JP6534548B2 - Sensor module - Google Patents
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Description
本発明は、センサモジュールに関する。 The present invention relates to a sensor module.
静電容量式の圧力センサには、台座部とダイアフラム部とにそれぞれ電極を設け、これらの電極により静電容量のコンデンサが構成されるセンサモジュールを備えたものがある。この圧力センサでは、ダイアフラム部が被測定流体の圧力により変位すると、電極間の静電容量が変化するので、それに応じて換算された圧力値が検出される。
従来例として、基板と、この基板に所定間隔を置いて対向配置された弾性ダイアフラムとを備え、基板に円形の中央電極と環状のリファレンス電極とが互いに離隔して形成され、ダイアフラムのうち基板と対向する面にリファレンス電極より大径の共通電極が円形に形成された静電容量式圧力センサがある(特許文献1)。
Among capacitance type pressure sensors, there are those provided with a sensor module in which electrodes are provided on a pedestal portion and a diaphragm portion, respectively, and a capacitor of capacitance is configured by these electrodes. In this pressure sensor, when the diaphragm portion is displaced by the pressure of the fluid to be measured, the capacitance between the electrodes changes, so that the pressure value converted accordingly is detected.
As a conventional example, a substrate and an elastic diaphragm opposed to the substrate at a predetermined interval are provided, and a circular central electrode and an annular reference electrode are formed on the substrate so as to be separated from each other. There is a capacitance type pressure sensor in which a common electrode having a diameter larger than that of a reference electrode is formed in a circular shape on the opposite surface (Patent Document 1).
他の従来例として、ダイアフラムと基板とが互いに離れて配置され、これらの互いに対向する面にそれぞれ測定用電極と参照用電極とが形成された静電容量式圧力センサがある(特許文献2)。
他の従来例として、センサダイアフラムとセンサ台座とが互いに離れて配置され、これらの互いに対向する面にそれぞれ複数の固定電極と複数の可動電極とを分けて形成された静電容量式圧力センサがある(特許文献3)。
As another conventional example, there is a capacitive pressure sensor in which a diaphragm and a substrate are disposed apart from each other, and a measurement electrode and a reference electrode are formed on the surfaces facing each other (Patent Document 2). .
As another conventional example, a capacitive pressure sensor in which a sensor diaphragm and a sensor pedestal are disposed apart from each other and a plurality of fixed electrodes and a plurality of movable electrodes are formed separately on their mutually opposing surfaces is (Patent Document 3).
特許文献1と近似した例について、図10から図12に基づいて説明する。
図10にはセンサモジュール100の断面が示されている。
図10において、センサモジュール100は、台座部101と、ダイアフラム部102とが円筒状の接合ガラス103を介して互いに接合された構造を有する。台座部101には台座側電極部104が設けられている。台座側電極部104は、台座部101の中央部に設けられた中央電極104Mと、中央電極104Mの外周側に設けられたリファレンス電極104Rと、リファレンス電極104Rの外周に設けられたシールド電極104Sとを有する。
ダイアフラム部102にはダイアフラム側電極部105が設けられている。ダイアフラム側電極部105は、台座側電極部104に対向する共通電極105Cと、共通電極105Cとはシールドコート106を介して反対側に設けられたシールド電極105Sとを有する。
An example that is similar to Patent Document 1 will be described based on FIGS. 10 to 12.
A cross section of the
In FIG. 10, the
The
台座部101の平面が図11に示されている。図11に示される通り、中央電極104Mは円形であり、リファレンス電極104R及びシールド電極104Sは、それぞれ中央電極104Mの円中心を同心円とした環状である。
ダイアフラム部102の平面が図12に示されている。図12に示される通り、共通電極105Cは円形であり、その外周縁は、平面視で、リファレンス電極104Rの外周縁より大きい(図10参照)。なお、図11で示される中央電極104Mと図12で示される共通電極105Cとは、ともにハッチングで示されているが、これは断面を示すものではなく、これらの電極の構成をわかりやすくするためのものである。
このような構成のセンサモジュール100では、圧力を受けたダイアフラム部102が撓み、台座部101に設けられた中央電極104M及びリファレンス電極104Rと、ダイアフラム部102に設けられた共通電極105Cとの隙間が変化し、これを静電容量の変化として検出される。
The plane of
The plane of the
In the
中央電極104Mと共通電極105Cとの間の静電容量をCmとし、リファレンス電極104Rと共通電極105Cとの間の静電容量をCrとしたとき、センサモジュール全体の圧力換算値Kは、次の演算式を基に算出される。
K1=Cm−Cr (1)
K2=Cm/Cr (2)
K3=(Cm−Cr)/(Cm+Cr) (3)
Assuming that the capacitance between the
K1 = Cm-Cr (1)
K2 = Cm / Cr (2)
K3 = (Cm-Cr) / (Cm + Cr) (3)
特許文献1の従来例では、静電容量検出能力の制約により、中央電極とリファレンス電極とはある程度の大きさを確保しなければならない。センサを小型化するには、これらの電極が近接したものとなる。その上、共通電極がダイアフラムの平面いっぱいに形成されているため、特許文献1では、静電容量を検出する際において、中央電極と共通電極との間に発生する静電容量と、リファレンス電極と共通電極との間に発生する静電容量とで干渉する箇所が存在する。 In the prior art of Patent Document 1, the center electrode and the reference electrode must have a certain size because of the restriction of the capacitance detection capability. In order to miniaturize the sensor, these electrodes are in close proximity. Moreover, since the common electrode is formed on the entire surface of the diaphragm, in Patent Document 1, when detecting the capacitance, the capacitance generated between the center electrode and the common electrode, and the reference electrode There is a point of interference with the capacitance generated between the common electrode and the common electrode.
