即使在膜片采用了不锈钢的情况下，膜片和应变传感器也不会彼此剥离，不易受到使用环境温度的影响，并且，压力传感器的灵敏度不仅仅由构成膜片的材料的力学特性支配，能够提高构成压力传感器的部件的设计自由度。为解决上述技术问题，本发明专利技术的压力传感器的特征在于，包括：因流体的压力而变形的膜片；覆盖该膜片的整面的弹性体，该弹性体的一侧与所述膜片接合；和应变传感器，该应变传感器接合设置在该弹性体的另一侧的远离与所述膜片的中心对应的位置的端部侧，将与所述膜片的变形连动的所述弹性体的变形作为应变检测，所述弹性体由具有与形成所述应变传感器的材料的线膨胀系数相近的线膨胀系数的材料构成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力传感器和差压传感器以及使用它们的质量流量控制装置
本专利技术涉及压力传感器和差压传感器以及使用它们的质量流量控制装置，尤其是涉及适合于利用膜片(diaphragm)的伴随压力施加的变形来检测压力的压力传感器和差压传感器以及使用它们的质量流量控制装置。
技术介绍
作为利用膜片的伴随压力施加的变形来检测压力的压力传感器，众所周知有通过在膜片上形成(贴附等)应变片(straingauge)，来将膜片的伴随压力施加的变形作为应变检测的压力传感器。上述应变片即使是很小的变形也能够改变本身的电阻。通常，应变片以4个为一组形成，且经常使用通过构成桥接电路而测量与压力成比例的差分电压作为输出的方法，构成桥接电路，能够补偿应变片本身的温度特性。例如，即使应变片本身具有温度特性，在由温度变化导致的4个应变片的变形分别相等时，应变传感器的输出也不变动。另外，在测量对象的压力低且不需要耐蚀性的情况下，使用如下结构的压力传感器：通过将硅基板局部薄膜化而形成成为受压部的硅膜片，并在该硅膜片上通过杂质扩散来形成应变片。这种结构的压力传感器具有灵敏度高、能够在硅膜片上作为一体结构形成应变片等的优点。但是，上述的压力传感器不适合测量对象的压力高的情况或需要耐蚀性的情况，较多使用在金属制的膜片上贴附应变片或贴附形成有应变片的应变传感器这种结构的压力传感器。在专利文献1中公开了一种压力传感器，其是用于检测压力值的微加工型的装置，由两个结构元件构成，第一个结构元件具有由第一材料构成的第一膜片，由第二材料构成的第二结构元件具有第一区域和第二区域。另外，第一区域形成得比第二区域薄，第一膜片和第一区域的至少一部分彼此牢固地结合。而且，第一材料改良为具有比第二材料大的热膨胀系数的形式的材料，因此，由第一材料构成的第一膜片，与温度相关地将横膨胀向第二结构元件的第一区域传递，横向膨胀的传递经由设置于第一膜片与第一区域的至少一部分之间的第一结合材料进行。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2005－227283号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题大致分为两个。即，第一技术问题是由不同种类的材料间的线膨胀系数的不同引起的技术问题，第二技术问题是关于压力传感器的灵敏度提高的技术问题。首先，从第一技术问题开始说明，为了提高具有上述结构的压力传感器对于腐蚀的耐性，在构成压力传感器的部件中与流体直接接触的部分(膜片)，需要采用不锈钢等高耐蚀性材料。但是，在采用硅作为应变传感器的材料的情况下，硅的线膨胀系数为2.6×10-6K-1，而不锈钢的线膨胀系数为15.9×10-6K-1，两者存在较大的差。因此，在想要将硅制的应变传感器粘接于不锈钢制的膜片时，由于温度变化而产生较大的尺寸差，因此，不能维持将两者粘接的状态，容易发生剥离或在制造的过程中膜片和应变传感器中的任一者破损的不良情况。另外，即使在能够维持硅制的应变传感器和不锈钢制的膜片的粘接，也没有发生破损的情况下，当压力传感器的使用环境温度变动时，由于上述线膨胀系数的不同也会在粘接部产生较大的应力。因此，虽然实际上膜片的流体的压力没有变化，但是应变传感检测到应变，因此，产生与压力传感器的使用环境温度的变化相伴的测定误差。接着，对第二技术问题进行说明，为了提高压力传感器的灵敏度使得该压力传感器即使较低的压力也能够检测到，减小膜片的弹性系数而使变形变得容易是有效的。即，膜片的弹性系数由构成膜片的材料的杨氏模量、膜片的受压径和厚度等决定，因此，越是减小构成膜片的材料的杨氏模量，增大受压径，并且减薄厚度，越能够减小膜片的弹性系数。但是，在减小膜片的弹性系数而使变形变得容易时，存在如下可能：对在变形时产生的膜片的弯曲部施加的主应力增加而超过材料的弹性界限，作为压力传感器不能继续使用。即，压力传感器的灵敏度和对膜片的弯曲部施加的主应力成为折衷的关系，只要作为弹性体使用单一的膜片，则压力传感器的灵敏度由构成膜片的材料的力学特性支配。本专利技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供以下这样的压力传感器和差压传感器以及使用它们的质量流量控制装置：即使在膜片采用不锈钢的情况下，膜片和应变传感器也不会彼此剥离，不易受到使用环境温度的影响，并且压力传感器的灵敏度不仅仅由构成膜片的材料的力学特性来支配，能够提高构成压力传感器的部件的设计自由度。解决技术问题的技术方案为解决上述技术问题，本专利技术的压力传感器的特征在于，包括：因流体的压力而变形的膜片；覆盖该膜片的整面的弹性体，该弹性体的一侧与所述膜片接合；和应变传感器，该应变传感器接合设置在该弹性体的另一侧的远离与所述膜片的中心对应的位置的端部侧，将与所述膜片的变形连动的所述弹性体的变形作为应变检测，所述弹性体由具有与形成所述应变传感器的材料的线膨胀系数相近的线膨胀系数的材料构成。