JPS60201227A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPS60201227A JPS60201227A JP5796384A JP5796384A JPS60201227A JP S60201227 A JPS60201227 A JP S60201227A JP 5796384 A JP5796384 A JP 5796384A JP 5796384 A JP5796384 A JP 5796384A JP S60201227 A JPS60201227 A JP S60201227A
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- Japan
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- cantilever
- pressure
- gauge
- receiving diaphragm
- pressure receiving
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- 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
- G01L9/0054—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements integral with a semiconducting diaphragm
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- 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】
〈発明の属する技術分野〉
本発明は、半導体のピエゾ抵抗効果を利用した圧力セン
サに関するものである。
サに関するものである。
〈従来技術〉
一般に半導体のピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサは
、例えばシリコンからなる単結晶半導体ＪＨ［Ｋエツチ
ングで受圧ダイヤフラムを形成シ、かつ受圧ダイヤフラ
ム上に拡散技術勢によりゲージ抵抗を設け、受圧ダイヤ
フラムの両面にかかる圧力差に基づく応力をゲージ抵抗
に作用させ、ゲージ抵抗の抵抗値の変化から圧力差を検
出するものである。通常は、受圧ダイヤフラム上に２個
もしくは４個のゲージ抵抗を設け、ハーフプリ、ジある
いはフルブリッジを構成し、ダイヤフラムにかかる圧力
差を表わす信号を得ている。ところで、この種の圧力セ
ンサにおいては、ゲージ抵抗の温度依存性が大きいため
、周囲温度の変化による影響を受け、出力が変動する欠
点がある。
、例えばシリコンからなる単結晶半導体ＪＨ［Ｋエツチ
ングで受圧ダイヤフラムを形成シ、かつ受圧ダイヤフラ
ム上に拡散技術勢によりゲージ抵抗を設け、受圧ダイヤ
フラムの両面にかかる圧力差に基づく応力をゲージ抵抗
に作用させ、ゲージ抵抗の抵抗値の変化から圧力差を検
出するものである。通常は、受圧ダイヤフラム上に２個
もしくは４個のゲージ抵抗を設け、ハーフプリ、ジある
いはフルブリッジを構成し、ダイヤフラムにかかる圧力
差を表わす信号を得ている。ところで、この種の圧力セ
ンサにおいては、ゲージ抵抗の温度依存性が大きいため
、周囲温度の変化による影響を受け、出力が変動する欠
点がある。
よって一般には、サーミスタ、ポジスタ、トランジスタ
等の感温素子を用い、温度変化に応じてブリッジの電源
電圧を制御することによって、出力変動の補償を行って
いる。この方法で精度よく補償を行うには、ゲージ抵抗
の温度特性と補償用感温素子の温度特性を一致させる必
要があるが、しかしながらこれらを一致させることは容
易でなく、高精度な補償は困難であった。しかもこの上
うな補償のための調整工数は、恒温槽を使用し、圧力セ
ンサの全組立工数の半分近くを占めている。