即ち、図10から図12で示された例において、共通電極105Cは、同一面上でベタ面に形成されており、かつ、互いに近接された中央電極104Mとリファレンス電極104Rとの間でそれぞれ静電容量を形成するものとなっている。そのため、静電容量を検出する際に、中央電極104Mとリファレンス電極104Rとで干渉箇所Aが生じることになる。
この干渉箇所Aは、周辺環境の変化(温度、湿度及びノイズの外乱等)や、コンデンサの端効果によって、電極を構成する共通電極105Cの範囲比率が変わるため、見かけ上の電極面積も変化し、検出誤差につながる。
That is, in the example shown in FIG. 10 to FIG. 12, the
In this interference point A, the range ratio of the
さらに、ダイアフラム部102と台座部101の各電極位置のわずかなずれや、接合ガラス103の傾き、ダイアフラム部102の撓み方の差異により、互いに対向する電極の見かけ上の面積が変化するので、個々のセンサモジュールの特性のばらつきを生むことになる。
そして、中央電極104Mによる静電容量とのバランスをとるため、リファレンス電極104Rの面積を大きく設定する必要から、加圧によるダイアフラム部102の撓みが直接、静電容量の変化として影響を受ける範囲にまでパターンが及んでいるため、リファレンス電極104Rで形成される静電容量の変化量が大きく、せっかく得られた中央電極104Mの静電容量変化による出力は、(1)〜(3)式の通り減ずる方向に作用するため、出力のスパンが低下する。
Furthermore, the apparent area of the electrodes facing each other changes due to slight displacement between the electrode positions of the
Then, in order to balance the capacitance with the
特許文献2,3の従来例では、ダイアフラムに設けられた電極と、基板に設けられた電極とがそれぞれ複数個から構成されているが、これらの電極を複数個設けていることの理由や、これらの電極の形状に関する記載はない。少なくとも、ダイアフラムに設けられた電極と、基板に設けられた電極との関係で、干渉箇所が生じるという特許文献1の課題を示唆する記載が特許文献2,3には見あたらない。 In the prior art examples of Patent Documents 2 and 3, the electrodes provided on the diaphragm and the electrodes provided on the substrate are each constituted by a plurality, but the reason for providing a plurality of these electrodes, and There is no description about the shape of these electrodes. Patent Documents 2 and 3 can not find a description suggesting the problem of Patent Document 1 that interference places are generated due to at least the relationship between the electrode provided on the diaphragm and the electrode provided on the substrate.
本発明の目的は、検出誤差を抑えることができるセンサモジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a sensor module capable of suppressing detection errors.
本発明のセンサモジュールは、台座部と、前記台座部に設けられたダイアフラム部と、前記台座部に設けられた台座側電極部と、前記台座側電極部に対向して前記ダイアフラム部に設けられたダイアフラム側電極部と、を備え、前記台座側電極部は、中央部に配置された中央電極と、前記中央電極の外周縁から離れて配置された環状のリファレンス電極とを有し、前記ダイアフラム側電極部は、共通電極を有し、前記共通電極は、前記中央電極に対向する第一電極と、前記第一電極の外周縁から離れて配置され前記リファレンス電極に対向する環状の第二電極とを有し、前記第一電極と前記第二電極との間に線状の導電部が接続され、前記導電部は、前記第一電極を挟んで2箇所が直線状となるように配置され、前記第二電極の外周縁の一部には電極取出部が接続され、前記電極取出部は、前記導電部の長手方向に沿って形成されていることを特徴とする。 The sensor module according to the present invention includes a pedestal, a diaphragm disposed on the pedestal, a pedestal-side electrode disposed on the pedestal, and the diaphragm disposed to face the pedestal-side electrode. and the diaphragm-side electrode portion, wherein the base-side electrode portion includes a central electrode disposed in a central portion, and a reference electrode of annular disposed away from the outer peripheral edge of the central electrode, before Symbol The diaphragm-side electrode portion has a common electrode, and the common electrode is a first electrode facing the central electrode, and an annular second member disposed apart from the outer peripheral edge of the first electrode and facing the reference electrode. possess the electrode, wherein the linear conductive portion between the first electrode and the second electrode is connected to the conductive portion, positioned such two positions across the first electrode becomes linear Part of the outer peripheral edge of the second electrode The electrode lead-out portion is connected to the electrode lead-out portion is characterized by being formed along the longitudinal direction of the conductive portion.
