JPH0443225B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0443225B2 JPH0443225B2 JP27613784A JP27613784A JPH0443225B2 JP H0443225 B2 JPH0443225 B2 JP H0443225B2 JP 27613784 A JP27613784 A JP 27613784A JP 27613784 A JP27613784 A JP 27613784A JP H0443225 B2 JPH0443225 B2 JP H0443225B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- envelope
- sensitive element
- case
- semiconductor
- 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.)
- Expired
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
- G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
- G01L19/0645—Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、圧力を電気信号に変換する半導体感
圧素子を有する圧力変換器に関する。
圧素子を有する圧力変換器に関する。
この種の圧力変換器は第３図に示すように構成
されている。
されている。
１は中心部が肉薄に形成された半導体感圧素子
で、その一面には拡散によつて複数のピエゾ抵抗
層２が形成されている。また、この半導体感圧素
子１は、中心に導圧孔を有する環状部材３及びこ
の環状部材３の導圧孔と連通する導圧孔を有する
筒状部材４とからなる支持部材に支持されてい
る。この筒状部材４は、断面コ字状の外囲器５に
形成された孔部に貫通支持されている。この外囲
器５と筒状部材４との間には絶縁部材６が介在さ
れている。７はワイヤ、８はリード線、９は外囲
器５内を通すリード線８の絶縁を保持する絶縁
層、１０は導圧孔を有する環状のカバーである。
で、その一面には拡散によつて複数のピエゾ抵抗
層２が形成されている。また、この半導体感圧素
子１は、中心に導圧孔を有する環状部材３及びこ
の環状部材３の導圧孔と連通する導圧孔を有する
筒状部材４とからなる支持部材に支持されてい
る。この筒状部材４は、断面コ字状の外囲器５に
形成された孔部に貫通支持されている。この外囲
器５と筒状部材４との間には絶縁部材６が介在さ
れている。７はワイヤ、８はリード線、９は外囲
器５内を通すリード線８の絶縁を保持する絶縁
層、１０は導圧孔を有する環状のカバーである。
さらに、この外囲器５は、ケース１１に取着さ
れている。このケース１１には、受圧ダイアフラ
ム１２が取着されており、この受圧ダイアフラム
１２、ケース１１、外囲器５、支持部材及び半導
体感圧素子１により形成された空間には、圧力伝
達媒体１３が封入されている。なお、１４は、プ
リント配線板であつて、前記ピエゾ抵抗層２から
の電気信号をワイヤ７、リード線８を通して受け
取つて必要な信号処理を行つて外部に出力する電
気信号出力部を構成している。
れている。このケース１１には、受圧ダイアフラ
ム１２が取着されており、この受圧ダイアフラム
１２、ケース１１、外囲器５、支持部材及び半導
体感圧素子１により形成された空間には、圧力伝
達媒体１３が封入されている。なお、１４は、プ
リント配線板であつて、前記ピエゾ抵抗層２から
の電気信号をワイヤ７、リード線８を通して受け
取つて必要な信号処理を行つて外部に出力する電
気信号出力部を構成している。
第４図は、このように構成された圧力変換器の
回路構成を示すもので、１６，１７は前記ピエゾ
抵抗層２を示している。この抵抗１６，１７はダ
ミー抵抗１８，１９とによりホイートストンブリ
ツジ回路を形成している。この抵抗１６とダミー
抵抗１８との接続点及び抵抗１７とダミー抵抗１
９との接続点には、入力電圧VINが供給されてい
る。また、抵抗１６，１７の接続点及びダミー抵
抗１８，１９の接続点からは、出力電力VOUTが
取出される。この入力電圧VINの供給及び出力電
圧VOUT信号処理は、外部の信号処理回路により
行なわれるため、回路構成によつてはブリツジ回
路とアース間に電圧Vcが印加される。
回路構成を示すもので、１６，１７は前記ピエゾ
抵抗層２を示している。この抵抗１６，１７はダ
ミー抵抗１８，１９とによりホイートストンブリ
ツジ回路を形成している。この抵抗１６とダミー
