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公開番号2025033480
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139218
出願日2023-08-29
発明の名称センサ及びセンサシステム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類G01N 27/04 20060101AFI20250306BHJP(測定;試験)
要約【課題】特性を向上可能なセンサ及びセンサシステムを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、センサは、素子部を含む。素子部は、第1領域、第2領域及び第3領域を含む基体と、第1領域に固定された第1素子と、第2領域に固定された第2素子と、第3領域に固定された第3素子と、を含む。第1素子は、第1膜部を含む。第1膜部は、第1抵抗部材と、第1材料を含む第1層と、を含む。第2素子は、第2膜部を含む。第2膜部は、第2抵抗部材を含み、第2膜部は、第1層を含まない、または、第2膜部は第2層を含み、第2層の第2材料は第1材料とは異なる。第3素子は、第3膜部を含む。第3膜部は、第3抵抗部材を含む。第3膜部は、第1層を含まない、または、第3膜部は第3層を含み、第3層の第3材料は第2材料と同じである。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１領域、第２領域及び第３領域を含む基体と、
前記第１領域に固定された第１素子と、
前記第２領域に固定された第２素子と、
前記第３領域に固定された第３素子と、
を含む素子部を備え、
前記第１素子は、
前記第１領域に固定された第１固定部と、
前記第１固定部に支持された第１膜部と、
を含み、
前記第１膜部は、第１抵抗部材と、第１材料を含む第１層と、を含み、
前記第２素子は、
前記第２領域に固定された第２固定部と、
前記第２固定部に支持された第２膜部と、
を含み、
前記第２膜部は、第２抵抗部材を含み、
前記第３素子は、
前記第３領域に固定された第３固定部と、
前記第３固定部に支持された第３膜部と、
を含み、
前記第３膜部は、第３抵抗部材を含み、
前記第２膜部及び前記第３膜部は、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、前記第２膜部及び前記第３膜部は、前記第１層を含まず、
前記第２条件において、前記第２膜部は第２層を含み、前記第２層の第２材料は前記第１材料とは異なり、
前記第２条件において、前記第３膜部は第３層を含み、前記第３層の第３材料は前記第２材料と同じである、センサ。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１材料は、Ｐｔ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
検出部をさらに備え、
前記検出部は、第１差動回路と、第２差動回路と、を含み、
前記第１差動回路は、第１動作において、前記第１抵抗部材から得られる第１信号と、前記第２抵抗部材から得られる第２信号と、の第１差に応じた第１差信号を出力可能であり、
前記第２差動回路は、第２動作において、前記第２抵抗部材から得られる前記第２信号と、前記第３抵抗部材から得られる第３信号と、の第２差に応じた第２差信号を出力可能である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記第１差信号は、前記素子部の周りに存在する第１ガスの濃度に応じて変化可能であり、
前記第１ガスは、アンモニア、メタン及び水素よりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記第１膜部は、第１導電部材をさらに含み、
前記第２膜部は、第２導電部材をさらに含み、
前記検出部は、前記第１動作において、前記第１導電部材に第１電力を供給し、前記第２導電部材に第２電力を供給する、請求項３に記載のセンサ。
【請求項６】
前記検出部は、前記第１導電部材に前記第１電力をパルス状に供給し、
前記検出部は、前記第２導電部材に前記第２電力をパルス状に供給する、請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
前記検出部は、複数の前記第１動作を実施し、
前記検出部は、前記複数の第１動作において、前記第１電力を変更する、請求項６に記載のセンサ。
【請求項８】
前記素子部は、
前記第１抵抗部材と電気的に直列に接続された第１直列抵抗部材と、
前記第２抵抗部材と電気的に直列に接続された第２直列抵抗部材と、
前記第３抵抗部材と電気的に直列に接続された第３直列抵抗部材と、
をさらに含み、
前記第１抵抗部材及び前記第１直列抵抗部材を含む第１回路は、前記第２抵抗部材及び前記第２直列抵抗部材を含む第２回路と電気的に並列に接続され、
前記第３抵抗部材及び前記第３直列抵抗部材を含む第３回路は、前記第２回路と電気的に並列に接続された、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
検出部をさらに備え、
前記素子部は、
前記第１抵抗部材及び前記第１直列抵抗部材の第１接続点と、
前記第２抵抗部材及び前記第２直列抵抗部材の第２接続点と、
