JP7629166B2 - 圧力センサおよび圧力センサの検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧力センサ、特に隔膜真空計および絶対圧計として用いられる圧力センサ、およびこの圧力センサに対する検査方法に関するものである。

流体の圧力または流体が流出入する空間内の圧力を測定するためのセンサとして、薄膜状のダイアフラムを用いた圧力センサが広く使用されている。この圧力センサにおいては、測定対象の流体（以下、「被測定流体」と称する。）の圧力または所定の空間内の圧力を、ダイアフラムを通じて機械的変位の形で捉え、この機械的変位を、電気信号、例えば、電圧信号として検出することで被測定流体の圧力または空間の真空状態等を測定するように構成されている。

機械的変位を電気信号として検出する方式として、例えば、静電容量式および半導体式が広く知られている。静電容量式は、ダイアフラムの機械的変位を一対の電極間の静電容量の変化として検出するように構成されており、また、半導体式は、上記ダイアフラムの機械的変位を、Ｓｉ等の半導体材料からなる基板の上に形成されたホイートストンブリッジ回路からなるひずみゲージを通じて電圧変化として検出するように構成されている。

例えば、特許文献１には、静電容量式の圧力センサ（１）が記載されている。この圧力センサ（１）は、互いに非連通の状態で隔離された２つの空間、具体的には、被測定流体が流出入しまたは真空状態にある空間と連通する圧力導入部（１０Ａ）および真空状態に維持された基準真空室（１０Ｂ）といった２つの空間の間に配設されたダイアフラム（３２）を備える。圧力導入部（１０Ａ）の圧力が変化すると基準真空室（１０Ｂ）との間に圧力差が生じ、これによって、ダイアフラム（３２）に機械的変位がもたらされる。この機械的変位を２つの電極（感圧側固定電極１１０および参照側固定電極１２０）間の静電容量の変化として検出する。

上記圧力センサ（１）にみられるダイアフラムを用いた圧力センサにおいては、基準真空室に周囲の気体（大気等）が流入すると、基準真空室の内部圧力が変化し、この結果、被測定流体等の圧力変化とは無関係にダイアフラムを変位させる。このため、基準真空室への気体の流入は、測定誤差の要因の一つとなり、よって、ダイアフラムを用いた圧力センサを使用して高い精度で被測定流体の圧力または所定の空間内の圧力を測定するためには、基準真空室を常に真空度の高い状態（以下、この状態を「高真空の状態」と称することがある。）に維持することが求められる。
ここで、基準真空室は、自身を画成する複数のケーシング部材が溶接等によって接合され、また、内部を高真空の状態にするために実施される真空引きのための開口孔へ封止要素を挿入する（以下、この封止要素が挿入された箇所を「最終真空封止箇所」と称することがある。）ことで気密性が保持されるように構成されている。しかし、溶接不良や孔の封止が不完全なことで隙間（漏れ孔）が生じ、基準真空室の気密性が損なわれることがある。このような気密性が損なわれる事態に備えて、例えば、流入する気体を吸着する物質（以下、「ゲッター」と称する。）を基準真空室内に設置する場合がある。しかし、ゲッターが吸着できる気体の量にも上限があるため、流入する気体の量がこの上限量を超えてしまうと高真空の状態が維持されずに基準真空室の内部圧力が上昇する。よって、ゲッターを設けても流入する気体の量が多い場合には高真空の状態を常に維持することが困難となる。 そこで、ダイアフラムを用いた圧力センサにおいては、ゲッターの有無を問わず、その製造過程において基準真空室の気密性に係る漏れ検査（以下、単に「漏れ検査」また「検査」と称することがある。）を実施する工程が設けられている。この漏れ検査においては、真空基準室の僅かな漏れの有無、具体的には、１０^－7Ｐａｍ^３/ｓ以下の微量な漏れの有無が検査される。

従来の漏れ検査においては、溶接不良等の接合不良を原因とする漏れは、例えば、日本産業規格（ＪＩＳ規格）が定める方法、より具体的には、ＪＩＳＺ２３３１のなかの付随書１が規定する真空吹付け法(スプレー法)や付属書２が規定する真空外覆法(真空フード法)を用いて検査される。これに対し、上記最終真空封止箇所の漏れは、ＪＩＳＺ２３３１のなかの付随書７が規定する浸せき法（ボンビング法）に基づいて検査される（非特許文献１を参照）。 なお、溶接不良等の接合不良を原因とする漏れおよび上記最終真空封止箇所の漏れの全てを、真空吹付け法(スプレー法)および真空外覆法(真空フード法)を省略して浸せき法（ボンビング法）のみで検査することもある。

上記漏れ検査のうち、浸せき法（ボンビング法）におては、第１のステップとして、図６に示すヘリウムガスボンビング装置を用いて試験体（圧力センサが備える基準真空室）にヘリウムガスが封入される。より具体的には、加圧されたヘリウムガスが封止されたボンビングタンク内へ試験体を入れたのち、所定の時間加圧放置することで試験体にヘリウムガスが封入される。

上記第１のステップにつづく第２のステップとして、図７に示すリークテスト装置を用いたヘリウムガスのリークテストが行われる。より具体的には、上記第１のステップが終了した後、試験体をボンビングタンク内から取出し、これを真空チャンバーの中に入れて試験体の外側を真空排気する。

ここで、上記最終真空封止箇所に隙間がある場合には、第１のステップを通じて試験体内にヘリウムガスが入り込み、第２のステップを通じて当該入り込んだヘリウムガスが試験体の外側に排気される。この排気されたヘリウムガスを測定し、この測定値と試験体に求められるリーク値、例えば、予め設定された標準空気換算リーク量とを比較して、良品と不良品とが判別される。

特開２００８－１０７２１４号公報

日本産業規格 Ｚ２３３１ 付属書７

半導体の高密度化に伴い、製造プロセスにおける環境パラメータを高精度で管理することが必須となっており、当該製造プロセスで使用される圧力センサ（真空計）に対しても、高精度化の要求が年々高まっている。当該要請にこたえるためには、基準真空室の漏れ検査がこれまで以上に重要となる。しかしながら、基準真空室の漏れ検査、特に上記最終真空封止箇所の漏れ検査として実施される浸せき法（ボンビング法）においては、試験体である基準真空室にヘリウムガスを封入するのに長い時間を要する。このため、生産効率が著しく悪く、上記要請にこたえた圧力センサを短いリードタイムで生産することが難しいといった問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み創作された発明であって、その目的は、基準真空室の漏れ検査を短時間で実施することのできる圧力センサを提供すること、および当該圧力センサを用いることで、基準真空室の気密性に係る漏れ検査を短時間で実施することのできる検査方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る圧力センサ（１０Ａ、１０Ｂ）は、一の面に受圧面が形成された隔膜（ダイアフラム１２）と、前記隔膜の他の面とともに密閉空間（基準真空室２０Ｗ）を形成するケーシング部材（アッパーハウジング２２およびカバー２３）と、前記受圧面に印加される圧力と前記密閉空間の内部圧力との差によって生じる前記隔膜の変形から前記受圧面と対向する空間（導入部２０Ｖ）内の前記圧力を測定する測定部（６０）とを備え、前記隔膜と前記ケーシング部材とは、前記密閉空間の気密性の検査において検出対象となる気体（Ｇ）を前記密閉空間に封止するように構成されていることを特徴とする。

前記圧力センサにおいて、所定の容積をもつ前記密閉空間に封入される前記気体の封入圧力が、少なくとも前記検査に用いられる漏れ検出装置の検出下限値と前記密閉空間に流入することが許容される周囲気体の許容流入量とを用いて算定されるように構成してもよい。

また、前記圧力センサにおいて、前記封入圧力が、関係式Ｐmin＝Ｑmin／Ｑα×Ｐα×（Ｍ_Ｇ×Ｔα／Ｔ／Ｍ_ａｉｒ）^１/２＋Ｐrｔ、ここで、Ｐminは前記封入圧力の下限値、Ｑminは前記検出下限値、Ｑαは前記許容流入量、Ｐαは前記許容流入量の測定時点の周囲圧力、Ｔαは前記許容流入量の測定時点の周囲温度、Ｍ_Ｇは前記気体の分子量、Ｍ_ａｉｒ：前記周囲気体の分子量、Ｔは前記検査の時点の周囲温度、Ｐrｔは前記検査の時点の周囲圧力中の前記気体の分圧である、から算出される前記下限値Ｐminよりも大きな値に設定されるように構成してもよい。

