專利名稱:壓力傳感器的制作方法
技術領域:
本發明涉及使用了感壓元件和膜片的壓力傳感器,特別涉及如下技術減少由于組合不同種類的材料而導致的壓力傳感器的壓力測定值的溫度變化的誤差、以及由于膜片的重力導致的撓曲而產生的壓力測定值的誤差。
背景技術:
以往,公知有水壓計、氣壓計、壓力差計等使用壓電振動元件作為感壓元件的壓力傳感器。所述壓電振動元件例如在板狀的壓電基板上形成電極圖案,在力的檢測方向上設定檢測軸,當在所述檢測軸的方向施加壓力時,所述壓電振子的諧振頻率變化,根據所述諧振頻率的變化來檢測壓力。在專利文獻1中公開了第1現有技術的壓力傳感器。圖21示出第1現有技術的壓力傳感器。第1現有技術的壓力傳感器201具有氣密殼體202,其內部為真空或具有非活性氛圍氣;第1壓力輸入口 203a和第2壓力輸入口 204a,其分別貫通形成在氣密殼體202的對置的第1和第2壁面203、204上;圓筒型的第1波紋管210,其具有一端開口固定在第1壁面203上且與第1壓力輸入口 203a連通的軸孔;圓筒型的第2波紋管211,其具有一端開口固定在第2壁面204上且與第2壓力輸入口 20 連通的軸孔,并且與第1波紋管210呈串聯狀配置;振動元件粘接底座215,其固定配置在第1和第2波紋管210、211的各另一端210a、211a彼此之間;薄板狀的壓電振動元件220,其由振動元件粘接底座215支承;壓電加強板221,其配置在之間隔著第2波紋管211而與壓電振子220對置的位置上;以及振蕩電路230,其與壓電振動元件上的電極圖案導通。壓電振動元件220 的一端固定在第2壁面204上,另一端固定在振動元件粘接底座215上。壓電加強板221 的兩端部由第2壁面204和振動元件粘接底座215固定。并且,振動元件粘接底座215和氣密殼體202的內壁利用加強板用彈簧固定,提高針對X軸方向的沖擊的耐久性。壓電振動元件220例如具有在石英基板上形成電極的結構。振動元件粘接底座 215具有在由兩個波紋管210、211的另一端部210a、211a夾持的狀態下固定的基部215a; 以及從基部21 的外周向第2壁面突出的支承片215b,壓電振動元件220和壓電加強板 221的另一端部都與支承片21 連接。各壓力輸入口 203a、2(Ma與各波紋管210、211內部的軸孔連通,另一方面,各波紋管內的軸孔彼此由振動元件粘接底座215的基部21 保持為非連通狀態。因此,由于從兩個壓力輸入口 203a、2(Ma輸入的壓力PI、P2的壓力差造成的波紋管的伸縮,振動元件粘接底座215的位置在波紋管的軸方向上進退。一端固定在振動元件粘接底座215上且另一端固定在第2壁面204上的壓電振動元件220由于從振動元件粘接底座215傳遞的壓力,承受針對軸方向的機械應力而變形,固有的諧振頻率變動。即,在連接了以氣密狀態配置在氣密殼體202的適當部位的振蕩電路230和構成壓電振動元件220的壓電基板上的激勵電極的狀態下,通過對激勵電極通電來激勵壓電基板,根據此時的輸出頻率計算壓力Pl或P2。根據第1現有技術的壓力傳感器201,在壓力Pl輸入到第1壓力輸入口 203a時, 與該壓力對應的力施加給壓電振動元件220和壓電加強板221。由于壓電加強板221的存在,對壓電振動元件220僅施加來自長邊方向(石英振動元件的情況下為圖中的Y軸方向) 的力,壓電振動元件本來的壓力-頻率特性示出二次曲線。因此,根據壓力P1,壓電振動元件220的諧振頻率直線變化,能夠得到高精度的壓力傳感器201。并且,在專利文獻2中公開了第2現有技術的壓力傳感器300。圖22示出第2現有技術的壓力傳感器300。第2現有技術的壓力傳感器300構成為,在設置有由金屬薄膜構成的電極307和以覆蓋電極307的方式形成的電介體膜308的基體306上,在膜片309 和電極307對置、且在膜片309和電介體膜308之間具有間隙310的狀態下,接合硅構造體 305,該硅構造體305設置有能夠根據壓力而變形的、具有導電性的膜片309。根據該結構, 通過檢測由于膜片309承受壓力而與電介體膜308接觸的接觸面積的變化導致的靜電容量的變化,由此,能夠檢測該壓力。專利文獻1日本特開2007-57395號公報專利文獻1日本特開2002-214058號公報但是,在專利文獻1的發明中,壓電振動元件220和氣密殼體202難以使線膨脹系數一致。由此,當溫度變化時,對壓電振子施加的應力變化,基于該溫度變化的應力變化是壓力測定值的誤差。但是,在專利文獻1中,為了難以受到壓力測定值的線膨脹系數的影響而使用波紋管,但是,波紋管無法使線膨脹系數的影響完全為零。并且,在專利文獻2的發明中,膜片309由于地球的重力,在接近基體306的方向上受力。并且,如果顛倒設置壓力傳感器300的上下,則膜片309由于地球的重力,在從基體306離開的方向上作用有力。由此,本來是僅以氣體或液體的壓力為目的的壓力傳感器 300,但是,由于設置姿勢而使壓力測定值產生誤差。
發明內容
因此,本發明著眼于上述問題點,其目的在于,提供如下的高精度的壓力傳感器 降低了由于使用不同線膨脹系數的材料而產生的壓力測定值的誤差、或由于重力加速度的施加方式的變化而產生的壓力測定值的誤差。本發明正是為了解決上述課題的至少一部分而完成的,能夠作為下面的應用例來實現。應用例1一種壓力傳感器,該壓力傳感器具有受壓單元,其具有撓性部和所述撓性部外側的周緣區域,所述撓性部的一個主面具有受壓面;外殼,其開口部被作為所述一個主面的內側的另一個主面封閉;以及雙音叉型壓電振子,其具有連接在所述另一個主面的中央區域的第1基部、第2基部、以及在所述第1基部和所述第2基部之間的振動臂,所述第1基部和所述第2基部的排列方向與所述受壓單元的位移方向平行,該壓力傳感器的特征在于,所述第2基部被通過連接單元連接到與所述第2基部相比更靠所述第1基部側的所述外殼的內壁,所述連接單元具有隔著所述振動臂從所述第2基部向第1基部側延伸的一對支承板。