本発明では、中央電極と第一電極とが対向し、リファレンス電極と第二電極とが対向し、第一電極と第二電極との間には電極が設けられていない隙間があるので、中央電極と第一電極との間に発生する静電容量と、リファレンス電極と第二電極との間に発生する静電容量との干渉を小さくでき、そのため、センサモジュールの検出誤差を抑えることができる。
しかも、第一電極と第二電極とを電気的に連続させることで、共通電極としての十分な効果を得ることができる。導電部が線状なので、中央電極と第一電極との間に発生する静電容量と、リファレンス電極と第二電極との間に発生する静電容量とで干渉するとしても、その量はきわめて少ない。
ここで、導電部が1つであると、それが切断された場合に第一電極と第二電極とを電気的に接続させることができないが、2本あると、仮に、1本が切断されることがあっても、第一電極と第二電極とは残った導電部で電気的に接続されているので、共通電極としての十分な効果を得ることができる。
In the present invention, the central electrode and the first electrode face each other, the reference electrode and the second electrode face each other, and there is a gap between the first electrode and the second electrode where no electrode is provided. The interference between the electrostatic capacitance generated between the electrode and the first electrode and the electrostatic capacitance generated between the reference electrode and the second electrode can be reduced, so that the detection error of the sensor module can be suppressed. .
Moreover, by electrically connecting the first electrode and the second electrode, a sufficient effect as a common electrode can be obtained. Since the conductive part is linear, even if the capacitance generated between the center electrode and the first electrode interferes with the capacitance generated between the reference electrode and the second electrode, the amount is extremely high. Few.
Here, if the number of conductive parts is one, the first electrode and the second electrode can not be electrically connected if they are cut, but if there are two, one is temporarily cut. However, since the first electrode and the second electrode are electrically connected by the remaining conductive portion, a sufficient effect as a common electrode can be obtained.
本発明では、前記第一電極と前記第二電極との間の寸法は、前記台座部の前記台座側電極部が形成される面と前記ダイアフラム部の前記ダイアフラム側電極が形成される面との間の寸法の10倍以上であることが好ましい。
第一電極と第二電極との間の寸法が台座部の面とダイアフラム部の面との間の寸法の10倍未満であると、第一電極と第二電極とを離した効果が十分ではなく、中央電極と第一電極との間、並びに、リファレンス電極と第二電極との間にそれぞれ発生する静電容量同士の干渉の度合いが大きくなり、検出において、不都合が生じる。
In the present invention, the dimension between the first electrode and the second electrode is the surface of the pedestal portion on which the pedestal side electrode portion is formed and the surface on which the diaphragm side electrode of the diaphragm portion is to be formed. 10 times or more of the dimension between them.
If the dimension between the first electrode and the second electrode is less than 10 times the dimension between the surface of the pedestal portion and the surface of the diaphragm portion, the effect of separating the first electrode and the second electrode is sufficient. Instead, the degree of interference between the capacitances generated between the center electrode and the first electrode and between the reference electrode and the second electrode increases, which causes a disadvantage in detection.
本発明では、前記第二電極は前記リファレンス電極より径方向寸法が大きいことが好ましい。
この構成では、第二電極がリファレンス電極に対して正しく対面する位置からずれてダイアフラム部が取り付けられたとしても、中央電極と第一電極との間に発生する静電容量と、リファレンス電極と第二電極との間に発生する静電容量とで干渉することが少ない。
In the present invention, preferably, the second electrode has a radial dimension larger than that of the reference electrode.
In this configuration, even if the second electrode is offset from the position where it correctly faces the reference electrode and the diaphragm portion is attached, the capacitance generated between the center electrode and the first electrode, the reference electrode, and the first electrode There is less interference with the capacitance generated between the two electrodes.
本発明では、前記台座側電極部と前記ダイアフラム側電極部との一方にはシールド電極が設けられていることが好ましい。
この構成では、シールド効果から、静電容量の干渉をより少ないものにできる。また、内周側のシールド電極によるシールド効果により、高湿度による中央電極とリファレンス電極との間の干渉による検出誤差を抑えることが望める。
In the present invention, it is preferable that the sheet Rudo electrodes are provided on one and the pedestal side electrode portion and the diaphragm-side electrode portion.
In this configuration, the shielding effect can reduce electrostatic capacitance interference. In addition, it is possible to suppress a detection error due to interference between the center electrode and the reference electrode due to high humidity by the shield effect by the shield electrode on the inner peripheral side.
本発明では、前記中央電極、前記リファレンス電極及び前記シールド電極は、前記台座部に形成され、前記共通電極は、前記ダイアフラム部の前記台座部に対向する面に設けられた絶縁性部材に形成され、前記絶縁性部材の前記共通電極が形成された面とは反対側の面には前記シールド電極とは別のシールド電極が設けられていることが好ましい。
この構成では、シールド効果から、静電容量の干渉をより少ないものにできるとともに、接液が水等の導電性物質で満たされたとしても、その影響を少なくすることができ、検出誤差を抑えることが望める。また、前述のように、リファレンス電極を挟んで内周側と外周側とにシールド電極が設けられた場合に、これらの電極の相互作用により、放射性及び伝導性の電磁波ノイズによる誤動作及び検出誤差を抑えることが望める。
In the present invention, the central electrode, the reference electrode, and the shield electrode are formed on the pedestal portion, and the common electrode is formed on an insulating member provided on a surface of the diaphragm portion facing the pedestal portion. Preferably, a shield electrode other than the shield electrode is provided on the surface of the insulating member opposite to the surface on which the common electrode is formed.
