JPH054023U - ガスレートセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスレートセンサのガス流路内に一対に並設
される各ヒートワイヤ間を、配線部分における電圧降下
や温度環境の差による温度ドリフトなどの問題を生ずる
ことがないように結線して、角速度が作用したときのガ
ス流の偏向による各ヒートワイヤの抵抗値の変化を検出
する抵抗ブリッジ回路のブリッジ条件を安定にすること
を目的とする。 【構成】 ガス流路内に一対に並設される各ヒートワイ
ヤをガス流路内で直列接続し、その接続点を抵抗ブリッ
ジ回路の中性点として外部に引き出すようにしている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、センサ本体に角速度が作用したときのセンサ本体のノズル孔からガ ス流路内に噴出されているガス流の偏向状態を一対の感熱抵抗素子からなるヒー トワイヤに生じた各抵抗値の変化によって検出するガスレートセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】 最近、ノズル孔、ガス流路およびそのガス流路内に設けられるヒートワイヤ対 からなるセンサ本体が、ＩＣ製造技術を利用した半導体基板のマイクロマシニン グ加工によって形成された半導体式のガスレートセンサが開発されている（特開 平３−２９８５８号公報参照）。

【０００４】 そのセンサ本体としては、図５ないし図７に示すように、それぞれ半導体基板 にノズル孔３を形成する半孔３１とそれにつながるガス流路４を形成する半溝４ １とがエッチングによって形成された下側半導体基板１と上側半導体基板２とを 、それぞれの半孔３１および半溝４１をつき合せるように重ねて、両者を接着さ せることによってノズル孔３およびガス流路４が構成されている。

【０００５】 下側半導体基板１にはガス流路４にかかる橋梁部６が形成され、その橋梁部６ の上面には一対のヒートワイヤ５１，５２がパターン成形されている。

【０００６】 図中、７は、一対のヒートワイヤ５１，５２の両側における下側半導体基板１ 上にパターン形成された電極部である。

【０００７】 そして、このようなガスレートセンサでは、ガス雰囲気中でマイクロポンプを 駆動することによってセンサ本体のノズル孔３からガス流路４内にガスを噴出さ せて一対のヒートワイヤ５１，５２に向かってガス流を生じさせておき、センサ 本体に角速度が作用したときのガス流の偏向を、各ヒートワイヤ５１，５２に生 じた各抵抗値の変化としてとらえて、図８に示すように、各ヒートワイヤ５１， ５２および基準抵抗Ｒｓ１，Ｒｓ２が各枝路に設けられた抵抗ブリッジ回路を用 いて、そのブリッジ回路の出力から角速度を求めるようにしている。

【０００８】 このようなガスレートセンサにあって、従来では、図３に示すように、ガス流 路４内に一対に並設された各ヒートワイヤ５１，５２間を外部配線９によって接 続するようにしている。

【０００９】 すなわち、ガス流路４の内部において、一方のヒートワイヤ５１を電極部７１ １，７２１間に接続し、他方のヒートワイヤ５２を電極部７１２，７２２間に接 続したうえで、電極部７２１，７２２間を外部配線９によって接続している。

【００１０】 ここで、７１１，７１２は抵抗ブリッジ回路におけるバイアス電圧Ｖｃｃが印 加される電極部である。また、７２１，７２２はその抵抗ブリッジ回路における 中性点ａ，ｂの電極部であり、その電極部７２１，７２２間から抵抗ブリッジ回 路の出力Ｖｏｕｔがとり出されることになる。

【００１１】 図４に、従来の橋梁部６の上面に形成された各ヒートワイヤ５１，５２および その内部配線のパターンを示している。

【００１２】 しかして、各ヒートワイヤ５１，５２間を接続する配線が長くなってその抵抗 分が無視できなくなり、その配線を通してヒートワイヤ５１，５２間に電流が流 れて、その配線における電圧降下分が問題となり、また、その外部配線９の部分 と各ヒートワイヤ５１，５２との温度環境の差による温度ドリフトなどが問題と なって、抵抗ブリッジ回路におけるブリッジ条件が変化して、検出感度がふらつ いたり、検出誤差の要因となったりしてしまう。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】 解決しようとする問題点は、ガス流路内に一対に並設された各ヒートワイヤ間 を外部配線によって接続したのでは、その外部配線を通して各ヒートワイヤに電 流が流れて、その比較的長い配線部分で生ずる電圧降下分が問題となり、また、 その外部配線と各ヒートワイヤ５１，５２との温度環境の差による温度ドリフト などが問題となって、抵抗ブリッジ回路におけるブリッジ条件が変化してしまう ことである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ガス流路内に一対に並設される各ヒートワイヤをガス流路内で直列 接続し、その接続点を抵抗ブリッジ回路の中性点として外部に引き出すようにし ている。

【００１５】

【実施例】

本考案によるガスレートセンサは、例えば、前述した半導体式によるものにあ って、図１に示すように、下側半導体基板１の橋梁部６の上面に一対に設けられ る各ヒートワイヤ５１，５２をガス流路４内において直列接続し、その接続点ｍ を図８に示す抵抗ブリッジ回路の中性点として内部配線８によって外部に引き出 すようにしている。