根據上述結構,位于感壓元件的檢測軸方向的一端的第1基部連接到由于來自外部的壓力而位移的膜片的中央區域,位于所述一端的相反側的另一端的第2基部經由連接單元連接到固定在外殼上且不會由于來自外部的壓力而位移的膜片的周緣區域。由此,成為根據來自外部的壓力來測定感壓元件承受壓縮應力的絕對壓力的壓力傳感器。并且,感壓元件的兩端連接到膜片,所以,能夠避免伴隨由于感壓元件的材料和外殼的材料的差異導致的線膨脹系數的不一致而引起的溫度變化的壓力測定值的誤差。并且,根據上述結構,感壓元件的第1基部連接到由于來自外部的壓力而位移的膜片的中央區域,第2基部經由連接單元連接到與第1基部對置的外殼的內壁、即不會由于來自外部的壓力而位移的外殼的內壁的膜片側。由此,感壓元件的第2基部連接到外殼的膜片側,所以,幾乎不存在或完全不存在上述線膨脹系數的不一致導致的問題,并且,感壓元件固定在剛性高的外殼上,在感壓元件和外殼之間獲得剛性,所以,成為能夠可靠地從膜片向感壓元件傳遞力且靈敏度穩定的壓力傳感器。并且,根據上述結構,感壓元件不會在連接單元側彎曲,所以,能夠阻止感壓元件在檢測軸方向以外的方向上運動,能夠提高感壓元件的檢測軸方向的靈敏度,成為高精度的壓力傳感器。應用例2根據應用例1所述的壓力傳感器,其特征在于,所述第1基部連接到設于所述撓性部的中央的固定部。由此,能夠將感壓元件容易地固定在撓性部上,并且,感壓元件的第2基部側不會在形成有感壓元件和連接單元的主面的法線方向上彎曲,所以,能夠阻止感壓元件在檢測軸方向以外的方向上運動,能夠提高感壓元件的檢測軸方向的靈敏度,成為高精度的壓力傳感器。應用例3根據應用例1所述的壓力傳感器,其特征在于,所述第1基部經由加強部與所述連接單元連接。由此,在一體形成感壓元件和連接部件的情況下,能夠避免感壓元件在裝配時等彎折,所以,能夠提高成品率,實現壓力傳感器的成本降低。應用例4根據應用例1 3中的任意一項所述的壓力傳感器,其特征在于,該壓力傳感器具有反作用力生成部,該反作用力生成部連接到所述受壓單元,使用砝碼,通過杠桿原理對所述受壓單元施加與所述受壓單元承受的重力相反方向的力,所述反作用力生成部是如下的壓板結構在力點配置所述砝碼,將作用點連接到所述雙音叉型壓電振子的所述第1基部或所述受壓單元的中央區域,將支點設為形成在所述連接單元上的突起而由該突起保持。由此,伴隨基于受壓單元承受的重力的位移的應力通過砝碼抵消。由此,感壓元件不會從上述受壓單元承受應力,所以,成為降低了由于重力加速度的施加方式的變化而產生的壓力測定值的誤差的高精度的壓力傳感器。應用例5根據應用例4所述的壓力傳感器,其特征在于,所述反作用力生成部隔著所述雙音叉型壓電振子形成一對。由此,保持了感壓元件的重力平衡,改善了壓力傳感器的測定誤差的傾斜角依賴性。進而,一對反作用力生成部抵消對感壓元件施加的檢測軸方向以外的應力,所以,成為精度更高的壓力傳感器。應用例6根據應用例4所述的壓力傳感器,其特征在于,在所述砝碼表面配設有金屬膜。由此,在砝碼的構筑后配設金屬膜,所以,能夠增加調節砝碼側的重量的機會,并且,通過配設適量的金屬膜來進行砝碼側的重量的微調,能夠容易地進行砝碼和受壓單元的平衡調整。進而,在金屬膜的配設后能夠剝取金屬膜,所以,能夠進一步增加調整砝碼側的重量的機會,并且,金屬膜能夠利用激光等剝取,所以,如果外殼或膜片是透過激光的材料,則在壓力傳感器的構筑后也能夠調整砝碼側的重量,所以,壓力傳感器的成品率提高。應用例7根據應用例1 3中的任意一項所述的壓力傳感器,其特征在于,所述外殼通過金屬拉伸加工而一體成型。應用例1 4中的外殼在受壓單元的周緣區域和外殼的受壓單元側的側面以外不具有與上述結構要素的接點,所以,能夠一體形成外殼,結構和制造工序被簡化,所以,能夠實現成本降低。應用例8根據應用例1 3中的任意一項所述的壓力傳感器,其特征在于,所述外殼具有與所述開口部對置形成的第2開口部,所述第2開口部由第2受壓單元封閉,并且所述受壓單元和所述第2受壓單元經由力傳遞軸連接。由此,在第1受壓單元側的壓力高的情況下,感壓元件承受壓縮應力,在第2受壓單元側的壓力高的情況下,感壓元件承受伸長應力。由此,能夠將應用例1 7的測定絕對壓力的壓力傳感器作為能夠測定相對壓力的壓力傳感器。
圖1是第1實施方式的壓力傳感器的立體圖。圖2是第1實施方式的壓力傳感器的剖視圖。圖3是示出第1實施方式的對膜片進行沖壓加工時的工序的圖。圖4是示出第1實施方式的對膜片進行影印石版蝕刻加工時的工序的圖。圖5是膜片的影印石版蝕刻加工的變形例。圖6是示出第1實施方式的感壓元件等的影印石版蝕刻加工的工序的圖。圖7是示出第1實施方式的構成的單片的制圖的圖。圖8是第2實施方式的壓力傳感器的立體圖。圖9是第2實施方式的壓力傳感器的剖視圖和變形例。圖10是第3實施方式的壓力傳感器的剖視圖。圖11是示出第3實施方式的感壓元件等的影印石版蝕刻加工的工序的圖。圖12是第4實施方式的壓力傳感器的剖視圖。圖13是第5實施方式的壓力傳感器的立體圖。圖14是第5實施方式的壓力傳感器的剖視圖。圖15是第5實施方式的壓力傳感器的變形例。圖16是第5實施方式的對膜片進行沖壓加工時的示意圖。圖17是第5實施方式的對膜片進行影印石版蝕刻加工時的示意圖。圖18是第5實施方式的壓力傳感器的裝配時的示意圖。圖19是第5實施方式的壓力傳感器的裝配變形例。圖20是受壓單元的變形例。圖21是第1現有技術的壓力傳感器的示意圖。圖22是第2現有技術的壓力傳感器的示意圖。