前記第３抵抗部材及び前記第３直列抵抗部材の第３接続点と、
を含み、
前記検出部は、第１動作において、前記第１回路及び前記第２回路に第１検出電圧を印加可能であり、
前記検出部は、第２動作において、前記第２回路及び前記第３回路に第２検出電圧を印加可能であり、
前記検出部は、第１差動回路と、第２差動回路と、を含み、
前記第１差動回路は、前記第１動作において、前記第１接続点から得られる第１信号と、前記第２接続点から得られる第２信号と、の第１差に応じた第１差信号を出力可能であり、
前記第２差動回路は、前記第２動作において、前記第２接続点から得られる前記第２信号と、前記第３接続点から得られる第３信号と、の第２差に応じた第２差信号を出力可能である、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
請求項３に記載のセンサと、
前記第１差信号及び前記第２差信号に対応する信号を送信可能な通信部と、
を備えたセンサシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサ及びセンサシステムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、ガスを検出するセンサがある。センサにおいて、特性の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１８８４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、特性を向上可能なセンサ及びセンサシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、センサは、素子部を含む。前記素子部は、第１領域、第２領域及び第３領域を含む基体と、前記第１領域に固定された第１素子と、前記第２領域に固定された第２素子と、前記第３領域に固定された第３素子と、を含む。前記第１素子は、前記第１領域に固定された第１固定部と、前記第１固定部に支持された第１膜部と、を含む。前記第１膜部は、第１抵抗部材と、第１材料を含む第１層と、を含む。前記第２素子は、前記第２領域に固定された第２固定部と、前記第２固定部に支持された第２膜部と、を含む。前記第２膜部は、第２抵抗部材を含む。前記第３素子は、前記第３領域に固定された第３固定部と、前記第３固定部に支持された第３膜部と、を含む。前記第３膜部は、第３抵抗部材を含む。前記第２膜部及び前記第３膜部は、第１条件及び第２条件の少なくともいずれかを満たす。前記第１条件において、前記第２膜部及び前記第３膜部は、前記第１層を含まない。前記第２条件において、前記第２膜部は第２層を含み、前記第２層の第２材料は前記第１材料とは異なる。前記第２条件において、前記第３膜部は第３層を含み、前記第３層の第３材料は前記第２材料と同じである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図２は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図３は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図４は、第１実施形態に係るセンサにおける動作を例示する模式図である。
図５は、第１実施形態に係るセンサにおける動作を例示する模式図である。
図６は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図７は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図８は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図９は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１０は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的断面図である。
図２及び図３は、第１実施形態に係るセンサを例示する模式的平面図である。
図１は、図２及び図３のＡ１－Ａ２線、Ａ３－Ａ４線、及び、Ａ５－Ａ６線における断面を例示している。
【０００９】
図１に示すように、実施形態に係るセンサ１１０は、素子部１０Ｅを含む。素子部１０Ｅは、基体４０を含む。基体４０は、第１領域４１、第２領域４２及び第３領域４３を含む。素子部１０Ｅは、第１素子１１Ａ、第２素子１２Ａ及び第３素子１３Ａをさらに含む。第１素子１１Ａは、第１領域４１に固定される。第２素子１２Ａは、第２領域４２に固定される。第３素子１３Ａは、第３領域４３に固定される。
【００１０】
第１領域４１、第２領域４２、及び、第３領域４３の少なくとも２つは、互いに離れても良い。第１領域４１、第２領域４２、及び、第３領域４３の少なくとも２つは、互いに連続して良い。これらの領域の間の境界は、明確でも不明確でも良い。基体４０は、例えば、基板で良い。基体４０は、例えば、半導体基板（例えばシリコン基板）などを含んで良い。基体４０は、電気回路を含んで良い。電気回路は、トランジスタなどを含んで良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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