【００１６】 その内部配線８は、各ヒートワイヤ５１，５２とともに橋梁部６の上面にパタ ーン成形される。

【００１７】 図２に、橋梁部６の上面に形成された各ヒートワイヤ５１，５２および内部配 線８のパターンの一例を示している。

【００１８】 その際、例えば、橋梁部６の上面に白金などの金属を蒸着したうえで、その金 属をエッチングすることによって所定のパターンが形成される。

【００１９】 図１中、７１１，７１２は抵抗ブリッジ回路におけるバイアス電圧Ｖｃｃが印 加される電極部である。また、７２１，７２２はその抵抗ブリッジ回路における 中性点ａ，ｂの電極部であり、その電極部７２１，７２２間から抵抗ブリッジ回 路の出力Ｖｏｕｔがとり出されることになる

【００２０】 なお、特に図示しないが、センサ本体の外部において、電極部７１１と電極部 ７２１との間に基準抵抗Ｒｓ１が、電極部７１２と電極部７２２との間に基準抵 抗Ｒｓ２が接続されることによって抵抗ブリッジ回路が形成されることになる。

【００２１】 しかして、本考案によれば、各ヒートワイヤ５１，５２をガス流路４内で直列 接続しているので、各ヒートワイヤ５１，５２間の結線が最短になって、電極部 ７１１，７１２間にバイアス電圧が印加されて各ヒートワイヤ５１，５２に電流 が流れたときのその結線部分における電圧降下分を無視することができ、それが 検出誤差の要因となるようなことが全く問題にならなくなる。

【００２２】 また、本考案によれば、各ヒートワイヤ５１，５２の接続点ｍを抵抗ブリッジ 回路の中性点として外部に引き出すようにしているので、各ヒートワイヤ５１， ５２の接続点ｍを外部に引き出す内部配線８には、それが抵抗ブリッジ回路の中 性線となってブリッジ平衡時に電流が流れず、その内部配線８における電圧降下 分が何ら問題にならなくなる。

【００２３】 さらに、本考案によれば、ガス流の偏向による各ヒートワイヤ５１，５２の抵 抗値の変化を検出するための抵抗ブリッジ回路における主要な配線部分がガス流 路内にあるので、その配線部分と各ヒートワイヤ５１，５２との温度環境の差に よる温度ドリフトの問題を生ずるようなことがなくなり、ブリッジ条件が安定す る。

【００２４】

【考案の効果】

以上、本考案によるガスレートセンサにあっては、ガス流路内に一対に並設さ れる各ヒートワイヤをガス流路内で直列接続し、その接続点を抵抗ブリッジ回路 の中性点として外部に引き出すようにしたもので、温度ドリフトや電圧降下の問 題を生ずることがないように、各ヒートワイヤ間を同じ温度環境下にあるガス流 路内で最短に結線させることができ、また、各ヒートワイヤの接続点を外部に引 き出す配線部分には、それが抵抗ブリッジ回路の中性線となつてブリッジ平衡時 に電流が流れないので、その配線部分における電圧降下が何ら問題となることが なく、安定した感度でもって、精度良くセンサ本体に作用する角速度の検出を行 わせることができるという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるガスレートセンサにお
けるヒートワイヤ対の結線状態を示す図である。

【図２】同実施例におけるヒートワイヤ対およびその内
部配線のパターンの一例を示す図である。

【図３】従来のガスレートセンサにおけるヒートワイヤ
対の結線状態を示す図である。

【図４】従来のガスレートセンサにおけるヒートワイヤ
対およびその内部配線のパターンを示す図である。

【図５】半導体式のガスレートセンサにおけるセンサ本
体の斜視図である。

【図６】半導体式のガスレートセンサのセンサ本体にお
ける下側半導体基板の平面図である。

【図７】半導体式のガスレートセンサにおけるセンサ本
体の正断面図である。

【図８】ガスレートセンサにおける抵抗ブリッジ回路を
示す電気回路図である。

【符号の説明】

１ 下側半導体基板 ２ 上側半導体基板 ３ ノズル孔 ４ ガス流路 ５１ ヒートワイヤ ５２ ヒートワイヤ

フロントページの続き (72)考案者 西尾 友行 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 センサ本体に角速度が作用したときのセ
   ンサ本体におけるノズル孔からガス流路内に噴出されて
   いるガス流の偏向にもとづいて、そのガス流路内に並設
   された一対の感熱抵抗素子からなるヒートワイヤに生じ
   た各抵抗値の変化を、各ヒートワイヤおよび基準抵抗が
   各枝路に設けられた抵抗ブリッジ回路により検出して角
   速度を求めるガスレートセンサにおいて、各ヒートワイ
   ヤをガス流路内で直列接続し、その接続点を抵抗ブリッ
   ジ回路の中性点として外部に引き出すようにしたことを
   特徴とするガスレートセンサ。