標號說明10 壓力傳感器;12 外殼;14 凸緣部;16 密封端子部;18 支承軸;20 側面部; 22 開口部;24 膜片;24a 中央區域;24b 撓性區域;24c 周緣區域;26 固定部;28 固定部;30 金屬母材;32 母基板;34 光致抗蝕膜;36 光掩模;38 密封端子;40 感壓元件; 42 連接部件;44 導電性粘接劑;46 加強部;48 母基板;50 光致抗蝕膜;52 光掩模; 54 母基板;56 框體;58 折取部;60 單片;60 壓力傳感器;72 固定部;74 第2連接部件;76 感壓元件;78 連接部件;80 膜片;82 密封端子;90 壓力傳感器;92 膜片;94 反作用力生成部;96 砝碼;98 感壓元件;100 連接部件;102 母基板;104 光致抗蝕膜; 106 光掩模;108 金屬膜;110 壓力傳感器;112 外殼;114 管;116 膜片;120 壓力傳感器;122 凸緣部;IM 第2開口部;1 第1膜片;1 第2膜片;130 力傳遞軸;132 襯墊;Π4 力傳遞軸;136 力傳遞部;138 殼體;140 第1部件;142 :0型密封圈;144 第2部件;146 凸緣部;148 密封端子部;150 波紋管;201 壓力傳感器;202 氣密殼體;203 壁面;203a 壓力輸入口 ;204 壁面;204a 壓力輸入口 ;210 第1波紋管;211 第2波紋管; 215 振動元件粘接底座;220 壓電振動元件;230 振蕩電路;250 加強板用彈簧;300 壓力傳感器;305 硅構造體;306 基體;307 電極;308 電介體膜;309 膜片;310 間隙。
具體實施例方式下面,使用圖示的實施方式詳細說明本發明的壓力傳感器。但是,該實施方式記載的結構要素、種類、組合、形狀及其相對配置等只要沒有特定記載,則不是將本發明的范圍僅限定于其中的主旨,只不過是簡單的說明例。圖1 (將)(Z面作為剖面)示出第1實施方式的壓力傳感器的立體圖,圖2 (圖2 (a) 將)(Z面作為剖面,圖2(b)將H面作為剖面)示出剖視圖。另外,圖1、2所示的Ζ (形成直角坐標系,以后使用的附圖也同樣。第1實施方式的壓力傳感器10是具有外殼12、作為受壓單元的膜片M、感壓元件40、作為連接單元的連接部件42、以及加強部46 (在圖1中省略記載),外殼12內部被真空密封,測定以真空為基準的絕對壓力的壓力傳感器。外殼12將內部真空密封并收納后述的各結構要素。由此,壓力傳感器10能夠提高感壓元件的Q值,確保穩定的諧振頻率,因此能夠確保壓力傳感器10的長期穩定性。外殼12具有圓形的凸緣部14、圓形的密封端子部16、支承軸18、以及圓筒形的側面部20。在凸緣部14和密封端子部16相互對置的面的規定位置形成有嵌入支承軸18的細長孔14a、16a。并且,細長孔1 和細長孔16a形成在相互對置的位置上。由此,通過在細長孔14a、16a中嵌入支承軸18,凸緣部14和密封端子部16經由支承軸18連接。支承軸18是具有一定的剛性、且在士Z方向上具有長度方向的棒狀的部件,其配置在外殼12的內部,支承軸18的一端嵌入凸緣部14的細長孔14a,另一端嵌入密封端子部16的細長孔 16a,由此,在凸緣部14、支承軸18和密封端子部16之間獲得一定的剛性。另外,支承軸18 使用多根,但是,根據各細長孔的位置設計任意配置。側面部20密封外殼12的側面,連接到凸緣部14的內側的外周14b、以及密封端子部16的外周16b (與外周14b的直徑相同)。凸緣部14、密封端子部16、側面部20優選由不銹鋼等金屬形成,支承軸18優選使用具有一定剛性且熱膨脹系數小的陶瓷等。密封端子部16在中心具有圓形的開口部22,在開口部22上連接有膜片M以密封
7開口部22。膜片M的面向外殼12的外部的一個主面為受壓面,所述受壓面具有承受被測定壓力環境的壓力而撓曲變形的撓性部,該撓性部向外殼12內部側撓曲變形,由此向感壓元件40傳遞壓縮力或伸長力。并且,膜片M具有由中央區域2 和撓性區域24b構成的所述撓性部以及周緣區域Mc,該中央區域Ma由于來自外部的壓力而位移,該撓性區域Mb 位于所述中央區域Ma的外周且由于來自外部的壓力而撓曲變形,該周緣區域2 位于所述撓性部的外側、即所述撓性區域24b的外周,與在密封端子部14上形成的開口部22的內壁接合固定。在膜片M的中央區域Ma的受壓面的相反側的面上連接有后述感壓元件的長度方向(檢測軸方向)的一端。進而,在中央區域Ma的受壓面的相反面上利用粘接劑等粘接有固定部26,在固定部沈上經由粘接劑等固定后述感壓元件40的一端(第1基部 40a)。進而,在膜片M的周緣區域2 的受壓面的相反面上利用粘接劑等連接有一對固定部觀,固定部觀以與后述連接部件42的上端部42c對應的間隔形成,經由粘接劑等固定上端部42c。另外,固定部26、固定部觀優選為與膜片M相同的材料。膜片M的材質可以是不銹鋼這種金屬、陶瓷等耐腐蝕性優良的材質,也可以是石英這種單結晶體及其他非結晶體。在利用金屬形成的情況下,也可以對金屬母材進行沖壓加工來形成。在利用金屬形成膜片M的情況下,通過與膜片M的撓性區域24b對應的具有與波型的同心圓形狀對應的凹部(未圖示)的一對沖壓板(未圖示),從金屬母材(未圖示) 的兩面進行沖壓即可。圖3(a) (e)示出利用金屬形成膜片時的示意圖。另外,圖3(e)是圖3(d)的仰視圖。為了抑制膜片M由于感壓元件40的振動而振動,可以將膜片M的中央區域2 形成為比其他區域厚。該情況下,準備金屬母材30(圖3(a)),殘留中央區域2 進行半蝕刻 (圖3 (b)),通過與中央區域Ma、撓性區域Mb、周緣區域2 的形狀對應的一對沖壓板(未圖示),對蝕刻后的金屬母材30進行沖壓,由此形成膜片24(圖3(c))。然后,通過粘接劑等分別將固定部26J8粘接在膜片M的規定位置上(圖3 (d)、圖3 (e))。圖4示出利用石英形成膜片時的示意圖。在利用石英形成膜片M的情況下,同樣地,優選通過影印石版蝕刻加工來形成。該情況下,準備作為材料的母基板32,在母基板32 的表面涂布陽型的光致抗蝕膜34 (圖4(a)),使用與中央區域Ma、撓性區域Mb、周緣區域 (未圖示)的配置和形狀對應的光掩模36曝光,使所述光致抗蝕膜34感光(圖4(b)),進行顯影并去除感光后的光致抗蝕膜34a (圖4(c)),通過對母基板32露出的區域進行半蝕刻,從而一體形成中央區域Ma、撓性區域Mb、周緣區域(未圖示)(圖4(d)),剝離光致抗蝕膜34 (圖4 (e)),由此形成膜片M。