JPH07146196A - 静電容量型圧力センサ - Google Patents
静電容量型圧力センサInfo
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- JPH07146196A JPH07146196A JP29294293A JP29294293A JPH07146196A JP H07146196 A JPH07146196 A JP H07146196A JP 29294293 A JP29294293 A JP 29294293A JP 29294293 A JP29294293 A JP 29294293A JP H07146196 A JPH07146196 A JP H07146196A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンデンサの特性のばらつきに基づく出力特
性のばらつきを補償するとともに、基準電位の変動の影
響を受けない静電容量圧力センサを提供する。 【構成】 コンパレータ回路のオペアンプ１１の出力端
子と、基準電位との間には、抵抗器１２及びツェナーダ
イオード１３が直列接続され、抵抗器１２とツェナーダ
イオード１３との接続点が外部出力端子１４とされてい
る。また、外部出力端子と基準電位との間には、可変抵
抗器１５及び温度補償用抵抗器１７が接続され、可変抵
抗器１５の分圧端子が積分回路の抵抗器４３に接続され
ている。さらに、外部出力端子と基準電位との間には、
可変抵抗器１８が接続され、その分圧端子と積分回路の
反転入力端子との間には基準コンデンサ１９が接続され
ている。
性のばらつきを補償するとともに、基準電位の変動の影
響を受けない静電容量圧力センサを提供する。 【構成】 コンパレータ回路のオペアンプ１１の出力端
子と、基準電位との間には、抵抗器１２及びツェナーダ
イオード１３が直列接続され、抵抗器１２とツェナーダ
イオード１３との接続点が外部出力端子１４とされてい
る。また、外部出力端子と基準電位との間には、可変抵
抗器１５及び温度補償用抵抗器１７が接続され、可変抵
抗器１５の分圧端子が積分回路の抵抗器４３に接続され
ている。さらに、外部出力端子と基準電位との間には、
可変抵抗器１８が接続され、その分圧端子と積分回路の
反転入力端子との間には基準コンデンサ１９が接続され
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電容量型圧力センサ
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の静電容量圧力センサは、図４に示
すＣ−Ｆコンバータの静電容量ＣＳとして、圧力に応じ
て静電容量が変化するコンデンサ４１を設けたものであ
る。詳述すると、従来の静電容量圧力センサは、非反転
入力端子に基準電位が接続されたオペアンプ４２と、オ
ペアンプ４２の出力端子と反転入力端子との間に接続さ
れたコンデンサ４１と、反転入力端子に接続された抵抗
器４３とを有する積分回路と、積分回路の出力端子に接
続された抵抗器４４と、抵抗器４４に直列接続されたＣ
ＭＯＳインバーター４５、４６、及びＣＭＯＳインバー
ター４５、４６に並列接続された抵抗器４７で構成され
たコンパレータ回路とを有し、コンパレータ回路の出力
端子を、この静電容量圧力センサの外部出力端子とする
と共に、抵抗器４３に接続したものである。
すＣ−Ｆコンバータの静電容量ＣＳとして、圧力に応じ
て静電容量が変化するコンデンサ４１を設けたものであ
る。詳述すると、従来の静電容量圧力センサは、非反転
入力端子に基準電位が接続されたオペアンプ４２と、オ
ペアンプ４２の出力端子と反転入力端子との間に接続さ
れたコンデンサ４１と、反転入力端子に接続された抵抗
器４３とを有する積分回路と、積分回路の出力端子に接
続された抵抗器４４と、抵抗器４４に直列接続されたＣ
ＭＯＳインバーター４５、４６、及びＣＭＯＳインバー
ター４５、４６に並列接続された抵抗器４７で構成され
たコンパレータ回路とを有し、コンパレータ回路の出力
端子を、この静電容量圧力センサの外部出力端子とする
と共に、抵抗器４３に接続したものである。
【０００３】なお、コンデンサ４１としては、図５に示
すように、ガラス基板５１上に形成された固定電極板５
２と、シリコン基板５３上に形成された可動電極板５４
とを所定の間隙を設けて対向配置した感圧コンデンサが
使用される。この感圧コンデンサは、圧力が加わると固