等の感温素子を用い、温度変化に応じてブリッジの電源
電圧を制御することによって、出力変動の補償を行って
いる。この方法で精度よく補償を行うには、ゲージ抵抗
の温度特性と補償用感温素子の温度特性を一致させる必
要があるが、しかしながらこれらを一致させることは容
易でなく、高精度な補償は困難であった。しかもこの上
うな補償のための調整工数は、恒温槽を使用し、圧力セ
ンサの全組立工数の半分近くを占めている。
〈発明の目的〉
本発明は、周囲温度の変化による影響を有効に補償でき
る構造の圧力センナを実現するにある。
る構造の圧力センナを実現するにある。
〈発明の構成〉
本発明は、単結晶半導体基板に受圧ダイヤフラムととも
にカンチレバーを形成し、このカンチレバーにあらかじ
め一定変位を与えて単結晶半導体基板を基台に固定する
とともに、受圧ダイヤフラムとカンチレバーおよび固定
部にそれぞれゲージ抵抗を設け、これらゲージ抵抗の抵
抗値に基づいて受圧ダイヤフラムに作用する被測定圧を
算出するようにしたことを特徴とするものである。
にカンチレバーを形成し、このカンチレバーにあらかじ
め一定変位を与えて単結晶半導体基板を基台に固定する
とともに、受圧ダイヤフラムとカンチレバーおよび固定
部にそれぞれゲージ抵抗を設け、これらゲージ抵抗の抵
抗値に基づいて受圧ダイヤフラムに作用する被測定圧を
算出するようにしたことを特徴とするものである。
〈実施例〉
第１図は本発明圧力センサの一実施例を示す斜視図、第
２図は第１図の断面図である。両図において、１０は面
方位が（１００）のシリコン等の単結晶半導体基板、１
１は基板１０に異方性エツチングで形成された矩形の受
圧ダイヤフラム、１２は基板１゜に異方性エツチングで
形成されたカンチレバー、１３は基板１０の固定部であ
る。そして第３図に示すようにカンチレバー１２の先端
部１２ｍと固定部１３との間にはわずかな初期段差δ（
例えば４０００λ）が設けられている。２１，２２．２
３は各々拡散抵抗等のゲージ抵抗で、２１は受圧ダイヤ
フラム１１の表面に、２２はカンチレバー１２の表面に
１２５は固定部１３の表面にそれぞれ形成されている。
２図は第１図の断面図である。両図において、１０は面
方位が（１００）のシリコン等の単結晶半導体基板、１
１は基板１０に異方性エツチングで形成された矩形の受
圧ダイヤフラム、１２は基板１゜に異方性エツチングで
形成されたカンチレバー、１３は基板１０の固定部であ
る。そして第３図に示すようにカンチレバー１２の先端
部１２ｍと固定部１３との間にはわずかな初期段差δ（
例えば４０００λ）が設けられている。２１，２２．２
３は各々拡散抵抗等のゲージ抵抗で、２１は受圧ダイヤ
フラム１１の表面に、２２はカンチレバー１２の表面に
１２５は固定部１３の表面にそれぞれ形成されている。
３０はシリコンあるいはガラス等の基台で、単結晶半導
体基板１０の固定部１３の裏面が陽極接合あるいは低融
点ガラス接合などにより固定されている。この基板１０
と基台３０の接合により、カンチレバー１２には初期段
差に基づく一定変位δがあらかじめ与えられる。また基
台３０には受圧ダイヤフラム１１の裏面に基準圧Ｐ。
体基板１０の固定部１３の裏面が陽極接合あるいは低融
点ガラス接合などにより固定されている。この基板１０
と基台３０の接合により、カンチレバー１２には初期段
差に基づく一定変位δがあらかじめ与えられる。また基
台３０には受圧ダイヤフラム１１の裏面に基準圧Ｐ。
（例えば大気圧）を与えるための開口３１が設けられて
いる。これＫよシ受圧ダイヤフラム１１は、その表面に
加わる被測定圧ＰＭ（基準圧Ｐ。からの差）に感応する
。なおりンテレパー１２は被測定圧Ｐｙｔに対して約９
合っておシ、またその先端部１２ｍは基台３０とは接合
されていない〇 この上うに構成した本発明圧力センサにおいて、ます受
圧ダイヤフラム１１に設けたゲージ抵抗２１には、被測
定圧ＰＭに応じて長手方向（電流方向）に応力−８が作
用し、直角方向に応力σ、が作用する。ゲージ抵抗２１
の抵抗値ＲＭは、基準温度ｔ。のときの初期抵抗をＲ８