進而,作為膜片M的影印石版蝕刻加工的變形例,如圖5(a)所示,優選對撓性區域24b進行僅單面的蝕刻加工,并且,如圖5 (b)所示,也優選在撓性區域24b的表里相互對置的位置進行蝕刻加工。另外,也可以對膜片M的露出于外部的表面實施涂敷,以使其不會被液體或氣體等腐蝕。例如,如果是金屬制的膜片,則可以涂敷鎳的化合物,如果膜片是石英這種壓電結晶體,則只要涂敷硅即可。如圖1、圖2所示,在面向外殼12的外側的膜片M的周緣區域2 上安裝有密封端子38。密封端子38安裝在如下位置密封端子38的前端部38a和固定部觀之間的間隔為與后述連接部件(感壓元件)的厚度相同的程度,能夠利用固定部觀和前端部38a夾入連接部件。該密封端子38能夠電連接后述感壓元件的電極部和位于外殼外部的感壓元件的振蕩電路(未圖示)。感壓元件40能夠通過石英、鈮酸鋰、鉭酸鋰等壓電材料形成。感壓元件40具有感壓部和與感壓部的兩端連接的一對基部,將力的檢測方向設定為檢測軸,感壓元件40的所述一對基部的排列方向成為與所述檢測軸平行的關系。在雙音叉型壓電振子的情況下,作為振動臂發揮功能的梁(beam)的延伸方向和檢測軸成為平行關系。雙音叉型振子在作為感壓部的振動臂40c的兩端部具有作為固定端的一對基部 (第1基部40a、第2基部40b),在這兩個基部之間形成有2個振動梁(振動臂40c)。雙音叉型振子具有如下特性當對該感壓部(振動臂40c)即所述2個振動梁施加拉伸應力(伸長應力)或壓縮應力時,其諧振頻率與所施加的應力大致成比例地變化。感壓元件40將其長度方向、即第1基部40a和第2基部40b的排列方向配置成與膜片M的位移方向同軸或平行,將其位移方向作為檢測軸。感壓元件40的第1基部40a固定在固定部沈上,并且與膜片M的中央區域2 抵接,隔著振動臂40c位于第1基部40a 的相反側的第2基部40b與后述的連接部件42 —體形成。另外,通過將第1基部40a固定在固定部沈上,從而能夠容易地將感壓元件40固定在撓性部的中央區域Ma,并且,感壓元件40和后述的連接部件42的第2基部40b側不會在形成有感壓元件40和連接部件42的主面的法線方向(士 Y方向)上彎曲,所以,能夠阻止感壓元件40在檢測軸方向以外的方向上運動,能夠提高感壓元件40的檢測軸方向的靈敏度,成為高精度的壓力傳感器。感壓元件40與上述振蕩電路(未圖示)電連接,通過從振蕩電路(未圖示)供給的交流電壓,以固有的諧振頻率振動。而且,感壓元件40從其長度方向承受伸長應力或壓縮應力,諧振頻率變動。特別地,與厚度剪切振子等相比,雙音叉型壓電振動片的諧振頻率相對于伸長/壓縮應力的變化極大、且諧振頻率的可變幅度大,所以,適用于檢測微小的壓力差這樣的分解能力優良的壓力傳感器。雙音叉型壓電振子承受伸長應力時,振動臂(振動部)的振幅幅度減小,因而諧振頻率變高,承受壓縮應力時,振動臂(振動部)的振幅幅度增大,因而諧振頻率降低。在本實施方式中,為了測定絕對壓力,僅承受壓縮應力。并且,在本實施方式中(在以下的實施方式中也同樣),不僅能夠應用具有2個振動梁的感壓部,還能夠應用由一根振動梁(單梁)構成的感壓部。當通過單梁構成感壓部 (振動臂40c)時,在從長度方向(檢測軸方向)承受同一應力的情況下,其位移為2倍,所以,與雙音叉的情況相比,能夠成為靈敏度更高的壓力傳感器。另外,作為雙音叉型或單梁型的壓電振子的壓電基板,優選溫度特性優良的石英。連接部件42是連接位于感壓元件40的長度方向(檢測軸方向)的一端的第1基部40a和位于相反側的另一端的第2基部40b (不直接與膜片M連接的基部)、以及配置在膜片M的周緣區域2 上的固定部觀的部件。連接部件42隔著感壓元件40對稱地形成一對。即,連接部件42整體形成為U字型,在U字的鞍4 中,感壓元件40的第2基部40b 成為一體,將構成U字的一對支承板42b的上端部42c連接在固定部觀上,并且,成為上端部42c與周緣區域2 抵接的形狀。并且,在連接部件42上設有從形成在感壓元件40的振動臂40c上的激勵電極(未圖示)延伸的引出布線42d,引出布線42d形成為延伸到所述上端部42c,進而,延伸到與密封端子的前端部38a抵接或接近的位置。而且,引出布線42d 和前端部38a通過導電性粘接劑44粘接,相互電連接。由此,能夠使來自位于外殼12外部的感壓元件40的振蕩電路(未圖示)的布線(未圖示)和引出布線42d電連接,感壓元件 40和振蕩電路(未圖示)電連接,從振蕩電路(未圖示)對振動臂40c的激勵電極(未圖示)施加交流電壓,振動臂40c能夠以規定的諧振頻率振動。并且,感壓元件40的第1基部40a附近和連接部件42的上端部42c附近通過加強部46連接。加強部46用于防止感壓元件40在制造時和裝配時彎折,設計為比感壓元件 40和連接部件42細以不妨礙感壓元件40針對應力的位移,進而,通過設計成鉤形而具有彈簧性。該加強部46的目的在于防止裝配時等感壓元件40破損,所以,如圖1所示,也可以在裝配后折取。在感壓元件40、連接部件42以及加強部46分別利用石英形成的情況下,優選通過影印石版蝕刻加工將它們作為一體進行制造。圖6示出第1實施方式的感壓元件等的影印石版蝕刻加工的工序圖。在通過影印石版蝕刻加工一體形成感壓元件40、連接部件42以及加強部46的情況下,如下所述進行工序[1] [6]的工藝首先如圖6所示,[1]準備作為材料的母基板48,在母基板48的表面涂布陽型的光致抗蝕膜50(圖6(a)),[2]使用與感壓元件40、連接部件42以及加強部46 的配置和形狀對應的光掩模52曝光(圖6 (b)),[3]使光致抗蝕膜50感光(圖6 (c)),[4] 進行顯影并去除感光后的光致抗蝕膜50a(圖6(d)),[5]通過對母基板48露出的區域進行蝕刻以貫通母基板48,從而一體形成感壓元件40、連接部件42以及加強部46 (圖6 (e)), [6]剝離光致抗蝕膜(圖6(f))。進而,在大量制造感壓元件40、連接部件42以及加強部46的情況下,如圖7所示, 在母基板M上,以規定配置排列形成并列排列的框體56、形成在框體56上的多個折取部 58、感壓元件40、連接部件42以及加強部46,實施與連接在折取部58上的多個單片60對應的制圖,殘留所述制圖對母基板M進行蝕刻,使折取部58斷裂,由此進行從框體56上折取單片60的作業即可。