본 실시형태에서는, 온도 센서(15)의 온도 검출 소자(151)는 압력 검출 소자(123)가 배치되는 센서 모듈(12)의 주위를 둘러싸는 통형상의 베이스 부재(13)의 수용부(133)에 수용된다. 이에 의해, 온도 검출 소자(151)를 센서 모듈(12)의 피측정 유체가 도입되는 측과는 반대측, 즉, 압력 검출 소자(123)가 배치되는 측에 있어서, 센서 모듈(12)의 근방에 배치할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 피측정 유체가 고온이어도, 온도 검출 소자(151)는 압력 검출 소자(123)와 마찬가지로 주위의 공기에 의해 냉각되므로, 압력 검출 소자(123)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 압력 검출 소자(123)에서 검출한 피측정 유체의 압력에 대해 적절한 온도 보정을 할 수 있다.
또한, 온도 검출 소자(151) 및 리드선(152)은 베이스 부재(13)의 수용부(133)에 수용할 수 있으므로, 온도 검출 소자(151) 및 리드선(152)을 배치하기 위해, 이음(11)에 이들 수용부를 마련할 필요가 없어, 이음(11)의 가공을 용이하게 할 수 있다.
[변형예]
또한, 본 발명은 전술의 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
상기 실시형태에서는, 대기압 검출 소자(16)는 통형상 케이스(2)의 내부 공간에 배치되어 있었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 대기압 검출 소자는, 통형상 케이스(2)의 외부의 장치 등에 배치되며, 신호 전달 부재를 거쳐서 전자 부품에 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.
상기 실시형태에서는, 센서 어셈블리(10)는 온도 센서(15)를 구비하고, 전자 부품(42)은 온도 센서(15)에서 검출한 온도에 근거하여 게이지압을 보정하도록 구성되어 있었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 피측정 유체의 온도 변화가 작은 경우 등에는, 센서 어셈블리에 온도 센서가 마련되어 있지 않아도 좋다. 이 경우, 전자 부품에 의해 온도 보정을 실행하지 않아도, 절대압을 정밀도 높게 산출할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 대기압 검출 소자(16)는 전자 회로부(14)에 배치되어 있었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 대기압 검출 소자는 전자 부품이 배치된 회로 기판에 배치되어 있어도 좋다. 이 경우, 단열층은 다이아프램과 전자 회로부 사이의 공간, 전자 회로부, 및, 전자 회로부와 회로 기판 사이의 공간 등에 의해 구성된다.
상기 실시형태에서는 베이스 부재(13)에 있어서, 홈부(1331)에 돌출형상 가이드부(1334)가 마련되어 있었지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제 1 리드선 및 제 2 리드선에 대응하는 가이드 홈이 형성되어 있어도 좋다.
상기 실시형태에서는, 베이스 부재(13)에 있어서, 베이스 부재 본체부(131)의 주면으로부터 사방을 향하여 돌출되도록 판형상부(132)가 4개 마련되며, 상기 판형상부(132) 중 하나에 수용부(133)가 마련되어 있었지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 판형상부는 1개만 마련되어 있어도 좋으며, 혹은, 4개 이상 마련되어 있어도 좋다. 또한, 베이스 부재 본체부에 판형상부가 마련되지 않은 경우도 본 발명에 포함된다. 이 경우, 수용부는 베이스 부재 본체부에 마련되어 있어도 좋다.
상기 실시형태에 있어서, 온도 센서(15)의 온도 검출 소자(151)는 센서 모듈(12)의 근방에 배치되어 있었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 온도 검출 소자는, 이음의 측면에 접촉하여 배치되어 있어도 좋으며, 센서 모듈의 통체부의 측면에 접촉하여 배치되어 있어도 좋다. 또한, 온도 검출 소자가, 이음 및 센서 모듈과 약간 간극을 두고 배치되어 있는 경우도 본 발명에 포함된다.
상기 실시형태에서는, 통형상 케이스(2)의 주면에 관통 구멍(24)이 형성되어 있었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 통형상 케이스의 주면에 관통 구멍이 형성되어 있지 않은 경우도, 본 발명에 포함된다. 이 경우, 상기 관통 구멍을 덮는 캡 부재 및 개재 삽입 부재는 마련되지 않는다.
상기 실시형태에서는, 통형상 케이스(2)는 덮개 부재(3)에 형성된 통기 구멍(311)을 거쳐서 내부 공간과 외부 공간이 연통하고 있었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 통형상 케이스의 측면에 형성된 관통 구멍을 거쳐서, 내부 공간과 외부 공간이 연통하고 있어도 좋다.
상기 실시형태에서는, 압력 검출 소자(123)는 다이아프램(122)에 마련된 스트레인 게이지로서 구성되어 있었지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 압력 검출 소자는, 정전 용량 방식의 검출 소자로서 구성되어 있어도 좋으며, 피측정 유체의 게이지압을 검출 가능하게 구성되어 있으면 좋다.
상기 실시형태에서는, 통형상 케이스(2) 및 이음(11)은 금속제 부재였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 이들 부재는 합성 수지로 형성되어 있어도 좋다.
상기 실시형태에서는, 통형상 케이스(2)는 원통형상으로 형성되어 있었지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 통형상 케이스는 다각 통형상으로 형성되어 있어도 좋다.

Claims (5)

  1. 외부 공간과 연통하는 내부 공간이 형성된 케이스와,
    상기 케이스의 내부 공간에 배치되며, 피측정 유체의 게이지압을 검출 가능한 압력 검출 소자와,
    대기압을 검출 가능한 대기압 검출 소자와,
    상기 압력 검출 소자에서 검출한 상기 피측정 유체의 게이지압과, 상기 대기압 검출 소자에서 검출한 대기압에 근거하여, 상기 피측정 유체의 절대압을 산출하는 연산부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    압력 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대기압 검출 소자는 상기 케이스의 내부 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는
    압력 센서.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 압력 검출 소자로부터 출력되는 검출 신호를 수신하는 회로 기판과,
    상기 회로 기판과 전기적으로 접속되며, 상기 압력 검출 소자의 온도를 검출 가능한 온도 센서를 구비하고,
    상기 연산부는 상기 온도 센서에서 검출한 온도에 근거하여, 검출한 상기 피측정 유체의 게이지압을 보정하는 것을 특징으로 하는
    압력 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피측정 유체와 상기 대기압 검출 소자 사이에는, 단열층이 형성되는 것을 특징으로 하는
    압력 센서.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피측정 유체가 도입되는 통체부와, 상기 통체부의 선단측에 마련되며, 상기 피측정 유체와 접촉하는 제 1 면 및 상기 제 1 면의 반대측에 마련되며, 상기 압력 검출 소자가 배치되는 제 2 면을 갖는 다이어프램을 갖는 센서 모듈과,
    상기 센서 모듈이 장착되며, 상기 센서 모듈에 상기 피측정 유체를 도입하는 압력 도입 구멍이 형성된 이음과,
    상기 이음에 장착되며, 상기 센서 모듈의 주위를 둘러싸는 통형상의 베이스 부재를 구비하고,
    상기 온도 센서는 온도를 검출하는 온도 검출 소자와, 상기 온도 검출 소자와 상기 회로 기판을 전기적으로 접속시키는 리드선을 가지며,
    상기 베이스 부재에는, 상기 온도 검출 소자 및 상기 리드선을 수용 가능한 수용부가 마련되는 것을 특징으로 하는
    압력 센서.
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