定電極板５２と可動電極板５４との間隔が狭まり、静電
容量が大きくなる。従って、この様な感圧コンデンサを
利用した静電容量圧力センサでは、圧力が大きくなるに
したがって、周波数が小さくなる出力信号が得られる。
すように、ガラス基板５１上に形成された固定電極板５
２と、シリコン基板５３上に形成された可動電極板５４
とを所定の間隙を設けて対向配置した感圧コンデンサが
使用される。この感圧コンデンサは、圧力が加わると固
定電極板５２と可動電極板５４との間隔が狭まり、静電
容量が大きくなる。従って、この様な感圧コンデンサを
利用した静電容量圧力センサでは、圧力が大きくなるに
したがって、周波数が小さくなる出力信号が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量圧力セ
ンサでは、圧力検出部であるコンデンサの静電容量、コ
ンデンサの圧力に対する静電容量の変化の割合、及びコ
ンデンサの温度特性等のばらつきによって、出力特性に
ばらつきがでるという問題点がある。また、従来の静電
容量圧力センサでは、ＣＭＯＳインバータの出力がその
まま外部出力となるため、基準電圧に変動が生じた場合
に、最大出力電圧及び周波数出力が変動してしまうとい
う問題点もある。
ンサでは、圧力検出部であるコンデンサの静電容量、コ
ンデンサの圧力に対する静電容量の変化の割合、及びコ
ンデンサの温度特性等のばらつきによって、出力特性に
ばらつきがでるという問題点がある。また、従来の静電
容量圧力センサでは、ＣＭＯＳインバータの出力がその
まま外部出力となるため、基準電圧に変動が生じた場合
に、最大出力電圧及び周波数出力が変動してしまうとい
う問題点もある。
【０００５】本発明は、コンデンサの特性のばらつきに
基づく出力特性のばらつきを補償できる静電容量圧力セ
ンサを提供することを目的とする。また、本発明は、基
準電圧の変動の影響を受けない静電容量圧力センサを提
供することを目的とする。
基づく出力特性のばらつきを補償できる静電容量圧力セ
ンサを提供することを目的とする。また、本発明は、基
準電圧の変動の影響を受けない静電容量圧力センサを提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、非反転
入力端子に基準電位が接続される第１のオペアンプと、
該第１のオペアンプの反転入力端子と出力端子との間に
接続され、外部から加えられた圧力に応じて静電容量が
変化する感圧コンデンサと、前記非反転入力端子に接続
された第１の抵抗器とを有する積分回路と、反転入力端
子に前記基準電位が接続される第２のオペアンプと、前
記第１のオペアンプの出力端子と前記第２のオペアンプ
の非反転入力端子との間に接続された第２の抵抗器と、
前記第２のオペアンプの非反転入力端子と外部出力端子
との間に接続された第３の抵抗器とを有するコンパレー
タ回路とを有し、前記第２のオペアンプの出力端子を前
記外部出力端子に接続すると共に、該外部出力端子を前
記第１の抵抗器に接続した静電容量型圧力センサにおい
て、前記第２のオペアンプの出力端子と前記外部出力端
子との間に第４の抵抗器を設け、かつ前記基準電位と前
記外部出力端子との間にツェナーダイオードを接続した
ことを特徴とする静電容量型圧力センサが得られる。
入力端子に基準電位が接続される第１のオペアンプと、
該第１のオペアンプの反転入力端子と出力端子との間に
接続され、外部から加えられた圧力に応じて静電容量が
変化する感圧コンデンサと、前記非反転入力端子に接続
された第１の抵抗器とを有する積分回路と、反転入力端
子に前記基準電位が接続される第２のオペアンプと、前
記第１のオペアンプの出力端子と前記第２のオペアンプ
の非反転入力端子との間に接続された第２の抵抗器と、
前記第２のオペアンプの非反転入力端子と外部出力端子
との間に接続された第３の抵抗器とを有するコンパレー
タ回路とを有し、前記第２のオペアンプの出力端子を前
記外部出力端子に接続すると共に、該外部出力端子を前
記第１の抵抗器に接続した静電容量型圧力センサにおい
て、前記第２のオペアンプの出力端子と前記外部出力端
子との間に第４の抵抗器を設け、かつ前記基準電位と前
記外部出力端子との間にツェナーダイオードを接続した
ことを特徴とする静電容量型圧力センサが得られる。
【０００７】また、本発明によれば、前記外部出力端子
と前記基準電位との間に可変抵抗器を接続し、該可変抵
抗器の分圧端子を前記第１の抵抗器に接続することによ
って、前記外部出力端子と前記第１の抵抗器とを接続し