、Ｒｏの抵抗温度係数をα、基準温度ｔ。のときの長手
方向および直角方向のピエノ抵抗係数をπｔＯＩ ｔｏ
、ビエノ抵抗係数の温度係数をβ、基準温度ｔ。から、
の温度変化をｔとすると次式で与えられる。
いる。これＫよシ受圧ダイヤフラム１１は、その表面に
加わる被測定圧ＰＭ（基準圧Ｐ。からの差）に感応する
。なおりンテレパー１２は被測定圧Ｐｙｔに対して約９
合っておシ、またその先端部１２ｍは基台３０とは接合
されていない〇 この上うに構成した本発明圧力センサにおいて、ます受
圧ダイヤフラム１１に設けたゲージ抵抗２１には、被測
定圧ＰＭに応じて長手方向（電流方向）に応力−８が作
用し、直角方向に応力σ、が作用する。ゲージ抵抗２１
の抵抗値ＲＭは、基準温度ｔ。のときの初期抵抗をＲ８
、Ｒｏの抵抗温度係数をα、基準温度ｔ。のときの長手
方向および直角方向のピエノ抵抗係数をπｔＯＩ ｔｏ
、ビエノ抵抗係数の温度係数をβ、基準温度ｔ。から、
の温度変化をｔとすると次式で与えられる。
１Ｍ＝＝Ｒｏ（１＋αす（１＋（πｔｏσつ＋π、０σ
ＭＹ）（１＋βｔ）） （りそして、受圧ダイヤフラム
１１の構造やゲージ抵抗２１の配置位置等で決まる定数
をに、とすると、πｔｏσ厄＋π、０σＭＹ ＝ ｋＩ
ＰＭ （２）が成立し、ＲＭは次式で表わすことがで
きる。
ＭＹ）（１＋βｔ）） （りそして、受圧ダイヤフラム
１１の構造やゲージ抵抗２１の配置位置等で決まる定数
をに、とすると、πｔｏσ厄＋π、０σＭＹ ＝ ｋＩ
ＰＭ （２）が成立し、ＲＭは次式で表わすことがで
きる。
Ｒ，＝Ｒｏ（１＋αｔ ） （１＋ ｋ 、ＰＭ（１＋
βｔ）） （３）次にカンチレバー１２の表面の先端か
らｔ、の位置に設けたゲージ抵抗２２には、初期段差に
基づく一定変位δによって次式に示す如き応力σ８が作
用する。
βｔ）） （３）次にカンチレバー１２の表面の先端か
らｔ、の位置に設けたゲージ抵抗２２には、初期段差に
基づく一定変位δによって次式に示す如き応力σ８が作
用する。
ここで、ｄ：力ンチレバーの厚さ
ｔ：力ンチレバーの有効長
Ｆ：、：ヤング率
この応力σ８の温度係数は、単結晶半導体基板１０のヤ
ング率の温度係数で＃１は決まシ、基板１０がシリコン
の場合その値は約４３Ｘ１０ ／℃と充分に小さく、σ
８は周囲温度の変化の影響を＃１とんど受けない＠また
カンチレバー１２は被測定圧ＰＭに対して釣９合ってお
り、σ８はＰＭＫよっても変化しない。すなわち、σ８
は周囲温度の変化や被測定圧の変化による影響を受けな
い基準応力となる。したがってゲージ抵抗ｎの抵抗値Ｒ
８は、基準応力σ８に基づいた値となシ、次式で与えら
れる。
ング率の温度係数で＃１は決まシ、基板１０がシリコン
の場合その値は約４３Ｘ１０ ／℃と充分に小さく、σ
８は周囲温度の変化の影響を＃１とんど受けない＠また
カンチレバー１２は被測定圧ＰＭに対して釣９合ってお
り、σ８はＰＭＫよっても変化しない。すなわち、σ８
は周囲温度の変化や被測定圧の変化による影響を受けな
い基準応力となる。したがってゲージ抵抗ｎの抵抗値Ｒ
８は、基準応力σ８に基づいた値となシ、次式で与えら
れる。
Ｒ８＝Ｒｏ（ｔ＋αｔ）（１＋πｔｏσｓ（１＋βｔ）
） （５）さらに固定部１３の表面に設けたゲージ抵抗
２３には被測定圧ＰＭＫよる応力および基準応力が作用
しないので、その抵抗値Ｒ２は、 Ｒ２＝Ｒｏ（１＋αｔ ） （６） で与えられる。
） （５）さらに固定部１３の表面に設けたゲージ抵抗
２３には被測定圧ＰＭＫよる応力および基準応力が作用
しないので、その抵抗値Ｒ２は、 Ｒ２＝Ｒｏ（１＋αｔ ） （６） で与えられる。
よって、ゲージ抵抗２１．２’２．２５の抵抗値〜、Ｒ
Ｂ。
Ｂ。
Ｒ２を検出して次式の演算を行えば、
となシ、温度係数αと−の項を除去できる。すなわち、
周囲温度の変化による影響を受けることなく、高精度に
被測定圧ＰＭを表わす信号を得ることができるｏ しか
も恒温槽の使用によるゲージ抵抗の温度特性の測定も不
要となり、単に基準応力σ８のチェ、りのみでよいため
、圧力センナの組立工数の削減もできる。
