JP7088067B2

JP7088067B2 - 圧力センサ

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Publication number: JP7088067B2
Application number: JP2019025452A
Authority: JP
Inventors: 哲也笹原
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2022-06-21
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Also published as: EP3926317A1; WO2020166661A1; JP2020134234A; EP3926317A4

Description

本発明は、メンブレンの変形による歪を抵抗変化により検出する圧力センサに関する。

圧抵抗効果（ピエゾ抵抗効果ともいう）を利用して、メンブレン（ダイアフラムともいう）の歪を抵抗変化により検出する圧力センサが知られている。このような圧力センサでは、たとえば、ステムと呼ばれる金属製の受圧部材の一部に、圧力を受けて弾性変形するメンブレンを形成し、このメンブレンの変形による歪を、メンブレン上に設けられた抵抗体の抵抗変化により検出する。

メンブレンの上に抵抗体を形成する方法としては、メンブレン上に絶縁膜、金属薄膜、又は半導体薄膜などを形成し、形成した薄膜に対してスクリーン印刷やレーザー加工を行う方法が知られている。しかしながら、このような半導体工程などを経てメンブレン上に形成される抵抗体は、その抵抗値に狙いの値からの誤差（ばらつき）が生じる場合があるため、その誤差を適切に調整する方法が求められている。

メンブレン上に形成される抵抗体の抵抗値を補正する方法としては、圧力センサにおいてメンブレンの変形の影響を受けない部分に補正用の抵抗を形成する方法が提案されている（特許文献１参照）。この技術では、補正用の抵抗を、必要に応じてブリッジ回路に接続することにより、メンブレン上に形成される抵抗値の誤差を補正する。

特開平１０－７０２８６号公報

メンブレンの変形の影響を受けない部分に補正用の抵抗を形成する従来の方法では、歪量を算出するホイートストンブリッジのなかに、歪の影響を受けない抵抗体が含まれることになる。したがって、従来の圧力センサでは、メンブレンが変形しない状態でブリッジ回路の均衡を成立させたとしても、圧力センサが圧力を受けてメンブレンが変形した状態では、歪の影響を受けない抵抗体がブリッジ回路に含まれることに起因するブリッジ回路の均衡の崩れが生じる。そのため、従来の圧力センサは、歪量を算出するホイートストンブリッジのなかに補正用の抵抗体が含まれることにより、線形特性が悪化するという問題を有している。

本発明は、このような実情に鑑みてなされ、メンブレン上に形成される抵抗体の製造ばらつきによる抵抗値の誤差が調整され、かつ、出力の線形特性が良好な圧力センサを提供する。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る圧力センサは、
圧力に応じた変形を生じるメンブレンと、
前記メンブレンにおいて所定の歪特性を生じる第１歪位置と、前記第１歪位置とは異なる歪特性を生じる第２歪位置とに分けて配置されており、歪を検出する少なくとも５つの抵抗体を含む抵抗体群と、を有し、
前記メンブレンには、前記抵抗体群に接続する電極部が複数設けられており、
前記抵抗体群に含まれる前記抵抗体のうち、前記第１歪位置に配置される少なくとも２つの前記抵抗体と、前記第２歪位置に配置される少なくとも２つの前記抵抗体とを含む、合計４つ以上の前記抵抗体を、前記電極部を介して電気的に接続してホイートストンブリッジを構成する。

本発明に係る圧力センサは、メンブレン上の第１歪位置と第２歪位置とに分けて配置される抵抗体の数が５つ以上であり、ホイートストンブリッジを構成するために最低限必要な４つから余剰が生じるように、抵抗体が設けられている。このような圧力センサは、仮に４つの抵抗体でホイートストンブリッジを構成しようとするとブリッジ回路の均衡が取ることができない場合、余剰の抵抗体を、抵抗値の調整に用いることができる。すなわち、余剰の抵抗体を、他の抵抗体に生じた抵抗値の製造ばらつきによる誤差を調整するように、メンブレンに設けられる電極部を介して接続し、ブリッジ回路を構成する。これにより、本発明に係る圧力センサは、メンブレン上に形成される抵抗体の製造ばらつきによる抵抗値の誤差を調整し、ブリッジの均衡を図ることができる。また、余剰の抵抗体は、他の抵抗体と同様に、メンブレン上の第１歪位置または第２歪位置に配置されているため、このよう余剰の抵抗体を含む形でブリッジ回路を構成しても、出力の線形特性は良好に保たれる。

また、たとえば、前記電極部は、前記抵抗体群に含まれるそれぞれの前記抵抗体につき、少なくとも２つずつ設けられていてもよい。

このような圧力センサは、抵抗体群に含まれる抵抗体を、半導体製造工程後に自由に選択してホイートストンブリッジを構成することができるため、抵抗体を用いた回路のバリエーションが豊富である。したがって、このような圧力センサは、少ない数の抵抗体によって、より精度良く抵抗値の調整を行うことができる。

また、たとえば、本発明に係る圧力センサは、前記メンブレンとは独立した基板部を有してもよく、
前記ホイートストンブリッジを構成する前記抵抗体は、前記基板部に含まれる配線を介して電気的に接続されてもよい。

ホイートストンブリッジ構成する抵抗体は、メンブレン上に設けられる電極部および導体によって接続されていてもよいが、メンブレンとは独立した基板部の配線を介して電気的に接続されていてもよい。基板を用いて配線することにより、メンブレンを小型化することができる。また、メンブレン上の配線構造を単純化することができるため、このような圧力センサは、生産性が良好である。

また、たとえば、前記配線は、前記抵抗体群に含まれる少なくとも５つの前記抵抗体に電気的に接続していてもよく、前記基板部は、前記抵抗体間の接続を切り替え可能なスイッチを有してもよい。