たことを特徴とする静電容量型圧力センサが得られる。
と前記基準電位との間に可変抵抗器を接続し、該可変抵
抗器の分圧端子を前記第１の抵抗器に接続することによ
って、前記外部出力端子と前記第１の抵抗器とを接続し
たことを特徴とする静電容量型圧力センサが得られる。
【０００８】さらに、本発明によれば、前記外部出力端
子と前記基準電位との間に可変抵抗器を接続し、該か変
抵抗器の分圧端子と前記第１のオペアンプの反転入力端
子との間に所定の静電容量を有する基準コンデンサを接
続したことを特徴とする静電容量型圧力センサが得られ
る。
子と前記基準電位との間に可変抵抗器を接続し、該か変
抵抗器の分圧端子と前記第１のオペアンプの反転入力端
子との間に所定の静電容量を有する基準コンデンサを接
続したことを特徴とする静電容量型圧力センサが得られ
る。
【０００９】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１に本発明の一実施例を示す。ここで、従来と
同一のものには同一番号を付してある。
する。図１に本発明の一実施例を示す。ここで、従来と
同一のものには同一番号を付してある。
【００１０】本実施例の静電容量圧力センサは、コンデ
ンサ４１、オペアンプ４２、及び抵抗器４３からなる積
分回路と、抵抗器４４、４７、及びオペアンプ１１から
なるコンパレータ回路とを有している。
ンサ４１、オペアンプ４２、及び抵抗器４３からなる積
分回路と、抵抗器４４、４７、及びオペアンプ１１から
なるコンパレータ回路とを有している。
【００１１】積分回路は、オペアンプ４２の非反転入力
端子に基準電位を、反転入力端子に抵抗器４３を接続す
ると共に、反転入力端子と出力端子との間にコンデンサ
４１を接続して構成されている。また、コンパレータ回
路は、オペアンプ４２に接続された抵抗器４４と出力端
子に接続された抵抗器４７とをオペアンプ１１の非反転
入力端子に接続し、オペアンプ１１の反転入力端子に基
準電位を接続して構成されている。
端子に基準電位を、反転入力端子に抵抗器４３を接続す
ると共に、反転入力端子と出力端子との間にコンデンサ
４１を接続して構成されている。また、コンパレータ回
路は、オペアンプ４２に接続された抵抗器４４と出力端
子に接続された抵抗器４７とをオペアンプ１１の非反転
入力端子に接続し、オペアンプ１１の反転入力端子に基
準電位を接続して構成されている。
【００１２】本実施例の静電容量圧力センサは、積分回
路及びコンパレータ回路の他に、オペアンプ１１の出力
端子と抵抗器４７との間に接続された抵抗器１２と、抵
抗器１２と基準電位との間に接続された互いに逆向きに
接続した一対のツェナーダイオード１３とを有してい
る。また、本実施例の静電容量圧力センサは、外部出力
端子１４と基準電位との間に直列接続された、可変抵抗
器１５、微調整用抵抗器１６、及び温度補償用抵抗器１
７と、外部出力端子１４と基準電位との間に接続された
可変抵抗器１８、及び可変抵抗器１８の分圧点とオペア
ンプ４２の反転入力端子との間に接続されたコンデンサ
１９とを有している。また、可変抵抗器１５の分圧点
は、抵抗器４３に接続されている。なお、単電源回路の
場合は、ツェナーダイオード１３は、１個のツェナーダ
イオードで構わない。
路及びコンパレータ回路の他に、オペアンプ１１の出力
端子と抵抗器４７との間に接続された抵抗器１２と、抵
抗器１２と基準電位との間に接続された互いに逆向きに
接続した一対のツェナーダイオード１３とを有してい
る。また、本実施例の静電容量圧力センサは、外部出力
端子１４と基準電位との間に直列接続された、可変抵抗
器１５、微調整用抵抗器１６、及び温度補償用抵抗器１
７と、外部出力端子１４と基準電位との間に接続された
可変抵抗器１８、及び可変抵抗器１８の分圧点とオペア
ンプ４２の反転入力端子との間に接続されたコンデンサ
１９とを有している。また、可変抵抗器１５の分圧点
は、抵抗器４３に接続されている。なお、単電源回路の
場合は、ツェナーダイオード１３は、１個のツェナーダ
イオードで構わない。
【００１３】この静電容量圧力センサでは、可変抵抗器
１５、微調整用抵抗器１６、及び温度補償用抵抗器１８
によって、分圧された電圧が、固定抵抗器４３を介して
コンデンサ４１の充放電電流となる。つまり、可変抵抗
器１５の抵抗値を変化させるとによりコンデンサ４１の
充放電電流が変化させることができる。また、温度補償
用抵抗器１８の抵抗値が変化することによってもコンデ
