JPH0285738A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH0285738A JPH0285738A JP23730588A JP23730588A JPH0285738A JP H0285738 A JPH0285738 A JP H0285738A JP 23730588 A JP23730588 A JP 23730588A JP 23730588 A JP23730588 A JP 23730588A JP H0285738 A JPH0285738 A JP H0285738A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- insulating layer
- pressure sensor
- pressure
- base body
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
- G01L9/0052—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
- G01L9/0055—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements bonded on a diaphragm
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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）
本発明は圧力センサに関するもので特に圧力センサのダ
イアフラムに関するものである。
イアフラムに関するものである。
（従来の技術）
従来、圧力によって変形するダイアフラム上に抵抗素子
を形成し、その抵抗値の変化より圧力を検出する圧力セ
ンサは、厚膜抵抗体を使用する場合には、ダイアフラム
の材質として、比較的強度が大きく、入手が容易で、且
つ厚膜材料との相性に実績の高いアルミナセラミックス
等が用いられている。
を形成し、その抵抗値の変化より圧力を検出する圧力セ
ンサは、厚膜抵抗体を使用する場合には、ダイアフラム
の材質として、比較的強度が大きく、入手が容易で、且
つ厚膜材料との相性に実績の高いアルミナセラミックス
等が用いられている。
（発明が解決しようとする問題点）
従来より厚膜圧力センサとして用いられているダイアフ
ラムの材質は通常アルミナセラミックスであり、このセ
ラミックスは酸化アルミニウム９６％程度を含有するの
が普通である。
ラムの材質は通常アルミナセラミックスであり、このセ
ラミックスは酸化アルミニウム９６％程度を含有するの
が普通である。
アルミナセラミックスを厚膜圧力センサのダイアフラム
材料として使用した場合の問題点を以下に列挙すれば、 ■ ヤング率が約（３，２ｘ １０１０４）／■膳２と
高い値を持っているのでダイアフラムの厚さを薄く、ま
た径を大きく形成しないと大きな歪が得られないこと、
すなわちこの関係は次式の示す通りである。
材料として使用した場合の問題点を以下に列挙すれば、 ■ ヤング率が約（３，２ｘ １０１０４）／■膳２と
高い値を持っているのでダイアフラムの厚さを薄く、ま
た径を大きく形成しないと大きな歪が得られないこと、
すなわちこの関係は次式の示す通りである。
ε＝σ／Ｅ ε：歪 ａ＝半径σ：応力
Ｅ：ヤング率
■ 破壊靭性が約４ＭＰａｍ１７２ と小さいので大き
な圧力変化により脆性破壊が起きやすいこと、■ 破壊
強度が約３０ ｋｇ／＋ｕ＋２と小さいので、圧力セン
サとしての定格圧力を高く設定できないこと等の問題点
があった。
な圧力変化により脆性破壊が起きやすいこと、■ 破壊
強度が約３０ ｋｇ／＋ｕ＋２と小さいので、圧力セン
サとしての定格圧力を高く設定できないこと等の問題点
があった。
本発明は前述の問題点を克服するため、破壊靭性と曲げ
強度に優れた材料よりなるダイアフラムを提供するもの
である。
強度に優れた材料よりなるダイアフラムを提供するもの
である。
（問題点を解決するための手段）
すなわち、従来例のセラミックダイアフラムの前記のよ
うな問題点を解決するために、ダイアプラムに破壊靭性
と曲げ強度の優れた材料として金属例えばＳＵＳ 、鉄
の上にホーロー（硼珪酸鉛ガラス主体）により絶縁層を
形成したものを採用した（作 用） 本発明によれば、ダイアフラムの構成材質として、ヤン
グ率の小さく且つ破壊靭性及び曲げ強度の大きい金属を
採用しているので、高感度で且つ圧力衝撃に強い、小型
高圧用圧力センサを得ることができる。
うな問題点を解決するために、ダイアプラムに破壊靭性
と曲げ強度の優れた材料として金属例えばＳＵＳ 、鉄
の上にホーロー（硼珪酸鉛ガラス主体）により絶縁層を
形成したものを採用した（作 用） 本発明によれば、ダイアフラムの構成材質として、ヤン
グ率の小さく且つ破壊靭性及び曲げ強度の大きい金属を
採用しているので、高感度で且つ圧力衝撃に強い、小型
高圧用圧力センサを得ることができる。
また、前記数式からも明らかなようにダイアフラムの厚
さを薄くし、径を大きくすることにより感度の高い微圧
用圧力センサを得ることもできる。また厚膜抵抗を用い
ているので熱安定性も良好である。
さを薄くし、径を大きくすることにより感度の高い微圧
用圧力センサを得ることもできる。また厚膜抵抗を用い
ているので熱安定性も良好である。
（実施例）
以下添付図面を参照して本発明に係る実施例を説明する
。
。
第１図（ａ）において、符号１はホーロー絶縁層で、金
属基体２の上面に形成されている。金属基体２は通常Ｓ
ＯＳ、鉄等よりなるものである。