In this configuration, the shielding effect can reduce electrostatic capacitance interference, and even if the liquid contact is filled with a conductive substance such as water, the influence can be reduced and detection error is suppressed. I can hope. Also, as described above, when shield electrodes are provided on the inner and outer circumferential sides sandwiching the reference electrode, the interaction between these electrodes causes a malfunction and detection error due to radiation and conductive electromagnetic noise. I can expect to suppress it.
[第1実施形態]
図1から図5に基づいて本発明の第1実施形態を説明する。
図1には、センサモジュール10の全体構成が示されている。
図1において、センサモジュール10は、圧力センサ(図示せず)の内部に配置される圧力変換素子であり、被測定流体の圧力を検出するために、被測定流体の圧力を電気的な出力信号に変換するものである。
センサモジュール10は、台座部11と、台座部11に対向配置されるダイアフラム部12と、台座部11とダイアフラム部12との間に配置される円筒状の接合ガラス13とを備えて構成されている。接合ガラス13の厚さ寸法はLである。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 5.
The overall configuration of the
In FIG. 1, a
The
台座部11は、セラミック製の肉厚円盤状とされており、その外径寸法は、例えば、30mmである。台座部11のダイアフラム部側に対向する面には、台座側電極部14が設けられている。台座側電極部14は、Ag−Pdペーストを台座部11の平面に印刷塗布した後、焼成して形成される。
台座側電極部14は、中央部に設けられた中央電極14Mと、中央電極14Mより外周側であって接合ガラス13より内周側に設けられた環状のリファレンス電極14Rとを有する。中央電極14Mは移動電極であり、リファレンス電極14Rは固定電極である。
中央電極14Mとリファレンス電極14Rとはガラスコート14Gで覆われており、ガラスコート14Gの外周縁部は接合ガラス13に接合されている。
The
The pedestal-
The
ダイアフラム部12は、セラミック製の薄肉円盤状とされており、その外径寸法は台座部11の外径寸法と等しい。ダイアフラム部12の台座部側に対向する面には共通電極15Cが設けられている。共通電極15Cは、金属有機ペースト(例えば、Auレジネート)をダイアフラム部12の平面に印刷塗布した後、焼成して形成される。
共通電極15Cは、中央電極14Mに対向する第一電極15C1と、第一電極15C1の外周縁から離れて配置されリファレンス電極14Rに対向する環状の第二電極15C2とを有する。
本実施形態では、ダイアフラム部12が被測定流体による圧力で撓むことで、中央電極14Mと第一電極15C1との間の静電容量と、リファレンス電極14Rと第二電極15C2との間の静電容量との変化から、被測定流体の圧力が検出される。
The
The common electrode 15C has a first electrode 15C1 facing the
In the present embodiment, when the
なお、図1において、台座部11とダイアフラム部12との断面を示すハッチングは省略されている。さらに、台座側電極部14及び共通電極15Cは、厚く図示されているが、これは、台座側電極部14や共通電極15Cの設置位置をわかりやすくするためのものであり、実際の厚さは台座部11の外径寸法に対してきわめて小さい。例えば、台座側電極部14の焼成後の厚さは、例えば、5μm程度であり、共通電極15Cの焼成後の厚さは0.5μm程度である。また、台座部11の台座側電極部14が形成される面11Bとダイアフラム部12の共通電極15Cが形成される面12Bとの間の寸法Lは、10μm程度である。
In FIG. 1, hatching indicating a cross section of the
図2には台座部11のダイアフラム部12と対向する平面が示されている。
図2において、中央電極14Mは、台座部11の中心部に円中心が一致した円である。中央電極14Mの直径MDは、例えば、7mmである。
リファレンス電極14Rは、中央電極14Mと同心円上に配置される。リファレンス電極14Rは、その内周径RD1が例えば、18mmであり、その外周径RD2が例えば、19mmとなる環状に形成されている。リファレンス電極14Rの内周と中央電極14Mの外周との間の領域には、電極が形成されておらず、台座部11の平面には直接ガラスコート14Gが形成される(図1参照)。
In FIG. 2, a plane facing the
In FIG. 2, the
The
台座部11には、必要に応じてスルーホールを形成しあるいは大気導入するための6個の孔部11A1〜11A6が形成されている。これらの孔部11A1〜11A6は台座部11を貫通して形成されている。
孔部11A1は中央電極14Mの領域に形成されている。なお、孔部11A1は、台座部11の反対側に配置される図示しない回路との関係で、中央電極14Mの円中心から離れて形成されている。
孔部11A2はリファレンス電極14Rの内周と中央電極14Mの外周との間の領域に形成されている。
孔部11A3はリファレンス電極14Rの外周縁にかかるように形成されている。リファレンス電極14Rは、孔部11A3の中心と同心上に形成された拡大部14R1を有する。
孔部11A4は、孔部11A3の中央電極14Mを挟んで反対側となる方向において、リファレンス電極14Rの外周から径方向に離れて形成されている。
孔部11A5,11A6は、それぞれ接合ガラス13が設けられる領域に形成されている。
The
The hole 11A1 is formed in the region of the
The hole 11A2 is formed in a region between the inner periphery of the
The hole 11A3 is formed to cover the outer peripheral edge of the
The hole 11A4 is formed radially away from the outer periphery of the