さらに、前記圧力センサにおいて、前記密閉空間の温度を測定する温度センサ（８０）と、周囲温度の変化に起因して生じる前記圧力に関する測定値の誤差を前記温度センサが検出する値を用いて補正する補正部（７０）とをさらに備えるように構成していてもよい。

また、前記圧力センサにおいて、前記補正部が、前記温度センサが検出する値と前記気体が前記密閉空間へ封入されるときの封入圧力（Ｐ_Ｏ）および温度（Ｔ_Ｏ）とを用いて前記補正を行うように構成していてもよい。

さらに、前記圧力センサにおいて、前記気体が、前記密閉空間を形成する壁面に吸蔵されない物質からなるように構成していてもよい。

また、前記圧力センサにおいて、前記気体が、前記周囲気体を吸着するために前記密閉空間に配設された吸着物質（ゲッター２４）に吸着されない物質からなるように構成していてもよい。

さらに、前記圧力センサにおいて、前記気体が、１体積％以上の割合で空気に含まれる物質以外の物質からなるように構成していてもよい。

また、上記課題を解決するための本発明に係る圧力センサが備える前記密閉空間の気密性に関する検査方法は、圧力センサを所定の容器の内部に載置する第１ステップ（Ｓ１）と、前記容器の内部を真空にする第２ステップ（Ｓ２）と、漏れ検出装置を用いて前記容器から流出する前記気体の流出量を測定する第３ステップ（Ｓ３）と、前記気体の流出量から前記密閉空間の気密性を判定する第４のステップ（Ｓ４）とからなることを特徴とする。

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面内の部位の名称および参照符号を、括弧を付して記している。

本発明によれば、基準真空室の気密性に係る漏れ検査を短時間で実施することのできる圧力センサを提供できる。また、当該圧力センサを用いることで、気密性に係る漏れ検査を短時間で実施することのできる検査方法を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る圧力センサの断面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る圧力センサの機能的ブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る圧力センサの検査方法に関するフロー図である。 図４は、本発明の他の実施の形態に係る圧力センサの断面図である。 図５は、本発明の他の実施の形態に係る圧力センサの機能的ブロック図である。 図６は、従来の圧力センサ製造工程の中で実施される漏れ検査に用いられるヘリウムガスボンビング装置の概要図である。 図７は、従来の圧力センサ製造工程の中で実施される漏れ検査に用いられるリークテスト装置の概要図である。

本発明の好ましい実施の形態である第１の実施の形態および第２の実施の形態を、図１から図５に基づいて説明する。ここで、各実施の形態において共通する構成要素については、同一の符号を付するとともに繰り返しの説明を省略する。また、各図は概念図であって、それぞれに示された内容は、実際の圧力センサと必ずしも一致するものではない。
なお、下記説明文中の周囲温度、基準真空室２０Ｗの内部温度および気体Ｇの温度は、特に記載が無い限り同一温度とする（すなわち、互いが熱平衡の状態にあるとする）。また、説明文中の圧力および温度のうち、斜字で表された添え字が同一である温度および圧力は、同一状態（同一時点）にあるときの温度および圧力を意味する。さらに、説明文中の圧力、温度、流入量および漏れ量の単位は、特に記載が無い限りＳＩ単位系に準拠し、圧力の単位はＰａ、温度の単位はＫ、流入量および漏れ量の単位はＰａｍ^３／ｓとする。

≪第１の実施の形態≫
<圧力センサの構成>
はじめに、本発明の第１の実施の形態に係る圧力センサ１０Ａの構成を、図１および図２に基づいて説明する。この圧力センサ１０Ａは、静電容量式の圧力センサであって、例えば、所定の配管内を流れる流体の圧力を測定する流体圧力計として使用され、または、所定の空間の真空状態を測定する真空計として使用される。

圧力センサ１０Ａは、図１に示すように、圧力センサ素子１１と、ケーシング２０と、ケーシング２０内に収容された台座プレート３０と、この台座プレート３０に接合しかつケーシング２０に橋架された支持ダイアフラム４０と、ケーシング２０内外を導通接続する電極リード部５０と、圧力センサ素子１１から出力される電気信号（例えば電圧信号）に基づいて圧力を測定する測定部６０とから主に構成されている。

[圧力センサ素子１１]
圧力センサ素子１１は、被測定流体の圧力変化または所定の空間内の圧力変化を機械的変位の形で捉え、さらにこの機械的変位を電気信号（例えば、電圧信号）として検出する要素であって、上述したように、静電容量式の圧力センサ素子として構成されている。この圧力センサ素子１１は、例えば、平面視において１ｃｍ角の略正方形を呈した薄板形状を有し、薄板状のダイアフラム１２と、このダイアフラム１２と連接して容量室Ｃ１を形成する円板状の台座１３と、容量室Ｃ１の内部に収容された一対のセンサ電極部１４、１４と、後述する電極リードピン５１と電気的に接続するコンタクトパッド１５とを備える。

ダイアフラム１２は、その一表面（受圧面）に導入部２０Ｖに流入した被測定流体が接触することで、例えば図１の上方に向けて中央部が凸となるように変形する。このダイアフラム１２の変形は、容量室Ｃ１内に配設された一対のセンサ電極部１４、１４の距離を変化させ、結果としてこれら電極間の静電容量を上記変形量に応じて変化させる。このようにして、圧力センサ素子１１は、被測定流体の圧力の変化を静電容量の変化として検出する。検出された静電容量の変化は、図２に示すように、電圧信号ＳＶの形で測定部６０に向けて送信される。

[ケーシング２０]
ケーシング２０は、圧力センサ１０Ａの外枠を構成するとともに、後述する台座プレート３０および支持ダイアフラム４０とともに所定の容積を有する基準真空室２０Ｗを画成し、また、台座プレート３０および支持ダイアフラム４０を介して基準真空室２０Ｗの内部に圧力センサ素子１１を支持し、さらに、被測定流体が流出入する導入部２０Ｖを画成する要素である。ケーシング２０は、ロアハウジング２１、アッパーハウジング２２およびカバー２３から構成され、これらケーシング要素は、例えば、耐食性の金属であるインコネルからそれぞれ形成されている。ロアハウジング２１、アッパーハウジング２２およびカバー２３は、例えば軸心ＣＬ（被測定流体が流出入する配管の軸心）に沿って当該順序で下から上に積み上げられるようにして構成されており、それぞれの合わせ面は、例えば、軸心ＣＬに垂直な平面上に形成され、対向する部位同士が、例えば溶接により接合されている。

ロアハウジング２１は、径の大きな大径円筒部２１ａと径の小さな小径円筒部２１ｂとから形成され、かつこれら２つの部分が同軸となるように連結する円筒状の部位である。大径円筒部２１ａの上部開口端には、支持ダイアフラム４０を介してアッパーハウジング２２の下部開口端が接続している。また、小径円筒部２１ｂの内周壁は、被測定流体が流入する導入部２０Ｖを画成している。

アッパーハウジング２２ は、ロアハウジング２１とカバー２３との間に介在する略円筒体形状を呈した部位であり、その下部開口端は、上述したように、支持ダイアフラム４０を介してロアハウジング２１の上部開口端と接続し、その上部開口端は、カバー２３と接続している。アッパーハウジング２２の径（内径および外径）および軸心は、ロアハウジング２１の大径円筒部２１ａの径（内径および外径）および軸心と略同値および同一である。また、アッパーハウジング２２は、カバー２３、圧力センサ素子１１、台座プレート３０及び支持ダイアフラム４０とともに、上述したように、ケーシング２０の内側に基準真空室２０Ｗを画成する。