ンサ４１の充放電電流は変化する。したがって、コンデ
ンサ４１の圧力に対する静電容量の変化量のばらつきに
よる影響は、可変抵抗器１５によって取り除くことがで
きる。また、コンデンサ４１の静電容量の温度による変
化は、温度補償用抵抗器１８により補償される。
１５、微調整用抵抗器１６、及び温度補償用抵抗器１８
によって、分圧された電圧が、固定抵抗器４３を介して
コンデンサ４１の充放電電流となる。つまり、可変抵抗
器１５の抵抗値を変化させるとによりコンデンサ４１の
充放電電流が変化させることができる。また、温度補償
用抵抗器１８の抵抗値が変化することによってもコンデ
ンサ４１の充放電電流は変化する。したがって、コンデ
ンサ４１の圧力に対する静電容量の変化量のばらつきに
よる影響は、可変抵抗器１５によって取り除くことがで
きる。また、コンデンサ４１の静電容量の温度による変
化は、温度補償用抵抗器１８により補償される。
【００１４】また、可変抵抗器１８の分圧点とオペアン
プ４２の反転入力端子（コンデンサ４１の一方の端子）
との間には、コンデンサ１９が接続されているので、可
変抵抗器１８の抵抗値を変化させることによりコンデン
サ４１の時定数を変化させることができる。すなわち、
この静電容量圧力センサでは、可変抵抗器１８の分圧力
電圧×ＣＳ／ＣＲだけコンデンサ４１が急激に充電され
るので、その分発振周波数が高くなり、コンデンサ４１
の初期の静電容量のばらつきによる影響を取り除くこと
ができる。
プ４２の反転入力端子（コンデンサ４１の一方の端子）
との間には、コンデンサ１９が接続されているので、可
変抵抗器１８の抵抗値を変化させることによりコンデン
サ４１の時定数を変化させることができる。すなわち、
この静電容量圧力センサでは、可変抵抗器１８の分圧力
電圧×ＣＳ／ＣＲだけコンデンサ４１が急激に充電され
るので、その分発振周波数が高くなり、コンデンサ４１
の初期の静電容量のばらつきによる影響を取り除くこと
ができる。
【００１５】コンデンサ４１の充放電電流は、オペアン
プ４２の反転入力端子に入力される電圧を変化させ、オ
ペアンプ４２の出力電圧を変化させる。その出力電圧
が、コンパレータ回路のスレッショルド電圧を横切ると
コンパレータ回路の出力がハイレベルまたはローレベル
に反転する。
プ４２の反転入力端子に入力される電圧を変化させ、オ
ペアンプ４２の出力電圧を変化させる。その出力電圧
が、コンパレータ回路のスレッショルド電圧を横切ると
コンパレータ回路の出力がハイレベルまたはローレベル
に反転する。
【００１６】コンパレータ回路のオペアンプ１１の出力
端子には、抵抗器１２、ツェナーダイオード１３が直列
に接続され、ツェナーダイオード１３には、基準電位が
接続されているので、外部出力端子１４に出力される電
圧は、オペアンプ１１の出力電圧、抵抗器１２の抵抗
値、ツェナーダイオード１３の特性、及び基準電位によ
って決定される。つまり、オペアンプ１１が最大出力電
圧を出力しているとき、外部出力端子に出力される電圧
は、オペアンプ１１の最大出力電圧によらず、ツェナー
ダイオード１３の特性によって決まる一定値となる。ま
た、このとき、オペアンプ１１の出力電圧が、基準電圧
の変動により変化しても、ツェナーダイオード１３に接
続された基準電位も変動しているので、外部出力端子に
出力される電圧は変化しない。
端子には、抵抗器１２、ツェナーダイオード１３が直列
に接続され、ツェナーダイオード１３には、基準電位が
接続されているので、外部出力端子１４に出力される電
圧は、オペアンプ１１の出力電圧、抵抗器１２の抵抗
値、ツェナーダイオード１３の特性、及び基準電位によ
って決定される。つまり、オペアンプ１１が最大出力電
圧を出力しているとき、外部出力端子に出力される電圧
は、オペアンプ１１の最大出力電圧によらず、ツェナー
ダイオード１３の特性によって決まる一定値となる。ま
た、このとき、オペアンプ１１の出力電圧が、基準電圧
の変動により変化しても、ツェナーダイオード１３に接
続された基準電位も変動しているので、外部出力端子に
出力される電圧は変化しない。
【００１７】外部出力端子１４に供給される電圧が一定
であれば、可変抵抗器１５、微調整用抵抗器１６、及び
温度補償用抵抗器１８によって分圧された電圧も（温度
が一定であれば、）一定となる。したがって、本実施例
の静電容量圧力センサに加わる圧力が一定であれば、そ
の出力周波数も一定となる。
であれば、可変抵抗器１５、微調整用抵抗器１６、及び
温度補償用抵抗器１８によって分圧された電圧も（温度
