壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】該壓力傳感器具備：傳感器主體，具有第一面和在所述第一面具有開口的空腔；懸臂，具有支撐在所述第一面上的基端部、以及在所述開口的內(nèi)側(cè)在與所述開口的周緣之間以形成間隙的方式而配設(shè)的前端部，所述懸臂由按照所述空腔的內(nèi)部和外部的壓力差而彎曲變形的半導(dǎo)體材料形成；以及位移測(cè)定部，以比按照用G表示所述間隙的寬度（μm）、用V表示所述空腔的容積（ml）、用k表示比例常數(shù)的下述式（1）而規(guī)定的下限頻率fLOW（Hz）更大的頻率、測(cè)定按照所述壓力差而振動(dòng)的所述懸臂的位移。。
【專利說明】壓力傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于壓力差檢測(cè)壓力變動(dòng)的壓力傳感器。
[0002] 本申請(qǐng)基于在2012年5月2日向日本申請(qǐng)的特愿2012 - 105306號(hào)而主張優(yōu)先 權(quán)，在此引用其內(nèi)容。

【背景技術(shù)】
[0003] 以往，作為檢測(cè)壓力變動(dòng)的壓力傳感器(差壓傳感器)，已知的壓力傳感器具備：例 如，具有透孔或凹部的基板、具有通氣孔的收納容器、以及配設(shè)于收納容器內(nèi)并能在透孔內(nèi) 或凹部?jī)?nèi)振動(dòng)地被基板懸臂支撐的壓電元件(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 依據(jù)該壓力傳感器，響應(yīng)于經(jīng)由通氣孔傳遞到收納容器內(nèi)的壓力變動(dòng)而壓電元件 振動(dòng)，因此，能夠基于該壓電元件的電壓變化而檢測(cè)壓力變動(dòng)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平4 一 208827號(hào)公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的課題 此外，這種壓力傳感器設(shè)計(jì)為能夠檢測(cè)按照壓力傳感器的用途等的頻帶內(nèi)的壓力變 動(dòng)。此時(shí)，例如舉出上述專利文獻(xiàn)1的壓力傳感器為例時(shí)，壓力變動(dòng)的檢測(cè)靈敏度由壓電元 件的形狀、透孔或凹部的容積、以及在透孔或凹部和外部氣體之間進(jìn)出的流量等而決定，尤 其是大大依賴于壓電元件的形狀。
[0007] 然而，由于壓電元件在壓電體的兩表面具備電極膜等，所以難以謀求薄型化，難以 確保變形量較大。因此，如上述專利文獻(xiàn)1公開的那樣的壓電傳感器，壓力變動(dòng)檢測(cè)存在限 度，在進(jìn)行微小壓力變動(dòng)的檢測(cè)的情況下不充分。
[0008] 另外，認(rèn)為壓電傳感器能夠檢測(cè)的壓力變動(dòng)的上限頻率位于壓電元件的諧振頻率 附近。另一方面，關(guān)于下限頻率，現(xiàn)狀是不能從設(shè)計(jì)指南得到任何信息。因此，在緩緩地壓 力變動(dòng)的情況下，難以正確掌握能夠測(cè)定到何種程度的水平的頻率等。
[0009] 由此，為了獲得壓電傳感器能夠檢測(cè)的壓力變動(dòng)的下限頻率，除了通過基于各種 設(shè)計(jì)參數(shù)而制作多種壓電傳感器、并將這些壓電傳感器的檢測(cè)結(jié)果多次組合、從而實(shí)測(cè)下 限頻率以外沒有其它方法。因此，實(shí)際上難以將壓電傳感器能夠檢測(cè)的下限頻率設(shè)定為任 意值。
[0010] 本發(fā)明考慮到這樣的情況制作而成。本發(fā)明的目的是提供一種壓力傳感器，該壓 力傳感器能夠精度良好地檢測(cè)微小的壓力變動(dòng)，并且能夠?qū)毫ψ儎?dòng)的下限頻率設(shè)定為期 望的值，能夠任意地設(shè)定能夠檢測(cè)的壓力變動(dòng)的頻帶。
[0011] 用于解決課題的方案 為了解決上述課題，本發(fā)明提供了以下方案。
[0012] (1)本發(fā)明的一種方式所涉及的壓力傳感器具備：傳感器主體，具有第一面和在所 述第一面具有開口的空腔；懸臂，具有支撐在所述第一面上的基端部、以及在所述開口的內(nèi) 側(cè)在與所述開口的周緣之間以形成間隙的方式而配設(shè)的前端部，所述懸臂由按照所述空腔 的內(nèi)部和外部的壓力差而彎曲變形的半導(dǎo)體材料形成；以及位移測(cè)定部，以比按照用G表 示所述間隙的寬度（μπι)、用V表示所述空腔的容積（ml)、用k表示比例常數(shù)的下述式（1) 而規(guī)定的下限頻率(Hz)更大的頻率、測(cè)定按照所述壓力差而振動(dòng)的所述懸臂的位移。
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種壓力傳感器，其特征在于，具備： 傳感器主體，具有第一面和在所述第一面具有開口的空腔； 懸臂，具有支撐在所述第一面上的基端部、以及在所述開口的內(nèi)側(cè)在與所述開口的周 緣之間以形成間隙的方式而配設(shè)的前端部，所述懸臂由按照所述空腔的內(nèi)部和外部的壓力 差而彎曲變形的半導(dǎo)體材料形成；以及 位移測(cè)定部，以比按照用G表示所述間隙的寬度、用V表示所述空腔的容積、用k表示 比例常數(shù)的下述式（1)而規(guī)定的下限頻率更大的頻率、測(cè)定按照所述壓力差而振動(dòng)的 所述懸臂的位移，
其中所述間隙的寬度單位是Um，所述空腔的容積單位是ml，所述下限頻率的單位 是Hz。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述比例常數(shù)k在0. 005?0. 02的 范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，其特征在于，所述位移測(cè)定部以比根據(jù)下述式（2) 規(guī)定的下限頻率(Hz)更大的頻率測(cè)定按照所述壓力差而振動(dòng)的所述懸臂的位移，
式中，fn()ise是噪聲頻率，其單位是Hz。
4. 如權(quán)利要求1?3的任一項(xiàng)所述的壓力傳感器，其特征在于，所述位移測(cè)定部具有在 所述基端部形成的壓電電阻。
【文檔編號(hào)】G01L13/06GK104272074SQ201380022589
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月2日
【發(fā)明者】下山勛, 松本潔, 高橋英俊, 阮明勇, 筱原陽(yáng)子, 內(nèi)山武, 大海學(xué), 新荻正隆 申請(qǐng)人:精工電子有限公司, 國(guó)立大學(xué)法人東京大學(xué)