JPH01109231A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH01109231A JPH01109231A JP26529387A JP26529387A JPH01109231A JP H01109231 A JPH01109231 A JP H01109231A JP 26529387 A JP26529387 A JP 26529387A JP 26529387 A JP26529387 A JP 26529387A JP H01109231 A JPH01109231 A JP H01109231A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- correction
- diaphragm
- bridge circuit
- pressure sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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。
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、ダイアフラムの変位を歪ゲージを用いて検出
することで圧力を検出する圧力センサに関する。
することで圧力を検出する圧力センサに関する。
第４図に示すように、ダイアフラム１に４つの歪ゲージ
を２を添着し、その４つの歪ゲージ２を第５図に示すよ
うにブリッジ回路接続して出力電圧ｖ ｏｕｔによりダ
イアフラム１に作用する圧力を検出するようにした圧力
センサが知られている。
を２を添着し、その４つの歪ゲージ２を第５図に示すよ
うにブリッジ回路接続して出力電圧ｖ ｏｕｔによりダ
イアフラム１に作用する圧力を検出するようにした圧力
センサが知られている。
つまり、ダイアフラム１が圧力により変位することで４
つの歪ゲージ２が歪変形することを利用して圧力を検出
している。
つの歪ゲージ２が歪変形することを利用して圧力を検出
している。
かかる圧力センサにおいては、その出力電圧がダイアフ
ラム１の特性、歪ケゲージ２の特性により非線形性を有
する。
ラム１の特性、歪ケゲージ２の特性により非線形性を有
する。
例えば、第６図に示すように圧力と出力電圧は理論的に
は直線（イ）に沿って変化するが、実際には曲線（ロ）
に沿って変化し、斜線部分が誤差となる。
は直線（イ）に沿って変化するが、実際には曲線（ロ）
に沿って変化し、斜線部分が誤差となる。
このために、圧力を精度良く検出できない。
そこで、本発明は出力電圧が理論値と一致するようにし
て圧力を正確に検出できるようにした圧力センサを提供
することを目的とする。
て圧力を正確に検出できるようにした圧力センサを提供
することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕ブリッジ回路
の印加電圧を、ダイアフラムに作用する圧力で抵抗値が
変化する補正可変抵抗と圧力で抵抗値が変化しない補正
抵抗とで電源電圧を分割した値として、その印加電圧の
変化分で出力電圧の非線形性を打ち消すことができるよ
うにしたものである。
の印加電圧を、ダイアフラムに作用する圧力で抵抗値が
変化する補正可変抵抗と圧力で抵抗値が変化しない補正
抵抗とで電源電圧を分割した値として、その印加電圧の
変化分で出力電圧の非線形性を打ち消すことができるよ
うにしたものである。
（実 施 例〕
第１図に示すように、ダイアフラム１０の圧力が作用し
て変位する部分１０ａに４つの歪ゲージ１１１〜１１４
と補正歪ゲージ１２を添着し、ダイアフラム１０の変位
しない部分１０ｂに補正抵抗１３を添着すると共に、第
２図に示すように４つの歪ゲージ１１１〜１１４をブリ
ッジ回路接続し、圧力で抵抗値が変化する補正可変抵抗
、例えば補正歪ゲージ１２と圧力で抵抗値が変化しない
補正抵抗１３を直列に電源Ｖに接続すると共に、その補
正抵抗１３と補正歪ゲージ１２の間にブリッジ回路の一
端を接続して出力電圧Ｖ ｏｕｔを補正するようにしで
ある。
て変位する部分１０ａに４つの歪ゲージ１１１〜１１４
と補正歪ゲージ１２を添着し、ダイアフラム１０の変位
しない部分１０ｂに補正抵抗１３を添着すると共に、第
２図に示すように４つの歪ゲージ１１１〜１１４をブリ
ッジ回路接続し、圧力で抵抗値が変化する補正可変抵抗
、例えば補正歪ゲージ１２と圧力で抵抗値が変化しない
補正抵抗１３を直列に電源Ｖに接続すると共に、その補
正抵抗１３と補正歪ゲージ１２の間にブリッジ回路の一
端を接続して出力電圧Ｖ ｏｕｔを補正するようにしで
ある。
すなわち、４つの歪ゲージ１１１〜１１４をブリッジ回
路接続した圧力センサの出力電圧ＶΔＲ（ｐ）は圧力に
よる歪ゲージの抵抗変化分、Ｒは歪ゲージの抵抗である
。
路接続した圧力センサの出力電圧ＶΔＲ（ｐ）は圧力に
よる歪ゲージの抵抗変化分、Ｒは歪ゲージの抵抗である
。
そして、歪ゲージの抵抗変化分ΔＲ（ｐ）は非線形性を
含み、ΔＲ（ｐ）φに、ＸＩ）＋に２Ｘｐ２と表わせる
。但し、Ｐは圧力、Ｋ １ ＋ Ｋ ２は定数である。
含み、ΔＲ（ｐ）φに、ＸＩ）＋に２Ｘｐ２と表わせる
。但し、Ｐは圧力、Ｋ １ ＋ Ｋ ２は定数である。
従って、圧力センサの出力電圧Ｖ ｏｕｔはとなり、第
１項が直線項で第２項が非線形性項となる。
１項が直線項で第２項が非線形性項となる。
このようであるから、第２図に示すように印加電圧Ｖｐ
を、圧力により変化しない補正抵抗ｖ３の抵抗値「と圧
力により変化する補正歪ゲージ１２の抵抗値「ｐで電源
電圧Ｖを分割すれば、印加電圧Ｖｐは圧力により変化す
る電圧となり、この変化分が第６図に示す非線形性を打
ち消すように抵抗値を設定することで出力電圧ｖ ｏｕ
ｔを理論値と一致するようにすることができる。
を、圧力により変化しない補正抵抗ｖ３の抵抗値「と圧