アッパーハウジング２２の下部開口端近傍における内周側壁面の適所には、ストッパ２２ａが突設されている。ストッパ２２ａが設けられていることで、被測定流体の急激な圧力上昇により台座プレート３０ が過度に変移することが規制される。

また、アッパーハウジング２２には、例えばその側壁に、孔２２ｂが開口する。この孔２２ｂは、製造過程で基準真空室２０Ｗの内部に滞留する気体（例えば大気）を排気し、また、後述する気体Ｇを封入する作業を行う際に用いられる孔である。基準真空室２０Ｗは、上記排気作業および気体Ｇの封入作業が行われたのち、孔２２ｂに封止要素２５が挿入されることで、後述する封入圧力の状態で内部圧力が維持される。
なお、孔２２ｂは、圧力センサ１０Ａの外側から上記排気作業および封入作業を行うことのできる位置、すなわち、圧力センサ１０Ａの外部と基準真空室２０Ｗとを連通し得る位置にあればよく、よって、アッパーハウジング２２の側壁ではなく、例えば、基準真空室２０Ｗを画成するカバー２３に開口していてもよい。
また、孔２２ｂを設けずに上記排気作業および／または封入作業を行うことができる場合には、孔２２ｂおよび封止要素２５を省略することができる。例えば、ケーシング２０を真空室内で組み立てるように製造工程を構成した場合、基準真空室２０Ｗの内部に規定量の気体Ｇを封入したのち基準真空室２０Ｗを画成するケーシング部材（アッパーハウジング２２およびカバー２３）の合わせ面を溶接等で接合することで、孔２２ｂおよび封止要素２５を要さずとも気体Ｇの封入作業を行うことができる。このように、基準真空室２０Ｗへ気体Ｇを封止する方法は、様々な方法があり、特定のものに限定されない。

基準真空室２０Ｗ内には、上述した作業を通じて気体Ｇが封止されている。この気体Ｇは、後述する基準真空室２０Ｗの気密性に係る漏れ検査のなかで、基準真空室２０Ｗの外へ漏れ出得ることで漏れ検出装置によって検出される物質である。
また、基準真空室２０Ｗ内には、所望の真空度を維持するために、気体吸着物質からなるゲッター２４が配設されていてもよい。ゲッター２４は、例えば、空気を構成する酸素、窒素等を吸着するために、ジルコニウム (Ｚｒ)、 バナジウム(Ｖ)および鉄（Ｆｅ)などから構成される。また、ゲッター２４は、例えば、アッパーハウジング２２の内周側面とカバー２３の下面とに接する位置に配設される。ただし、ゲッター２４が配設される位置は、この位置に限定されない。

ゲッター２４が配設されている場合には、漏れ検査の実効性および所与の測定精度を確保する観点から、当該ゲッター２４に吸着しない物質からなる気体Ｇとすることが好ましい。例えば、気体Ｇは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）といった安定核種をもち、反応性に乏しい貴ガスであり、または、メタン（ＣＨ_４）等からなる。なお、漏れ検査の精度を高める観点から、空気を構成する成分、具体的には、窒素（約７８体積％）、酸素（約２１体積％）、アルゴン（約０．９体積％）、二酸化炭素（約３００ｐｐｍ）、ネオン（約１８ｐｐｍ）、ヘリウム（約５．２ｐｐｍ）、メタン（約１．５ｐｐｍ）、クリプトン（約１ｐｐｍ）、二酸化硫黄（約１ｐｐｍ）といった気体のうち、例えば１体積％以上の割合で含まれる窒素（Ｎ_２）および酸素（Ｏ_２）といった主成分の気体以外の気体であることが好ましい。
さらに、気体Ｇは、漏れ検査の実効性および所与の精度を確保する観点から、基準真空室２０Ｗを画成する壁面、すなわち、ケーシング２０（より具体的には、アッパーハウジング２２およびカバー２３）の内側壁面、圧力センサ素子１１の外表面、台座プレート３０（より具体的には、第１の台座プレート３１）の外表面、支持ダイアフラム４０の外表面、および後述するハーメチックシール５７の外表面を構成する部材に吸蔵されない物質であることが望ましい。例えば、ヘリウムガス（Ｈｅ_２）はガラスに吸蔵されるため、ハーメチックシール５７がガラスからなる場合には、ヘリウムガス以外の物質を気体Ｇに用いることが望ましい。

また、気体Ｇは、検査の実効性を確実に担保する観点から、所定の温度のもと一定値以上の封入圧力で基準真空室２０Ｗに封止されることが好ましい。この封入圧力の下限値については、後述する「気体Ｇの封入圧力について」のところで詳しく説明する。 また、測定誤差を低減するために、封入圧力に上限を設けてもよい。この封入圧力の上限値についても、「気体Ｇの封入圧力について」のところで詳しく説明する。

カバー２３は、略円盤状のプレートからなり、所定の位置に電極リード挿通孔２３ａが形成されている。この電極リード挿通孔２３ａに、ハーメチックシール５７を介して電極リード部５０が埋め込まれることで、所定の電気的シール性が確保されている。ハーメチックシール５７は、例えばガラス（二酸化珪素）によって構成されている。

このように、ケーシング２０は、軸心ＣＬに沿ってロアハウジング２１、アッパーハウジング２２およびカバー２３が積層され、当該軸心ＣＬをもつ直径の異なる２つの円柱が連接した外形を呈している。

[台座プレート３０]
台座プレート３０は、圧力センサ素子１１を支持する構成要素であって、第１の台座プレート３１と第２の台座プレート３２とから構成されている。台座プレート３０は、後述する支持ダイアフラム４０を通じてケーシング２０ に橋架されるように支持されている。

第１の台座プレート３１および第２の台座プレート３２は、例えば、酸化アルミニウムの単結晶体であるサファイアからなる。第１の台座プレート３１および第２の台座プレート３２は、いずれもケーシング２０の内面から離間した位置にあって、前者は支持ダイアフラム４０の上面に接合され、後者は支持ダイアフラム４０の下面に接合されている。ここで、第１および第２の台座プレート３１、３２は、支持ダイアフラム４０の厚さに対して十分に厚くなっており、これにより、台座プレート３０の熱膨張率と支持ダイアフラム４０の熱膨張率との相違に起因した熱応力によって、台座プレート３０が反るのを防止している。

第１の台座プレート３１および第２の台座プレート３２は、その略中央に、圧力センサ素子１１が備えるダイアフラム１２の受圧面が対向する空間Ｃ２と被測定流体が流入する導入部２０Ｖとを連通させるための導入孔３１ａおよび導入孔３２ａが開口している。また、第２の台座プレート３２の下面には、導入孔３２ａと空間Ｃ２とが連通するように、酸化アルミニウムベースの接合材を介して圧力センサ素子１１が接合されている。なお、第１の台座プレート３１と圧力センサ素子１１との接合は、周知の方法によって行われる。

[支持ダイアフラム４０]
支持ダイアフラム４０は、上述したように、ケーシング２０を通じて台座プレート３０を橋架するために設けられた構成要素であって、インコネルの薄板からなり、その形状は、ケーシング２０の外周縁形状、具体的には、アッパーハウジング２２の下部開口端およびロアハウジング２１の上部開口端の外周縁形状と整合した形状を有する。支持ダイアフラム４０は、上面に第１の台座プレート３１が接合され下面に第２の台座プレート３２が接合された状態で、その外周部（周囲縁部）がアッパーハウジング２２の下部開口端およびロアハウジング２１の上部開口端に挟まれながら溶接等により接合されている。なお、支持ダイアフラム４０の厚さは、例えば本実施形態の場合数十ミクロンであって、第１および第２の台座プレート３１、３２より十分に薄い厚さとなっている。また、支持ダイアフラム４０の中央部には、導入孔３１ａおよび導入孔３２ａとともに、ダイアフラム１２の受圧面が対向する空間Ｃ２と被測定流体が流入する導入部２０Ｖとを連通させるための導入孔４０ａが開口している。