周囲温度の変化による影響を受けることなく、高精度に
被測定圧ＰＭを表わす信号を得ることができるｏ しか
も恒温槽の使用によるゲージ抵抗の温度特性の測定も不
要となり、単に基準応力σ８のチェ、りのみでよいため
、圧力センナの組立工数の削減もできる。
また、単結晶半導体基板１０と基台３０との接合で生ず
る残留応力などの外乱力について鉱、通常基板１０の厚
さや接合幅を大きくしてその影響を小さくしている。し
かも外乱力による応力はゲージ抵抗２１．２２．２５に
同じように作用するため、これｋよる抵抗値変化は等し
く 、（７）式の演算を行うことによって外乱力による
影響も打ち消すことができるＯ 第４図は本発明圧力センナに用いる信号処理回路の一例
を示す接続図である。１ｍ４図の信号処理回路４０にお
いて、４１ａ 、 ４１ｂ 、 ４１ａは各々センサア
ンプで、センナアンプ４１ｍの帰還回路にゲージ抵抗２
１が、センサアンプ４１ｂの帰還回路にゲージ抵抗２２
が、センナアンプ４１ｃの帰還回路にゲージ抵抗２３が
それぞれ接続されている。４２は誤差増幅器で、その出
力ＥＣが抵抗値の等しい抵抗４３ａ。
る残留応力などの外乱力について鉱、通常基板１０の厚
さや接合幅を大きくしてその影響を小さくしている。し
かも外乱力による応力はゲージ抵抗２１．２２．２５に
同じように作用するため、これｋよる抵抗値変化は等し
く 、（７）式の演算を行うことによって外乱力による
影響も打ち消すことができるＯ 第４図は本発明圧力センナに用いる信号処理回路の一例
を示す接続図である。１ｍ４図の信号処理回路４０にお
いて、４１ａ 、 ４１ｂ 、 ４１ａは各々センサア
ンプで、センナアンプ４１ｍの帰還回路にゲージ抵抗２
１が、センサアンプ４１ｂの帰還回路にゲージ抵抗２２
が、センナアンプ４１ｃの帰還回路にゲージ抵抗２３が
それぞれ接続されている。４２は誤差増幅器で、その出
力ＥＣが抵抗値の等しい抵抗４３ａ。
４３ｂ、４３ｃをそれぞれ介してセンサアンプ４１ａ。
４１ｂ 、 １１ｃの入力に加えられている。４４．４
５は各々減算回路である。減算回路４４は演算増幅器４
４ｍと抵抗値の等しい４個の演算抵抗４４ｂ 、 ４４
ｅ 。
５は各々減算回路である。減算回路４４は演算増幅器４
４ｍと抵抗値の等しい４個の演算抵抗４４ｂ 、 ４４
ｅ 。
４４ｄ、４４・からなシ、センサアンプ４１ｂの出力Ｅ
ｓとセンサアンプ４１ｃの出力Ｅ２との差（ｇｓ−Ｒ２
）を演算して、誤差増幅器４２０入力端子（−）に抵抗
４２ａを介して加える。減算回路４５は演算増幅器４５
ａ七抵抗値の等しい４個の演算抵抗４５ｂ 、 ４５ｅ
、 ４５ｄ 。
ｓとセンサアンプ４１ｃの出力Ｅ２との差（ｇｓ−Ｒ２
）を演算して、誤差増幅器４２０入力端子（−）に抵抗
４２ａを介して加える。減算回路４５は演算増幅器４５
ａ七抵抗値の等しい４個の演算抵抗４５ｂ 、 ４５ｅ
、 ４５ｄ 。
４５・からなシ、センサアンプ４１ａの出力ＥＭとセン
サアンプ４１ｅの出力Ｅ２との差（Ｅ、−Ｒ２）を演算
して、出力端子ＯＵＴに出力電圧Ｅ。とじて与える。４
６は基準電圧源で、一定電圧ＥＲを誤差増幅器４２０入
力端子（＋）に与える。このような構成の信号処理回路
において−は、抵抗４５１ 、４Ｓｂ 、 ４Ｓｅの抵
抗値を等しく選び、その値をＲ３とすると各センサアン
プ４１ａ 、 ４１ｂ 、４１ｃの出力ＥＭ、Ｅｓ、Ｅ
ｚはそれぞれ次式で与えられる。
サアンプ４１ｅの出力Ｅ２との差（Ｅ、−Ｒ２）を演算
して、出力端子ＯＵＴに出力電圧Ｅ。とじて与える。４
６は基準電圧源で、一定電圧ＥＲを誤差増幅器４２０入
力端子（＋）に与える。このような構成の信号処理回路
において−は、抵抗４５１ 、４Ｓｂ 、 ４Ｓｅの抵
抗値を等しく選び、その値をＲ３とすると各センサアン
プ４１ａ 、 ４１ｂ 、４１ｃの出力ＥＭ、Ｅｓ、Ｅ
ｚはそれぞれ次式で与えられる。
そして、誤差増幅器４２により減算回路４４の出力（Ｒ
８−Ｒ２）が基準電圧ＥＲと等しくなるように、センサ
アンプ４１ｍ 、 ４１ｂ 、 ４１ｅの入力電圧１ｉ
