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公開番号2024170734
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023087412
出願日2023-05-29
発明の名称差圧センサ、及び差圧検出装置
出願人アズビル株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類G01L 9/00 20060101AFI20241204BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来技術に係る静電容量型の圧力センサは、環境温度の変化に応じてダイヤフラムは変位してしまい、環境温度の変化の影響を完全に排除できることには至らない。
【解決手段】本開示技術に係る差圧センサは、静電容量型の差圧センサであって、上面から順に、上部ガラス基板(100)と、シリコン基板(200)と、下部ガラス基板(300)と、の3層から成り、シリコン基板(200)は、固定電極部(210)を有し、上部ガラス基板(100)及び下部ガラス基板(300)は、それぞれにダイヤフラム(400)を有し、同一の形態、又は面対称の形態であり、固定電極部(210)を対称面として、上部ガラス基板(100)側のダイヤフラム(400)と、下部ガラス基板(300)側のダイヤフラム(400)とが、対称となる位置に置かれている、というものである。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
静電容量型の差圧センサであって、
上面から順に、上部ガラス基板と、シリコン基板と、下部ガラス基板と、の３層から成り、
前記シリコン基板は、固定電極部を有し、
前記上部ガラス基板及び前記下部ガラス基板は、それぞれにダイヤフラムを有し、同一の形態、又は面対称の形態であり、
前記固定電極部を対称面として、前記上部ガラス基板の側の前記ダイヤフラムと、前記下部ガラス基板の側の前記ダイヤフラムとが、対称となる位置に置かれている、
差圧センサ。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記上部ガラス基板の側の前記ダイヤフラムと前記固定電極部、及び前記下部ガラス基板の側の前記ダイヤフラムと前記固定電極部、から成るそれぞれの稼働空間が、真空の状態である、
請求項１に記載の差圧センサ。
【請求項３】
前記シリコン基板は、前記ダイヤフラムの前記稼働空間を大気に開放する通気口が設けられ、
前記稼働空間は、真空の状態に代えて大気圧の状態である、
請求項２に記載の差圧センサ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の差圧センサと、
電気信号の処理を行う制御回路基板と、を含む、
差圧検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示技術は、差圧センサ、及び差圧検出装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ダイヤフラムと固定電極とを有し、ダイヤフラムと固定電極との間に生じる静電容量を検出する、という動作原理の静電容量型圧力センサが知られている。
【０００３】
静電容量型圧力センサの検出精度を高めるためには、ダイヤフラムを薄くすることが考えられる。しかし、ダイヤフラムを薄くすることは、環境温度変化の影響を受けやすくしてしまう。例えば特許文献１には、静電容量型圧力センサについて環境温度変化の影響を受けにくくする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０１０６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、ガラスとシリコンとの陽極接合について記載されている。特許文献１には、ガラスとシリコンとの線膨張率の違いおよび接合時の温度（４００℃程度）と常温との差に起因して、導電層において外向きの張力が生じる状態になることが記載されている。
特許文献１に係るダイヤフラムは、両面の等価性が高く、応力分散に優れる、と表現されている。より具体的には、特許文献１に係る圧力センサは、ダイヤフラムの表裏に均等に設けられた凹部において均等に応力が分散されるから、環境温度の変化の影響を受けにくくなる、と表現されている。
【０００６】
しかし、特許文献１に示されるような工夫を施したとしても、環境温度の変化に応じてダイヤフラムは変位してしまい、環境温度の変化の影響を完全に排除できることには至らない。
本開示技術は、新たな着想で従来技術に係る圧力センサを改良し、環境温度変化に対応可能な静電容量型の差圧センサ及び差圧検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示技術に係る差圧センサは、静電容量型の差圧センサであって、上面から順に、上部ガラス基板と、シリコン基板と、下部ガラス基板と、の３層から成り、シリコン基板は、固定電極部を有し、上部ガラス基板及び下部ガラス基板は、それぞれにダイヤフラムを有し、同一の形態、又は面対称の形態であり、固定電極部を対称面として、上部ガラス基板側のダイヤフラムと、下部ガラス基板側のダイヤフラムとが、対称となる位置に置かれている、というものである。
【発明の効果】
【０００８】
本開示技術に係る差圧センサ及び差圧検出装置は上記構成を備えるため、環境温度変化に対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施の形態１に係る差圧センサの外観を示す斜視図である。
図２は、実施の形態１に係る差圧センサの分解図である。
図３は、実施の形態１に係る差圧センサを構成する上部ガラス基板１００（又は下部ガラス基板３００）の外観を示す斜視図である。
図４は、図３の破断線（Ｂ－Ｂ’）における破断面を示す斜視図である。
図５は、実施の形態１に係る差圧センサを構成する上部ガラス基板１００（又は下部ガラス基板３００）に施される溝部（ＧＲＯＯＶＥ）を示す説明図である。
図６は、実施の形態１に係る差圧センサの構造を示す断面図である。
図７は、図６に基づいて、実施の形態１に係る差圧センサの動作原理を示す説明図でる。
図８は、実施の形態２に係る差圧センサの外観を示す斜視図である。
図９は、実施の形態２に係る差圧センサの分解図である。
図１０は、実施の形態２に係る差圧センサの動作原理を示す説明図である。
図１１は、実施の形態２に係る差圧検出装置の入出力関係を表すブロック図である。
図１２は、図１１における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）それぞれの物理量を時系列で表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（イントロダクション）
まず、特許文献１以外のいくつかの関連する先行技術文献を示すことにより、従来技術に係る差圧センサ、及び差圧検出装置がかかえる課題等について明らかにする。
（【００１１】以降は省略されています）

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