關于壓力傳感器10的組裝,首先,在安裝于密封端子部16上的膜片M的規定位置安裝密封端子38,在膜片M的受壓面的相反側的面的中央區域2 的規定位置連接固定部沈,在周緣區域Mc的規定位置連接固定部觀。然后,經由支承軸18連接凸緣部14和密封端子部38。進而,使用感壓元件40、連接部件42以及加強部46成為一體的狀態的單片60,將感壓元件40的第1基部40a連接到固定在膜片M的外殼12內側的中央區域Ma 上的固定部26,將連接部件42的2個上端部42c連接到固定在膜片M的外殼12內側的周緣區域2 上的固定部觀,利用導電性粘接劑粘接密封端子38的前端部38a和連接部件42的引出布線。粘接后,也可以折取加強部46。最后,在真空腔室內,將側面部20粘接在凸緣部的外周14b和密封端子部16的外周16b,或者,在將側面部20粘接在外周14b、外周16b上后,從形成在凸緣部14上的真空密封孔14d或形成在側面部20上的真空密封孔 (未圖示)抽吸空氣進行密封,由此,構筑第1實施方式的壓力傳感器10。在如上所述構筑的壓力傳感器10中,位于感壓元件40的檢測軸方向的一端的第1 基部40a連接到由于來自外部的壓力而位移的固定部沈(中央區域Ma),位于所述第1基部40a的相反側的另一端的第2基部40b經由連接部件42連接到不會由于來自外部的壓力而位移的固定部觀(周緣區域Mc)。由此,成為根據來自外部的壓力來測定感壓元件40 承受壓縮應力的絕對壓力的壓力傳感器10。并且,感壓元件40的兩端連接到膜片M側,所以,能夠避免伴隨由于感壓元件40的材料和外殼12的材料的差異導致的線膨脹系數的不一致而引起的溫度變化的壓力測定值的誤差。并且,連接單元即連接部件42具有隔著感壓部即振動臂40c從第2基部40b延伸的一對支承板42b。由此,感壓元件40即使從膜片M承受應力,也不會在連接部件42側 (士X方向)彎曲,所以,能夠阻止感壓元件40在檢測軸方向以外的方向上運動,能夠提高感壓元件40的檢測軸方向的靈敏度,成為高精度的壓力傳感器10。進而,感壓元件40的一端即第1基部40a經由加強部46與連接部件42連接。由此,在一體形成感壓元件40和連接部件42的情況下,能夠避免感壓元件40在裝配時等彎折,所以,能夠提高成品率,實現壓力傳感器10的成本降低。圖8、圖9示出第2實施方式的壓力傳感器。圖8是立體圖,圖9是剖視圖。第2 實施方式的壓力傳感器70在感壓元件上連接有與第1實施方式相同的連接部件,這點是共同的,但是,是連接到與第1基部40a對置的外殼12的內壁(側面部20)、即U字的連接部件42的上端部42c連接到外殼12的膜片側。另外,在第2實施方式中,列舉效果類似的以下3個方式。首先,如圖8、圖9(a)所示,列舉了如下結構在外殼12的內壁、即側面部20的內壁的膜片側的規定位置安裝一對固定部72,在固定部72上連接有連接部件42的上端部 42c,而且,在膜片M的受壓面的相反面的中央區域2 上,代替第1實施方式中使用的固定部沈連接有第2連接部件74,感壓元件40的第1基部40a通過粘接劑等粘接在第2連接部件74上,由此,第1基部40a經由第2連接部件74連接到中央區域Ma。接著,如圖 9(b)所示,列舉了如下結構使感壓元件76的第1基部76a在長度方向(士Z方向、檢測軸方向)上延長,或者使連接部件78的支承板78b比感壓元件76的長度方向的尺寸短,由此,將上端部78c連接到安裝于側面部20的內壁的固定部72,進而,與第1實施方式同樣, 經由固定部沈將第1基部76a連接到中央區域Ma。進而,如圖9(c)所示,列舉了如下結構使膜片80的中央區域80a成為向外殼12的內側凹陷的形狀,與第1實施方式同樣,經由固定部沈連接其底部的下表面和感壓元件40的第1基部40a。在任何方式中,都以從側面部20的外壁貫穿插入前端部8 的方式安裝密封端子 82,并安裝成前端部8 與延伸到上端部的引出布線78d抵接。而且,前端部8 和引出布線78d通過導電性粘接劑44粘接,相互電連接。由此,感壓元件40、76能夠分別經由引出布線42d、78d和密封端子82與位于外殼12外部的振蕩電路(未圖示)電連接。另外,如圖8所示,進行凸緣部14的細長孔14a、密封端子部16的細長孔16a的定位、即支承軸18 的定位,以使支承軸18不與密封端子82發生干涉。關于第2實施方式的壓力傳感器70的組裝,首先,通過粘接劑等在側面部20的內側的規定位置連接固定部72,在凸緣部14的細長孔1 上連接支承軸,利用粘接劑等連接凸緣部的厚壁的區域的外周14b和側面部20。然后,利用粘接劑等將連接部件42、78的上端部42c、78c連接在固定部72上。在圖9(a)的情況下,通過粘接劑等在膜片M的中央區域2 上連接第2連接部件74,在感壓元件40的第1基部40a的規定位置,在與第2連接部件74接觸的面上涂布粘接劑,然后,將密封端子部14嵌入支承軸18進行連接,由此,連接第1基部40a和第2連接部件74。在圖9(b)的情況下,通過粘接劑等在膜片M的中央區域Ma的規定位置連接固定部沈,在感壓元件76的第1基部76a的與固定部沈接觸的面上涂布粘接劑,將密封端子部14嵌入支承軸18進行連接,由此,連接第1基部76a和固定部沈。在圖9(c)的情況下,通過粘接劑等在膜片80的中央區域80a的規定位置連接固定部沈,在感壓元件40的第1基部40a的與固定部沈接觸的面上涂布粘接劑,將密封端子部14嵌入支承軸18進行連接,由此,連接第1基部40a和固定部26。另外,真空密封的步驟與第1實施方式相同,因此省略說明。當圖9 (a)中的第2連接部件74的材料與感壓元件40的材料相同時,圖9 (a)的結構與圖9(b)的結構大致相同。