１ｉｃが制御されるので、次式の関係が成立する。
８−Ｒ２）が基準電圧ＥＲと等しくなるように、センサ
アンプ４１ｍ 、 ４１ｂ 、 ４１ｅの入力電圧１ｉ
１ｉｃが制御されるので、次式の関係が成立する。
よって、減算回路４５の出力端に得られる出力電圧Ｅｏ
（＝＝ ＫＭ−Ｆｉ２）は、 となシ、（７）式の演算を実行でき、周囲温度の変化の
影響を受けることなく、被測定圧ＰＭを表わす信号電圧
Ｅ。を得ることができる。なお信号処理回路としては、
各ゲージ抵抗２１ 、２２．２５に一定電流を流し、各
ゲージ抵抗の電圧降下をそれぞれＡ／ｌ）変換器でディ
ジタル量に変換後マイクロコンピュータで、（７）弐に
相当するディジタル演算を行う勢種々の構成のものを用
いることができる。さらに信号処理回路４０を単結晶半
導体基板１０上に形成すれば、Ｓ／ＩＮ向上、小形化を
図ることができる。
（＝＝ ＫＭ−Ｆｉ２）は、 となシ、（７）式の演算を実行でき、周囲温度の変化の
影響を受けることなく、被測定圧ＰＭを表わす信号電圧
Ｅ。を得ることができる。なお信号処理回路としては、
各ゲージ抵抗２１ 、２２．２５に一定電流を流し、各
ゲージ抵抗の電圧降下をそれぞれＡ／ｌ）変換器でディ
ジタル量に変換後マイクロコンピュータで、（７）弐に
相当するディジタル演算を行う勢種々の構成のものを用
いることができる。さらに信号処理回路４０を単結晶半
導体基板１０上に形成すれば、Ｓ／ＩＮ向上、小形化を
図ることができる。
第５図および第６図は本発明圧力センサの他の実施例の
断面図である。蒙５図および第６図において第２図の実
施例と異るところは、カンチレバー１２の先端部１２＆
の長さｈを、短かくした点である。
断面図である。蒙５図および第６図において第２図の実
施例と異るところは、カンチレバー１２の先端部１２＆
の長さｈを、短かくした点である。
これはカンチレバー１２の先端部１２＆と基台３０との
接触部には、通常マサツが作用しないように両者の材料
の選択、製作を行っているが、しかしマサツが存在する
と両者の熱膨張係数の差によシ温度に基づくマサツカＦ
が発生し、カンチレバー１２の先端に定モーメン）Ｍ（
＝＝Ｆｈ）が生ずる。その結果この定モーメン）Ｍによ
る応力がゲージ抵抗２２１Ｃ作用し、ゲージ抵抗２２の
抵抗値Ｒ８を変動させる。そこで、カンチレバー１２の
先端部１２ｍの長さｈを短かくして、接触部にマサツが
存在しても定モーメントＭを小さくおさえ、Ｒｓの変動
を充分に小さくしたものである。なおりンチレパー１２
の先端部１２ｍと基台３０とを接合して、マサツカによ
る影響を受けないようにしてもよい。
接触部には、通常マサツが作用しないように両者の材料
の選択、製作を行っているが、しかしマサツが存在する
と両者の熱膨張係数の差によシ温度に基づくマサツカＦ
が発生し、カンチレバー１２の先端に定モーメン）Ｍ（
＝＝Ｆｈ）が生ずる。その結果この定モーメン）Ｍによ
る応力がゲージ抵抗２２１Ｃ作用し、ゲージ抵抗２２の
抵抗値Ｒ８を変動させる。そこで、カンチレバー１２の
先端部１２ｍの長さｈを短かくして、接触部にマサツが
存在しても定モーメントＭを小さくおさえ、Ｒｓの変動
を充分に小さくしたものである。なおりンチレパー１２
の先端部１２ｍと基台３０とを接合して、マサツカによ
る影響を受けないようにしてもよい。
第７図は本発明圧力センサの他の実施例の斜視図である
・第７図において、第１図の実施例と異るところは、カ
ンチレバー１２先端から距離１１．１２の位置にそれぞ
れゲージ抵抗２２ｍ 、 ２２ｂを設けて、演算によシ
、カンチレバー１２の先端部１２ｍと基台３０との接触
部のマサツによる定モーメン）Ｍの影響を除去できるよ
うにした点である。すなわち、ゲージ抵抗２２ｍ、２２
ｂの抵抗値Ｒ８１１Ｒ８２は、カンチレバー１２の先端
に作用する一定モーメン）Ｍによる応力をσＮ（＝６Ｍ
／ｂｄ ）とすると、それぞれ次式で与えられる。
・第７図において、第１図の実施例と異るところは、カ
ンチレバー１２先端から距離１１．１２の位置にそれぞ
れゲージ抵抗２２ｍ 、 ２２ｂを設けて、演算によシ