The holes 11A5 and 11A6 are formed in the region where the
リファレンス電極14Rと孔部11A3,11A4との位置関係が図3に示されている。
図3(A)において、孔部11A3が形成された拡大部14R1は、その内周縁の一部がリファレンス電極14Rの内周縁から台座部11の中心に向けて突出しており、その外周縁の一部がリファレンス電極14Rの外周縁から台座部11の外径に向けて突出している。拡大部14R1の突出した部分を避けるように、接合ガラス13が形成される領域が円弧状に切りかかれている。
図3(B)において、孔部11A4は、リファレンス電極14Rの外周縁から離れて形成されている。接合ガラス13が形成される領域は、孔部11A4を避けるように円弧状に切りかかれている。
The positional relationship between the
In FIG. 3A, a part of the inner peripheral edge of the enlarged portion 14R1 in which the hole 11A3 is formed protrudes from the inner peripheral edge of the
In FIG. 3B, the hole 11A4 is formed apart from the outer peripheral edge of the
図4には、ダイアフラム部12の台座部11と対向する平面が示されている。
図4において、第一電極15C1は、ダイアフラム部12の中心部に円中心が一致した円である。第一電極15C1の直径寸法は、中央電極14Mの直径MDと同じ7mmである。
第二電極15C2は、第一電極15C1と同心円上に配置される。第二電極15C2は、その内周径CD1がリファレンス電極14Rの内周径より小さい値(例えば、17mm)であり、その外周径CD2がリファレンス電極の外周径RD2と同じ値(例えば、19mm)である。つまり、第二電極15C2は、リファレンス電極14Rと同様に環状に形成されているが、径方向寸法(幅寸法)は、リファレンス電極14Rの径方向寸法より大きく設定されている。なお、本実施形態では、第二電極15C2の径方向寸法がリファレンス電極14Rの径方向寸法より大きく設定されているものであれば、前述の構成に限定されるものではなく、例えば、第二電極15C2の外周径CD2がリファレンス電極の外周径RD2より大きな値とするものでもよい。
In FIG. 4, a plane facing the
In FIG. 4, the
The second electrode 15C2 is disposed concentrically with the first electrode 15C1. The second electrode 15C2 has a value (e.g., 17 mm) smaller than the inner diameter of the
第一電極15C1の外周と第二電極15C2の内周との間の寸法CDは、台座部11の台座側電極部14が形成される面11Bとダイアフラム部12の共通電極15Cが形成される面12Bとの間の寸法Lの10倍以上である。例えば、CD=(17mm−7mm)/2=5mmとし、L=10μmとすると、500倍である。寸法CDに対する寸法Lの比が10倍未満であると、第一電極15C1と第二電極15C2とを離した効果が十分ではなく、中央電極14Mと第一電極15C1との間、並びに、リファレンス電極14Rと第二電極15C2との間にそれぞれ発生する静電容量同士の干渉の度合いが大きくなる。
第一電極15C1と第二電極15C2とには、線状の導電部15Dが接続されている。導電部15Dは、第一電極15C1を挟んで2箇所が直線状となるように配置されている。導電部15Dの長手方向に沿った寸法は、第一電極15C1の外周と第二電極15C2の内周との間の寸法CDであり、長手方向と直交する寸法(幅寸法)は、0.3mm程度である。
The dimension CD between the outer periphery of the first electrode 15C1 and the inner periphery of the second electrode 15C2 is the surface on which the pedestal
A linear
第二電極15C2の外周縁の一部には、電極取出部15Eが接続されている。電極取出部15Eは、導電部15Dの長手方向に沿って形成されており、第二電極15C2に接続される直線状の基部15E1と、基部15E1に接続される先端部15E2とを有する。基部15E1の長手方向と直交する寸法(幅寸法)は、導電部15Dの幅寸法より大きい値、例えば、1mmである。先端部15E2は、平面矩形状とされ、その幅寸法は基部15E1の幅寸法より大きい。
本実施形態では、共通電極15C、導電部15D、電極取出部15Eを備えてダイアフラム側電極部15が構成されている。
導電部15Dと電極取出部15Eは、共通電極15Cと同じ材料で、共通電極15Cと同じ手順で形成される。導電部15Dと電極取出部15Eの厚さ寸法は、共通電極15Cの厚さ寸法と同じである。
An electrode lead-out
In the present embodiment, the diaphragm-
The
図5(A)には、電極取出部15Eの拡大図が示されている。図5(A)において、電極取出部15Eの基部15E1と第二電極15C2との接続部分は湾曲部Rとされている。同様に、基部15E1と先端部15E2との接続部分には、湾曲部Rが形成されている。
図5(B)には、導電部15Dの拡大図が示されている。図5(B)において、導電部15Dの第一電極15C1と第二電極15C2との接続部分には、それぞれ湾曲部Rが形成されている。
The enlarged view of the
FIG. 5B shows an enlarged view of the
第1実施形態では、次の効果を奏することができる。
(1)台座側電極部14は、中央電極14Mと、中央電極14Mの外周縁から離れて配置された環状のリファレンス電極14Rとを有し、ダイアフラム側電極部15は、共通電極15Cを有し、共通電極15Cは、中央電極14Mに対向する第一電極15C1と、第一電極15C1の外周縁から離れて配置されリファレンス電極14Rに対向する環状の第二電極15C2とを有する。中央電極14Mと第一電極15C1とが対向し、リファレンス電極14Rと第二電極15C2とが対向するので、第一電極15C1と第二電極15C2との間に電極が形成されない隙間がある。そのため、中央電極14Mと第一電極15C1との間に発生する静電容量と、リファレンス電極14Rと第二電極15C2との間に発生する静電容量との干渉を小さくできるので、センサモジュールの検出誤差を抑えることができる。
In the first embodiment, the following effects can be achieved.