抵抗１８との接続点及び抵抗１７とダミー抵抗１
９との接続点には、入力電圧VINが供給されてい
る。また、抵抗１６，１７の接続点及びダミー抵
抗１８，１９の接続点からは、出力電力VOUTが
取出される。この入力電圧VINの供給及び出力電
圧VOUT信号処理は、外部の信号処理回路により
行なわれるため、回路構成によつてはブリツジ回
路とアース間に電圧Vcが印加される。
このように構成され、前記受圧ダイアフラムに
被測定圧力Ｐが印加されると、圧力伝達媒体１３
を介し前記半導体感圧素子１に被測定圧力Ｐが加
えられる。そして、この被測定圧力Ｐに応じて、
例えば前記抵抗１６はその抵抗値を増大させ、抵
抗１７は減少させるように変化し、この抵抗値変
化が出力電圧VOUTとして出力され、被測定圧力
Ｐに応じた電気信号が取出される。
被測定圧力Ｐが印加されると、圧力伝達媒体１３
を介し前記半導体感圧素子１に被測定圧力Ｐが加
えられる。そして、この被測定圧力Ｐに応じて、
例えば前記抵抗１６はその抵抗値を増大させ、抵
抗１７は減少させるように変化し、この抵抗値変
化が出力電圧VOUTとして出力され、被測定圧力
Ｐに応じた電気信号が取出される。
従つて、以上のような圧力変換器においては、
外囲気５及びケース１１が導圧管（図示せず）を
介してアースに接続され、またピエゾ抵抗層２か
らの電流漏洩を防止する観点から、アースより電
圧Vcだけ浮かせた状態でブリツジ回路に入力電
圧VIN印加している。
外囲気５及びケース１１が導圧管（図示せず）を
介してアースに接続され、またピエゾ抵抗層２か
らの電流漏洩を防止する観点から、アースより電
圧Vcだけ浮かせた状態でブリツジ回路に入力電
圧VIN印加している。
ところで、半導体感圧素子１を構成するピエゾ
抵抗層２は圧力伝達媒体１３と接液状態にある
が、この圧力伝達媒体１３は一般の水溶液と同様
に電荷を帯びた原子構造、いわゆるイオン化の状
態にある。その結果、抵抗１６一端側（ダミー抵
抗１８接続側）から抵抗１６他端側（抵抗１７接
続側）にイオン、つまり電荷の移動が起こり、こ
のイオン化現象は時間の経過とともに変化し、こ
れによつて抵抗１６と抵抗１７との接続点の電位
が変化し、ブリツジ回路の出力電圧VOUTが時間
とともに変化する問題がある。
抵抗層２は圧力伝達媒体１３と接液状態にある
が、この圧力伝達媒体１３は一般の水溶液と同様
に電荷を帯びた原子構造、いわゆるイオン化の状
態にある。その結果、抵抗１６一端側（ダミー抵
抗１８接続側）から抵抗１６他端側（抵抗１７接
続側）にイオン、つまり電荷の移動が起こり、こ
のイオン化現象は時間の経過とともに変化し、こ
れによつて抵抗１６と抵抗１７との接続点の電位
が変化し、ブリツジ回路の出力電圧VOUTが時間
とともに変化する問題がある。
本発明は上記実情にかんがみてなされたもの
で、圧力伝達媒体のイオン化現象によつて発生す
る電荷を確実に吸収でき、よつてブリツジ回路の
出力電圧の時間的変化を低減化し、測定精度の向
上を図りうる圧力変換器を提供することにある。
で、圧力伝達媒体のイオン化現象によつて発生す
る電荷を確実に吸収でき、よつてブリツジ回路の
出力電圧の時間的変化を低減化し、測定精度の向
上を図りうる圧力変換器を提供することにある。
本発明は、外囲器を半導体感圧素子を保持する
保持体及びケースから絶縁するとともにこの外囲
器に任意の電位を印加して半導体感圧素子面上に
電荷が蓄積されないように構成し、圧力検出出力
の時間的変化を低減したものである。
保持体及びケースから絶縁するとともにこの外囲
器に任意の電位を印加して半導体感圧素子面上に
電荷が蓄積されないように構成し、圧力検出出力
の時間的変化を低減したものである。
本発明の一実施例につき第１図及び第２図を参
照して説明する。
照して説明する。
２１は環状の半導体感圧素子で、中央部を肉薄
にした断面凹形に形成されている。この半導体感
圧素子２１の平板状面には、ピエゾ抵抗層２２が
拡散により形成されている。このピエゾ抵抗層２
２は、半導体感圧素子２１が受圧してたわんだ状
態で相反する抵抗値変化を示す少なくとも２つ以
上形成されている。また、この半導体感圧素子２
１は、環状部材２３、筒状部材２４からなる保持
体に支持固定されている。この環状部材２３及び
筒状部材２４は、夫々連通する導圧孔を有し、前
記半導体感圧素子２１の凹部側への圧力導入を可
能にしている。また、この筒状部材２４は、環状
の外囲器２５に取着されている。すなわち、この
筒状部材は、外囲器２５の中心に開孔された孔部
にその孔部を貫通しガラス等の絶縁部材２６によ
り固着されている。
にした断面凹形に形成されている。この半導体感