[電極リード部５０]
電極リード部５０は、電極リードピン５１と金属製のシールド５２とを備え、電極リードピン５１は金属製のシールド５２にガラスなどの絶縁性材料からなるハーメチックシール５３によってその中央部分が埋設され、電極リードピン５１の両端部間で気密状態を保っている。電極リードピン５１およびシールド５２の一端は、カバー２３の上面から軸心ＣＬに沿って外部へ突出し、圧力センサ素子１１から出力される電気信号（例えば、電圧信号ＳＶ）が、外部に配設された増幅器（アンプ）および信号処理部に伝達されるように構成されている（なお、増幅器（アンプ）は、後述するアナログ検出回路ＡＣに含まれ、また、信号処理部は、測定部６０に準ずる機能部である）。なお、シールド５２とカバー２３との間にも上述の通りハーメチックシール５３が介在している。また、電極リードピン５１の他方の端部には導電性を有するコンタクトバネ５５、５６が接続されている。

コンタクトバネ５５、５６は、導入部２０Ｖ から被測定流体が急に流れ込むことで生じる急激な圧力上昇に起因して圧力センサ素子１１が変移した場合（より具体的には、上記圧力上昇により支持ダイアフラム４０を通じてケーシング２０に橋架されている台座プレート３０が変移し、これに支持された圧力センサ素子１１が変移した場合）、この変移を吸収して圧力センサ素子１１の測定精度に影響が及ばないように設けられた弾性要素である。

［測定部６０］
測定部６０は、図２に示すように、圧力センサ素子１１から出力される電圧信号ＳＶを受信し、この電圧信号ＳＶに含まれる圧力に係る電圧値から導入部２０Ｖ内部の圧力の値（以下、「測定圧力値」と称する。この測定圧力値は、特許請求の範囲に記載の「圧力」の値、および「測定値」に相当する。）を測定する機能部であって、インターフェース６１と演算処理装置（ＣＰＵ）６２とメモリ６３とから主に構成されている。

演算処理装置（ＣＰＵ）６２は、電圧信号ＳＶを通じて圧力センサ素子１１から出力される圧力に係る電圧値を取得し、この電圧値とメモリ６３に記憶されている演算プログラムおよび各種情報等を用いて測定圧力値を算出する装置であって、マイクロプロセッサ等から構成される。
メモリ６３は、演算処理装置（ＣＰＵ）６２を通じて実行される上記演算プログラム、およびこの演算プログラムに用いられる情報、例えば、電圧値と測定圧力値との相関（較正曲線）に係る情報等を記憶する装置であって、例えば、不揮発性メモリから構成される。
インターフェース６１は、外部装置等と電気的に連通するための要素であって、現存する種々の規格の形態をとり得る。演算処理装置（ＣＰＵ）６２によって算出された測定圧力値は、インターフェース６１を介して電気的に連通する外部機器１００へ、例えば、電気信号Ｓの形で送信される。

<気体Ｇの封入圧力について>
ダイアフラムを用いた圧力センサが属する技術分野においては、測定精度の観点から基準真空室を高真空の状態に維持することが技術常識である。しかし、本発明は、この技術常識にみられる技術的発想を転換し、上記課題を解決するために基準真空室に敢えて気体Ｇを封止することを特徴とする。このため、本発明の目的を実現しつつ所与の測定精度を維持するためには、気体Ｇの封入圧力を適正に管理することが望ましい。具体的には、上述したように、検査の実効性を確実に担保する観点から、基準真空室２０Ｗに封止される気体Ｇの封入圧力に下限値を設けることが望ましい。また、測定誤差を低減する観点から、基準真空室２０Ｗに封止される気体Ｇの封入圧力に上限値を設けることが好ましい。以下、封入圧力の下限値と封入圧力の上限値について詳細に説明する。

［封入圧力の下限値について］
基準真空室２０Ｗにおいては、自身を画成する部位の合わせ面に、溶接不良等による接合不良が原因で外部（大気）と連通する極小さな隙間（漏れ孔）が形成され、また、封止が不十分なことが原因で隙間が形成されることがある。具体的には、外部（大気）に面するアッパーハウジング２２、カバー２３および支持ダイアフラム４０の各合わせ面、ならびにカバー２３に開口する電極リード挿通孔２３ａとこの孔にハーメチックシール５７を介して埋め込まれている電極リード部５０との合わせ面に隙間が形成され、また、孔２２ｂと封止要素２５との間に隙間が形成されることがある。このため、圧力センサ１０Ａの使用中に、大気圧下にある周囲の気体（大気）が、基準真空室２０Ｗに向けて流入することがある。この周囲の気体の流入は、背景技術のところで述べたように、測定誤差の要因になる。よって、高い測定精度の圧力センサ１０Ａを提供するためには、基準真空室２０Ｗを高真空の状態に維持すること、すなわち、周囲の気体の流入量を規定値以下に抑えることが必要である（以下、この規定値を「許容流入量Ｑα」と称する。）。 許容流入量Ｑαは、例えば、圧力センサ１０Ａに求められる測定精度や品質保証期間に基づいて設定され、また、ゲッター２４が配設されている場合には、その吸着能力（容量）を考慮して設定される。

ここで、基準真空室２０Ｗが高真空の状態に維持されているか否かは、上述したように、基準真空室の気密性に係る漏れ検査を通じて判定されることになる。従来の検査は、上述したように、例えば、ボンビング工程と漏れ検出工程とからなる浸せき法（ボンビング法）によって行われる。この浸せき法（ボンビング法）では、ボンビング工程において、高圧状態にある周囲から略真空状態にある基準真空室に向けて、例えば上記漏れ孔を通じて気体（例えば、ヘリウムガス）が流入し、漏れ検出工程において、真空基準室の周囲が真空排気されることで上記基準真空室へ流入した気体が同室から漏れ出ることになる。検査装置は、この漏れ出た気体の量を測定し、例えば、当該漏れ量と予め定められた許容値とを比較することで、気密性の良否の判定が行われる。ここで、当該浸せき法（ボンビング法）においては、漏れ出る気体の量が検査装置の漏れ検出能力の範囲内となるように（漏れ検出下限値よりも大きくなるように）、十分に長い時間のボンビング工程が実施される。換言すれば、十分に長い時間のボンビング工程を実施することで、検査の実効性が担保されている。

これに対し、ボンビング工程を要することなく気密性に係る漏れ検査を可能にする本発明に係る圧力センサ１０Ａにおいては、ボンビング工程の時間を通じて検査の実効性を担保することができない。そこで、本発明者等は、漏れ検査の実効性を高める（如何なる条件下にあっても実効性を確実に担保する）観点から、上述したように、所定の温度のもと一定値以上の封入圧力Ｐの気体Ｇを基準真空室２０Ｗ内に封止すること、すなわち、封入圧力Ｐに下限値（下限封入圧力Ｐmin）を設けることに想到した。

ここで、上記検査時点においては、基準真空室２０Ｗ内の圧力が周囲の圧力より大きく設定されている。このため、気密性の低い基準真空室２０Ｗにおいては、基準真空室２０Ｗ内から外部に向けて、基準真空室２０Ｗの内部圧力と周囲圧力との差に略比例する量の気体Ｇが漏れ出ることになる。したがって、この漏れ量が検査装置の漏れ検出下限値よりも大きくなるように基準真空室２０Ｗ内の圧力の下限値、すなわち、気体Ｇの下限封入圧力Ｐminを設定すれば、検査の実効性を確実に担保することができる。

下限封入圧力Ｐminを設定するためには、検査時点に基準真空室２０Ｗから漏れ出得る気体Ｇの量（以下、「漏れ量Ｑ_Ｔ」と称する。）を検討する必要がある。この漏れ量Ｑ_Ｔは、例えば、漏れ検査時点における気体Ｇの封入圧力Ｐ_Ｔ、同時点における検査装置内（基準真空室２０Ｗの周囲）に残存する気体に含まれる気体Ｇの分圧をＰｒ_Ｔとした場合、下記式（１）によって算出することができる。

上記式（１）中のＣ_Ｇ（以下、「気体のコンダクタンスＣ_Ｇ」と称する。）は、気体Ｇが加工精度等に起因して形成され得る上記隙間を通じて基準真空室２０Ｗから外部へ漏れ出る程度（漏れ易さ）を表わす数値であり、上記隙間の寸法（長さおよび孔径等）および気体Ｇの物性値（分子量等）に依存するが、以下のようにして算出することができる。