このような基板部を有する圧力センサは、基板部のスイッチの切り替えによりブリッジ回路の構成を変更することができる。したがって、このような圧力センサは、圧力センサの製造時において、抵抗体の抵抗値のばらつきをソフトウェアなどにより容易に調整できる。また、圧力センサの製造後においても、抵抗体の抵抗値の経時変化や他の条件の変化などに応じて、ブリッジ回路の構成を変更することができる。

また、たとえば、前記抵抗体群には、前記第１歪位置に配置される少なくとも３つの前記抵抗体と、前記第２歪位置に配置される少なくとも３つの前記抵抗体とを含む、合計６つ以上の前記抵抗体が含まれていてもよい。

このような圧力センサは、第１歪位置と第２歪位置の双方に余剰の抵抗体が配置されているため、より精度よく抵抗値の調整を行うことができる。

本発明の第２の観点に係る圧力センサは、
圧力に応じた変形を生じるメンブレンと、
前記メンブレンにおいて所定の歪特性を生じる第１歪位置に配置されており歪を検出する第１抵抗体および第３抵抗体と、
前記メンブレンにおいて前記第１歪位置とは異なる歪特性を生じる第２歪位置に配置されており歪を検出する第２抵抗体および第４抵抗体と、
前記第１歪位置または前記第２歪位置に配置されており歪を検出する補正用抵抗体と、
前記メンブレンに設けられており前記補正用抵抗体に接続する一対の補正用電極部と、
前記メンブレンに設けられており前記第１～第４抵抗体に接続する少なくとも一対の主電極部と、を有し、
前記補正用電極部および前記主電極部を介して接続された前記補正用抵抗体および前記第１～第４抵抗体により、または、前記補正用抵抗体を接続することなく前記第１～第４抵抗体によりホイートストンブリッジを構成する。

本発明の第２の観点に係る圧力センサは、補正用抵抗体がメンブレン上の第１歪位置または第２歪位置に配置されており、これらの補正用抵抗体は、第１～第４補正用抵抗体を用いてホイートストンブリッジを構成してもブリッジの均衡が取れない場合に、調整用としてブリッジ回路に接続される。このような圧力センサでは、補正用電極部および主電極部の接続経路を変更することにより、補正用抵抗体および第１～第４抵抗体によりホイートストンブリッジを構成するか、第１～第４抵抗体によりホイートストンブリッジを構成するかを選択できる。これにより、本発明に係る圧力センサは、メンブレン上に形成される第１～第４抵抗体の製造ばらつきによる抵抗値の誤差を補正用抵抗体で調整し、ブリッジの均衡を図ることができる。また、補正用抵抗体は、第１～第４抵抗体と同様に、メンブレン上の第１歪位置または第２歪位置に配置されているため、補正用抵抗体を含む形でブリッジ回路を構成しても、出力の線形特性は良好に保たれる。

前記補正用抵抗体の抵抗値は、前記第１～第４抵抗体のいずれの抵抗値よりも小さくてもよい。

このように抵抗値を設定することにより、第１～第４抵抗体の製造ばらつきを、補正用抵抗体の接続により好適に調整できる。

本発明の第２の観点に係る圧力センサは、前記第１歪位置に配置される前記補正用抵抗体と、前記第２歪位置に配置される前記補正用抵抗体とを含む合計２つ以上の前記補正用抵抗体を含んでもよい。

このような圧力センサは、第１歪位置に配置される補正用抵抗体を用いて第１抵抗体および第３抵抗体の抵抗値を調整し、第２歪位置に配置される補正用抵抗体を用いて第２抵抗体および第４抵抗体の抵抗値を調整することができる。これにより、このような圧力センサは、抵抗値の調整のバリエーションが豊富であり、少ない補正用抵抗体の数で、より精度よく抵抗値の調整を行うことができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る圧力センサの模式断面図である。図２は、第１実施形態に係る圧力センサにおける抵抗体の配置を示す概念図である。図３は、第１実施形態に係る圧力センサで形成されるホイートストンブリッジの構成例（第１構成例）を示す概念図である。図４は、第１実施形態に係る圧力センサで形成されるホイートストンブリッジの構成例（第２構成例）を示す概念図である。図５は、第１実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第３構成例）を示す概念図である。図６は、第１実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成の構成例（第４構成例）を示す概念図である。図７は、第１実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第５構成例）を示す概念図である。図８は、第１実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第６構成例）を示す概念図である。図９は、第１実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第７構成例）を示す概念図である。図１０は、第２実施形態に係る圧力センサにおける抵抗体および基板部の配置を示す概念図である。図１１は、第２実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第８構成例）を示す概念図である。図１２は、第２実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第９構成例）を示す概念図である。図１３は、第３実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第１０構成例）を示す概念図である。図１４は、第３実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第１１構成例）を示す概念図である。図１５は、第４実施形態に係る圧力センサを用いて形成されるホイートストンブリッジの構成例（第１２構成例、第１３構成例）を示す概念図である。図１６は、従来技術と第１実施形態に係る圧力センサの特性を比較した概念図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明に係る圧力センサ１０の概略断面図である。圧力センサ１０は、メンブレン２２を有するステム２０、ステム２０へ圧力を伝える流路１２ｂが形成されている接続部材１２、接続部材１２に対してステム２０を固定する抑え部材１４、メンブレン２２上の電極部などに対して配線される基板部７０などを有する。

図１に示すように、接続部材１２の外周には、圧力センサ１０を測定対象に対して固定するためのねじ溝１２ａが形成されている。ねじ溝１２ａを介して圧力センサ１０を固定することにより、接続部材１２の内部に形成されている流路１２ｂは、測定対象である圧力室に対して気密に連通する。