在圖9(a)中,在第2連接部件74與支承軸18和密封端子部16的材料不同的情況下,認為由于兩者的線膨脹系數的差異,在相當于第2連接部件 74的中央區域2 和第1基部40a之間的士Z方向的間隙的部分、以及由支承軸18和密封端子部16形成的厚度與所述間隙的尺寸相同且在士Z方向上位于相同位置的區域75之間,產生伴隨溫度變化的膨脹/收縮量之差,壓力測定值產生誤差。但是,通過設計變更能夠減小第2連接部件74的厚度。由此,幾乎不產生由于線膨脹系數相互不同的不同種類的材料引起的伴隨溫度變化的施加給感壓元件的檢測軸方向的應力的變化。進而,在第2連接部件74與支承軸18和密封端子部16的材料相同的情況下,不產生所述膨脹/收縮量之差。在圖9(c)的結構中,認為與形成于膜片80的中央區域80a的凹部81的深度成比例地,在凹部81和區域75之間產生伴隨溫度變化的膨脹/收縮量之差,壓力測定值的誤差變大,但是,與上述同樣,通過減小凹部81的深度,從而幾乎不產生由于線膨脹系數相互不同的不同種類的材料引起的伴隨溫度變化的施加給感壓元件的檢測軸方向的應力的變化。而且,上端部42c、78c分別具有一定的剛性,固定在安裝于側面部20上的固定部觀上,所以, 感壓元件40、76以及連接部件42、78在與外殼12之間獲得一定的剛性,能夠可靠地捕捉檢測軸方向的位移。由此,根據第2實施方式,感壓元件40、76的位于檢測軸方向的一端的第1基部 40a、76a連接到由于來自外部的壓力而位移的膜片24、80的中央區域Ma、80a,位于所述一端的相反側的另一端的第2基部40b、82b經由連接部件42、78連接到不會由于來自外部的壓力而位移的外殼12的膜片側(側面部20)。由此,成為根據來自外部的壓力來測定感壓元件40、76承受壓縮應力的絕對壓力的壓力傳感器70。并且,感壓元件40、76連接到外殼 12的膜片側,所以,幾乎不存在或完全不存在上述線膨脹系數的不一致導致的問題,并且, 感壓元件40、76固定在剛性高的外殼12 (側面部20)上,在感壓元件40、76和外殼12之間獲得剛性,所以,成為能夠可靠地從膜片M、80向感壓元件40、86傳遞力且靈敏度穩定的壓力傳感器。圖10示出第3實施方式的壓力傳感器。第3實施方式的壓力傳感器90的基本結構與第1實施方式(第2實施方式)相同,但是,該壓力傳感器90具有反作用力生成部94, 該反作用力生成部94連接到膜片92,使用砝碼96,通過杠桿原理對膜片92施加與膜片92 承受的重力相反方向的力。在圖10中圖示出適用于第1實施方式的壓力傳感器。如圖10 所示,反作用力生成部94是如下的壓板結構在力點94b配置砝碼96,將作用點Mc連接到感壓元件98的第1端部98a(或膜片92的中央區域92a),將支點9 作為形成在連接部件100上的突起IOOa保持在突起IOOa上。此時能夠發現,將第1實施方式的加強部46的一部分置換為反作用力生成部94和砝碼96,剩余的加強部46a連接砝碼96和連接部件 100。與第1實施方式同樣,反作用力生成部94和砝碼96能夠與感壓元件98、連接部件 100、以及加強部46a —體形成。圖11示出第3實施方式的影印石版蝕刻加工的工序圖。在通過影印石版蝕刻加工一體形成感壓元件98、連接部件100、加強部46a、反作用力生成部94和砝碼96的情況下,如下所述進行工序[1] W]的工藝首先如圖11(a)所示,[1]準備作為材料的母基板102,在母基板102的表面涂布陽型的光致抗蝕膜104(圖11(a)),[2]使用與感壓元件 98、連接部件100、加強部46a、反作用力生成部94和砝碼96的配置和形狀對應的光掩模 106曝光(圖11 (b)),[3]使所述光致抗蝕膜104感光(圖11 (C)),[4]進行顯影并去除感光后的光致抗蝕膜104a(圖11(d)),[5]在母基板102露出的區域中進行蝕刻以貫通母基板102,從而一體形成感壓元件98、連接部件100、加強部46a、反作用力生成部94和砝碼 96(圖11&)),[6]剝離光致抗蝕膜104(圖11(f))。進而,在大量制造它們的情況下,在母基板(未圖示)上,對與感壓元件98、連接部件100、加強部46a、反作用力生成部94和砝碼 96以規定配置成為一體的單片(未圖示)對應的光致抗蝕膜進行制圖,通過與第1實施方式相同的方法(參照圖7),對所述單片進行單片化即可。在膜片92的外表面(受壓面)向上的情況下,由于膜片92承受的重力,膜片92 的撓性區域92b撓曲變形,中央區域92a向外殼12內部側位移,對感壓元件98賦予壓縮應力,相反,在膜片92的外表面向下的情況下,中央區域92a向外殼12的外部側位移,對感壓元件98賦予伸長應力。另一方面,反作用力生成部94經由支點9 使基于砝碼96承受的重力的力反轉, 能夠傳遞到膜片92。此時,砝碼96的大小(重量)被設計成,砝碼96對支點9 賦予的慣性力矩和膜片92對支點9 賦予的慣性力矩一致,成為壓板結構的反作用力生成部94在支點94a中平衡的狀態。由此,基于膜片92承受的重力的撓曲變形的應力通過砝碼96抵消。由此,感壓元件98不會承受基于膜片92承受的重力的撓曲變形的應力,所以,成為降低了由于重力加速度的施加方式的變化而產生的壓力測定值的誤差的高精度的壓力傳感器90。進而,能夠在砝碼96表面配設Au等金屬膜108。由此,在砝碼96的構筑后配設金屬膜108,所以,能夠增加調節砝碼96側的重量的機會,并且,通過配設適量的金屬膜108來進行砝碼96側的重量的微調,能夠容易地進行砝碼96和膜片92的平衡調整。進而,在金屬膜108的配設后能夠剝取金屬膜108,所以,能夠進一步增加調整砝碼96側的重量的機會, 并且,金屬膜108能夠利用激光等剝取,所以,如果外殼12或膜片92是透過激光的材料,則在壓力傳感器90的構筑后也能夠調整砝碼96側的重量,所以,壓力傳感器90的成品率提高。另外,第3實施方式在結構上不會與第1實施方式和第2實施方式發生干涉,所以,第 3實施方式能夠應用于第1實施方式和第2實施方式。圖12示出第4實施方式的壓力傳感器110。在第4實施方式的壓力傳感器110 中,外殼112內部的結構要素與第1實施方式 第3實施方式相同,但是,外殼112通過金屬拉伸加工一體成型。作為外殼112的材料,如圖12 (a)所示,使用管114的內徑和外形在前端區域11