すなわち、圧力センサ１０Ａの使用時に、周囲に存在する気体（通常の使用状態においては大気）がケーシング２０に形成された上記隙間を通じて上記許容流入量Ｑαだけ基準真空室２０Ｗ内に流入すると想定する。ここで、許容流入量Ｑαは、例えば、圧力センサ１０Ａを取り囲む周囲の状態が標準状態（周囲圧力Ｐα＝１００〔ｋＰａ〕、周囲温度Ｔα＝２９８．１５〔Ｋ〕）にあるときに測定される流入量〔Ｐａｍ^３／ｓ〕とし、周囲圧力Ｐαおよび当該状態における基準真空室２０Ｗの内部圧力Ｐ_Ｗ２０αをパラメータとして含む下記式（２）によって算出される。

式（２）中のＣair（以下、「大気のコンダクタンスＣair」と称する。）は、大気が加工精度等に起因して形成され得る上記隙間を通じて外部から基準真空室２０Ｗへ流入する程度（流入しやすさ）を表わす数値であり、上記隙間の寸法（長さおよび孔径等）および大気の物性値（ガス組成および分子量等）に依存する値である。大気のコンダクタンスＣairは、Ｐα＞＞Ｐ_２０Ｗαであることを考慮すると、近似的にＱα／Ｐαとして求めることができる。

ここで、基準真空室２０Ｗから外部に向けて気体Ｇが漏れ出る事象と、外部から基準真空室２０Ｗに向けて周囲の気体（例えば大気）が流入する事象とは、いずれも同じ経路（すなわち、上記隙間）を通じて生じる。このため、気体のコンダクタンスＣ_Ｇと大気のコンダクタンスＣairとは、気体の物性値（分子量および粘性係数等）や温度等をパラメータとして含む関係式によって関連付けられる。例えば、漏れ経路（上記隙間）内の気体Ｇの流れおよび流入経路（上記隙間）中の周囲の気体（例えば大気）の流れを分子流と想定した場合、気体のコンダクタンスＣ_Ｇは、大気のコンダクタンスＣairを用いて下記式（３）によって表すことができる。

ここで、Ｍ_Ｇは気体Ｇの分子量を表し、Ｍ_ａｉｒは周囲の気体（空気）の実効的な分子量（通常Ｍ_ａｉｒ＝２９）を表し、Ｔ_Ｔ〔Ｋ〕は検査時点の周囲温度を表す。

大気のコンダクタンスＣairは、上述したように、近似的にＱα／Ｐαとして求めることができる。したがって、気体のコンダクタンスＣ_Ｇは、下記式（４）から近似的に算出することができる。

したがって、漏れ量Ｑ_Ｔは、下記式（５）から算出することができる。

ここで、検査の実効性を確実に担保するためには、上述したように、気体Ｇの漏れ量Ｑ_Ｔが検査装置の漏れ検出下限値Ｑmin以上となるように設定すればよい。このため、検査時点における気体Ｇの封入圧力Ｐ_Ｔは、下記式（６）を満たすように設定すればよい。

したがって、下限封入圧力Ｐminは、下記式（７）に基づいて算出されることになる。

なお、許容流入量Ｑαが測定されるときの状態は、周囲圧力Ｐα＝１００〔ｋＰａ〕および周囲温度Ｔα＝２９８．１５〔Ｋ〕の標準状態に限定されるわけではなく任意であってよい。また、下限封入圧力Ｐminを設定する際の温度は、検査時点の周囲温度Ｔ_Ｔに限定されるわけではなく任意であってよい（分圧Ｐｒ_Ｔ もこの任意の温度における分圧であってよい）。したがって、説明上便宜的に区別している式（８）中の周囲温度Ｔαと周囲温度Ｔ_Ｔとが同値となるように、許容流入量Ｑαの測定状態および下限封入圧力Ｐminを規定する温度を設定してもよい。当該事実と通常の使用下において周囲圧力Ｐαは略一定であることおよび分圧Ｐｒ_Ｔは極小さいこととを考慮すると、下限封入圧力Ｐminは、専ら漏れ検出下限値Ｑminおよび許容流入量Ｑαに依存することになる。

下限封入圧力Ｐminに関する一例を示すと、標準状態、すなわち周囲温度Ｔα＝２９８．１５〔Ｋ〕および周囲圧力Ｐα＝１００〔ｋＰａ〕における下限封入圧力Ｐminは、気体Ｇがヘリウムガスであってその分子量Ｍ_Ｇが４、周囲の気体（空気）の分子量Ｍ_ａｉｒが２９、許容流入量Ｑαが１Ｅ-９〔Ｐａｍ^３/ｓ〕、検査時の周囲温度Ｔ_Ｔが周囲温度Ｔαと同値の２９８．１５〔Ｋ〕、漏れ検出下限値Ｑminが１Ｅ-１５〔Ｐａｍ^３/ｓ〕、分圧Ｐｒ_Ｔが０〔Ｐａ〕とした場合、０．０３７１〔Ｐａ〕となる。

また、上記考察では、上記隙間内の気体Ｇの流れを分子流と想定して下限封入圧力Ｐminを算出および設定したが、上記隙間内の気体Ｇの流れを中間流または層流と想定して下限封入圧力Ｐminを算出および設定してもよい。例えば、中間流を想定した場合、気体のコンダクタンスＣ_Ｇは、大気のコンダクタンスＣairを用いて下記式（８）によって表すことができる。この気体のコンダクタンスＣ_Ｇを上記式（５）に代入することで算出される封入圧力Ｐ_Ｔに基づいて下限封入圧力Ｐminを算出および設定してもよい。

ここで、ｄは漏れ孔の径を表し、は上流圧力と下流圧力の平均値を表し、Ｒは気体定数を表し、η_Ｇは気体Ｇの粘性係数を表し、η_ａｉｒは周囲の気体（空気）の粘性係数を表し、Ｗは通過確率を表す。

［封入圧力の上限値について］
基準真空室２０Ｗに気体Ｇが封止された状態で基準真空室２０Ｗの内部の温度が変化すると、当該温度変化に比例して当該室内の圧力も変化する。この温度変化に起因する圧力変化が大きい場合には、温度変化を利用して測定圧力値が補正される（このような補正を、「温度補正」と称することがある。）。このため、温度補正ができる限界の圧力変化よりも小さな圧力変化に収まるように、気体Ｇの上限封入圧力Ｐmaxを設定すれば、気体Ｇの封入による測定精度への影響を実質的に抑えることができる。
ここで、温度補正の限界の圧力変化をΔＰｒとし、圧力センサ１０Ａの使用が想定される環境下での最大周囲温度をＴ１、このときの基準真空室２０Ｗの内部圧力をＰ１、気体Ｇを封入する時点の周囲温度をＴ、および同時点の封入圧力をＰとしたとき、Ｐ１ ― Ｐ＝（Ｔ１／Ｔ－１）×Ｐ≦ΔＰｒの条件を満たすように封入圧力Ｐを設定すればよいことになる。したがって、上限封入圧力Ｐmaxを下記式（９）から求まる値に設定すればよいことになる。

<基準真空室の気密性に係る漏れ検査>
つぎに、本発明の第１の実施形態に係る圧力センサ１０Ａの気密性を確認するための漏れ検査を、図３に基づいて説明する。この漏れ検査は、圧力センサ１０Ａの製造工程内の所定の時点、具体的には、基準真空室２０Ｗが形成される程度に圧力センサ１０Ａが組み上がった時点以降に実施される。

はじめに、基準真空室２０Ｗが形成されるまでに組上げられた圧力センサ１０Ａを、
所定の容器（ペルジャー）内に載置する（ステップＳ１）。このとき、基準真空室２０Ｗ内には、上述したように、所定の温度下で下限封入圧力Ｐmin以上の圧力が維持されるように気体Ｇが封止されている。

