JPS6412329B2 - - Google Patents
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- JPS6412329B2 JPS6412329B2 JP9949881A JP9949881A JPS6412329B2 JP S6412329 B2 JPS6412329 B2 JP S6412329B2 JP 9949881 A JP9949881 A JP 9949881A JP 9949881 A JP9949881 A JP 9949881A JP S6412329 B2 JPS6412329 B2 JP S6412329B2
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Classifications
-
- 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
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
- G01L9/0075—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance using a ceramic diaphragm, e.g. alumina, fused quartz, glass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
本発明は、圧力によるダイヤフラムの変位を静
電容量の変化として検出する静電容量式圧力セン
サに関するものである。 圧力によるダイヤフラムの変位を、対向して設
けた電極を介して静電容量変化として検出するい
わゆる静電容量式圧力センサは、その原理的な安
定性と使用材料の持つ安定性から耐久性に優れて
いる。このため、特に使用条件の厳しい自動車の
圧力センサとして広く用いられている。 第１図はこのような従来の静電容量式圧力セン
サの構造を示す断面図であり、図において、１は
絶縁性の磁器基板、２はダイヤフラム、３，４は
それぞれ基板１およびダイヤフラム２の内面に形
成された静電容量を検出するための電極、５はダ
イヤフラム２と基板１との間に所定のギヤツプを
設け、かつ外界との気密を保持するためのガラス
層、６は容量変化を電気的信号（一般には直流電
圧）に変換し、必要に応じてさらにその信号を処
理する回路部、７はカプセル部８および回路部６
を収容するハウジングである。カプセル部８は、
リード線９によつて回路部６に電気的に接続され
ており、またリング１０によつて外界圧との気密
性が保たれ、ハウジング７の圧力導入口１１を通
してダイヤフラム２に圧力が加えられるよう構成
されている。 上記した従来の静電容量式圧力センサは、圧力
変化を直接電気信号として検出するのではなく、
圧力を容量に変換した後、これを電圧（圧力に対
応した直流電圧）に変換して検出するものであ
り、圧力を容量に変換するカプセル部８と容量を
電圧に変換する回路部６とは独立に組立てられ、
最後に両者を一体とするのが一般的である。すな
わち、製造面では、カプセル部８単体の容量を測
定し、この段階である程度選別してから、回路部
６とともにハウジングに組み込み、さらに回路部
６の機能修正をするなど、比較的繁雑な工程を踏
まなければならなかつた。特に、この圧力センサ
の変化容量域が数10pFときわめて小さいため、
カプセル容量測定時の浮遊容量や、ハウジング組
込時の浮遊容量などの影響を敏感に受ける。この
ような理由から、従来の圧力センサは、カプセル
部８および回路部６の複雑な選別と調整を経ては
じめて、仕様を満足する圧力センサが得られるも
のであつた。 また、上記した従来の圧力センサは、構造的に
見たとき、第１図に示すように、測定圧と回路部
（大気圧）との気密性がＯリング１０のみによつ
て保たれていたため、いくつかの問題点を持つて
した。たとえば、カプセル８の組み込み時のＯリ
ングとの位置ずれや、Ｏリングの劣化等によつて
測定圧の気密性が容易に失われる。また、測定圧
の汚染雰囲気（ガソリン蒸気、湿度）によつて回
路が劣化するという危険性もあつた。 このように、従来の圧力センサは、製造面、お
よび構造面で大きな問題点を抱えているのが現状
であつた。 本発明は、カプセル部側面を、ハウジングとは
別にケーシングをすることにより、上記した従来
の欠点を除去して、調整が容易で量産性に適しか
つ信頼性の高い圧力センサを提供するものであ
る。 以下、本発明の一実施例につき、図面を用いて
詳細に説明する。第２図は、本発明の一実施例に
おける圧力センサのハウジング組込み後の断面図
を示したものである。第１図と同一機能を有する
部分には同一符号を付してある。 実施例 １ 以下この圧力センサのカプセル部の製造工程を
具体的に説明する。直径30mm、厚み２mmの96％ア
ルミナ基板１の一方の面と、直径30mm、厚み0.5
mmの同じアルミナ基板２の一方の面に、それぞれ
円形薄膜電極３，４を設け、一方の電極面側の周
辺に、所定のギヤツプを設けるためのガラス層５