が一定であれば、）一定となる。したがって、本実施例
の静電容量圧力センサに加わる圧力が一定であれば、そ
の出力周波数も一定となる。
【００１８】この様に、本実施例の静電容量圧力センサ
では、コンデンサの特性や周囲温度、また、基準電圧の
変動などによらず、安定した特性が得られる。
では、コンデンサの特性や周囲温度、また、基準電圧の
変動などによらず、安定した特性が得られる。
【００１９】次に、本実施例の静電容量圧力センサで使
用されるコンデンサ１９及びコンデンサ４１について図
２を参照して説明する。コンデンサ１９とコンデンサ４
１とは、図２に示すように一体のセンサチップとして構
成されている。このセンサチップは、その特性が温度変
化に依存しないように、実質的に同じ熱膨張係数を有す
るシリコン基板２１とガラス基板２２とを有している。
シリコン基板２１には、圧力により変形するダイヤフラ
ム２３と、ガラス基板２２との間に空隙を形成するキャ
ビティ部２４とが設けられるとともに、ボロン等の不純
物を拡散させて共通電極が形成されている。また、ガラ
ス基板２２上には、２つの電極２５及び２６と、貫通孔
２７が形成されている。
用されるコンデンサ１９及びコンデンサ４１について図
２を参照して説明する。コンデンサ１９とコンデンサ４
１とは、図２に示すように一体のセンサチップとして構
成されている。このセンサチップは、その特性が温度変
化に依存しないように、実質的に同じ熱膨張係数を有す
るシリコン基板２１とガラス基板２２とを有している。
シリコン基板２１には、圧力により変形するダイヤフラ
ム２３と、ガラス基板２２との間に空隙を形成するキャ
ビティ部２４とが設けられるとともに、ボロン等の不純
物を拡散させて共通電極が形成されている。また、ガラ
ス基板２２上には、２つの電極２５及び２６と、貫通孔
２７が形成されている。
【００２０】シリコン基板２１とガラス基板２２とは、
共通電極と電極２５及び２６とが互いに対向するように
接着されるとともに、キャビティ部２４の周囲に封止剤
２７を塗布して互いに固定されている。また、ガラス基
板２２は、リード端子２８が配設され貫通孔２９が設け
られた台座３０に固定され、台座３０には、圧力導入穴
３１が形成されたキャップ部３２が固定されている。な
お、共通電極、電極２５、及び電極２６にそれぞれ接続
されたリード線３３は、各々リード端子に接続される。
共通電極と電極２５及び２６とが互いに対向するように
接着されるとともに、キャビティ部２４の周囲に封止剤
２７を塗布して互いに固定されている。また、ガラス基
板２２は、リード端子２８が配設され貫通孔２９が設け
られた台座３０に固定され、台座３０には、圧力導入穴
３１が形成されたキャップ部３２が固定されている。な
お、共通電極、電極２５、及び電極２６にそれぞれ接続
されたリード線３３は、各々リード端子に接続される。
【００２１】圧力導入穴３１から気体、液体等の圧力伝
達物質により圧力が加えられると、ダイヤフラム２３が
変形する。即ち、ダイヤフラム２３と電極２５との間隔
が狭くなり、ダイヤフラム２３と電極２５とで構成され
るコンデンサの静電容量が大きくなる。一方、共通電極
と電極２６との間隔は圧力によらず一定である。即ち、
共通電極と電極２６とで構成されるコンデンサは、圧力
によらず静電容量は一定である。従って、ダイヤフラム
２３と電極２５とで構成されるコンデンサは、図１のコ
ンデンサ４１として利用でき、共通電極と電極２６とで
構成されるコンデンサはコンデンサ１９として利用でき
る。
達物質により圧力が加えられると、ダイヤフラム２３が
変形する。即ち、ダイヤフラム２３と電極２５との間隔
が狭くなり、ダイヤフラム２３と電極２５とで構成され
るコンデンサの静電容量が大きくなる。一方、共通電極
と電極２６との間隔は圧力によらず一定である。即ち、
共通電極と電極２６とで構成されるコンデンサは、圧力
によらず静電容量は一定である。従って、ダイヤフラム
２３と電極２５とで構成されるコンデンサは、図１のコ
ンデンサ４１として利用でき、共通電極と電極２６とで
構成されるコンデンサはコンデンサ１９として利用でき
る。
【００２２】図２のセンサチップを図１の静電容量圧力
センサに適用したときの圧力−出力周波数特性を図３に
示す。図３では、周囲温度が、８０℃、６０℃、４０
℃、２０℃、０℃、及び−２０℃のときの測定値を、そ
れぞれ、□、＋、◇、△、×、及び▽で示している。と
ころが、これらのマークをグラフ上で判別することは困