図１に示すように、ステム２０は、有底（上底）筒状の外形上を有しており、接続部材１２における流路１２ｂの一方の端部に設けられる。ステム２０は、開口部側にフランジ部２１が設けられており、抑え部材１４と接続部材１２との間にフランジ部２１が挟み込まれることにより、接続部材１２に対して固定される。ステム２０の開口部と接続部材１２の流路１２ｂとは、抑え部材１４を用いて気密に連結されており、測定対象の圧力が、ステム２０のメンブレン２２に伝えられる。

ステム２０の上底には、メンブレン２２が備えられる。メンブレン２２は、側壁など、ステム２０における他の部分に比べて肉薄になっており、流路１２ｂから伝えられる圧力に応じた変形を生じる。メンブレン２２は、圧力流体に接触する内面２２ａと、内面２２ａとは反対側の外面２２ｂとを有しており、メンブレン２２の外面２２ｂ側には、後述する抵抗体群３０（図２参照）や電極部などが設けられる。

抑え部材１４には、メンブレン２２の外面２２ｂに形成された抵抗体群３０に対して電気的に接続される配線などを有する基板部７０が固定されている。基板部７０の電極部と抵抗体群３０とは、ワイヤボンディングなどにより形成される接続配線８２などを介して、電気的に接続されている。基板部７０はリング状の外形状を有しており、ステム２０は、基板部７０の中央に形成される貫通穴を挿通している。

図２は、メンブレン２２の外面２２ｂにおける抵抗体群３０の配置状態を示す概念図である。図２の上部は、ステム２０の模式断面図であり、図２の下部は、メンブレン２２の外面２２ｂ側であるＺ軸正方向側からステム２０を見た概略平面図である。

図２に示すように、メンブレン２２の外面２２ｂには、歪を検出する抵抗体である第１抵抗体Ｒ１、第２抵抗体Ｒ２、第３抵抗体Ｒ３、第４抵抗体Ｒ４、第１補正用抵抗体ＲＣ１、第２補正用抵抗体ＲＣ２、第３補正用抵抗体ＲＣ３、第４補正用抵抗体ＲＣ４を含む抵抗体群３０が設けられている。抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４は、メンブレン２２の内面２２ａに加えられる圧力に応じて所定の歪特定を生じる第１歪位置である第１円周２４上と、第１歪位置とは異なる歪特性を生じる第２歪位置である第２円周２６上とに、分けて配置されている。

図２に示すように、第１円周２４は、第２円周２６より小さい半径を有する円の円周である。たとえば、メンブレン２２が内面２２ａから所定の正圧を受けた場合に、第１円周２４上では正の歪＋ε（引張歪）を生じるのに対して、第２円周２６では負の歪－ε（圧縮歪）を生じる。このように、第１歪位置である第１円周２４上における歪特性と、第２歪位置である第２円周２６上における歪特性は、互いに逆方向（打ち消しあう関係）であることが好ましい。

抵抗体群３０に含まれる抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４のうち、第１抵抗体Ｒ１と、第３抵抗体Ｒ３と、第１補正用抵抗体ＲＣ１と、第２補正用抵抗体ＲＣ２とは、第１円周２４上に配置されている。これに対して、抵抗体群３０に含まれる抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４のうち、第２抵抗体Ｒ２と、第４抵抗体Ｒ４と、第３補正用抵抗体ＲＣ３と、第４補正用抵抗体ＲＣ４とは、第２円周２６上に配置されている。

メンブレン２２の外面２２ｂには、抵抗体群３０に接続する電極部が複数設けられている。電極部は、第１抵抗体Ｒ１に接続する主電極部４１、第２抵抗体Ｒ２に接続する主電極部４２、第３抵抗体Ｒ３に接続する主電極部４３、第４抵抗体Ｒ４に接続する主電極部４４、第１補正用抵抗体ＲＣ１に接続する補正用電極部４５、第２補正用抵抗体ＲＣ２に接続する補正用電極部４６、第３補正用抵抗体ＲＣ３に接続する補正用電極部４７、第４補正用抵抗体ＲＣ４に接続する補正用電極部４８を有する。

電極部は、抵抗体群３０に含まれるそれぞれの抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４につき、少なくとも２つずつ設けられていることが好ましく、図２に示す実施形態では、それぞれの抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４につき、２つずつ電極部が設けられている。ただし、電極部は、後述するように、ホイートストンブリッジを構成する際における接続方法のバリエーションを生じさせるために配置されていれば足り、必ずしも抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４ごとに設けられていなくてもよい。たとえば、変形例に係る圧力センサでは、電極部は、第１補正用抵抗体ＲＣ１に接続する一対の補正用電極部４５と、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４に接続する一対の主電極部とを有していてもよい。このような変形例では、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４は、メンブレン２２上において、電極部を介さずに、互いに配線される。

電極部４１～４８は、それぞれ対応する抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４に導通しており、対応する抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４に配線するための導線を固定できるようになっている。なお、電極部４１～４８は、第２円周２６より半径の大きい円周上に沿って形成されており、電極部４１～４８から基板部７０への配線が容易になっている。ただし、電極部４１～４８の配置は特に限定されず、メンブレン２２の上に様々は形状で配置され得る。

図２に示すようなメンブレン２２を有するステム２０およびメンブレン２２上に設けられる抵抗体群３０および電極部４１～４８は、たとえば、以下のようにして作製される。まず、メンブレン２２を有するステム２０を機械加工により作製する。ステム２０の材質は、適切な弾性変形を生じるものであれば特に限定されず、例えばステンレスなどの金属や合金が挙げられる。