を印刷し、両者を合わせ、封着した。ここでガラ
ス層５を両方に印刷してもよい。このときのガラ
スの封着温度は、使用する基板材料、ガラス材料
によつても異なるが、400〜700℃の温度で10〜30
分程度で行うのが適している。このようにしてカ
プセル部８を形成した後、電極と電気的に接続す
るためのリード線９を設ける。次いで、シリコー
ン系ゴムリング１２，１３を介して、アルミニウ
ム製のケース１４でおおい、ゴムリング１２，１
３を機械的にかしめた。さらに、回路部６ととも
に、ケース１４を、その圧力導入口１１がハウジ
ング７の開口部１５に位置するよう、このハウジ
ング７中に組込み、圧力センサを得た。 実施例 ２ 第３図は本発明の他の実施例の圧力センサのカ
プセル部の断面図であり、以下第３図の圧力セン
サのカプセル部を製造工程に従つて具体的に説明
する。実施例１と同じ手順で、基板１およびダイ
ヤフラム２の片面にそれぞれ円形電極３，４を設
け、次に、両者の電極のないもう一方の面の周辺
に、Pt系厚膜焼付け層１６をそれぞれ幅２mmの
リング状に印刷して乾燥し、850℃、10分の条件
で焼付けた。さらに実施例１と同じ手順で、封着
ガラス層５を設け、カプセル部８を得、リード線
９を設けた。次にカプセル両面の厚膜焼付け層１
６にハンダペーストを印刷し、銅製のケース１７
でおおい、ハンダを溶融させて厚膜焼付け層１６
をケース１７にハンダ付けした。さらに、実施例
１と同じようにハウジング７に組込んで、圧力セ
ンサを得た。 上記した本発明の圧力センサは、カプセル部を
あらかじめ金属ケースでシールドしているため
に、測定系の浮遊容量の影響を受けにくくなる。
下表にカプセル単体の容量値と、ハウジングに組
込み時の容量値との差（ΔC）を示す。
電容量の変化として検出する静電容量式圧力セン
サに関するものである。 圧力によるダイヤフラムの変位を、対向して設
けた電極を介して静電容量変化として検出するい
わゆる静電容量式圧力センサは、その原理的な安
定性と使用材料の持つ安定性から耐久性に優れて
いる。このため、特に使用条件の厳しい自動車の
圧力センサとして広く用いられている。 第１図はこのような従来の静電容量式圧力セン
サの構造を示す断面図であり、図において、１は
絶縁性の磁器基板、２はダイヤフラム、３，４は
それぞれ基板１およびダイヤフラム２の内面に形
成された静電容量を検出するための電極、５はダ
イヤフラム２と基板１との間に所定のギヤツプを
設け、かつ外界との気密を保持するためのガラス
層、６は容量変化を電気的信号（一般には直流電
圧）に変換し、必要に応じてさらにその信号を処
理する回路部、７はカプセル部８および回路部６
を収容するハウジングである。カプセル部８は、
リード線９によつて回路部６に電気的に接続され
ており、またリング１０によつて外界圧との気密
性が保たれ、ハウジング７の圧力導入口１１を通
してダイヤフラム２に圧力が加えられるよう構成
されている。 上記した従来の静電容量式圧力センサは、圧力
変化を直接電気信号として検出するのではなく、
圧力を容量に変換した後、これを電圧（圧力に対
応した直流電圧）に変換して検出するものであ
り、圧力を容量に変換するカプセル部８と容量を
電圧に変換する回路部６とは独立に組立てられ、
最後に両者を一体とするのが一般的である。すな
わち、製造面では、カプセル部８単体の容量を測
定し、この段階である程度選別してから、回路部
６とともにハウジングに組み込み、さらに回路部
６の機能修正をするなど、比較的繁雑な工程を踏
まなければならなかつた。特に、この圧力センサ
の変化容量域が数10pFときわめて小さいため、
カプセル容量測定時の浮遊容量や、ハウジング組
込時の浮遊容量などの影響を敏感に受ける。この
ような理由から、従来の圧力センサは、カプセル
部８および回路部６の複雑な選別と調整を経ては
じめて、仕様を満足する圧力センサが得られるも
のであつた。 また、上記した従来の圧力センサは、構造的に
見たとき、第１図に示すように、測定圧と回路部
（大気圧）との気密性がＯリング１０のみによつ
て保たれていたため、いくつかの問題点を持つて
した。たとえば、カプセル８の組み込み時のＯリ
ングとの位置ずれや、Ｏリングの劣化等によつて
測定圧の気密性が容易に失われる。また、測定圧
の汚染雰囲気（ガソリン蒸気、湿度）によつて回
路が劣化するという危険性もあつた。 このように、従来の圧力センサは、製造面、お
よび構造面で大きな問題点を抱えているのが現状
であつた。 本発明は、カプセル部側面を、ハウジングとは
別にケーシングをすることにより、上記した従来
の欠点を除去して、調整が容易で量産性に適しか
つ信頼性の高い圧力センサを提供するものであ
る。 以下、本発明の一実施例につき、図面を用いて
詳細に説明する。第２図は、本発明の一実施例に
おける圧力センサのハウジング組込み後の断面図
を示したものである。第１図と同一機能を有する
部分には同一符号を付してある。 実施例 １ 以下この圧力センサのカプセル部の製造工程を
具体的に説明する。直径30mm、厚み２mmの96％ア
ルミナ基板１の一方の面と、直径30mm、厚み0.5