(1) The pedestal
(2)第一電極15C1と第二電極15C2との間の寸法CDは、台座部11の台座側電極部14が形成される面11Bと、ダイアフラム部12のダイアフラム側電極部15が形成される面12Bとの間の寸法Lの10倍以上であるため、第一電極15C1と第二電極15C2とを離した効果が十分となり、中央電極14Mと第一電極15C1との間に発生する静電容量と、リファレンス電極14Rと第二電極15C2との間に発生する静電容量との干渉を抑えることができる。
(2) The dimension CD between the first electrode 15C1 and the second electrode 15C2 is such that the
(3)第二電極15C2はリファレンス電極14Rより径方向寸法が大きいから、第二電極15C2がリファレンス電極14Rに対して正しく対面する位置からずれて取り付けられたとしても、中央電極14Mと第一電極15C1との間に発生する静電容量と、リファレンス電極14Rと第二電極15C2との間に発生する静電容量との干渉を抑えることができる。
(3) Since the second electrode 15C2 is larger in radial dimension than the
(4)第一電極15C1と第二電極15C2とに線状の導電部15Dが接続されているので、共通電極15Cとしての十分な効果を得ることができる。導電部15Dが線状なので、この点からも、中央電極14Mと第一電極15C1との間に発生する静電容量と、リファレンス電極14Rと第二電極15C2との間に発生する静電容量との干渉を抑えることができる。
(4) Since the linear
(5)導電部15Dを直線状としたので、導電部15Dを曲線とした場合に比べて、第一電極15C1と第二電極15C2との間に設けられる導電部15Dの面積を小さくすることができ、静電容量の干渉をより効果的に抑えることができる。
(5) Since the
(6)導電部15Dの幅寸法は、第二電極15C2の幅寸法より小さくし必要最低限の幅寸法としたので、この点からも、導電部15Dの面積を小さくすることができ、静電容量の干渉をより効果的に抑えることができる。
(6) The width dimension of the
(7)導電部15Dは第一電極15C1を挟んで2箇所が直線状に配置されているので、仮に、2箇所のうち1箇所の導電部15Dが切断されることがあっても、残り1箇所の導電部15Dが第一電極15C1と第二電極15C2とを接続した状態となるため、共通電極15Cとしての効果を十分なものにできる。
(7) The
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態を図6から図8に基づいて説明する。
第2実施形態は、シールド電極を台座部11に設けた点が第1実施形態と異なるもので、他の構成は第1実施形態と同じである。第2実施形態の説明において、第1実施形態と同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
図6は、第2実施形態のセンサモジュール20の全体構成を示すもので、図1に相当する図である。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described based on FIG. 6 to FIG.