、カンチレバー１２の先端部１２ｍと基台３０との接触
部のマサツによる定モーメン）Ｍの影響を除去できるよ
うにした点である。すなわち、ゲージ抵抗２２ｍ、２２
ｂの抵抗値Ｒ８１１Ｒ８２は、カンチレバー１２の先端
に作用する一定モーメン）Ｍによる応力をσＮ（＝６Ｍ
／ｂｄ ）とすると、それぞれ次式で与えられる。
ＲＢ １ ＝ ＲＯ（１＋αｔ）（１＋πｔｏ（σｓ１
＋σＮ）（１＋β１）） α傘Ｒ８２＝Ｒｏ（１＋αす
（１＋πｔｏ（σｓ２＋σＮ）（１＋βｔｎ ＝よって
、ゲージ抵抗２１ 、２２ａ 、 ２２ｂ 、 ２３の
抵抗値ＲＭ’ Ｒ８１１Ｒ８２１”Ｚに基づいて次式の
演算を行えば、 σＳ：’８１−“Ｓ２ となシ、一定モーメントＭによる影響も除去できる。ま
た接合等によりて生ずる外乱力による影響もＱ環式の演
算により除去できるので、カンチレバー１２の先端部１
２＆と基台３０とを接合して、マサツカによる影響を受
けないようＫしてもよい。なお、演算によって（σ −
σ ）の値があまり小さく８１ ｇ２ ならないように、ゲージ抵抗２２ｍは固定部１３側に、
ゲージ抵抗２２ｂは先端部１２側に通常設けられる。
＋σＮ）（１＋β１）） α傘Ｒ８２＝Ｒｏ（１＋αす
（１＋πｔｏ（σｓ２＋σＮ）（１＋βｔｎ ＝よって
、ゲージ抵抗２１ 、２２ａ 、 ２２ｂ 、 ２３の
抵抗値ＲＭ’ Ｒ８１１Ｒ８２１”Ｚに基づいて次式の
演算を行えば、 σＳ：’８１−“Ｓ２ となシ、一定モーメントＭによる影響も除去できる。ま
た接合等によりて生ずる外乱力による影響もＱ環式の演
算により除去できるので、カンチレバー１２の先端部１
２＆と基台３０とを接合して、マサツカによる影響を受
けないようＫしてもよい。なお、演算によって（σ −
σ ）の値があまり小さく８１ ｇ２ ならないように、ゲージ抵抗２２ｍは固定部１３側に、
ゲージ抵抗２２ｂは先端部１２側に通常設けられる。
なお上述では、単結晶半導体基板１０として面方位が（
１００）のものを用いる場合を例示したが、面方位が（
１１Ｇ ）のものでも、（１１１）のものでもよい。ま
た受圧ダイヤフラム１１の形状として矩形のものを例示
したが、円形のものであってもよいことは言うまでもな
い。さらにカンチレバー１２の形状としては、第８図の
斜視図に示すように１モの幅すが小さいものであっても
よい。
１００）のものを用いる場合を例示したが、面方位が（
１１Ｇ ）のものでも、（１１１）のものでもよい。ま
た受圧ダイヤフラム１１の形状として矩形のものを例示
したが、円形のものであってもよいことは言うまでもな
い。さらにカンチレバー１２の形状としては、第８図の
斜視図に示すように１モの幅すが小さいものであっても
よい。
〈発明の効果〉
本発明においては、周囲温度による影響を有効に除去で
きる圧力センサが得られる。
きる圧力センサが得られる。
第１図は本発明圧力センサの一実施例を示す斜視図、第
２図はその断面図、第３図は本発明圧力センサの要部の
断面図、第４図は本発明圧力センサの信号処理部の一実
施例を示す接続図、第５図および第６図は本発明圧力セ
ンサの他の実施例を示す断面図、第７図および第８図は
本発明圧力センサの他の実施例を示す斜視図である。 １０・・・単結晶半導体基板、１１・・・受圧ダイヤフ
ラム、１２・・・カンチレバー、１３・・・固定部、２
１ 、２２ 、２３ 、２２ａ。 ２２ｂ・・・ゲージ抵抗、３０・・・基台、４０・・・
信号処理回路。 第１図 ２７ 第２図 ３１ ＦＯ／３Ｉ 第Ｊ図 第４図 第Ｓ図 第を図 ３１ ／３ 第７図 第ｅ図
２図はその断面図、第３図は本発明圧力センサの要部の
断面図、第４図は本発明圧力センサの信号処理部の一実
施例を示す接続図、第５図および第６図は本発明圧力セ
ンサの他の実施例を示す断面図、第７図および第８図は
本発明圧力センサの他の実施例を示す斜視図である。 １０・・・単結晶半導体基板、１１・・・受圧ダイヤフ
ラム、１２・・・カンチレバー、１３・・・固定部、２
１ 、２２ 、２３ 、２２ａ。 ２２ｂ・・・ゲージ抵抗、３０・・・基台、４０・・・
