[發明專利]壓力傳感器

有效

• 申請號: 200910147417.X
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101603871A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 本山久雄
• 申請（專利權）人: 愛普生拓優科夢株式會社
• 主分類號: G01L9/08
• 分類號: G01L9/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃綸偉;馬建軍

技術領域

本發明涉及壓力傳感器，特別是不使用作為受壓介質的油的壓力傳 感器，涉及減少由感壓元件的支承部引起的壓力檢測的誤差的技術。

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1～3中，公開了使用壓電振動元件作為感壓元件 的壓力傳感器。通過壓力導入口對波紋管施加壓力時，與所述波紋管的 有效面積對應的力經由以樞軸(撓曲鉸鏈)為支點的力傳遞單元，以壓 縮力或拉伸力的形式將力F施加到壓電振動元件上。在所述壓電振子中 產生與所述力F對應的應力，通過所述應力使諧振頻率變化。所述壓力 傳感器通過檢測在壓電振子上產生的諧振頻率的變化來測定壓力。

下面，使用專利文獻1等中公開的例子說明現有的壓力傳感器。圖 8是示出現有的壓力傳感器的結構的示意圖。

圖8(a)所示的現有的壓力傳感器501具有：具有對置配置的第1 和第2壓力輸入口502、503的框體504；和框體504內部的力傳遞部件 505，以夾持力傳遞部件505的一端的方式連接第1波紋管506和第2波 紋管507。而且，第1波紋管506的另一端與第1壓力輸入口502連接， 導入測定對象壓力，第2波紋管507的另一端與第2壓力輸入口503連 接，導入大氣壓。進而，在力傳遞部件505的另一端和基板508的不是 樞軸(支點)側的端部之間配置有雙音叉型振子509作為感壓元件。

這里，在壓力傳感器中，在高精度地檢測壓力的情況下，在檢測對 象側的波紋管內部填充有液體。作為所述液體，一般使用粘性高的硅油 等油，以防止氣泡進入波紋管的內部或內部的波紋部分或者積存。

這樣，在第1波紋管506內部填充具有粘性的油510，并構成為在 壓力測定的對象為液體的情況下，通過在第1壓力輸入口502上開設的 開口部511使液體與油510接觸并相對。另外，開口部511的開口直徑 被設定為不會使油510泄漏到外部。

在這種結構的壓力傳感器501中，在通過作為壓力測定對象的液體 對填充在第1波紋管506內部的油510施加壓力F時，壓力F經由第1 波紋管506施加到力傳遞部件505的一端。另一方面，在第2波紋管507 上施加大氣壓，與大氣壓相當的力施加在力傳遞部件505的一端。

其結果，經由力傳遞部件505的另一端，與通過作為壓力測定對象 的液體施加的壓力F和大氣壓之間的壓力差相當的力以基板508的樞軸 為支點，作為壓縮力或者拉伸力施加到雙音叉型振子509上。對雙音叉 型振子509施加壓縮力或者拉伸力時，在雙音叉型振子509上產生應力， 諧振頻率根據所述應力的大小而發生變化，所以，通過測定該諧振頻率， 能夠檢測壓力F的大小。

另一方面，在專利文獻4中提出了如下結構的壓力傳感器：采用在 所述壓力傳感器中使用的以樞軸(撓曲鉸鏈)為支點的擺動桿，而不采 用高價的力傳遞單元(懸臂)。在傳感器外殼內，在一條直線上排列2個 波紋管，并在波紋管之間夾入支座，利用支座的動作來檢測由于被導入 到各個波紋管中的壓力差所引起的壓力變動。因此，在第1波紋管的一 端和第2波紋管的一端之間夾入振子粘接用支座，利用第2波紋管的外 周側，將感壓元件的兩端分別固定于所述支座和第2波紋管的另一端側 的外殼壁面上。而且，采用如下結構：在之間夾持第2波紋管的線對稱 位置上配置加強板，將該加強板的兩端分別固定于所述支座和所述外殼 壁面上。

進而，在專利文獻5中，關于專利文獻4中公開的所述壓力傳感器， 為了解決針對來自與波紋管的壓力檢測軸方向正交的方向的沖擊的強度 較弱的課題，提出了如下的壓力傳感器：在與壓力檢測軸方向正交的方 向上，使用加強用彈性部件(所謂的彈簧)連接所述支座和外殼。