力により変化する補正歪ゲージ１２の抵抗値「ｐで電源
電圧Ｖを分割すれば、印加電圧Ｖｐは圧力により変化す
る電圧となり、この変化分が第６図に示す非線形性を打
ち消すように抵抗値を設定することで出力電圧ｖ ｏｕ
ｔを理論値と一致するようにすることができる。
更に具体的に説明する々、印加電圧Ｖｐは補正ゲージ１
２の抵抗値ｒｐの特性が表われ、その抵抗値「ｐは ｒｐ−ｒｐｏ （１＋Ｎ Ｘｐ）となるから、となる
。
２の抵抗値ｒｐの特性が表われ、その抵抗値「ｐは ｒｐ−ｒｐｏ （１＋Ｎ Ｘｐ）となるから、となる
。
したがって、第２図に示すブリッジ回路を構成した圧力
センサの出力電圧Ｖ ｏｕｔはとなり、第１項が直線項
で第２項が非線形性項番パラメータを設定すれば非線形
性を補償して理論値に一致させることができる。
センサの出力電圧Ｖ ｏｕｔはとなり、第１項が直線項
で第２項が非線形性項番パラメータを設定すれば非線形
性を補償して理論値に一致させることができる。
ここで、Ｋ２ ＋ Ｋ１ ＊ ｊ！は定数で調整できな
い値であるからｒｌ、ｒｐＱを調整する。
い値であるからｒｌ、ｒｐＱを調整する。
なお、補正抵抗１３の添着位置は変位しない部分であれ
ばどこでも良いが、好ましくは補正歪ゲージ１２と接近
した位置が良いと共に、補正抵抗１３、補正歪ゲージ１
２、歪ゲージ１１゜〜１１４は蒸着型半導体圧力センサ
の場合同一の薄膜で形成できるので、抵抗値の温度係数
はほぼ等しく、非線形性補償を行なう補正抵抗１３、補
正歪ゲージ１２による圧力センサ全体の温度特性の変化
はない。
ばどこでも良いが、好ましくは補正歪ゲージ１２と接近
した位置が良いと共に、補正抵抗１３、補正歪ゲージ１
２、歪ゲージ１１゜〜１１４は蒸着型半導体圧力センサ
の場合同一の薄膜で形成できるので、抵抗値の温度係数
はほぼ等しく、非線形性補償を行なう補正抵抗１３、補
正歪ゲージ１２による圧力センサ全体の温度特性の変化
はない。
また、補正歪ゲージ１２と補正抵抗１３は第３図に示す
ように多数の抵抗板１２ａ、１３ａを同心円上に配設し
てＡｌ電極１２ｂ、１３ｂで接続し、適切なる抵抗値と
なる位置でワイヤボンディング１４で外部に引き出しす
るようにする。
ように多数の抵抗板１２ａ、１３ａを同心円上に配設し
てＡｌ電極１２ｂ、１３ｂで接続し、適切なる抵抗値と
なる位置でワイヤボンディング１４で外部に引き出しす
るようにする。
ブリッジ回路の印加電圧Ｖｐが圧力により変化する電圧
となり、この変化分でブリッジ回路の出力電圧の非線形
性を打ち消すことができるので、その出力電圧を理論値
に一致させることができて圧力を精度良く検出できる。
となり、この変化分でブリッジ回路の出力電圧の非線形
性を打ち消すことができるので、その出力電圧を理論値
に一致させることができて圧力を精度良く検出できる。
第１図は本発明の実施例を示す正面図、第２図はブリッ
ジ回路図、第３図は補正抵抗の具体例を示す正面図、第
４図は従来例の正面図、第５図はそのブリッジ回路図、
第６図は圧力と出力電圧の関係を示す図表である。 １０はダイアフラム、１１１〜１１４は歪ゲージ、１３
は補正抵抗。 出願人 株式会社 小松製作所 代理人 弁理士 米 原 正 章
ジ回路図、第３図は補正抵抗の具体例を示す正面図、第
４図は従来例の正面図、第５図はそのブリッジ回路図、
第６図は圧力と出力電圧の関係を示す図表である。 １０はダイアフラム、１１１〜１１４は歪ゲージ、１３
は補正抵抗。 出願人 株式会社 小松製作所 代理人 弁理士 米 原 正 章
Claims (1)
- ダイアフラム１０に添着した４つの歪ゲージ１１＿１〜
１１＿４をブリッジ回路接続すると共に、該ダイアフラ
ム１０に作用する圧力で抵抗値が変化する補正可変抵抗
と圧力により抵抗値が変化しない補正抵抗とで電源電圧
Ｖを分割した電圧を印加電圧Ｖｐとし、前記ブリッジ回
路の出力電圧Ｖｏｕｔで圧力を検出するようにしたこと
を特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26529387A JPH01109231A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26529387A JPH01109231A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01109231A true JPH01109231A (ja) | 1989-04-26 |
Family
ID=17415191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26529387A Pending JPH01109231A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01109231A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0833137A3 (en) * | 1996-09-30 | 1999-05-19 | Motorola, Inc. | Circuit and method of compensating for membrane stress in a sensor |
-
1987
- 1987-10-22 JP JP26529387A patent/JPH01109231A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0833137A3 (en) * | 1996-09-30 | 1999-05-19 | Motorola, Inc. | Circuit and method of compensating for membrane stress in a sensor |
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