つづいて、検査装置が備える排気装置を用いて真空引きして容器内を真空状態とし、当該真空状態を所定の時間維持する（ステップＳ２）。

所定の時間が経過したのち、検査装置が備える漏れ検出装置（リークディテクタ）を用いて、容器内の気体Ｇの量を測定する（ステップＳ３）。なお、気体Ｇの量の測定に関する具体的な方法については、従来の方法にしたがうこととし、詳細な説明を省略する。

上記測定値に基づいて基準真空室２０Ｗの気密性が判定される（ステップＳ４）。例えば、上記測定値が製品の品質上許容できる数値以下であれば良品と判定され、許容できる数値より大きければ不良品と判定される。
なお、測定値の具体的な判定方法については、従来の方法にしたがうこととし、詳細な説明を省略する。

<圧力センサ１０Ａの効果>
上記構成の圧力センサ１０Ａによれば、基準真空室２０Ｗの気密性に係る漏れ検査において、ボンビング工程を省略することができる。これにより、製造に要する時間を短縮することができ、生産効率を向上させることができる（短いリードタイムで圧力センサを生産することができる）。

また、気体Ｇの封入圧力の下限値を設けることで、漏れに関する高い検出精度が求められる検査の実効性を担保することができ、また、気体Ｇの封入圧力の上限値を設けることで、被測定流体等の圧力変化の測定誤差が許容範囲内に抑えられて測定精度の低下を回避することができるといった好ましい効果がもたらされる。この効果により、基準真空室２０Ｗの漏れ検査に要する時間の短縮と高い検査精度および測定精度といった両立が難しい要請を、高い次元で同時に満たすことができるようになり、高品質かつ高い測定精度の圧力センサを短いリードタイムで生産することが可能になる。

≪第２の実施の形態≫
つぎに、本発明の第２の実施の形態に係る圧力センサ１０Ｂを、図４および図５に基づいて説明する。この圧力センサ１０Ｂは、基準真空室２０Ｗに所定の封入圧力で気体Ｇを封入したことに伴う測定圧力値への影響（誤差）を補正するための補正部７０が設けられ、また、当該補正を実施するために、圧力センサ１０Ｂの周囲の温度Ｔ１０Ｂを測定するための温度センサ８０が設けられていることを特徴とし、これら特徴に係る構成以外は、圧力センサ１０Ａと同一である。以下、これら特徴に係る構成について説明する。

[補正部７０]
補正部７０は、基準真空室２０Ｗの内部に気体Ｇが封止されたことに起因して生じ得る測定圧力値の誤差、すなわち、基準真空室２０Ｗの内部温度が変化すると気体Ｇが封止された基準真空室２０Ｗの内部圧力もこれに比例して変化し、その結果として生じる測定圧力値の誤差を補正するために設けられた機能部であって、図５に示すように、測定部６０の一部、より具体的には、測定部６０が備える演算処理装置（ＣＰＵ）６２とメモリ６３とを含むようにして構成されている。
補正部７０を構成する演算処理装置（ＣＰＵ）６２は、所定の補正演算プログラムおよび所定の各種データに基づいて補正演算を行い、補正された測定圧力値を算出する。
補正部７０を構成するメモリ６３は、演算処理装置（ＣＰＵ）６２を通じて実行される上記補正演算プログラム、およびこの補正演算プログラムを実行するために必要な各種データ、例えば、製品出荷前に実施される検査時（調整時）に取得する圧力センサ素子１１からの温度に係る電圧値Ｖ_０、および温度センサ８０からの温度に係る電圧値Ｖ_Ｔ、およびこれら値を用いて算出される補正係数（後述する補正係数ａ_ｉｊ、ならびに補正係数ａ０、ａ１、ｂ０、ｂ１）を記憶する。
なお、上記補正演算の具体例については、後述する「補正方法」のところで詳しく説明する。

［温度センサ８０］
圧力センサ１０Ｂの周囲の温度を測定するための温度センサ８０は、例えば、白金測温抵抗体から構成され、図４に示すように、ケーシング２０の外側面の略中間部分に配設される。ただし、温度センサ８０を設ける位置は、当該位置に限定される訳ではなく、例えば、基準真空室２０Ｗの内部であってもよい。

<補正方法>
上記補正演算（補正方法）は、基準真空室２０Ｗの内部に気体Ｇが封止されたことに起因して生じ得る測定圧力値の誤差、すなわち、圧力センサ１０Ｂの周囲温度の変化に伴って生じる気体Ｇの圧力および基準真空室２０Ｗの内部圧力の変化に起因した測定圧力値の誤差を補正するために実行されるものである。補正演算（補正方法）の具体例として、例えば、以下に示す「第１の補正方法」、「第２の補正方法」および「第３の補正方法」がある。

［第１の補正方法］
第１の補正方法は、下記式（１０）を用いて補正演算を行う方法である。この式（１０）は、センサが検出する電圧値と測定圧力値との関係を規定する較正曲線に相当するものであって、圧力に係る電圧値Ｖ_Ｏおよび温度に係る電圧値Ｖ_ｔを測定パラメータとして含み、また、定数である補正係数ａ_ｉｊ（ｉ＝０～ｍ、ｊ＝０～ｎ）を含む。補正係数ａ_ｉｊは、製品出荷前の検査工程（調整工程）等において、所定の周囲温度下にある圧力センサ１０Ｂへ所定の圧力を印加することで測定される圧力および温度に係る数値、具体的には、圧力センサ１０Ｂが備える圧力センサ素子１１および温度センサ８０からそれぞれ出力される圧力に係る電圧値Ｖ_Ｏおよび温度に係る電圧値Ｖ_ｔを式（１０）に代入することで予め算定される（上記検査工程において圧力および温度に係る電圧値Ｖ_Ｏ、Ｖ_ｔを測定する時点を「検査測定点」と称する。）。これら補正係数ａ_ｉｊは、演算処理装置（ＣＰＵ）６２を通じて算定されたのち、製品特性値としてメモリ６３に記憶される。
実使用時には、算定済みの補正係数ａ_ｉｊと、圧力センサ素子１１を通じて逐次検出される圧力に係る電圧値Ｖ_Ｏおよび温度センサ８０を通じて逐次検出される温度に係る電圧値Ｖ_ｔとを式（１０）に代入することで、気体Ｇが封止されたことに起因する誤差が補正された測定圧力値が逐次算出される。

演算処理装置（ＣＰＵ）６２を通じた補正係数ａ_ｉｊの算定は、例えば、以下のようにして実施される。すなわち、式（１０）の次数を画する値、より具体的には、式（１０）中の圧力に係る電圧値Ｖ_０の指数ｉの最大値および温度に係る電圧値Ｖ_ｔの指数ｊの最大値が、例えば、測定精度（補正精度）および演算処理装置（ＣＰＵ）６２の処理能力等を考慮して所定の値に設定される。これにより、算定される補正係数ａ_ｉｊの数、および補正係数ａ_ｉｊを求めるのに必要な検査測定点の数（通常は補正係数ａ_ｉｊの数と同値）が確定する。
例えば、圧力に係る電圧値Ｖ_０の指数ｉの最大値および温度に係る電圧値Ｖ_ｔの指数ｊの最大値がいずれも１に設定された式（１０）、すなわち２次の式（１０）を用いて補正演算を実施する事例においては、４つの補正係数ａ_ｉｊ（ｉ＝０～１、ｊ＝０～１）が算定されることになる。そして、この４つの補正係数ａ_ｉｊ（ｉ＝０～１、ｊ＝０～１）を算定するために、少なくとも４つの検査測定点が設定され、それぞれの周囲温度Ｔｕ（ｕ＝１～４）のもと、任意の値の印加圧力Ｐ_ｉｎｕ（ｕ＝１～４）が所定の装置を用いて圧力センサ１０Ｂへ印加される。このとき、圧力センサ素子１１を通じて圧力に係る電圧値Ｖ_０ｕ（ｕ＝１～４）が測定され、温度センサ８０を通じて温度に係る電圧値Ｖ_ｔｕ（ｕ＝１～４）が測定される。これら測定値は、アナログ検出回路ＡＣおよびＡ／ＤコンバータＡＤを通じて、演算処理装置（ＣＰＵ）６２へと送信される。演算処理装置（ＣＰＵ）６２は、印加圧力Ｐ_ｉｎｕ（ｕ＝１～４）、圧力に係る電圧値Ｖ_０ｕ（ｕ＝１～４）および温度に係る電圧値Ｖ_ｔｕ（ｕ＝１～４）を式（１０）に代入することで補正係数ａ_ｉｊ（ｉ＝０～１、ｊ＝０～１）を算定する。