mmの同じアルミナ基板２の一方の面に、それぞれ
円形薄膜電極３，４を設け、一方の電極面側の周
辺に、所定のギヤツプを設けるためのガラス層５
を印刷し、両者を合わせ、封着した。ここでガラ
ス層５を両方に印刷してもよい。このときのガラ
スの封着温度は、使用する基板材料、ガラス材料
によつても異なるが、400〜700℃の温度で10〜30
分程度で行うのが適している。このようにしてカ
プセル部８を形成した後、電極と電気的に接続す
るためのリード線９を設ける。次いで、シリコー
ン系ゴムリング１２，１３を介して、アルミニウ
ム製のケース１４でおおい、ゴムリング１２，１
３を機械的にかしめた。さらに、回路部６ととも
に、ケース１４を、その圧力導入口１１がハウジ
ング７の開口部１５に位置するよう、このハウジ
ング７中に組込み、圧力センサを得た。 実施例 ２ 第３図は本発明の他の実施例の圧力センサのカ
プセル部の断面図であり、以下第３図の圧力セン
サのカプセル部を製造工程に従つて具体的に説明
する。実施例１と同じ手順で、基板１およびダイ
ヤフラム２の片面にそれぞれ円形電極３，４を設
け、次に、両者の電極のないもう一方の面の周辺
に、Pt系厚膜焼付け層１６をそれぞれ幅２mmの
リング状に印刷して乾燥し、850℃、10分の条件
で焼付けた。さらに実施例１と同じ手順で、封着
ガラス層５を設け、カプセル部８を得、リード線
９を設けた。次にカプセル両面の厚膜焼付け層１
６にハンダペーストを印刷し、銅製のケース１７
でおおい、ハンダを溶融させて厚膜焼付け層１６
をケース１７にハンダ付けした。さらに、実施例
１と同じようにハウジング７に組込んで、圧力セ
ンサを得た。 上記した本発明の圧力センサは、カプセル部を
あらかじめ金属ケースでシールドしているため
に、測定系の浮遊容量の影響を受けにくくなる。
下表にカプセル単体の容量値と、ハウジングに組
込み時の容量値との差（ΔC）を示す。
【表】
この表から、本発明の圧力センサのカプセル部
は、カプセル部のみをシールドしているため、回
路組込時の、カプセル−ハウジング間の浮遊容量
の影響を受けにくく、かつ、これによつて、特性
調整も一段と容易になる。つまり、カプセル部
を、あたかも完全な容量変化を持つ部品として取
扱えるため、生産時の管理が容易となる。加え
て、本発明の構造によりカプセル部の気密性を独
立させている、すなわち、測定圧の気密が二重に
施してあるため、センサとしての耐久性が非常に
向上する。また、金属ケース部を有するカプセル
部を一つの部品として自由に取扱えることから、
ハウジングの構造も単純なものに設計できる。 以上にように、本発明の静電容量式圧力センサ
はカプセル部をあらかじめケーシングしているた
め、カプセル部の浮遊容量の低下や、構造面での
耐久性が向上させることができ、従来の圧力セン
サに比べて量産性に優れ、かつ性能的にも安定し
ている。
は、カプセル部のみをシールドしているため、回
路組込時の、カプセル−ハウジング間の浮遊容量
の影響を受けにくく、かつ、これによつて、特性
調整も一段と容易になる。つまり、カプセル部
を、あたかも完全な容量変化を持つ部品として取
扱えるため、生産時の管理が容易となる。加え
て、本発明の構造によりカプセル部の気密性を独
立させている、すなわち、測定圧の気密が二重に
施してあるため、センサとしての耐久性が非常に
向上する。また、金属ケース部を有するカプセル
部を一つの部品として自由に取扱えることから、
ハウジングの構造も単純なものに設計できる。 以上にように、本発明の静電容量式圧力センサ
はカプセル部をあらかじめケーシングしているた
め、カプセル部の浮遊容量の低下や、構造面での
耐久性が向上させることができ、従来の圧力セン
サに比べて量産性に優れ、かつ性能的にも安定し
ている。
第１図は従来の圧力センサの断面図、第２図お
よび第３図は本発明の実施例における圧力センサ
の例の断面図である。 １……磁器基板、２……ダイヤフラム、３，４
……電極、５……封着ガラス層、６……回路部、
７……ハウジング、８……カプセル部、９……リ
ード線、１１……圧力導入口、１３……ゴムリン
グ、１４，１７……金属ケース、１５……開口
部、１６……厚膜焼付け層。
よび第３図は本発明の実施例における圧力センサ
の例の断面図である。 １……磁器基板、２……ダイヤフラム、３，４
……電極、５……封着ガラス層、６……回路部、
７……ハウジング、８……カプセル部、９……リ
ード線、１１……圧力導入口、１３……ゴムリン
グ、１４，１７……金属ケース、１５……開口
部、１６……厚膜焼付け層。
Claims (1)
- １ 磁器基板と、前記磁器基板の一方の面に所定
の間隙を保つて配設されている、絶縁性薄板から
なるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの圧力に
よる変位を前記磁器基板と前記ダイヤフラムとの
相対する面に設けられた対向電極間の静電容量の
変化として検出する回路部と、圧力導入口を有
し、前記磁器基板および前記ダイヤフラムの側面
部の気密性を保持する金属ケースと、前記圧力導
入口が開口部に位置するよう前記金属ケースを内