圧素子２１の平板状面には、ピエゾ抵抗層２２が
拡散により形成されている。このピエゾ抵抗層２
２は、半導体感圧素子２１が受圧してたわんだ状
態で相反する抵抗値変化を示す少なくとも２つ以
上形成されている。また、この半導体感圧素子２
１は、環状部材２３、筒状部材２４からなる保持
体に支持固定されている。この環状部材２３及び
筒状部材２４は、夫々連通する導圧孔を有し、前
記半導体感圧素子２１の凹部側への圧力導入を可
能にしている。また、この筒状部材２４は、環状
の外囲器２５に取着されている。すなわち、この
筒状部材は、外囲器２５の中心に開孔された孔部
にその孔部を貫通しガラス等の絶縁部材２６によ
り固着されている。
また、この外囲器２５は、その外縁部には、軸
方向に貫通してリード線２８が絶縁層２９により
固着されている。こリード線２８の一端は、前記
ピエゾ抵抗層２２にワイヤ２７を介して接続され
ている。また、他端は、印刷配線板３０に取着さ
れている。
方向に貫通してリード線２８が絶縁層２９により
固着されている。こリード線２８の一端は、前記
ピエゾ抵抗層２２にワイヤ２７を介して接続され
ている。また、他端は、印刷配線板３０に取着さ
れている。
また、この外囲器２５は、環状の絶縁材よりな
る接続部材３１を介して筒状のケース３２に取着
されている。このケース３２、接続部材３１、外
囲器２５、支持部材及び半導体感圧素子２１はす
べて同心的に接続されている。また、ケース３２
の一方の開口は、受圧ダイヤフラム３３により閉
塞されている。この受圧ダイアフラム３３、ケー
ス３２、接続部材３１、支持部材及び半導体感圧
素子２１とにより密閉された空間が形成され、そ
の空間内には圧力伝達媒体３４が封入されてい
る。
る接続部材３１を介して筒状のケース３２に取着
されている。このケース３２、接続部材３１、外
囲器２５、支持部材及び半導体感圧素子２１はす
べて同心的に接続されている。また、ケース３２
の一方の開口は、受圧ダイヤフラム３３により閉
塞されている。この受圧ダイアフラム３３、ケー
ス３２、接続部材３１、支持部材及び半導体感圧
素子２１とにより密閉された空間が形成され、そ
の空間内には圧力伝達媒体３４が封入されてい
る。
また、前記外囲器２５には、前記印刷配線板３
０の任意の電位点に接続されたリード線３６が接
続されている。すなわち、この外囲器２５は、筒
状部材２４からは絶縁部材２６により、リード線
２８からは絶縁層２９により、またケース３２か
らは接続部材３１により絶縁された状態で任意の
電位に保持されている。
０の任意の電位点に接続されたリード線３６が接
続されている。すなわち、この外囲器２５は、筒
状部材２４からは絶縁部材２６により、リード線
２８からは絶縁層２９により、またケース３２か
らは接続部材３１により絶縁された状態で任意の
電位に保持されている。
なお、図中３５は前記外囲器２５に取着された
カバーである。このカバー３５を導電材料で形成
することにより、前記感圧素子２１は任意の所定
電位となるカバー３５及び外囲器２５で囲まれた
空間内に位置することになる。
カバーである。このカバー３５を導電材料で形成
することにより、前記感圧素子２１は任意の所定
電位となるカバー３５及び外囲器２５で囲まれた
空間内に位置することになる。
第２図は、このように構成された一実施例の回
路構成を示すもので、抵抗４１，４２は互いに逆
特性を示す前記ピエゾ抵抗層２２を示している。
この抵抗４１，４２は、ダミー抵抗４３，４４と
によりホイートストレブリツジ回路を構成してい
る。この抵抗４１とダミー抵抗４３と接続点Ａ及
び抵抗４２とダミー抵抗４４との接続点Ｂには、
入力電圧VINが供給されている。また、抵抗４
１，４２の接続点Ｃ及びダミー抵抗４３，４４の
接続点Ｄからは出力電圧VOUTが取出される。ま
た、図中Ｅ点は、前記外囲器２５との接続点であ
つて、この接続点Ｅには、前記ブリツジ回路の最
高電位より電按VAだけ高い電圧が印加されてい
る。また、接続点Ｆは、前記ケースとの接続点
で、前記ブリツジ回路との間に電圧Vcが印加さ
れている。
路構成を示すもので、抵抗４１，４２は互いに逆
特性を示す前記ピエゾ抵抗層２２を示している。
この抵抗４１，４２は、ダミー抵抗４３，４４と
によりホイートストレブリツジ回路を構成してい
る。この抵抗４１とダミー抵抗４３と接続点Ａ及
び抵抗４２とダミー抵抗４４との接続点Ｂには、
入力電圧VINが供給されている。また、抵抗４
１，４２の接続点Ｃ及びダミー抵抗４３，４４の
接続点Ｄからは出力電圧VOUTが取出される。ま
た、図中Ｅ点は、前記外囲器２５との接続点であ
つて、この接続点Ｅには、前記ブリツジ回路の最
高電位より電按VAだけ高い電圧が印加されてい
