[发明专利]压力传感器以及压力检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用了气体的粘性阻力的压力传感器以及具备压力传感器的压力检测装置。

背景技术

以往，作为小型的压力传感器，公知有专利文献1所记载的膜片式的压力传感器。膜片式压力传感器将施加于膜片的表背两面的压力差检测为膜片的变形，在施加有过大的压力的情况下，存在膜片损伤的问题。

作为消除上述的膜片式压力传感器的缺点的压力传感器，提出利用了气体的粘性阻力的压力传感器(参照专利文献2)。该压力传感器使可动梳齿相对于固定梳齿振动，并利用梳齿之间的气体的粘性阻力对压力进行检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-47193号公报

专利文献2：日本专利第4696244号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献2所记载的压力传感器中，作为驱动机构使用梳齿驱动机构，但除了驱动用的交流电压之外，还需要使用直流电源对驱动电极与可动电极之间施加较高的直流偏置电压。因此，存在难以低功耗化的问题。另外，在梳齿驱动机构中，由于在使可动梳齿电极相对于固定梳齿电极插拔的方向进行驱动，所以无法利用阻尼效果更高的压膜阻尼。因此，在专利文献2所记载的压力传感器中，为了利用压膜阻尼，而与梳齿驱动机构区别地设置产生压膜阻尼的阻尼机构，通过梳齿驱动机构对其进行驱动。因此，存在压力传感器本身大型化的缺点。

用于解决课题的方法

根据本发明的第一方式，压力传感器具备：固定部；环状振子，其被多个支承梁支承于固定部；多个电极，它们设置于固定部并在上述环状振子的振动方向上与该环状振子隔开间隙地配置；以及驻极体薄膜，其形成于环状振子以及电极的相互对置的面的任一方。

根据本发明的第二方式，在第一方式的压力传感器的基础上，优选环状振子的形状为圆环。

根据本发明的第三方式，在第一方式或第二方式的压力传感器的基础上，优选支承梁对环状振子的成为振动的节点的部分进行支承，多个电极配置为与环状振子的成为振动的腹点的部分对置。

根据本发明的第四方式，对于具备第一方式至第三方式中任一方式的压力传感器的压力检测装置而言，设置于压力传感器的多个电极具有两个以上的驱动用电极和一个以上的检测用电极，上述压力检测装置具备对驱动用电极施加交流电压的电源以及对检测用电极产生的伴随着环状振子的振动的电压信号进行检测并输出基于该电压信号的压力信息的压力计算部。

根据本发明的第五方式，在第四方式的压力检测装置的基础上，电源将预定的频率范围的交流电压施加于驱动用电极，压力计算部将在共振状态下检测出的电压信号的电平与在非共振状态下检测出的电压信号的电平的差输出为压力信息。

根据本发明的第六方式，压力检测装置具备：第一方式至第三方式中任一方式的压力传感器；电源，其对多个电极施加交流电压；以及压力计算部，其对包括施加有交流电压的压力传感器的机电耦合系统的导纳进行检测并输出基于该检测值的压力信息。

本发明的效果如下。

根据本发明，与以往的粘性阻力式压力传感器相比，能够实现低功耗化。

附图说明

图1是表示本发明的压力传感器的一个实施方式的立体图。

图2是压力传感器2的俯视图。

图3是表示环形振子21与驱动电极22b的对置部分的剖视图。

图4是对环形振子21的振动进行说明的图。

图5是对压膜阻尼进行说明的图。

图6是表示压力检测装置的一个实施方式的框图。

图7是表示增益特性的图。

图8是表示增益差与压力的关系的图。

图9是对压力传感器2的制造方法的第一工序进行说明的图。

图10是对压力传感器2的制造方法的第二工序以及第三工序进行说明的图。

图11是对压力传感器2的制造方法的第四工序以及第五工序进行说明的图。

图12是对压力传感器2的制造方法的第六工序以及第七工序进行说明的图。

图13是对压力传感器2的制造方法的第八工序以及第九工序进行说明的图。

图14是对压力传感器2的制造方法的第十工序以及第十一工序进行说明的图。

图15是表示驻极体薄膜制造条件的一个例子的图。

图16是表示采用了导纳检测方式的情况下的压力检测装置101的图。

图17是表示采用了导纳检测方式的情况下的压力传感器102的结构的图。