JPS585233Y2 - 圧力変換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は半導体ひずみゲージを使用した圧力変換器に関
するもので、その目的は被測定流体等の温度が変動して
も正確な圧力測定が行えるようにすることである。

。半導体ひずみゲージを用いた圧力変換器の出力感度は
被測定流体等の温度変動に従って変化し、被測定流体の
温度上昇に対して出力感度は低下する。

この感度低下を補償するため、従来半導体ひずみゲージ
の抵抗値が一般に正の温度特性を示すことを利用して、
ブリッジ回路と電源との間にトランジスタを挿入しこれ
を感熱素子として働かせ、このトランジスタの温度特性
を利用してブリッジ回路に供給する電流又は電圧に正の
温度特性を持たせ、圧力変換器の温度補償を行うことが
知られている。

しかしながら、従来トランジスタを半導体ひずみゲージ
と同一温度雰囲気に配設することが困難で十分な温度補
償は行われていなかった。

本考案は、変換器本体の先端部に固着された基体の内面
のゲージ取付面に半導体ひずみゲージを取付け、この半
導体ひずみゲージを取り囲み前記基体からの熱量が伝達
される有底筒体を前記ゲージ取付面に固着し、前記有底
筒体の底部に前記半導体ひずみゲージに近接対向して温
度補償用トランジスタを取付け、前記変換器本体の先端
部にゴムからなる袋状のブーツを被せ、このブーツ及び
前記基体の受圧面とゲージ取付面とを接続する連通路内
に前記ブーツに加えられた圧力を前記半導体ひずみゲー
ジに伝達するシリコンオイルを封入せしめており、ひず
みゲージとトランジスタとが同一温度に保たれると共に
トランジスタに負荷が掛らず、正確な圧力測定が安定し
て行える特徴を有するものである。

・以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

１０は本体構成部材１１，１２からなる変換器本体で、
この本体１０の前方開口部には基体１４が固着され、こ
の基体１４の外面に凹部を設けて受圧室１５が形成され
、前記本体１１０の先端部を取り囲むようにこの本体１
０にゴム等の弾性材料からなる袋状のブーツ１６が張架
されている。

１７は前記本体１０に穿設された環状溝で、前記ブーツ
１６をリング１８により取付けている。

前記基体１４の内面はゲージ取付面１９をなし、この面
１９にはシリコンダイヤフラムを受圧部とする半導体ひ
ずみゲージ２０が固着されている。

前記ゲージ取付面１９には前記半導体ひずみゲージ２０
を取り囲み前記基体１４からの熱量が伝達される絶縁材
で且つ熱伝導性の良いアルミナセラミックスからなる有
底筒体２１が固着されている。

前記基体１４には前記受圧室１５とゲージ取付面１９と
を接続する連通路２２が穿設され、この連通路２２及び
前記ブーツ１６と受圧室１５との中には前記ブーツ１６
に加えられた圧力を前記半導体ひずみゲージ２０に伝達
するシリコンオイルが封入されている。

前記シリコンダイヤフラムはシリコン単結晶よりなる半
導体材料にて形成されており、拡散面に形成されたひず
み検出素子Ｇは後述のブリッジ回路を構成すべくそのリ
ード線２３は前記有底筒体２１の底部にこの軸線方向に
貫通して設けられた通孔２４を経てターミナル２５に接
続され、それぞれのターミナル２５には前記本体１０の
他端より密封的に引出されたケーブル２９の導線３０が
接続されている。

前記有底筒体２１の底部には前記半導体ひずみゲージ２
０と前記有底筒体２１の軸線方向に近接対向してトラン
ジスタ４０が接着され、前記シリコンオイルの熱量が前
記基体１４、有底筒体２１を介して前記トランジスタ４
０にも同様に伝達され、そのリード線３１は前記有底筒
体２１の底部にこの軸線方向に貫通して設けられたター
ミナル３２を介して前記ケーブル２９の導線３３に接続
されている。

このケーブル２９内にはレファレンスパイプ０３４が収
納され、前記有底筒体２１の内室には前記通孔２４及び
レファレンスパイプ３４を介して大気圧が導入され、こ
れがひずみゲージ２０のダイヤフラム背面に作用される
ようになっている。

尚、４５はケーブル２９と本体１０とを密封的に固着す
るゴムガイド、４６は前記本体構成部材１１．１２を密
封的に固着するゴムパツキンである。

４７は前記本体１０の先端部を取り囲むようにこの本体
１０に螺着された前記ブーツ１６の保護筒で、先端に穿
設した小孔４８を介して前記ブーツ１６の外面に被測定
流体を導くようになっている。