る。また、接続点Ｆは、前記ケースとの接続点
で、前記ブリツジ回路との間に電圧Vcが印加さ
れている。
このような構成によれば、受圧ダイアフラム３
３に印加された被測定圧力Ｐは、圧力伝達媒体３
４を介して半導体感圧素子２１のピエゾ抵抗２２
の抵抗値変化として、ワイヤ２７、リード線２８
及び印刷配線板３０を介して外部の信号処理回路
へ供給されて測定される。
３に印加された被測定圧力Ｐは、圧力伝達媒体３
４を介して半導体感圧素子２１のピエゾ抵抗２２
の抵抗値変化として、ワイヤ２７、リード線２８
及び印刷配線板３０を介して外部の信号処理回路
へ供給されて測定される。
ところで、前記外囲器２５は、筒状部材２４、
リード線２８及びケース３２から絶縁され、かつ
前記ブリツジ回路の最高電位と同じかあるいは高
い電圧VAが印加されているため、圧力伝達媒体
３４のイオン化現象によつて発生する電荷が電圧
VAを通して接続点Ｅに吸収され、半導体感圧素
子２１上の電荷の移動がなくなる。よつて、ブリ
ツジ回路の接続点Ｃの電位が変化することがな
く、半導体感圧素子２１の抵抗値変化のみに依存
する出力電圧VOUTを取り出すことができ、電荷
の蓄積による影響を受けずに正確に被測定圧力を
測定できる。
リード線２８及びケース３２から絶縁され、かつ
前記ブリツジ回路の最高電位と同じかあるいは高
い電圧VAが印加されているため、圧力伝達媒体
３４のイオン化現象によつて発生する電荷が電圧
VAを通して接続点Ｅに吸収され、半導体感圧素
子２１上の電荷の移動がなくなる。よつて、ブリ
ツジ回路の接続点Ｃの電位が変化することがな
く、半導体感圧素子２１の抵抗値変化のみに依存
する出力電圧VOUTを取り出すことができ、電荷
の蓄積による影響を受けずに正確に被測定圧力を
測定できる。
以上説明したように本発明によれば、圧力伝達
媒体のイオン化現象によつて発生する電荷を確実
に吸収でき、よつてブリツジ回路の出力電圧の時
間的変化を低減化でき、被測定圧力の測定精度を
大幅に向上しうる圧力変換器を提供できる。
媒体のイオン化現象によつて発生する電荷を確実
に吸収でき、よつてブリツジ回路の出力電圧の時
間的変化を低減化でき、被測定圧力の測定精度を
大幅に向上しうる圧力変換器を提供できる。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を説明す
るためのもので、第１図は構成図、第２図は回路
図、第３図及び第４図は従来の圧力変換器を説明
するためのもので、第３図は構成図、第４図は回
路図である。 ２１……半導体感圧素子、２３……環状部材、
２４……筒状部材、２５……外囲器、３１……接
続部材、３２……ケース、３３……受圧ダイアフ
ラム。
るためのもので、第１図は構成図、第２図は回路
図、第３図及び第４図は従来の圧力変換器を説明
するためのもので、第３図は構成図、第４図は回
路図である。 ２１……半導体感圧素子、２３……環状部材、
２４……筒状部材、２５……外囲器、３１……接
続部材、３２……ケース、３３……受圧ダイアフ
ラム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外囲器に穿設された貫通孔に絶縁部材を介し
て挿通された導圧孔を有する保持体で半導体感圧
素子を保持する一方、前記外囲器をケースに固定
し、かつ、前記外囲器、半導体感圧素子と受圧ダ
イアフラムとの間で圧力伝達媒体を封ずるように
当該受圧ダイアフラムを前記ケースに張設した圧
力変換器において、 前記外囲器とケースとを絶縁材よりなる接続部
材を介在して絶縁を施すとともに、前記半導体感
圧素子を用いて構成されるブリツジ回路の最高電
位またはこの最高電位よりも高い電圧を前記外囲
器に印加し、前記圧力伝達媒体のイオン化によつ
て生ずる電荷を吸収して前記ブリツジ回路の出力
電圧の変化を低減化することを特徴とする圧力変
換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27613784A JPS61155830A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27613784A JPS61155830A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 圧力変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61155830A JPS61155830A (ja) | 1986-07-15 |
| JPH0443225B2 true JPH0443225B2 (ja) | 1992-07-15 |
Family