信号処理回路。 第１図 ２７ 第２図 ３１ ＦＯ／３Ｉ 第Ｊ図 第４図 第Ｓ図 第を図 ３１ ／３ 第７図 第ｅ図
Claims (1)
- 単結晶半導体基板に受圧ダイヤフラムとともにカンチレ
バーを形成し、このカンチレバーにあらかじめ一定変位
を与えて前記単結晶半導体基板を基台に固定するととも
に、前記受圧ダイヤフラムと前記カンチレバーおよび前
記単結晶半導体基板の固定部にそれぞれゲージ抵抗を設
け、これらゲージ抵抗の抵抗値に基づいて前記受圧ダイ
ヤフラムに作用する被測定圧を算出することを特徴とす
る圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5796384A JPS60201227A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5796384A JPS60201227A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201227A true JPS60201227A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0542607B2 JPH0542607B2 (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=13070662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5796384A Granted JPS60201227A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60201227A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106331A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-15 | Hitachi Ltd | Pressure sensor of semiconductor strain gauge |
| JPS56145327A (en) * | 1980-04-15 | 1981-11-12 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure transducer |
| JPS5782730A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
| JPS5826237A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5796384A patent/JPS60201227A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106331A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-15 | Hitachi Ltd | Pressure sensor of semiconductor strain gauge |
| JPS56145327A (en) * | 1980-04-15 | 1981-11-12 | Fuji Electric Co Ltd | Pressure transducer |
| JPS5782730A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Pressure sensor |
| JPS5826237A (ja) * | 1981-08-07 | 1983-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0542607B2 (ja) | 1993-06-29 |
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