難である（グラフに表示すること自体困難であり、測定
値は、表１で表されている。また、これらの測定値を結
ぶ線は互いに交差する場合があるが、グラフ上では、平
行線で示されている）。これは、この静電容量圧力セン
サでは、周囲の温度の影響をほとんど受けない安定した
特性が得られることを示している。
センサに適用したときの圧力−出力周波数特性を図３に
示す。図３では、周囲温度が、８０℃、６０℃、４０
℃、２０℃、０℃、及び−２０℃のときの測定値を、そ
れぞれ、□、＋、◇、△、×、及び▽で示している。と
ころが、これらのマークをグラフ上で判別することは困
難である（グラフに表示すること自体困難であり、測定
値は、表１で表されている。また、これらの測定値を結
ぶ線は互いに交差する場合があるが、グラフ上では、平
行線で示されている）。これは、この静電容量圧力セン
サでは、周囲の温度の影響をほとんど受けない安定した
特性が得られることを示している。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、コンパレータ回路のオ
ペアンプの出力端子と外部出力端子との間に抵抗器を接
続すると共に、外部出力端子と基準電位との間にツェナ
ーダイオードを接続したことで、コンパレータの出力電
圧に拘らず、外部出力端子に一定の電圧の出力信号が出
力される。また、外部出力端子に出力される電圧が一定
になるので、出力信号の周波数も一定となる。
ペアンプの出力端子と外部出力端子との間に抵抗器を接
続すると共に、外部出力端子と基準電位との間にツェナ
ーダイオードを接続したことで、コンパレータの出力電
圧に拘らず、外部出力端子に一定の電圧の出力信号が出
力される。また、外部出力端子に出力される電圧が一定
になるので、出力信号の周波数も一定となる。
【００２５】また、本発明によれば、外部出力端子と基
準電位との間に接続された可変抵抗器の分圧端子を積分
回路の入力に接続したので、感圧コンデンサの圧力に対
する静電容量の変化量のばらつきによる影響を取り除く
ことができる。さらにこの可変抵抗器と基準電位との間
に温度補償用抵抗器を接続したことで、感圧コンデンサ
の静電容量の温度による変化を補償することができる。
準電位との間に接続された可変抵抗器の分圧端子を積分
回路の入力に接続したので、感圧コンデンサの圧力に対
する静電容量の変化量のばらつきによる影響を取り除く
ことができる。さらにこの可変抵抗器と基準電位との間
に温度補償用抵抗器を接続したことで、感圧コンデンサ
の静電容量の温度による変化を補償することができる。
【００２６】さらに、外部出力端子と基準電位との間に
可変抵抗器を接続し、この可変抵抗器の分圧点と感圧コ
ンデンサの一方の端子との間に、基準コンデンサを接続
したことで、可変抵抗器の抵抗値を変化させることによ
り感圧コンデンサの時定数を変化させることができる。
可変抵抗器を接続し、この可変抵抗器の分圧点と感圧コ
ンデンサの一方の端子との間に、基準コンデンサを接続
したことで、可変抵抗器の抵抗値を変化させることによ
り感圧コンデンサの時定数を変化させることができる。
【図１】本発明の一実施例の回路図である。
【図２】図１の静電容量圧力センサに使用されるセンサ
チップの断面図である。
チップの断面図である。
【図３】図２のセンサチップを用いた図１の静電容量圧
力センサの圧力−出力周波数特性図である。
力センサの圧力−出力周波数特性図である。
【図４】従来の静電容量圧力センサの回路図である。
【図５】従来の感圧コンデンサの側面図である。
１１ オペアンプ １２ 抵抗器 １３ ツェナーダイオード １４ 外部出力端子 １５ 可変抵抗器 １６ 微調整用抵抗器 １７ 温度補償用抵抗器 １８ 可変抵抗器 １９ コンデンサ ２１ シリコン基板 ２２ ガラス基板 ２３ ダイヤフラム ２４ キャビティ部 ２５，２６ 電極 ２７ 貫通孔 ２８ リード端子 ２９ 貫通孔 ３０ 台座 ３１ 圧力導入穴 ３２ キャップ部 ３３ リード線 ４１ コンデンサ ４２ オペアンプ ４３ 抵抗器 ４４ 抵抗器 ４５，４６ ＣＭＯＳインバーター ４７ 抵抗器 ５１ ガラス基板 ５２ 固定電極板 ５３ シリコン基板 ５４ 可動電極板
Claims (5)
- 【請求項１】 非反転入力端子に基準電位が接続される
第１のオペアンプと、該第１のオペアンプの反転入力端
子と出力端子との間に接続され、外部から加えられた圧
力に応じて静電容量が変化する感圧コンデンサと、前記
非反転入力端子に接続された第１の抵抗器とを有する積