次に、メンブレン２２の上に、絶縁膜を挟んで半導体薄膜または金属薄膜を形成し、これらの薄膜に対してレーザー加工や、スクリーン印刷のような半導体加工技術による微細加工などを行うことにより、図２に示すような抵抗体群３０および電極部４１～４８を形成する。なお、必要に応じて、抵抗体群３０や、抵抗体群３０と電極部４１～４８との配線部分など、電極部４１～４８以外の部分には、絶縁性の表面層が形成されてもよい。

圧力センサ１０は、図２示す抵抗体群３０に含まれる抵抗体Ｒ１～Ｒ４、ＲＣ１～ＲＣ４のうち、合計４つ以上の抵抗体を、電極部４１～４８を介して電気的に接続してホイートストンブリッジを構成することにより作製される。後述するように、ホイートストンブリッジを構成する抵抗体には、第１円周２４上に配置される少なくとも２つの抵抗体である第１抵抗体Ｒ１および第３抵抗体Ｒ３と、第２円周２６上に配置される少なくとも２つの抵抗体である第２抵抗体Ｒ２と第４抵抗体Ｒ４とが含まれる。

図３は、圧力センサ１０で形成されるホイートストンブリッジの構成例（第１構成例）を示す概念図である。図３（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。図３（ａ）に示すように、第１構成例では、主電極部４１と主電極部４２、主電極部４２と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と主電極部４１とをそれぞれ接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第１構成例では、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４を接続することなく第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

さらに、図１に示す基板部７０に対して主電極部４１～４４を、接続配線８２によって電気的に接続することにより、図３（ｂ）に示すようなホイートストンブリッジを含む圧力検出回路が形成される。このようなホイートストンブリッジの構成は、たとえば、図２に示す抵抗体群３０を半導体製造工程により形成した後、主電極部４１～４４などの配線を行う前に第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値を測定し、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値が、全て狙い値に一致しているか又は狙い値からの誤差が少ない場合に採用される。

図３（ａ）に示す電極部４１～４８の接続や、図１に示す接続配線８２の形成は、たとえばワイヤボンディングなどの手法を用いて行われる。なお、図３（ａ）では、電極部４１～４８の接続をわかりやすく説明するために、電極部４１～４８の接続を平面的に表示しているが、電極部４１～４８の接続は、メンブレン２２上で立体的に行われることが好ましい。

第１構成例を採用する場合とは異なり、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値を測定した際、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４のうちいずれかの抵抗値が狙い値から外れており、誤差が大きいような場合には、図３とは異なる構成が採用される。図４は、圧力センサ１０で形成されるホイートストンブリッジの他の構成例（第２構成例）を示す概念図である。図４（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。

図４（ａ）に示すように、第２構成例では、主電極部４１と主電極部４２、主電極部４２と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と補正用電極部４５、補正用電極部４５と主電極部４１とをそれぞれ接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第２構成例では、補正用電極部４５および主電極部４１～４４を介して接続された第１補正用抵抗体ＲＣ１および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

図４（ｂ）において点線枠で示すように、第２構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に対して、第１補正用抵抗体ＲＣ１が直列接続されている。このようなホイートストンブリッジの構成は、たとえば、主電極部４１～４４などの配線を行う前に第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値を測定し、第１抵抗体Ｒ１の抵抗値のみが、狙いの値より小さい場合などに採用される。第２構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に第１補正用抵抗体ＲＣ１が直列接続されることにより、第１抵抗体Ｒ１の抵抗値が増加する側に補正される。なお、図４（ｂ）では図示を省略しているが、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すブリッジ回路は、図３（ｂ）に示す第１構成例と同様に基板部７０に配線され、電圧を加えられる。

第１抵抗体Ｒ１の抵抗値を補正する場合は、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４のうち、第１抵抗体Ｒ１と同様に第１円周２４上に配置されている補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ２が用いられる。これにより、歪が発生した場合においても、ブリッジの平衡が保たれるため、圧力センサ１０の出力は良好な線形特性を有する。なお、電極部４１～４８および基板部７０の配線方法については、第１構成例と同様である。

図５は、圧力センサ１０で形成されるホイートストンブリッジの他の構成例（第３構成例）を示す概念図である。図５（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。

図５（ａ）に示すように、第３構成例では、主電極部４１と主電極部４２、主電極部４２と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と補正用電極部４５および主電極部４１、補正用電極部４５と主電極部４１とをそれぞれ接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第３構成例では、第２構成例（図４（ａ）参照）と同様に、補正用電極部４５および主電極部４１～４４を介して接続された第１補正用抵抗体ＲＣ１および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

ただし、図５（ｂ）において点線枠で示すように、第３構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に対して、第１補正用抵抗体ＲＣ１が並列接続されている。このようなホイートストンブリッジの構成は、たとえば、主電極部４１～４４などの配線を行う前に第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値を測定し、第１抵抗体Ｒ１の抵抗値のみが、狙いの値より大きい場合などに採用される。第３構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に第１補正用抵抗体ＲＣ１が並列接続されることにより、第１抵抗体Ｒ１の抵抗値が減少する側に補正される。第１抵抗体Ｒ１の抵抗値を補正する場合に、第１円周２４上に配置されている第１補正用抵抗体ＲＣ１を用いる点については、第２構成例と同様である。また、図５（ｂ）では図示を省略しているが、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すブリッジ回路は、図３（ｂ）に示す第１構成例と同様に基板部７０に配線され、電圧を加えられる。

図６は、圧力センサ１０で形成されるホイートストンブリッジの他の構成例（第４構成例）を示す概念図である。図６（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。