The second embodiment differs from the first embodiment in that a shield electrode is provided on the
FIG. 6 shows the entire configuration of the
図6において、センサモジュール20は、台座部11、ダイアフラム部12及び接合ガラス13を備えて構成されている。台座部11のダイアフラム部側に対向する面には、台座側電極部24が設けられている。台座側電極部24は、Ag−Pdペーストを台座部11の平面に印刷塗布した後、焼成して形成される。
台座側電極部24は、中央電極14M及びリファレンス電極14Rの他に、シールド電極24Sを備えている。
In FIG. 6, the
The pedestal
図7には台座部11のダイアフラム部12と対向する平面が示されている。
図7において、シールド電極24Sは、中央電極14Mとリファレンス電極14Rとの間に設けられた環状の小径シールド電極24SAと、リファレンス電極14Rの外周側に設けられた環状の大径シールド電極24SBとを備える。
小径シールド電極24SAは、中央電極14Mと同心円上に配置されており、その内周径SA1が例えば7.5mmであり、その外周径SA2が例えば17mmである。
大径シールド電極24SBは、中央電極14Mと同心円上に配置されており、その内周径SB1が例えば20mmであり、その外周径SB2が例えば27mmである。
中央電極14Mと小径シールド電極24SAとの間の領域、小径シールド電極24SAとリファレンス電極14Rとの間の領域、リファレンス電極14Rと大径シールド電極24SBとの間の領域は、それぞれ電極が形成されておらず、台座部11の平面には直接ガラスコート14Gが形成される(図6参照)。
A plane facing the
In FIG. 7, the
The small diameter shield electrode 24SA is disposed concentrically with the
The large diameter shield electrode 24SB is disposed concentrically with the
Electrodes are formed in the region between the
リファレンス電極14Rと孔部11A3,11A4との位置関係が図8に示されている。
図8(A)において、孔部11A3が形成された拡大部14R1は、その内周縁の一部がリファレンス電極14Rの内周縁から台座部11の中心に向けて突出しており、その外周縁の一部がリファレンス電極14Rの外周縁から台座部11の外径に向けて突出している。拡大部14R1の突出した部分を避けるように、小径シールド電極24SAと大径シールド電極24SBとが円弧状に切りかかれている。
図8(B)において、孔部11A4は、リファレンス電極14Rの外周縁から離れて形成されている。大径シールド電極24SBは、孔部11A4を避けるように円弧状に切りかかれている。
The positional relationship between the
In FIG. 8A, a part of the inner peripheral edge of the enlarged portion 14R1 in which the hole 11A3 is formed protrudes from the inner peripheral edge of the
In FIG. 8B, the hole 11A4 is formed apart from the outer peripheral edge of the
第2実施形態では、第1実施形態の(1)から(7)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(8)リファレンス電極14Rを挟んで内周側と外周側とにそれぞれシールド電極24SA,24SBが設けられているから、シールド効果から、静電容量の干渉をより少ないものにできる。
(9)高湿度な空気が中央電極14Mとリファレンス電極14Rとの間に介在しても、リファレンス電極14Rの内周側の小径シールド電極24SAによるシールド効果で遮断されるので、その影響を小さくすることができ、検出誤差を抑えることが望める。
In the second embodiment, in addition to the same effects as (1) to (7) in the first embodiment, the following effects can be obtained.
(8) Since the shield electrodes 24SA and 24SB are respectively provided on the inner peripheral side and the outer peripheral side sandwiching the
(9) Even if high-humidity air intervenes between the
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を図9に基づいて説明する。
第3実施形態は、シールド電極を台座部だけでなくダイアフラム部にも設けた点が第2実施形態と異なるもので、他の構成は第1実施形態及び第2実施形態と同じである。第3実施形態の説明において、第1実施形態及び第2実施形態と同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
図9は、第3実施形態のセンサモジュール30の全体構成を示すもので、図1に相当する図である。
図9において、センサモジュール30は、台座部11、ダイアフラム部12及び接合ガラス13を備えて構成されている。台座部11のダイアフラム部側に対向する面には、台座側電極部24が設けられている。
Third Embodiment
A third embodiment of the present invention will be described based on FIG.
The third embodiment is different from the second embodiment in that the shield electrode is provided not only to the pedestal portion but also to the diaphragm portion, and the other configuration is the same as the first embodiment and the second embodiment. In the description of the third embodiment, the same components as those in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be omitted or simplified.
FIG. 9 shows the entire configuration of the
In FIG. 9, the
ダイアフラム部12の台座部側に対向する面にはシールド電極35Sが設けられている。シールド電極35Sは、接合ガラス13の内周径と同じ寸法の外径を有する円形に形成されている。
ダイアフラム部12の台座部側の面には、シールド電極35Sの平面を含めた全面に絶縁性部材31が設けられている。絶縁性部材31は、ガラスから形成されている。
絶縁性部材31の平面であって台座部11に対向した面には、共通電極15C、導電部15D及び電極取出部15Eが設けられている。なお、図9では、導電部15D及び電極取出部15Eの図示が省略されている。共通電極15C、導電部15D及び電極取出部15Eの平面形状は、図4で示されるものと同じである。なお、本実施形態では、シールド電極35S、共通電極15C、導電部15D及び電極取出部15Eを備えてダイアフラム側電極部35が構成されている。シールド電極35Sは、共通電極15C、導電部15D及び電極取出部15Eと同様に形成される。
A shield electrode 35S is provided on the surface of the
An insulating
A common electrode 15C, a
第3実施形態では、第2実施形態の(1)から(9)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(10)共通電極15C、導電部15D及び電極取出部15Eは、ダイアフラム部12の台座部11に対向する面に設けられた絶縁性部材31に形成され、絶縁性部材31の共通電極15C、導電部15D及び電極取出部15Eが形成された面とは反対側の面にはシールド電極35Sが設けられているから、シールド効果から、静電容量の干渉をより少ないものにできるとともに、ダイアフラム部12の接液側が水等の導電物質で満たされたとしても、その影響を小さくすることができ、検出誤差を抑えることが望める。
(11)リファレンス電極14Rを挟んで内周側と外周側とに設けられた小径シールド電極24SA及び大径シールド電極24SBと、シールド電極35Sとにより、中央電極14M、リファレンス電極14R及びダイアフラム側電極部15からなる検出部をシールド電位で包み込む構造となるので、放射性及び伝導性の電磁波ノイズによる誤動作及び検出誤差を抑えることが望める。
In the third embodiment, in addition to the same effects as (1) to (9) in the second embodiment, the following effects can be obtained.