属基体２の上面に形成されている。金属基体２は通常Ｓ
ＯＳ、鉄等よりなるものである。
以下本明細書では、前記絶縁層ｌと基体２とで構成され
る部材をダイアフラムＦと称することとする。
る部材をダイアフラムＦと称することとする。
ダイアフラムＦの絶縁層ｌの上面にブリッジ回路３を形
成する。第１図（ｂ）はダイアフラム基体２に設けた環
状孔４の底部に配設した抵抗Ｒ＋ 、Ｒ２。
成する。第１図（ｂ）はダイアフラム基体２に設けた環
状孔４の底部に配設した抵抗Ｒ＋ 、Ｒ２。
Ｒ３，Ｒ４を図示する。前記環状孔４のほぼ中心近傍に
抵抗Ｒ２，Ｒ４が又環状孔４底面で形成する同心円上に
抵抗Ｒ１，Ｒ３が配設される。絶縁層ｌ、基体２よりな
るダイアフラムＦへ、基体２の環状孔４方向より圧力Ｐ
を加えた場合、抵抗Ｒ１，Ｒ３は圧縮され、同時に抵抗
Ｒ２，Ｒ，は伸長されるように本発明はその程度が最も
大きい位置に前記抵抗群を配設する。すなわち既に説明
したように、圧縮される抵抗Ｒ３の位置は基体環状孔４
の底面である同心円上であれば任意の個所でよい、つま
り第１図（ｂ）に図示のように抵抗Ｒ３を移動してＲ３
°の位置に設定してもよい。
抵抗Ｒ２，Ｒ４が又環状孔４底面で形成する同心円上に
抵抗Ｒ１，Ｒ３が配設される。絶縁層ｌ、基体２よりな
るダイアフラムＦへ、基体２の環状孔４方向より圧力Ｐ
を加えた場合、抵抗Ｒ１，Ｒ３は圧縮され、同時に抵抗
Ｒ２，Ｒ，は伸長されるように本発明はその程度が最も
大きい位置に前記抵抗群を配設する。すなわち既に説明
したように、圧縮される抵抗Ｒ３の位置は基体環状孔４
の底面である同心円上であれば任意の個所でよい、つま
り第１図（ｂ）に図示のように抵抗Ｒ３を移動してＲ３
°の位置に設定してもよい。
次に第１図（Ｃ）は抵抗ＲＩ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒａ テ構
成するブリッジ回路を示す、この回路は公知のものであ
るから詳細な説明を省略する。
成するブリッジ回路を示す、この回路は公知のものであ
るから詳細な説明を省略する。
更に本発明の実施例では、金属基体２にはＳｕＳを採用
し、これに切削、研摩加工をほどこし、その上面に硼珪
酸鉛系のガラスを主体にした基体２（ＳＵＳ ）に類似
の熱膨張係数を待つペーストを厚膜手法により印刷焼成
し２０〜４０ｇｍの厚さの絶縁層１を形成する。
し、これに切削、研摩加工をほどこし、その上面に硼珪
酸鉛系のガラスを主体にした基体２（ＳＵＳ ）に類似
の熱膨張係数を待つペーストを厚膜手法により印刷焼成
し２０〜４０ｇｍの厚さの絶縁層１を形成する。
更に前記絶縁層上に感圧抵抗を配設したブリッジ回路３
を、厚膜手法により形成するものである。尚この実施例
では金属基体にＳＵＳを用いたが、これに限らず他の金
属を採用してもよい、また絶縁層の形成方法は実施例〒
は厚膜手法を用いたがその他スプレー法、溶射法、塗付
法等でもよいことは勿論である。
を、厚膜手法により形成するものである。尚この実施例
では金属基体にＳＵＳを用いたが、これに限らず他の金
属を採用してもよい、また絶縁層の形成方法は実施例〒
は厚膜手法を用いたがその他スプレー法、溶射法、塗付
法等でもよいことは勿論である。
第２図は圧力センサの圧力−出力値のグラフを示す、こ
のダイアフラムはφ１０．ｔ＝１．２５ｍｍである。こ
の図において従来例のセラミックスのダイアプラムを具
えた圧力センサＳ２は４５０ｋｇ／ｃｓ＋２の圧力で破
壊を生ずるが、本発明に係る基体及び絶縁層を具えた圧
力センサＳ１は５００ｋｇ／Ｃ１１２の圧力を加えても
破壊を起さない、また出力電圧に関しても、本発明に係
る圧力センナＳｌは従来のものに比べ２．１倍大きい、
従って本発明に係る圧力センサＳｌは従来のものに比較
して太きな定格圧力を設定出来、また出力電圧も大きな
値が得られる。
のダイアフラムはφ１０．ｔ＝１．２５ｍｍである。こ
の図において従来例のセラミックスのダイアプラムを具
えた圧力センサＳ２は４５０ｋｇ／ｃｓ＋２の圧力で破
壊を生ずるが、本発明に係る基体及び絶縁層を具えた圧
力センサＳ１は５００ｋｇ／Ｃ１１２の圧力を加えても
破壊を起さない、また出力電圧に関しても、本発明に係
る圧力センナＳｌは従来のものに比べ２．１倍大きい、
従って本発明に係る圧力センサＳｌは従来のものに比較
して太きな定格圧力を設定出来、また出力電圧も大きな
値が得られる。
以上説明したように本発明によれば、金属基体の上にホ
ーロー絶縁層を形成したダイアフラムを具えた圧力セン
サを提供するもので、その製造方法も比較的簡単、かつ
安価であり、従って大量生産に適している。
ーロー絶縁層を形成したダイアフラムを具えた圧力セン
サを提供するもので、その製造方法も比較的簡単、かつ
安価であり、従って大量生産に適している。
また本発明に係る圧力センサは相当の圧力下でも破゛壊
を発生せず且つ高感度で熱安定性の良好なひずみ感知を
必要とする場合にも適用可能である。また本発明は、圧
力センサに関するものであるが、加速度、歪、荷重、ね
じりモーメント等の物理量の変化を測定するセンサにも
適用できることは勿論である。
を発生せず且つ高感度で熱安定性の良好なひずみ感知を
必要とする場合にも適用可能である。また本発明は、圧
力センサに関するものであるが、加速度、歪、荷重、ね
じりモーメント等の物理量の変化を測定するセンサにも
適用できることは勿論である。
第１図は本発明の一実施例を示し、第２図は実施例の圧
力−出力の特性を表すグラフである。 第１図（ａ）は本発明に係る圧力センサの一実施例の路
線側面図、 同（ｂ）は第１図の下面より見た抵抗群の配設を示す平
面図、 同（ｃ）はブリッジ回路図、 第２図は圧力センサの圧カー出カ値の特性を示すグラフ