図６（ａ）に示すように、第４構成例では、主電極部４１と補正用電極部４６、補正用電極部４６と主電極部４２、主電極部４２と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と補正用電極部４５、補正用電極部４５と主電極部４１とをそれぞれ接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第４構成例では、補正用電極部４５、４６および主電極部４１～４４を介して接続された第１、第２補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ２および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

図６（ｂ）において点線枠で示すように、第４構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に対して、第１補正用抵抗体ＲＣ１と第２補正用抵抗体ＲＣ２とが直列接続されている。このようなホイートストンブリッジの構成は、たとえば、主電極部４１～４４などの配線を行う前に第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値を測定し、第１抵抗体Ｒ１の抵抗値のみが狙いの値より小さく、その誤差が第２構成例を採用する場合よりもさらに大きい場合などに採用される。第４構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に第１、第２補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ２が直列接続されることにより、第１抵抗体Ｒ１の抵抗値が増加する側に補正される。第１抵抗体Ｒ１の抵抗値を補正する場合に、第１円周２４上に配置されている第１、第２補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ２を用いる点については、第２および第３構成例と同様である。また、図６（ｂ）では図示を省略しているが、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すブリッジ回路は、図３（ｂ）に示す第１構成例と同様に基板部７０に配線され、電圧を加えられる。

図７は、圧力センサ１０で形成されるホイートストンブリッジの他の構成例（第５構成例）を示す概念図である。図７（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。

図７（ａ）に示すように、第５構成例では、主電極部４１と補正用電極部４６および主電極部４２、主電極部４２と補正用電極部４６、主電極部４２と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と補正用電極部４５および主電極部４１、補正用電極部４５と主電極部４１とをそれぞれ接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第５構成例では、第４構成例と同様に、補正用電極部４５、４６および主電極部４１～４４を介して接続された補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ２および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

ただし、図７（ｂ）において点線枠で示すように、第５構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に対して、第１補正用抵抗体ＲＣ１と第２補正用抵抗体ＲＣ２とが並列接続されている。このようなホイートストンブリッジの構成は、たとえば、主電極部４１～４４などの配線を行う前に第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値を測定し、第１抵抗体Ｒ１の抵抗値のみが狙いの値より大きく、その誤差が第３構成例を採用する場合よりもさらに大きい場合などに採用される。第５構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ２が並列接続されることにより、第１抵抗体Ｒ１の抵抗値が減少する側に補正される。第１抵抗体Ｒ１の抵抗値を補正する場合に、第１円周２４上に配置されている補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ２を用いる点については、第２～第４構成例と同様である。また、図７（ｂ）では図示を省略しているが、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すブリッジ回路は、図３（ｂ）に示す第１構成例と同様に基板部７０に配線され、電圧を加えられる。

図８は、圧力センサ１０で形成されるホイートストンブリッジの他の構成例（第６構成例）を示す概念図である。図８（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。

図８（ａ）に示すように、第６構成例では、主電極部４１と主電極部４２、主電極部４２と補正用電極部４７、補正用電極部４７と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と主電極部４１とをそれぞれ接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第６構成例では、補正用電極部４７および主電極部４１～４４を介して接続された第３補正用抵抗体ＲＣ３および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

図８（ｂ）において点線枠で示すように、第６構成例のホイートストンブリッジでは、第２抵抗体Ｒ２に対して、第３補正用抵抗体ＲＣ３が直列接続されている。このようなホイートストンブリッジの構成は、たとえば、主電極部４１～４４などの配線を行う前に第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値を測定し、第２抵抗体Ｒ２の抵抗値のみが狙いの値より小さい場合などに採用される。第６構成例のホイートストンブリッジでは、第２抵抗体Ｒ２に第３補正用抵抗体ＲＣ３が直列接続されることにより、第２抵抗体Ｒ２の抵抗値が増加する側に補正される。なお、図８（ｂ）では図示を省略しているが、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すブリッジ回路は、図３（ｂ）に示す第１構成例と同様に基板部７０に配線され、電圧を加えられる。

図８（ｂ）に示すように、第２抵抗体Ｒ２の抵抗値を補正する場合は、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４のうち、第２抵抗体Ｒ２と同様に第２円周２６上に配置されている第３、第４補正用抵抗体ＲＣ３、ＲＣ４が用いられる。これにより、歪が発生した場合においても、ブリッジの平衡が保たれるため、圧力センサ１０の出力は良好な線形特性を有する。

図９は、圧力センサ１０で形成されるホイートストンブリッジの他の構成例（第７構成例）を示す概念図である。図９（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。

図９（ａ）に示すように、第７構成例では、主電極部４１と主電極部４２、主電極部４２と補正用電極部４７、補正用電極部４７と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と補正用電極部４５、補正用電極部４５と主電極部４１とをそれぞれ接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第７構成例では、補正用電極部４５、４７および主電極部４１～４４を介して接続された第１、第３補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ３および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

図９（ｂ）において点線枠で示すように、第７構成例のホイートストンブリッジでは、第１抵抗体Ｒ１に対して第１補正用抵抗体ＲＣ１、第２抵抗体Ｒ２に対して第３補正用抵抗体ＲＣ３が、それぞれ直列接続されている。このようなホイートストンブリッジの構成は、たとえば、主電極部４１～４４などの配線を行う前に第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値を測定し、第１抵抗体Ｒ１と第２抵抗体Ｒ２の抵抗値が狙いの値より小さい場合になどに採用される。第７構成例のホイートストンブリッジでは、第１および第２抵抗体Ｒ１、Ｒ２に第１、第３補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ３が直列接続されることにより、第１および第２抵抗体Ｒ１、Ｒ２の抵抗値が増加する側に補正される。なお、図９（ｂ）では図示を省略しているが、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すブリッジ回路は、図３（ｂ）に示す第１構成例と同様に基板部７０に配線され、電圧を加えられる。