(10) The common electrode 15C, the
(11) The
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、台座側電極部14は、中央電極14M及びリファレンス電極14Rを有し、ダイアフラム側電極部15は、共通電極15Cを有する構成としたが、この逆、つまり、台座側電極部14は、共通電極15Cを有し、ダイアフラム側電極部15は中央電極14M及びリファレンス電極14Rを有する構成としてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like as long as the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
For example, in each of the above embodiments, the pedestal
また、導電部15Dは直線状でなくてもよく、曲線であってもよい。さらに、導電部15Dは必ずしも設けることを要しない。仮に、設ける場合であっても、導電部15Dを2箇所設けるものに限定されるものではなく、1箇所のみ、あるいは、3箇所以上であってもよい。
The
10,20,30…センサモジュール、11…台座部、12…ダイアフラム部、14,24…台座側電極部、14M…中央電極、14R…リファレンス電極、15,35…ダイアフラム側電極部、15C…共通電極、15C1…第一電極、15C2…第二電極、15D…導電部、24S,35S…シールド電極、31…絶縁性部材
10, 20, 30 ... sensor module, 11 ... pedestal part, 12 ... diaphragm part, 14, 24 ... pedestal side electrode part, 14M ... central electrode, 14R ... reference electrode, 15, 35 ... diaphragm side electrode part, 15C ... common Electrode 15C1 First electrode
Claims (5)
前記台座側電極部は、中央部に配置された中央電極と、前記中央電極の外周縁から離れて配置された環状のリファレンス電極とを有し、
前記ダイアフラム側電極部は、共通電極を有し、
前記共通電極は、前記中央電極に対向する第一電極と、前記第一電極の外周縁から離れて配置され前記リファレンス電極に対向する環状の第二電極とを有し、
前記第一電極と前記第二電極との間に線状の導電部が接続され、
前記導電部は、前記第一電極を挟んで2箇所が直線状となるように配置され、前記第二電極の外周縁の一部には電極取出部が接続され、前記電極取出部は、前記導電部の長手方向に沿って形成されている
ことを特徴とするセンサモジュール。 A pedestal portion, a diaphragm portion provided on the pedestal portion, a pedestal side electrode portion provided on the pedestal portion, and a diaphragm side electrode portion disposed on the diaphragm portion facing the pedestal side electrode portion; Equipped with
The pedestal-side electrode portion has a central electrode disposed at a central portion, and an annular reference electrode disposed away from the outer peripheral edge of the central electrode,
Before SL diaphragm-side electrode portion includes a common electrode,
The common electrode may possess a first electrode facing the center electrode, a second electrode of the annular positioned away from the outer peripheral edge of the first electrode facing the reference electrode,
A linear conductive portion is connected between the first electrode and the second electrode,
The conductive portion is disposed so that two places are linear with respect to the first electrode, an electrode extraction portion is connected to a part of an outer peripheral edge of the second electrode, and the electrode extraction portion is A sensor module characterized in that it is formed along the longitudinal direction of the conductive portion .
前記第一電極と前記第二電極との間の寸法は、前記台座部の前記台座側電極部が形成される面と前記ダイアフラム部の前記ダイアフラム側電極部が形成される面との間の寸法の10倍以上である
ことを特徴とするセンサモジュール。 In the sensor module according to claim 1,
The dimension between the first electrode and the second electrode is the dimension between the surface on which the pedestal side electrode portion of the pedestal portion is formed and the surface on which the diaphragm side electrode portion of the diaphragm portion is formed. A sensor module characterized in that it is 10 times or more.
前記第二電極は前記リファレンス電極より径方向寸法が大きい
ことを特徴とするセンサモジュール。 In the sensor module according to claim 1 or 2,
The sensor module, wherein the second electrode has a radial dimension larger than that of the reference electrode.
前記台座側電極部と前記ダイアフラム側電極部との一方にはシールド電極が設けられている
ことを特徴とするセンサモジュール。 The sensor module according to any one of claims 1 to 3 .
A shield electrode is provided on one of the pedestal side electrode portion and the diaphragm side electrode portion.
前記中央電極、前記リファレンス電極及び前記シールド電極は、前記台座部に形成され、
前記共通電極は、前記ダイアフラム部の前記台座部に対向する面に設けられた絶縁性部材に形成され、前記絶縁性部材の前記共通電極が形成された面とは反対側の面には前記シールド電極とは別のシールド電極が設けられている
ことを特徴とするセンサモジュール。 In the sensor module according to claim 4 ,
The central electrode, the reference electrode, and the shield electrode are formed on the pedestal portion,
The common electrode is formed on an insulating member provided on the surface of the diaphragm facing the pedestal, and the shield is provided on the surface of the insulating member opposite to the surface on which the common electrode is formed. A sensor module characterized in that a shield electrode different from the electrode is provided.
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