そして４９は流体中の泡、塵芥等を排出する逃し孔であ
る。

第３図において、前記半導体ひずみゲージ２’０のひず
み検出素子Ｇにより形成されるブリッジ回路５０の入力
段に前記トランジスタ４０が介挿されて温度補償を行う
公知の回路が示されている。

即ち、相対する一対の端子５１．５２を入力端子、他の
一対の端子５３．５３を出力端子とし、この出力端子５
３．５３の間には前記ひずみ検出素子Ｇの抵抗変化によ
る不平衡電圧を表示する出力表示器６１が接続されてい
る。

前記一方の入力端子５１は電源６０のマイナス端子に接
続され、他方の入力端子５２は前記有底筒体２１の底部
に接着されたトランジスタ４０のコレクタ５４に接続さ
れ、このトランジスタ４０のエミッタ５５は抵抗器５６
を介して前記電源６０のプラス端子に接続されている。

そして前記トランジスタ４０のペニス５７と前記電源６
０のプラス端子との間に抵抗器５８を接続すると共に前
記ベース５７と前記電源６０のマイナス端子との間に抵
抗器５９が接続されている。

上述の如く構成された本考案の圧力変換器は被測定流体
中の所定位置に設置され、その流体中より前記ケーブル
２９が所定の場所まで引出され出力表示器６１に接続さ
れる。

被測定流体の圧力は保護筒４７内のブーツ１６に作用さ
れ、更にこれよりシリコンオイルを媒体として半導体ひ
ずみゲージ２０のシリコンダイヤフラム受圧面に作用さ
れる。

これによってひずみ検出素子Ｇがひずみ、そのひずみ量
に応じた出力電圧がブリッジ回路５０より出力され、出
力表示器６１に指示される。

上述した本考案□に係る圧力変換器は、変換器本体の先
端部に固着された基体の内面のゲージ取付面に半導体ひ
ずみゲージを取付け、この半導体ひずみゲージを取り囲
み前記基体からの熱量が伝達される有底筒体を前記ゲー
ジ取付面に固着し、前記有底筒体の底部に前記半導体ひ
ずみゲージに近接対向して温度補償用トランジスタを取
付け、前記変換器本体の先端部に弾性部材からなる袋状
のブーツを被せ、このブーツ及び前記基体の受圧室とゲ
ージ取付面とを接続する連通路内に前記ブーツに加えら
れた圧力を前記半導体ひずみゲージに伝達するシリコン
オイルを封入せしめており、ひずみゲージとトランジス
タとが同一温度に保たれるので、温度補償を確実に行っ
て正確な圧力測定ができる。

また前記ひずみゲージとトランジスタとを基体及び有底
筒体によって囲まれた内室に収納しているので放熱によ
って両者に温度差が生じることがない。

さらに前記ひずみゲージとトランジスタとを軸方向に近
接対向して設けているので、変換器本体の先端部の直径
を小さくできる。

また前記トランジスタは流体中に浸漬されておらずこれ
に圧力が付与されることがないのでトランジスタの寿命
を長くできる利点がある。

尚前記実施例においては有底筒体の底部を筒部と一体的
に形成しているが、両者を別体とし、この接合部に通孔
を形成するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので第１図はその縦断面
図、第２図は第１図の一部の拡大図、第３図は電気回路
図である。 １０・・・・・・変換器本体、１４・・・・・・基体、
１６・・・・・・ブーツ、２０・・・・・・半導体ひず
みゲージ、２１・・・・・・有底筒体、４０・・・・・
・トランジスタ、５０・・・・・・ブリッジ回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 変換器本体の先端部に固着され外面に受圧面、内面にゲ
   ージ取付面が形成された基体と、前記ゲージ取付面に取
   付けられた半導体ひずみゲージと、前記受圧面とゲージ
   取付面とを接続する連通路と、前記ゲージ取付面に前記
   半導体ひずみゲージを取り囲んで固着され前記基体から
   の熱量が伝達される有底筒体と、前記半導体νずみゲー
   ジにて形成されるブリッジ回路の入力段に介挿するため
   前記有底筒体の底部に前記半導体ひずみゲージに近接対
   向して取付けられたトランジスタと、前記変換器本体の
   先端部を取り囲むように変換器本体に被せられたゴム等
   の弾性材料からなる袋状のブーツとを備え、このブーツ
   に加えられた圧力を前記半導体ひずみゲージに伝達する
   シリコンオイルをこのブーツ及び連通路内に封入したこ
   とを特徴とする圧力変換器。