図９（ｂ）に示すように、第１抵抗体Ｒ１（または第３抵抗体Ｒ３）の抵抗値を補正する場合は、第１円周２４上に配置されている第１および第２補正用抵抗体ＲＣ１、ＲＣ２が用いられ、第２抵抗体Ｒ２（または第４抵抗体Ｒ４）の抵抗値を補正する場合は、第２円周２６上に配置されている第３および第４補正用抵抗体ＲＣ３、ＲＣ４が用いられる。これにより、歪が発生した場合においても、ブリッジの平衡が保たれるため、圧力センサ１０の出力は良好な線形特性を有する。

図１から図９を用いて説明したように、圧力センサ１０は、メンブレン２２上の第１円周２４上と第２円周２６上とに分けて配置される抵抗体の数が５つ以上であり、ホイートストンブリッジを構成するために最低限必要な４つから余剰が生じるように、抵抗体が設けられている。したがって、圧力センサ１０は、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４で第１構成例のようなホイートストンブリッジを構成しようとするとブリッジ回路の均衡を取ることができない場合、余剰の抵抗体である補正用抵抗体ＲＣ１～Ｒ４を、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値の調整に用いることができる。したがって、圧力センサ１０は、メンブレン２２上に形成される第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の製造ばらつきによる抵抗値の誤差を調整し、ブリッジの均衡を図ることができる。

なお、図２に示す圧力センサ１０では、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４の抵抗値は、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４のいずれの抵抗値よりも小さいことが好ましい。また、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４の抵抗値は、補正対象である第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値の（１００）分の１～（２）分の１の範囲であることが好ましい。このように構成することにより、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値の製造ばらつきを、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４により好適に補正できる。

また、図２に示す圧力センサ１０では、第１～第４抵抗体４１～４４は、常にホイートストンブリッジを構成する回路に含まれるが、圧力センサ１０としてはこれに限定されない。たとえば、他の実施形態に係る圧力センサでは、メンブレン上に形成された抵抗体群３０から、第１円周２４上に配置される２つ以上の抵抗体と、第２円周２６上に配置される２つ以上の抵抗体を任意に選択して、ホイートストンブリッジを構成してもよい。

さらに、圧力センサ１０では、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４が、補正する対象である第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４と同様に、第１または第２円周２４、２６上に配置されている。このため、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４を含む形でブリッジ回路を構成しても、出力の線形特性が良好に保たれる。すなわち、図１６（ａ）に示すように、歪が発生しない位置に配置された補正用抵抗体ＲＣ５を用いてブリッジ回路を形成する従来技術では、メンブレンが変形しても補正用抵抗体ＲＣ５が歪の影響を受けないため、ブリッジ回路の均衡の崩れが生じる。

これに対して、図４に示す第２構成例のように、補正対象となる抵抗体（第１抵抗体Ｒ１）と同じ第１円周２４上に配置される補正用抵抗体ＲＣ１を用いてブリッジ回路を形成する圧力センサ１０は、図１６（ｂ）に示すように、メンブレンが変形してもブリッジ回路の均衡が保たれ、圧力センサ１０の出力が良好な線形特性を示す。

なお、図２に示す抵抗体群３０に含まれる抵抗体の数は８つであるが、抵抗体数はこれに限定されず、抵抗体群３０には、抵抗体が少なくとも５つ（余剰が少なくとも１つ）含まれていればよい。ただし、抵抗体群３０は、第１円周２４上に配置される少なくとも３つの抵抗体と、第２円周２６上に配置される少なくとも３つの抵抗体を含む、合計６つ以上の抵抗体を含むことが好ましい。これにより、第１円周２４と第２円周２６のいずれの円周上の抵抗体の抵抗値にばらつきが生じた場合でも、接続を変更することにより抵抗値の補正を行うことができるからである。あらかじめ、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４と補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４とを区別している場合は、第１円周２４上に配置される補正用抵抗体と、第２円周２６上に配置される補正用抵抗体とを含む２つ以上の補正用抵抗体が、メンブレン２２上に配置されていることが好ましい。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る圧力センサ１１０における抵抗体群３０、電極部および基板部１７０の配置を示す概念図である。第２実施形態に係る圧力センサ１１０は、メンブレン２２上のすべての電極部４１～４８が、基板部１７０の対応する基板電極部１７１～１７８に接続されている点が、第１実施形態に係る圧力センサ１０とは異なるが、その他の点は、第１実施形態に係る圧力センサ１０と同様である。第２実施形態に係る圧力センサ１１０の説明では、第１実施形態に係る圧力センサ１０との相違点のみ説明を行い、共通点については説明を省略する。

図１０に示す抵抗体群３０に含まれる第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４および第１～第４補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４は、図２に示す圧力センサ１０とは異なり、メンブレン２２上では互いに配線されていない。圧力センサ１１０においてホイートストンブリッジを構成する第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４および第１～第４補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４は、メンブレン２２およびステム２０とは独立した基板部１７０の基板電極部１７１～１７８に一度接続され、さらに、基板部１７０に含まれる配線（図１１、図１２参照）を介して電気的に接続される。

図１１は、圧力センサ１１０で形成されるホイートストンブリッジの構成例（第８構成例）を示す概念図である。図１１（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。図１１（ａ）に示すように、第８構成例では、主電極部４１と主電極部４２、主電極部４２と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と主電極部４１とを、それぞれ基板部１７０の配線１９１～１９４を介して電気的に接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第８構成例では、図１１（ｂ）に示すように、補正用抵抗体ＲＣ１～ＲＣ４を接続することなく第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