另外，为解决上述技术问题，本专利技术的差压传感器的特征在于，包括：彼此相对地配置的、因流体的压力而变形的第一膜片和第二膜片；配置于该第一膜片与该第二膜片之间的弹性体，该弹性体的一侧与所述第一膜片接合，并且另一侧与所述第二膜片接合；和应变传感器，该应变传感器设置在该弹性体的一侧或另一侧的、远离与所述第一膜片和所述第二膜片的中心对应的位置的端部侧，将与所述第一膜片和所述第二膜片的变形连动的所述弹性体的变形作为应变检测，所述弹性体由具有与形成所述应变传感器的材料的线膨胀系数相近的线膨胀系数的材料构成。专利技术效果根据本专利技术，即使在膜片采用了不锈钢的情况下，膜片和应变传感器也不会彼此剥离，不易受到使用环境温度的影响，并且，压力传感器的灵敏度不仅仅由构成膜片的材料的力学特性支配，能够提高构成压力传感器的部件的设计自由度。附图说明图1是表示本专利技术的压力传感器的实施例1的俯视图。图2是沿着图1的虚线A－A的剖面图。图3表示本专利技术的压力传感器所采用的应变传感器，是由4个应变片形成的桥接电路的例子。图4是表示本专利技术的压力传感器的实施例2的俯视图。图5是沿着图4的虚线A－A的剖面图。图6是表示本专利技术的压力传感器的实施例3的俯视图。图7是沿着图6的虚线A－A的剖面图。图8是表示本专利技术的压力传感器的实施例4的俯视图。图9是沿着图8的虚线A－A的剖面图。图10是表示本专利技术的压力传感器的实施例5的俯视图。图11是沿着图10的虚线A－A的剖面图。图12是表示本专利技术的作为实施例6的绝压传感器的剖面图。图13是表示本专利技术的作为实施例7的差压传感器的剖面图。具体实施方式以下，基于图示的实施例说明本专利技术的压力传感器和差压传感器以及使用它们的质量流量控制装置。此外，在以下说明的各实施例中，对同一结构部件使用同一标记。实施例1图1和图2表示本专利技术的压力传感器的实施例1。如该图所示，本实施例的压力传感器1包括：因流体的压力而变形的膜片2；覆盖膜片2的整周的弹性体3，该弹性体3的一侧与膜片2接合；和应变传感器4，该应变传感器4接合设置在弹性体3的另一侧的远离与膜片2的中心对应的位置的端部侧(图1和图2的左侧)，将与膜片2的变形连动的弹性体3的变形作为应变检测，弹性体3由具有与形成应变传感器4的材料的线膨胀系数相近的线膨胀系数的材料构成，该压力传感器1包括固定膜片2的外周部且形成有导入流体的孔的支承件5。上述弹性体3呈圆筒形，并且其中央本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压力传感器，其特征在于，包括：因流体的压力而变形的膜片；覆盖该膜片的整面的弹性体，该弹性体的一侧与所述膜片接合；和应变传感器，该应变传感器接合设置在该弹性体的另一侧的远离与所述膜片的中心对应的位置的端部侧，将与所述膜片的变形连动的所述弹性体的变形作为应变检测，所述弹性体由具有与形成所述应变传感器的材料的线膨胀系数相近的线膨胀系数的材料构成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.07 JP 2014-2063471.一种压力传感器，其特征在于，包括：因流体的压力而变形的膜片；覆盖该膜片的整面的弹性体，该弹性体的一侧与所述膜片接合；和应变传感器，该应变传感器接合设置在该弹性体的另一侧的远离与所述膜片的中心对应的位置的端部侧，将与所述膜片的变形连动的所述弹性体的变形作为应变检测，所述弹性体由具有与形成所述应变传感器的材料的线膨胀系数相近的线膨胀系数的材料构成。2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述膜片由不锈钢或该不锈钢与其它金属材料的包层钢材构成。3.如权利要求1或2所述的压力传感器，其特征在于：所述膜片呈圆筒形，并且中央部形成得比端部薄，该形成得薄的中央部的中心凸起，该凸起的部分与所述弹性体接合。4.如权利要求1～3中任一项所述的压力传感器，其特征在于：所述应变传感器由硅构成，并且，所述弹性体由具有与所述硅的线膨胀系数接近的线膨胀系数的可伐合金、42合金和因瓦合金中的任一者构成。5.如权利要求1～4中任一项所述的压力传感器，其特征在于：所述弹性体呈圆筒形，并且，中央部形成得比端部薄，在所述弹性体的除设置所述应变传感器的部分以外的部分形成有孔。6.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于：所述孔以夹着所述应变传感器的方式形成，是从所述弹性体的一端延伸到另一端的2个隙缝，并且该隙缝贯通所述弹性体。7.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于：所述孔以夹着所述应变传感器的方式形成，包括：贯通所述弹性体的第一贯通孔；和与该第一贯通孔连通的第二贯通孔，该第二贯通孔形成于与设置有所述应变传感器的一侧相反的一侧的所述弹性体。8.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于：所述孔以夹着所述应变传感器的方式形成，是从所述弹性体的一端延伸到另一端的2个凹部，并且该凹部不贯通所述弹性体。9.如权利要求1～8中任一项所述的压力传感器，其特征在于：所述弹性体具有与所述应变传感器的大小同等的宽度或大于所述应变传感器的大小的宽度，至少与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：铃木健悟，梅山贵博，坂口勇夫，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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