13中擴張的結構。利用安裝了所述結構要素的膜片116封閉所述前端區域11 的開口部 114b,從管114的前端區域11 的相反側進行抽真空。而且,如圖12(b)所示,通過板金加工弄碎管114來封閉管114的路徑,由此,所述前端區域11 成為外殼112。第4實施方式能夠應用于第1實施方式 第3實施方式。此時,將第2實施方式的固定部72安裝在前端區域IHa的內壁的開口部側。在第1實施方式 第3實施方式中,外殼12在膜片M(SO) 的周緣區域2 和外殼12的膜片M (80)側的側面(側面部20)以外不具有與上述結構要素的接點,所以,如第4實施方式所示,能夠一體形成外殼112,結構和制造工序被簡化,所以,能夠實現成本降低。圖13(立體圖)、圖14 (圖14 (a)、圖14(b)都為剖視圖)示出第5實施方式的壓力傳感器120。在第5實施方式的壓力傳感器120中,外殼內部的結構要素(感壓元件、連接部件)與第1實施方式 第3實施方式相同,但是,與測定絕對壓力的第1實施方式 第 3實施方式不同,第5實施方式是能夠測定相對壓力的壓力傳感器。這里,以在第1實施方式中應用本實施方式的情況進行說明,但是,也能夠應用于第2實施方式和第3實施方式。在構成外殼12的密封端子部16的開口部22上安裝有作為受壓單元的第1膜片 126。而且,凸緣部122具有與密封端子部16的開口部22對置形成的第2開口部124,第2 開口部IM被作為第2受壓單元的第2膜片1 封閉,并且,第1膜片1 和第2膜片1 具有經由力傳遞軸130連接的結構。第1膜片1 具有中央區域U6a,其由于來自外部的壓力而位移;撓性區域126b,其位于所述中央區域126a的外周,由于來自外部的壓力而撓曲變形;以及周緣區域U6c,其位于所述撓性區域126b的外周,與密封端子部16的開口部22接合。同樣地,第2膜片1 具有中央區域128a,其由于來自外部的壓力而位移;撓性區域128b,其位于所述中央區域128a的外周,由于來自外部的壓力而撓曲變形;以及周緣區域U8c,其位于所述撓性區域128b的外周,與凸緣部122的第2開口部IM接合。力傳遞軸130配設在外殼12的內部,長度方向的一端130a連接到第1膜片1 的中央區域U6a,所述一端130a的相反側的另一端130b連接到第2膜片1 的中央區域 128a。力傳遞軸130為圓柱形的形狀,但是,在力傳遞軸130和連接部件42等抵接的部位形成有锪孔130c,以使力傳遞軸130與感壓元件40以及連接部件42等不發生干涉。由此, 力傳遞軸130在第2膜片1 側剖面為圓柱形,但是,在第1膜片1 側剖面為半圓形。此時,不需要將在第1實施方式等中使用的固定部26連接到第1膜片126,將感壓元件40的第1基部40a連接到锪孔130c,并且使第1基部40a與中央區域126a抵接。此時,經由襯墊132連接感壓元件40的第1基部40a和锪孔130c,以使感壓元件40的振動臂40c不與锪孔130c發生干涉。并且,如圖15 (圖15 (a)、圖15 (b)都為剖視圖)所示,也可以構成為具有連接在第 1膜片1 和第2膜片1 上且比力傳遞軸130細長的力傳遞軸134、以及力傳遞軸134貫通而連接到力傳遞軸134的用于固定感壓元件40的第1基部40a的力傳遞部136。該情況下,力傳遞軸134的一端13 連接到第1膜片1 的中央區域U6a,一端13 的相反側的另一端134b連接到第2膜片1 的中央區域128a。而且,不需要在力傳遞軸134上形成锪孔,所以制造容易。在利用金屬形成第1膜片1 和第2膜片128的情況下,與第1實施方式同樣,通過在金屬母材(未圖示)上具有波型的同心圓形狀的一對沖壓板(未圖示),從金屬母材的兩面進行沖壓即可。圖16示出利用金屬形成的第1膜片和第2膜片的示意圖。在一對沖壓板(未圖示)的一個沖壓板的中心形成凸部(未圖示),在另一個沖壓板(未圖示)的中心形成凹部(未圖示),由此,在各膜片的中心形成凸部126d、U8d。該凸部126d、128d嵌入在力傳遞軸130、134的兩端形成的凹部130c、134c中。該情況下,如果使用低熔點玻璃或無機系粘接劑等粘接單元將凸部126d、128d粘接固定在凹部130c、13 上,則在第1膜片1 和第2膜片1 與力傳遞軸130、1;34連動工作時,凸部U6d、128d和凹部130c、13如的連接部偏移,由此,能夠防止應該傳遞的力泄漏而使壓力檢測精度劣化的問題。并且,在利用石英形成第1膜片1 和第2膜片128的情況下,與第1實施方式同樣,通過影印石版蝕刻加工來形成。圖17(a)示出利用石英形成的第1膜片和第2膜片的示意圖。第1膜片126和第2膜片1 的制造工序與圖4所示的膜片M的制造工序相同, 但是,在第1膜片1 和第2膜片1 上具有在中央區域126a、USa中嵌入力傳遞軸130、 134的凹部126d、U8d。由此,在圖4(b)所示的工序[2]中,使用與凹部對應的光掩模(未圖示)對光致抗蝕膜34進行曝光,在圖4 (c)所示的工序[3]中,去除感光后的光致抗蝕膜 34a,由此,能夠形成第1膜片1 和第2膜片128。并且,對應于圖5 (a)、圖5 (b)所示的膜片M的形狀,能夠將第1膜片1 和第2膜片1 分別形成為圖17(b)、圖17(c)的形狀。力傳遞軸130(134)需要在一端130a (134a)和另一端130b (134b)之間可靠地相互傳遞力,所以,需要具有一定的剛性。進而,力傳遞軸130(134)優選為與構成外殼12的支承軸18相同的材料。由此,不會產生由于力傳遞軸130(134)和支承軸18的線膨脹系數的差異引起的、伴隨溫度變化的感壓元件40的檢測軸方向的兩者的膨脹/收縮量之差,對第1膜片1 和第2膜片1 施加的來自力傳遞軸130(134)的力與溫度變化無關而保持為一定,所以,能夠防止壓力傳感器120的靈敏度由于溫度而變動。