このようなホイートストンブリッジの構成は、図３に示す第１構成例と同様に、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４の抵抗値が、全て狙い値に一致しているか又は狙い値からの誤差が少ない場合に採用される。図１１（ａ）に示す配線１９１～１９４の形成は、たとえばワイヤボンディングなどの手法を用いて行われる。図１１に示す第８構成例は、ホイートストンブリッジを構成する第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４が基板部１７０の配線１９１～１９４を介して接続されていることを除き、図３に示す第１構成例と同様である。

図１２は、圧力センサ１１０で形成されるホイートストンブリッジの構成例（第９構成例）を示す概念図である。図１２（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。図１２（ａ）に示すように、第９構成例では、主電極部４１と主電極部４２、主電極部４２と主電極部４３、主電極部４３と主電極部４４、主電極部４４と補正用電極部４５、補正用電極部４５と主電極部４１とを、それぞれ基板部１７０の配線１９１～１９３、１９５、１９６を介して電気的に接続し、ホイートストンブリッジを構成している。すなわち、第９構成例では、図１１（ｂ）に示すように、第１補正用抵抗体ＲＣ１および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示されるように、第９構成例は、ホイートストンブリッジを構成する第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４が基板部１７０の配線１９１～１９４を介して接続されていることを除き、図４（ａ）および図４（ｂ）に示される第２構成例と同様である。

図１０～図１２に示すように、第２実施形態に係る圧力センサ１１０は、ホイートストンブリッジを構成する抵抗体が、メンブレン２２とは独立した基板部１７０の配線１９１～１９６を介して電気的に接続されている。圧力センサ１１０は、基板部１７０を用いて抵抗体を配線することにより、メンブレン２２を小型化することができる。また、メンブレン２２上の配線構造を単純化することができる。その他、圧力センサ１１０は、第１実施形態に係る圧力センサ１０と同様の効果を奏する。

図１３は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサ２１０で形成されるホイートストンブリッジの構成例（第１０構成例）を示す概念図である。図１３（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。第３実施形態に係る圧力センサ２１０は、基板部２７０がジャンパスイッチ２８５を有する点で、第２実施形態に係る圧力センサ１１０とは異なるが、その他の点は、第２実施形態に係る圧力センサ１１０と同様である。第３実施形態に係る圧力センサ２１０の説明では、第２実施形態に係る圧力センサ１１０との相違点のみ説明を行い、共通点については説明を省略する。

第１０構成例は、ジャンパスイッチ２８５にジャンパプラグが設けられておらず、基板部２７０の配線１９５と配線１９６とは短絡されていない。したがって、図１３に示す第１０構成例は、図１２に示す第９構成例と同様に、補正用抵抗体ＲＣ１および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

図１４は、圧力センサ２１０で形成されるホイートストンブリッジの構成例（第１１構成例）を示す概念図である。図１４（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。

第１１構成例は、ジャンパスイッチ２８５にジャンパプラグ２８６が設けられており、基板部２７０の配線１９５と配線１９６とが短絡されている。したがって、図１４に示す第１１構成例は、図１１に示す第８構成例と同様に、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している。

図１３、図１４に示すように、第３実施形態に係る圧力センサ２１０は、基板部２７０がジャンパスイッチ２８５およびジャンパプラグ２８６のような回路切り替え手段を有しているため、抵抗体間の接続を切り替え、容易にホイートストンブリッジの構成を変更できる。したがって、圧力センサ２１０は、抵抗値の補正を容易に行うことができる。なお、回路切り替え手段としては、図１４などに示すようなジャンパスイッチ２８５およびジャンパプラグ２８６に限定されず、半田や他の導通部により配線をショートさせて回路を切り替えものや、導通部を切断して回路を切り替えるものなど、他の切り替え機構も回路切り替え手段に含まれる。また、基板部２７０の配線１９１～１９３、１９５、１９６は、抵抗体群３０に含まれる少なくとも５つの抵抗体（第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４および第１補正用抵抗体ＲＣ１）に電気的に接続している。

また、圧力センサ２１０は、ジャンパスイッチ２８５に対してジャンパプラグ２８６を着脱することにより、動作条件などに応じて圧力センサ２１０に含まれるホイートストンブリッジの構成を変更することができる。その他、圧力センサ２１０は、第２実施形態に係る圧力センサ１１０と同様の効果を奏する。

図１５は、本発明の第４実施形態に係る圧力センサ３１０で形成されるホイートストンブリッジの構成例（第１２構成例、第１３構成例）を示す概念図である。図１５（ａ）は、電極部４１～４８の接続状態を示しており、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す接続状態により抵抗体群３０によって形成される回路を示している。第４実施形態に係る圧力センサ３１０は、基板部３７０が制御部による制御信号により切り替えられるスイッチ３８５を有する点で、第２実施形態に係る圧力センサ１１０とは異なるが、その他の点は、第２実施形態に係る圧力センサ１１０と同様である。第４実施形態に係る圧力センサ３１０の説明では、第２実施形態に係る圧力センサ１１０との相違点のみ説明を行い、共通点については説明を省略する。

図１５に示すように、基板部３７０のスイッチ３８５は、基板部３７０の配線１９５と配線１９６とを短絡させない状態と、配線１９５と配線１９６とを短絡させた状態とを、切り替えることができる。基板部３７０のスイッチ３８５が制御され、配線１９５と配線１９６とが短絡しない状態になっている場合、図１５（ｂ）右上に示されるように、圧力センサ３１０は、第１補正用抵抗体ＲＣ１および第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している（第１２構成例）。

