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公開番号2025106588
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025069477,2022556939
出願日2025-04-21,2021-10-08
発明の名称圧力温度センサ
出願人イーグル工業株式会社,株式会社バルコム
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01L 19/04 20060101AFI20250708BHJP(測定;試験)
要約【課題】正確に測定可能なセンサを提供することを目的とする。
【解決手段】センサボディ15と、センサボディ15と共に収容空間Rを画成するダイアフラム21と、収容空間Rに充填されている伝達体Sと、を備え、収容空間Rには、測定体16,17と、スペーサ19と、が配置され、センサボディ15とスペーサ19とに渡って、収容空間Rに伝達体Sを注入するための貫通流路24が形成されているセンサ。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
センサボディと、
前記センサボディと共に収容空間を画成するダイアフラムと、
前記収容空間に充填されている伝達体と、
を備え、
前記収容空間には、測定体と、スペーサと、が配置され、
前記センサボディと前記スペーサとに渡って、前記収容空間に前記伝達体を注入するための貫通流路が形成されているセンサ。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
前記貫通流路は、前記センサボディを軸方向に貫通する貫通孔と、前記スペーサを軸方向に貫通する貫通孔によって形成されている請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記ダイアフラムと、前記測定体と、の間に前記伝達体を緩衝する緩衝部材が配置されており、前記緩衝部材には貫通孔が形成されており、
前記測定体に対して、前記スペーサの貫通孔は、前記緩衝部材の貫通孔よりも外方に配置されている請求項１または２に記載のセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定流体の圧力および温度を測定可能な圧力温度センサに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な分野において、機器の操作、保全等のために圧力や温度が利用されており、これら圧力と温度の両方が用いられることも多く、圧力と温度とを同時に得たいという要求に応えるために圧力温度センサが利用されている。圧力温度センサは、被測定流体の圧力に応じた圧力信号を出力する圧力測定体と、被測定流体の温度に応じた温度信号を出力する温度測定体を備え、圧力信号および温度信号を外部機器に伝達可能となっている。
【０００３】
このような圧力温度センサは、被測定流体内に圧力測定体および温度測定体が配置され被測定流体から化学的、機械的な影響を受け損傷することがある。そのため、圧力測定体および温度測定体を被測定流体に間接的に接触するようにした隔離方式の圧力温度センサが広く使用されている。
【０００４】
隔離方式の圧力温度センサは、例えばセンサボディおよびダイアフラムによって画成された収容空間内に圧力測定体および温度測定体が配置され、収容空間内に伝達体が充填されている。圧力測定体は、ダイアフラムを介して被測定流体の圧力を受けた伝達体の圧力に応じた圧力信号を出力する。温度測定体は、ダイアフラムを介して被測定流体の温度を受けた伝達体の温度に応じた温度信号を出力する。その後、圧力信号および温度信号は、基板に設けられた集積回路等によって圧力測定値や温度測定値に変換される。
【０００５】
このような隔離方式の圧力温度センサの一例である特許文献１に示される圧力温度センサは、シリコーンオイル等の伝達体が充填されている収容空間に、圧力測定体および温度測定体を一体に備えるセンサチップが配置されている。センサチップは、ブリッジ回路を備える半導体ダイアフラム式のものである。センサチップに圧力が印加されると、圧力測定体として機能するブリッジ回路の中間電圧が変化し、この変化に応じた圧力信号をセンサチップは出力する。また、センサチップの温度が変化すると、温度測定体として機能するブリッジ回路の両端電圧が変化し、この変化に応じた温度信号をセンサチップは出力する。
【０００６】
このように特許文献１のような圧力温度センサにあっては、圧力測定体および温度測定体を一体に備えるセンサチップによって圧力および温度を測定可能である。そのため、小型化することが可能である。しかしながら、一体のセンサチップで２種の測定値を測定するため、特許文献１のような圧力温度センサはその構造が限定される。さらには、伝達体の圧力変化は温度測定体に影響を与える。同様に、伝達体の温度変化は圧力測定体に影響を与える。これらにより、特許文献１のような圧力温度センサはそれぞれの測定体で正確な値を測定することができなかった。
【０００７】
そのため、特許文献１のような圧力温度センサは、例えば圧力の測定に及ぼした温度の影響を温度信号に応じて補正を行うことが困難である。このことから、測定された圧力測定値および温度測定値は正確性が乏しかった。ところで、これらの圧力と温度の関係を予めキャリブレーションによって求めておき、正確な圧力測定値や温度測定値を得ることも可能である。しかしながら、センサチップは半導体プロセスを用いて製造されており、生産ロット毎のバラツキが非常に大きい。そのため、センサチップは固体毎に圧力および温度に対するキャリブレーションが必要となることから、非常に手間がかかるという問題もある。
【０００８】
圧力温度センサの他の例である特許文献２に示される圧力温度センサは、圧力測定体および温度測定体が別体となっている。具体的には、圧力測定体は伝達体が充填される収容空間に配置されている。温度測定体はダイアフラムの中央から被測定流体側に突出して配置されている。キャップ状の収納部に配置されたサーミスタが、熱伝導率の高い樹脂が充填されて固定されることで、温度測定体は構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００９－１２１８７１号公報（第６～８頁、第２図）
特開２０１３－２８８５号公報（第６～９頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように特許文献２のような圧力温度センサにあっては、圧力測定体および温度測定体が別体であり、個別に圧力信号または温度信号を出力することができる。そのため、特許文献２のような圧力温度センサは、圧力測定体に及ぼす温度の影響を温度信号に応じて補正することができる。ところで、温度測定体は一部が被測定流体に曝されて配置されている一方、圧力測定体は伝達体中に配置されている。そのため、被測定流体の温度が変化した場合に圧力測定体に伝わる温度変化は温度測定体に伝わる温度変化よりも遅れが生じ、上述した補正を行っても圧力の測定値が正確に得られないことがあった。
（【００１１】以降は省略されています）

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