である。 Ｆ・・・ダイアフラム、ｌ・・・絶縁層、２・・・基体
、３・・・ブリッジ回路、４・・・環状孔特許出願人
株式会社デルファイ 代理人 弁理士 小 林 栄 光１図 第２図 斥力（ｋｇ ｃｍ）
力−出力の特性を表すグラフである。 第１図（ａ）は本発明に係る圧力センサの一実施例の路
線側面図、 同（ｂ）は第１図の下面より見た抵抗群の配設を示す平
面図、 同（ｃ）はブリッジ回路図、 第２図は圧力センサの圧カー出カ値の特性を示すグラフ
である。 Ｆ・・・ダイアフラム、ｌ・・・絶縁層、２・・・基体
、３・・・ブリッジ回路、４・・・環状孔特許出願人
株式会社デルファイ 代理人 弁理士 小 林 栄 光１図 第２図 斥力（ｋｇ ｃｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基体とこの上に設けた絶縁層とを具えたダイアフラ
ムと更にこの上に構成したブリッジ回路とにより前記ダ
イアフラムの変形の関数としての前記ブリッジ回路にお
ける抵抗の変化を感知する手段において、前記基体に金
属を用いこの金属面上にガラス絶縁層を形成したダイア
フラムを有する圧力センサ。 ２、基体にＳＵＳ、鉄等の金属を用い、この金属面上に
ホーロー（硼珪酸鉛ガラス体を主体とする）により絶縁
層を形成してなるダイアフラムを具えた請求項１記載の
圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23730588A JPH0285738A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23730588A JPH0285738A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285738A true JPH0285738A (ja) | 1990-03-27 |
Family
ID=17013398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23730588A Pending JPH0285738A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0285738A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07167720A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧力センサ |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP23730588A patent/JPH0285738A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07167720A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧力センサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4311980A (en) | Device for pressure measurement using a resistor strain gauge | |
| US7260994B2 (en) | Low cost high-pressure sensor | |
| KR100230891B1 (ko) | 정전용량형 센서 및 그 제조방법 | |
| JPS62191730A (ja) | 圧力センサ | |
| EP0831315A3 (en) | Pressure sensor | |
| US4932265A (en) | Pressure transducer using thick film resistor | |
| JP2008527313A (ja) | 力測定デバイス、特に圧力計及び関連する製造方法 | |
| JPH11333765A (ja) | 力センサ付きマイクロマニピュレータ | |
| JPH0285738A (ja) | 圧力センサ | |
| JPS63217671A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP3365038B2 (ja) | 圧力センサ | |
| CN118687731A (zh) | 金属薄膜压力芯体及制备方法 | |
| JPH064301Y2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP2512220B2 (ja) | 複合機能形センサ | |
| KR100427430B1 (ko) | 금속박막형 압력센서 및 그 제조방법 | |
| JPS63298128A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0571148B2 (ja) | ||
| JPS63273029A (ja) | ロ−ドセル | |
| JP3120388B2 (ja) | 半導体圧力変換器 | |
| JP2514974Y2 (ja) | 半導体３軸力覚センサーの起歪体構造 | |
| JPH1194667A (ja) | 圧力センサ | |
| JP4179389B2 (ja) | 圧力検出装置 | |
| JPH0854304A (ja) | 圧力センサ | |
| CN210603176U (zh) | 用于传感器的新型厚膜应变片 | |
| JPH0750685Y2 (ja) | 静電容量式荷重センサー |