これに対して、基板部３７０のスイッチ３８５が制御され、配線１９５と配線１９６とが短絡した状態になっている場合、図１５（ｂ）右下に示されるように、圧力センサ３１０は、第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４によりホイートストンブリッジを構成している（第１３構成例）。第４実施形態に係る圧力センサ３１０は、基板部３７０が制御部による信号により切り替えられるスイッチ３８５を有しているため、容易にホイートストンブリッジの構成を変更できる。したがって、圧力センサ３１０は、抵抗値の補正を容易に行うことができる。なお、基板部３７０の配線１９１～１９３、１９５、１９６は、抵抗体群３０に含まれる少なくとも５つの抵抗体（第１～第４抵抗体Ｒ１～Ｒ４および第１補正用抵抗体ＲＣ１）に電気的に接続している。

また、圧力センサ３１０は、制御部からの信号によりスイッチ３８５を切り替えることにより、動作条件などに応じて自動的に、圧力センサ３１０に含まれるホイートストンブリッジの構成を変更することができる。その他、圧力センサ３１０は、第２実施形態に係る圧力センサ１１０と同様の効果を奏する。

以上のように、実施形態を挙げて本発明にかかる圧力センサを説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではなく、他の多くの実施形態や変形例を含むことは言うまでもない。たとえば、図１に示すステム２０の形状および固定構造は一例にすぎず、本発明の圧力センサは、メンブレンが圧力に応じて適切に変形する、他の任意の形状および固定構造を採用できる。

１０…圧力センサ
１２…接続部材
１２ａ…ねじ溝
１２ｂ…流路
１４…抑え部材
２０…ステム
２２ａ…内面
２２ｂ…外面
２２…メンブレン
２４…第１円周
２６…第２円周
３０…抵抗体群
Ｒ１…第１抵抗体
Ｒ２…第２抵抗体
Ｒ３…第３抵抗体
Ｒ４…第４抵抗体
ＲＣ１～ＲＣ４…補正用抵抗体
４１～４４…主電極部
４５～４８…補正用電極部
１７１～１７８…基板電極部
１９１～１９６…配線
７０…基板部
２８５…ジャンパスイッチ
２８６…ジャンパプラグ
３８５…スイッチ

Claims

圧力に応じた歪を生じるメンブレンと、
前記メンブレンにおいて所定の歪特性を生じる第１歪位置と、前記第１歪位置とは逆方向の歪特性を生じる第２歪位置とに分けて配置されており、歪を検出する少なくとも６つの抵抗体を含む抵抗体群と、を有し、
前記メンブレンには、前記抵抗体群に接続する電極部が複数設けられており、
前記抵抗体群に含まれる前記抵抗体のうち、前記第１歪位置に配置される少なくとも３つの前記抵抗体と、前記第２歪位置に配置される少なくとも３つの前記抵抗体とを含む、合計６つ以上の前記抵抗体を、前記電極部を介して電気的に接続してホイートストンブリッジを構成する圧力センサ。
前記電極部は、前記抵抗体群に含まれるそれぞれの前記抵抗体につき、少なくとも２つずつ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
前記メンブレンとは独立した基板部を有し、
前記ホイートストンブリッジを構成する前記抵抗体は、前記基板部に含まれる配線を介して電気的に接続される請求項１または請求項２に記載の圧力センサ。
前記配線は、前記抵抗体群に含まれる少なくとも６つの前記抵抗体に電気的に接続しており、
前記基板部は、前記抵抗体間の接続を切り替え可能なスイッチを有している請求項３に記載の圧力センサ。
圧力に応じた変形を生じるメンブレンと、
前記メンブレンにおいて所定の歪特性を生じる第１歪位置に配置されており歪を検出する第１抵抗体および第３抵抗体と、
前記メンブレンにおいて前記第１歪位置とは逆方向の歪特性を生じる第２歪位置に配置されており歪を検出する第２抵抗体および第４抵抗体と、
前記第１歪位置および前記第２歪位置の各々に配置されており歪を検出する補正用抵抗体と、
前記メンブレンに設けられており前記補正用抵抗体に接続する一対の補正用電極部と、
前記メンブレンに設けられており前記第１～第４抵抗体に接続する少なくとも一対の主電極部と、を有し、
前記補正用電極部および前記主電極部を介して接続された前記補正用抵抗体および前記第１～第４抵抗体により、または、前記補正用抵抗体を接続することなく前記第１～第４抵抗体によりホイートストンブリッジを構成する圧力センサ。
前記補正用抵抗体の抵抗値は、前記第１～第４抵抗体のいずれの抵抗値よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の圧力センサ。
圧力に応じた歪を生じるメンブレンと、
前記メンブレンにおいて所定の歪特性を生じる第１歪位置と、前記第１歪位置とは異なる歪特性を生じる第２歪位置とに分けて配置されており、歪を検出する少なくとも５つの抵抗体を含む抵抗体群と、を有し、
前記メンブレンには、前記抵抗体群に接続する電極部が複数設けられており、
前記抵抗体群に含まれる前記抵抗体のうち、前記第１歪位置に配置される少なくとも２つの前記抵抗体と、前記第２歪位置に配置される少なくとも２つの前記抵抗体とを含む、合計４つ以上の前記抵抗体を、前記電極部を介して電気的に接続してホイートストンブリッジを構成し、
前記メンブレンとは独立しており、前記メンブレンの外縁部に設けられた基板部を有し、
前記ホイートストンブリッジを構成する前記抵抗体は、前記基板部に含まれる配線を介して電気的に接続されており、
前記配線は、前記抵抗体群に含まれる少なくとも５つの前記抵抗体に電気的に接続しており、
前記基板部は、前記抵抗体間の接続を切り替え可能なスイッチを有している圧力センサ。