下記表１には、４つの検査測定点における周囲温度Ｔｕ（ｕ＝１～４）がＴ１＝２３〔℃〕、Ｔ２＝２３〔℃〕、Ｔ３＝２００〔℃〕およびＴ４＝２００〔℃〕であり、それぞれの検査測定点で印加される印加圧力Ｐ_ｉｎｕ（ｕ＝１～４）が、Ｐ_ｉｎ１＝０〔Ｐａ〕、Ｐ_ｉｎ２＝１００〔Ｐａ〕、Ｐ_ｉｎ３＝０〔Ｐａ〕およびＰ_ｉｎ４＝１００〔Ｐａ〕であるときの、圧力に係る電圧値Ｖ_０ｕ（ｕ＝１～４）および温度に係る電圧値Ｖ_ｔｕ（ｕ＝１～４）の測定値が記されている。この表１によれば、それぞれの検査測定点における電圧値Ｖ_０ｕ（ｕ＝１～４）および電圧値Ｖ_ｔｕ（ｕ＝１～４）は、（Ｖ_０１、Ｖ_ｔ１）＝（１．１〔ｖ〕、２．１〔ｖ〕）、（Ｖ_０２、Ｖ_ｔ２）＝（４．３〔ｖ〕、２．１〔ｖ〕）、（Ｖ_０３、Ｖ_ｔ３）＝（１．２〔ｖ〕、３．１〔ｖ〕）、（Ｖ_０４、Ｖ_ｔ４）＝（４．２〔ｖ〕、３．１〔ｖ〕）となる。

上記４つの検査測定点における印加圧力Ｐ_ｉｎｕ（ｕ＝１～４）およびデータ（Ｖ_０ｕ、Ｖ_ｔｕ）（ｕ＝１～４）の値、すなわち、（Ｐ_ｉｎ１、Ｖ_０１、Ｖ_ｔ１）＝（０〔Ｐａ〕、１．１〔ｖ〕、２．１〔ｖ〕）、（Ｐ_ｉｎ２、Ｖ_０２、Ｖ_ｔ２）＝（１００〔Ｐａ〕、４．３〔ｖ〕、２．１〔ｖ〕）、（Ｐ_ｉｎ３、Ｖ_０３、Ｖ_ｔ３）＝（０〔Ｐａ〕、１．２〔ｖ〕、３．１〔ｖ〕）、（Ｐ_ｉｎ４、Ｖ_０４、Ｖ_ｔ４）＝（１００〔Ｐａ〕、４．２〔ｖ〕、３．１〔ｖ〕）を式（１０）に代入することで４つの方程式が得られる。補正部７０を構成する演算処理装置（ＣＰＵ）６２は、この４つの方程式を用いて補正係数ａ_００、ａ_１０、ａ_０１、ａ_１１を求める。この例では、ａ_００＝－２２．５６２５、ａ_１０＝２６．８７５０、ａ_０１＝－５．６２５００、ａ_１１＝２．０８３３３となる。

なお、より高い精度の補正（高次の補正）を実施するため、すなわち、式（１０）中の圧力に係る電圧値Ｖ_０の指数ｉの最大値および温度に係る電圧値Ｖ_ｔの指数ｊの最大値の少なくとも１つを２以上とするために、検査時の測定点の数を適宜増やしてもよい。例えば、指数ｉの最大値が２および指数ｊの最大値が１に設定された式（１０）、すなわち３次の式（１０）を用いて補正するために、６つの検査測定点を設定してもよい。また、検査時の測定点に関し、温度および圧力を複数の区画に分けて変化させ、それぞれの区画ごとに上記補正係数ａ_ｉｊを求めるように構成してもよい（各区間ごとに補正係数ａ_ｉｊを持つようなテーブル方式で温度補正するように構成してもよい）。

［第２の補正方法］
第２の補正方法は、下記式（１１）を用いて補正演算を行う方法である。この式（１１）は、式（１０）と同様に、センサが検出する電圧値と測定圧力値との関係を規定する較正曲線に相当するものであって、圧力に係る電圧値Ｖ_Ｏおよび温度に係る電圧値Ｖ_ｔを測定パラメータとして含み、また、定数である補正係数ａ０、ａ１、ｂ０、ｂ１を含む。補正係数ａ０、ａ１、ｂ０、ｂ１は、製品出荷前の検査工程（調整工程）等において、所定の周囲温度下にある圧力センサ１０Ｂへ所定の圧力を印加することで得られる圧力および温度に係る数値、具体的には、圧力センサ１０Ｂが備える圧力センサ素子１１および温度センサ８０からそれぞれ出力される圧力に係る電圧値Ｖ_Ｏおよび温度に係る電圧値Ｖ_ｔを式（１１）に代入することで予め算定される。この算定プロセスは、演算処理装置（ＣＰＵ）６２を通じて実行される。

上記補正係数のうち、補正係数ａ０、ａ１は、圧力に依存する値であって、以下のようにして算定される。すなわち、温度を一定にした状態（基準温度に固定した状態）で圧力センサ１０Ｂへ印加する圧力（印加圧力Ｐin）を変化させ、圧力センサ１０Ｂの出力、より具体的には、圧力センサ１０Ｂが備える圧力センサ素子１１から出力される圧力に係る電圧値Ｖ_０を、アナログ検出回路ＡＣおよびＡ／ＤコンバータＡＤを通じて所定のサンプリングレートで取得する。ここで、印加圧力Ｐ_ｉｎと電圧値Ｖ_０との関係を、例えば一次関数Ｐ_ｉｎ＝ａ０+ａ１×Ｖ_ｏとして定義し、上記印加圧力Ｐ_ｉｎおよび電圧値Ｖ_０に関するデータαから、補正係数ａ０およびａ１を算定する。

また、上記補正係数のうち、補正係数ｂ０、ｂ１は、温度に依存する値であって、以下のようにして算定される。すなわち、圧力を印加しない状態で圧力センサ１０Ｂの周囲の温度を変化させて、圧力センサ１０Ｂから出力される値、より具体的には、圧力センサ１０Ｂが備える圧力センサ素子１１から出力される圧力に係る電圧値Ｖ_０および温度センサ８０から出力される温度に係る電圧値Ｖ_ｔを、アナログ検出回路ＡＣおよびＡ／ＤコンバータＡＤを通じて所定のサンプリングレートで取得する。この得られた電圧値Ｖ_０および電圧値Ｖ_ｔに関するデータβを上記データαに加え、これらデータ（データαおよびデータβ）の値を式（１１）に代入することで補正係数ｂ０およびｂ１を算定する。

上記プロセスで得られた、補正係数ａ０、ａ１、ｂ０、ｂ１は、製品特性値として、メモリ６３に記憶される。

実使用時においては、圧力センサ１０Ｂが備える圧力センサ素子１１から逐次出力される圧力に係る電圧値Ｖ_０、および温度センサ８０から逐次出力される温度に係る電圧値Ｖ_ｔ、ならびにメモリ６３に記憶された上記補正係数ａ０、ａ１、ｂ０、ｂ１を上記式（１１）に代入することで、補正された測定圧力値（上記式（１１）中のＰ）が逐次算出される。
この第２の補正方法は、温度変化に対する圧力センサ１０Ｂの感度（圧力センサ素子１１の感度）が小さい場合に有用である。

なお、上記例で用いた式（１１）は、補正後の測定圧力値が、圧力センサ素子１１から出力される圧力に係る電圧値Ｖ_０および温度センサ８０から出力される温度に係る電圧値Ｖ_ｔの一次関数として定義されているが、これをより高次の関数として定義してもよい。また、検査時の測定点に関し、温度および圧力を複数の区画に分けて変化させ、それぞれの区画ごとに上記補正係数を求めるように構成してもよい（各区間ごとに補正係数を持つようなテーブル方式で温度補正するように構成してもよい）。