ID=17565291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27613784A Granted JPS61155830A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 圧力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61155830A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3039934B2 (ja) * | 1989-06-13 | 2000-05-08 | コーリン電子株式会社 | 圧脈波検出装置 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP27613784A patent/JPS61155830A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61155830A (ja) | 1986-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4689999A (en) | Temperature compensated pressure transducer | |
| EP0126989B2 (en) | Fluid pressure transmitter | |
| US4500864A (en) | Pressure sensor | |
| JPS63238441A (ja) | 半導体圧力センサおよびその製造方法 | |
| JP2001174353A (ja) | 圧力測定装置 | |
| JPH0621832B2 (ja) | ２重ダイヤフラム式差圧型変換器 | |
| US3461416A (en) | Pressure transducer utilizing semiconductor beam | |
| US3568124A (en) | Piezoresistive force- and pressure-measuring element | |
| US3828294A (en) | Acceleration transducer having semiconductive piezoresistive element | |
| US3482197A (en) | Pressure sensitive device incorporating semiconductor transducer | |
| US4416156A (en) | High pressure electrical feedthru | |
| US3322980A (en) | Subminiature pressure transducer | |
| US4459855A (en) | Semiconductor pressure sensor | |
| US3113288A (en) | Supersensitive shielded crystal hydrophone | |
| JPH0443225B2 (ja) | ||
| US4157032A (en) | Electrically isolated strain gage assembly | |
| CA1134021A (en) | Pressure transducer having electrically shielded piezoresistive sensors | |
| JP3310216B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| US5614673A (en) | Acceleration sensing device | |
| JPH1078363A (ja) | 薄膜型センサ | |
| US3830100A (en) | Strain gauge transducer transient voltage protection | |
| GB2128806A (en) | Pressure transducer | |
| US2459155A (en) | Pressure cell | |
| CN223710902U (zh) | 一种压力传感器 | |
| FR2646309B1 (fr) | Procede de fabrication d'un capteur acoustique et capteur acoustique ainsi obtenu, a couche de protection indecollable |