分回路と、反転入力端子に前記基準電位が接続される第
２のオペアンプと、前記第１のオペアンプの出力端子と
前記第２のオペアンプの非反転入力端子との間に接続さ
れた第２の抵抗器と、前記第２のオペアンプの非反転入
力端子と外部出力端子との間に接続された第３の抵抗器
とを有するコンパレータ回路とを有し、前記第２のオペ
アンプの出力端子を前記外部出力端子に接続すると共
に、該外部出力端子を前記第１の抵抗器に接続した静電
容量型圧力センサにおいて、前記第２のオペアンプの出
力端子と前記外部出力端子との間に第４の抵抗器を設
け、かつ前記基準電位と前記外部出力端子との間にツェ
ナーダイオードを接続したことを特徴とする静電容量型
圧力センサ。 - 【請求項２】 前記外部出力端子と前記基準電位との間
に可変抵抗器を接続し、該可変抵抗器の分圧端子を前記
第１の抵抗器に接続することによって、前記外部出力端
子と前記第１の抵抗器とを接続したことを特徴とする請
求項１の静電容量型圧力センサ。 - 【請求項３】 前記可変抵抗器と前記基準電位との間に
温度に応じて抵抗が変化する感温抵抗器を接続したこと
を特徴とする請求項２の静電容量型圧力センサ。 - 【請求項４】 前記外部出力端子と前記基準電位との間
に可変抵抗器を接続し、該可変抵抗器の分圧端子と前記
第１のオペアンプの反転入力端子との間に所定の静電容
量を有する基準コンデンサを接続したことを特徴とする
請求項１、２、または３の静電容量型圧力センサ。 - 【請求項５】 圧力に応じて変形するダイヤフラム部が
形成されると共に、該ダイヤフラム部を含む一面に第１
の電極を形成したシリコン基板と、電気的に互いに独立
した第２及び第３の電極を一面に形成したガラス基板と
を有し、前記第１の電極と前記第２及び第３の電極とが
互いに所定の距離をおいて対向配置され、かつ、前記第
２の電極が前記ダイヤフラム部に対向配置されるよう
に、前記シリコン基板と前記ガラス基板とを互いに固定
したチップセンサを備え、前記第１の電極と前記第２の
電極とを前記感圧コンデンサとして使用すると共に、前
記第１の電極と前記第３の電極とを前記基準コンデンサ
のとして使用することを特徴とする請求項４の静電容量
型圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29294293A JPH07146196A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 静電容量型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29294293A JPH07146196A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 静電容量型圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07146196A true JPH07146196A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=17788419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29294293A Pending JPH07146196A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | 静電容量型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07146196A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102231214B1 (ko) * | 2020-08-14 | 2021-03-22 | 이순우 | 인체 감지가 가능한 전열 장치 |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP29294293A patent/JPH07146196A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102231214B1 (ko) * | 2020-08-14 | 2021-03-22 | 이순우 | 인체 감지가 가능한 전열 장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020828 |