［第３の補正方法］
第３の補正方法は、測定部６０を構成する演算処理装置（ＣＰＵ）６２を通じて算出される測定圧力値Ｐｘ（補正前の測定圧力値Ｐｘ）に対し、気体Ｇが基準真空室２０Ｗに封止される時点の基準真空室２０Ｗの内部圧力Ｐ_Ｏ（気体Ｇの封入圧力Ｐ_Ｏ）および内部温度Ｔ_Ｏ（周囲温度Ｔ_Ｏ）と、測定時点の周囲温度Ｔｘとをパラメータとして含む下記式（１２）を用いて補正後の測定圧力値Ｐｙを算出する方法である。ここで、流体Ｇの封入時点における基準真空室２０Ｗの内部圧力Ｐ_Ｏ（気体Ｇの封入圧力Ｐ_Ｏ）および内部温度Ｔ_Ｏ（周囲温度Ｔ_Ｏ）には、補正部７０を構成するメモリ６３に予め記憶されているデータ（気体Ｇの封入作業時に記憶されるデータ）が用いられる。また、補正前の測定圧力値Ｐｘおよびこの測定圧力値Ｐｘが測定された時点の流体Ｇの温度Ｔｘ（基準真空室２０Ｗの内部温度Ｔｘ）には、圧力センサ素子１１および温度センサ８０を通じて検出される電圧値Ｖ_Ｏおよび電圧値Ｖ_ｔに基づいて演算処理装置（ＣＰＵ）６２が逐次算出する値が用いられる。

<圧力センサ１０Ｂの効果>
上記構成の圧力センサ１０Ｂによれば、気体Ｇが基準圧力室２０Ｗの内部に封止されることにともなう測定圧力値の誤差を補正することができる。このため、本発明の第１の実施形態に係る圧力センサ１０Ａが奏する上記効果と、より高い測定精度とを兼ね備えた圧力センサを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を、第１の実施の形態に係る圧力センサ１０Ａおよび第２の実施の形態に係る圧力センサ１０Ｂを通じて説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、明細書および図面に直接記載のない構成であっても、本発明の作用・効果を奏する以上、本発明の技術的思想の範囲内である。さらに、上記記載および各図に示した実施の形態は、その目的および構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。

例えば、基準真空室２０Ｗの気密性に係る漏れ検査を、製品寿命を延ばす観点等から、定期メンテナンス等を通じて生産設備等へ配設された圧力センサに対して実施できるように構成してもよい。このとき、生産設備等から容易に着脱できる機構を圧力センサ１０Ａ、１０Ｂに設けてもよい。
また、使用中に周囲の気体（大気等）が流入するなどが原因で、基準真空室２０Ｗの内部圧力が製品出荷時と定期メンテナンス時とで異なることが想定される。このため、上記補正演算に用いる補正係数の算定を定期メンテナンス毎に実施することができるように補正部７０を構成してもよい。

１０Ａ…圧力センサ、１０Ｂ…圧力センサ、１１…圧力センサ素子、１２…ダイアフラム、２０…ケーシング、２０Ｗ…基準真空室、２１…ロアハウジング、２２…アッパーハウジング、２２ｂ…孔、２３…カバー、２３ａ…電極リード挿通孔、２４…ゲッター、２５…封止要素、３０…台座プレート３０、４０…支持ダイアフラム、５０…電極リード部、５７…ハーメチックシール、６０…測定部、６１…インターフェース（Ｉ／Ｏ）、６２…演算処理装置（ＣＰＵ）、６３…メモリ、７０…補正部、８０…温度センサ、Ｇ…気体。

Claims (9)

1. 一の面に受圧面が形成された隔膜と、
   前記隔膜の他の面とともに密閉空間を形成するケーシング部材と、
   前記受圧面への印加される圧力と前記密閉空間の内部圧力との差によって生じる前記隔
   膜の変形から前記受圧面と対向する空間内の前記圧力を測定する測定部とを備え、
   前記隔膜と前記ケーシング部材とは、前記密閉空間の気密性の検査において検出対象と
   なる気体を前記密閉空間に封止するように構成され、
   所定の容積をもつ前記密閉空間に封入される前記気体の封入圧力は、少なくとも前記検査に用いられる漏れ検出装置の検出下限値と、前記密閉空間に流入することが許容される周囲気体の許容流入量と、をそれぞれ用いて算出される下限値よりも大きい値に設定され、且つ、少なくとも使用が想定される環境下での最大周囲温度と、前記気体の温度変化に依存する圧力変化のうち前記温度変化の値を用いて補正できる圧力変化の最小値と、をそれぞれ用いて算出される上限値よりも小さい値に設定される圧力センサ。
2. 一の面に受圧面が形成された隔膜と、
   前記隔膜の他の面とともに密閉空間を形成するケーシング部材と、
   前記受圧面への印加される圧力と前記密閉空間の内部圧力との差によって生じる前記隔
   膜の変形から前記受圧面と対向する空間内の前記圧力を測定する測定部とを備え、
   前記隔膜と前記ケーシング部材とは、前記密閉空間の気密性の検査において検出対象と
   なる気体を前記密閉空間に封止するように構成され、
   所定の容積をもつ前記密閉空間に封入される前記気体の封入圧力は、少なくとも前記検査に用いられる漏れ検出装置の検出下限値（Ｑmin）、前記密閉空間に流入することが許容される周囲気体の許容流入量（Ｑα）、前記許容流入量の測定時点の周囲圧力（Ｐα）、前記許容流入量の測定時点の周囲温度（Ｔα）、前記気体の分子量（Ｍ _Ｇ ）、前記周囲気体の分子量（Ｍ _ａｉｒ ）、前記検査の時点の周囲温度（Ｔ _Ｔ ）および前記検査の時点の周囲圧力中の前記気体の分圧（Ｐr _Ｔ ）から算出される下限値（Ｐmin）よりも大きな値に設定される圧力センサ。
3. 請求項２に記載の圧力センサであって、
   前記封入圧力は、
   

   

   Ｐmin：前記封入圧力の下限値、Ｑmin：前記検出下限値、Ｑα：前記許容流入量、Ｐα：前記許容流入量の測定時点の周囲圧力、Ｔα：前記許容流入量の測定時点の周囲温度、Ｍ_Ｇ：前記気体の分子量、Ｍ_ａｉｒ：前記周囲気体の分子量、Ｔ_Ｔ：前記検査の時点の周囲温度、Ｐr_Ｔ：前記検査の時点の周囲圧力中の前記気体の分圧
   から算出される前記下限値よりも大きな値に設定される圧力センサ。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の圧力センサであって、
   前記密閉空間の温度を測定する温度センサと、
   周囲温度の変化に起因して生じる前記圧力に関する測定値の誤差を前記温度センサが検
   出する値を用いて補正する補正部とをさらに備える圧力センサ。
5. 請求項４に記載の圧力センサであって、
   前記補正部は、前記温度センサが検出する値と前記気体が前記密閉空間へ封入されると
   きの封入圧力および温度とを用いて前記補正を行う圧力センサ。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の圧力センサであって、
   前記気体は、前記密閉空間を形成する壁面に吸蔵されない物質からなる圧力センサ。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の圧力センサであって、
   前記気体は、周囲気体を吸着するために前記密閉空間に配設された吸着物質に吸着され
   ない物質からなる圧力センサ。
8. 請求項１～７のいずれか一項に記載の圧力センサであって、
   前記気体は、１体積％以上の割合で空気に含まれる物質以外の物質からなる圧力センサ
   。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の圧力センサが備える前記密閉空間の気密性に関す
   る検査方法であって、
   圧力センサを所定の容器の内部に載置する第１ステップと、
   前記容器の内部を真空にする第２ステップと、
   漏れ検出装置を用いて前記容器から流出する前記気体の流出量を測定する第３ステップ
   と、
   前記気体の流出量から前記密閉空間の気密性を判定する第４のステップと、
   からなる検査方法。

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