部に保持し、かつ、前記回路部を収納するハウジ
ングとを有することを特徴とする静電容量式圧力
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56099498A JPS58731A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | 静電容量式圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56099498A JPS58731A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | 静電容量式圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58731A JPS58731A (ja) | 1983-01-05 |
| JPS6412329B2 true JPS6412329B2 (ja) | 1989-02-28 |
Family
ID=14248948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56099498A Granted JPS58731A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | 静電容量式圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58731A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0435778Y2 (ja) * | 1985-10-11 | 1992-08-25 | ||
| JPS63228038A (ja) * | 1985-11-26 | 1988-09-22 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体圧力変換器 |
| JPS62170538U (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-29 | ||
| US4716492A (en) * | 1986-05-05 | 1987-12-29 | Texas Instruments Incorporated | Pressure sensor with improved capacitive pressure transducer |
| JPS62292137A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-18 | 株式会社 シグナル テクノロジ− | 血圧測定器 |
| US4888662A (en) * | 1988-12-08 | 1989-12-19 | Texas Instruments Incorporated | High pressure package for pressure transducers |
| US5561247A (en) * | 1993-03-30 | 1996-10-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Pressure sensor |
| DE10043630A1 (de) * | 2000-09-01 | 2002-03-14 | Endress Hauser Gmbh Co | Druckmeßzelle |
| JP3346379B2 (ja) * | 2000-09-21 | 2002-11-18 | 三菱電機株式会社 | 角速度センサおよびその製造方法 |
| JP2007502416A (ja) * | 2003-08-11 | 2007-02-08 | アナログ デバイシーズ インク | 容量型センサ |
| JP2010197057A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Kyocera Corp | 圧力検出装置用基体および圧力検出装置 |
| DE102012222089A1 (de) * | 2012-12-03 | 2014-06-05 | Robert Bosch Gmbh | Drucksensormodul |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4178621A (en) * | 1978-01-23 | 1979-12-11 | Motorola, Inc. | Electromechanical pressure transducer |
-
1981
- 1981-06-25 JP JP56099498A patent/JPS58731A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58731A (ja) | 1983-01-05 |
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