通過上述構成,在第1膜片1 側的壓力高的情況下,力傳遞軸130、134進行向外殼12的外側推出第2膜片128的中心區域128a的運動,并且,感壓元件40承受壓縮應力。 另一方面,在第2膜片1 側的壓力高的情況下,力傳遞軸130、134進行向外殼12的外側推出第1膜片126的中心區域126a的運動,并且,感壓元件40承受伸長應力。由此,能夠將第1實施方式 第3實施方式的壓力傳感器10、70、80作為能夠測定相對壓力的壓力傳感器120。進而,在第5實施方式中,優選裝配在圖18所示的壓力傳感器用的殼體138上。圓筒形的殼體138具有第1部件140,其一端具有與凸緣部122的薄壁區域的外周122c相同程度的尺寸且具有從外殼12的凸緣部122側導入的導入口 140a,另一端設有使凸緣部122 停止且形成開口部140d的環狀的擋塊140b ;0型密封圈142(參照圖13),其與擋塊140b配置成同心圓狀,夾入擋塊140b和凸緣部122之間;以及第2部件144,其具有與形成于第1 部件140的開口部140a上的內螺紋部140c螺合的外螺紋部144a,使外螺紋部14 與內螺紋部140c螺合,同時將凸緣部14按壓在0型密封圈142上,在殼體138中通過0型密封圈 142在空間上分離導入口 140a和開口部140d。由此,僅將第2部件144擰入第1部件140 中,就能夠進行壓力傳感器120的安裝,能夠容易且可靠地進行凸緣部122側的被測定環境側和密封端子部16側的測定環境側的空間遮斷。并且,如圖19所示,也可以構成為在凸緣部146上設置外螺紋部146a,在第1部件 140上設置內螺紋部140e,使外螺紋部146a和內螺紋部140e螺合,由此,進行凸緣部146側的被測定環境側和密封端子部148側的測定環境側的空間遮斷。另外,在螺合時,在外螺紋部146a上卷繞密封帶,可以防止外螺紋部146a和內螺紋部140e之間的空氣或液體等的泄漏。同樣,也可以構成為,在密封端子部148上設置內螺紋部148a,連接具有與內螺紋部 148a螺合的外螺紋的連接器(未圖示)。另外,在將第5實施方式應用于第3實施方式中的情況下,需要調整砝碼96的重量,以使砝碼96對支點9 賦予的慣性力矩與合力對支點9 賦予的慣性力矩一致,該合力是基于第1膜片126和第2膜片1 承受的重力的撓曲變形涉及的應力和基于力傳遞軸 130、134承受的重力的荷重的合力。并且,在任何實施方式中,受壓單元都以膜片為前提進行了敘述,但是不限于此, 作為受壓單元,也能夠使用波紋管150。圖20示出在第1實施方式中應用波紋管150作為受壓單元的變形例。波紋管150具有由于外部的壓力而位移的中央區域150a、與中央區域的外周連接且通過外部的壓力伸縮的撓性區域150b、以及與撓性區域150b的外周連接且與開口部22連接的周緣區域150c。由于溫度變化,膜片M的中央區域Ma的位移不變化,但是,由于溫度變化,波紋管150的伸縮方向的位移變化。因此,抑制伴隨溫度變化的壓力誤差的效果沒有膜片那么大,但是,可以根據用途來變更受壓單元的形狀。
權利要求
1.一種壓力傳感器,該壓力傳感器具有受壓單元,其具有撓性部和所述撓性部外側的周緣區域,所述撓性部的一個主面具有受壓面;外殼,其開口部被作為所述一個主面的內側的另一個主面封閉;以及雙音叉型壓電振子,其具有連接在所述另一個主面的中央區域的第1基部、第2基部、 以及在所述第1基部和所述第2基部之間的振動臂,所述第1基部和所述第2基部的排列方向與所述受壓單元的位移方向平行, 該壓力傳感器的特征在于,所述第2基部被通過連接單元連接到與所述第2基部相比更靠所述第1基部側的所述外殼的內壁,所述連接單元具有隔著所述振動臂從所述第2基部向第1基部側延伸的一對支承板。
2.根據權利要求1所述的壓力傳感器,其特征在于, 所述第1基部連接到設于所述撓性部的中央的固定部。
3.根據權利要求1所述的壓力傳感器,其特征在于, 所述第1基部經由加強部與所述連接單元連接。
4.根據權利要求1 3中的任意一項所述的壓力傳感器,其特征在于,該壓力傳感器具有反作用力生成部,該反作用力生成部連接到所述受壓單元,使用砝碼,通過杠桿原理對所述受壓單元施加與所述受壓單元承受的重力相反方向的力,所述反作用力生成部是如下的壓板結構在力點配置所述砝碼,將作用點連接到所述雙音叉型壓電振子的所述第1基部或所述受壓單元的中央區域,將支點設為形成在所述連接單元上的突起而由該突起保持。
5.根據權利要求4所述的壓力傳感器,其特征在于,所述反作用力生成部隔著所述雙音叉型壓電振子形成一對。
6.根據權利要求4所述的壓力傳感器,其特征在于, 在所述砝碼表面配設有金屬膜。
7.根據權利要求1 3中的任意一項所述的壓力傳感器,其特征在于, 所述外殼通過金屬拉伸加工而一體成型。
8.根據權利要求1 3中的任意一項所述的壓力傳感器,其特征在于,所述外殼具有與所述開口部對置形成的第2開口部,所述第2開口部由第2受壓單元封閉,并且所述受壓單元和所述第2受壓單元經由力傳遞軸連接。
全文摘要
本發明提供一種減少伴隨溫度變化的壓力測定值的誤差的壓力傳感器。壓力傳感器(10)具有外殼(12);受壓單元(膜片24),其封閉所述外殼的開口部(22),將外部壓力傳遞到所述外殼(12)內部;以及感壓元件(40),其具有感壓部(振動臂)(40c)和與所述感壓部的兩端連接的一對基部(第1基部40a、第2基部40b),將力的檢測方向作為檢測軸,連接所述一對基部的直線和所述受壓單元的位移方向平行配置,并且,將所述基部的一方(第1基部40a)連接到由于所述壓力而位移的所述受壓單元的中央區域(24a),將所述基部的另一方(第2基部40b)經由連接部件(42)連接到所述受壓單元的固定側的周緣區域(24c)。
文檔編號G01L9/00GK102519656SQ20121000877
公開日2012年6月27日 申請日期2009年7月22日 優先權日2008年7月22日
發明者本山久雄, 渡邊潤, 藤崎昌伸 申請人:精工愛普生株式會社