DE4108989A1 - Integrierter multisensor und uebertrager eines statischen und differentiellen drucks und ein anlagensystem, die den integrierten multisensor verwenden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen integrierten Multisensor (einen zusammengesetzten Sensor), der bei einem Druck- und einem Differentialdruck-Übertrager zum Erfassen eines Durchflusses (oder der Quantität eines Durchflusses) oder eines Drucks bei einer chemischen Anlage oder ähnlichem verwendet wird, und bei dem die Eigenschaft eines Sensors für statischen Druck bei einer Differentialdrucklast verbessert ist, und betrifft einen intelligenten Differentialdruck-Übertrager und ein Anlagensystem, die einen derartigen integrierten Multisensor verwenden.

Bei dem herkömmlichen Sensor, der in einem Erfassungsteil eines intelligenten Differentialdruck-Übertragers verwendet wird, sind Sensoren für einen Differentialdruck, einen statischen Druck und eine Temperatur auf einem Substrat vorgesehen, und die drei Sensorarten kompensieren sich gegenseitig, um einen Differentialdruck mit hoher Präzision zu messen. Beispielsweise ist in dem US-Patent 45 30 244 eine Struktur vorgeschlagen worden, bei der ein Sensor zum Erfassen der Einflüsse der Temperatur und des statischen Drucks an einem Abschnitt mit dickem Überzug vorgesehen, und ein Sensor zum Erfassen eines Differentialdrucks ist an einer Membran vorgesehen. Auch in der JP-B-62-22 272 ist die Kombination eines Sensors zum Entfernen des Einflusses eines statischen Drucks und ein Differentialdruck- Sensor offenbart, aber der Einfluß eines Differentialdrucks, der auf einen Sensor für statischen Druck einwirkt, ist nicht diskutiert. Es ist nämlich bekannt, daß bei dem herkömmlichen integrierten Multisensor die jeweiligen Ausgänge von Sensoren keine unabhängigen Variationen schaffen können und sich gegenseitig beeinflussen können.

Der herkömmliche Differentialdruck-Übertrager bestimmt eine Druckdifferenz oder einen Differentialdruck ΔP, wenn ein Flüssigkeitsdruck, der durch eine Druckpumpe übertragen wird, durch eine Öffnung geht, die in einem Rohr einer chemischen Anlage oder ähnlichem vorgesehen ist, wodurch die Quantität des Durchflusses Q gemäß der folgenden Gleichung erfaßt wird:

wobei k eine Konstante ist, die durch die Reynoldsche Zahl und den Durchmesser der Öffnung bestimmt ist. Oben ist erwähnt, daß der Ausgang eines Differentialdrucksensors durch einen statischen Druck P_s und eine Temperatur T beeinflußt ist. Deshalb schaltet bei der Messung der Quantität des Durchflusses der statische Druck P_s, der auf das Rohr ausgeübt wird, und ein Wechsel der Umgebungstemperatur eine Störung auf den integrierten Multisensor aus, und daher sollten die Einflüsse davon bis zum Äußersten entfernt sein.

Bei einem Differentialdruck-Übertrager, der den herkömmlichen integrierten Multisensor verwendet, werden ein statischer Druck, eine Temperatur und ein Differentialdruck durch einzelne Sensoren erfaßt. Oben ist erwähnt, daß jeder Sensor eine entsprechende Veränderung erfaßt, die die anderen Veränderungen auf addierte Weise enthält. Deshalb wird ein kompliziertes Korrekturverfahren ausgeführt, um die Einflüsse der anderen Veränderungen zu entfernen.

Auch gibt es in dem Fall, wo eine Differentialdruck-Erfassungsmembran und eine Membran, die einen statischen Druck erfaßt, in einem Halbleitersubstrat vorgesehen sind, ein Problem, daß ein Intervall zwischen beiden Membranen eng wird (während eines Ätzprozesses), wodurch die Haftungslänge gegenüber einer befestigenden Basis abnimmt, die das Halbleitersubstrat trägt.

Weiterhin gibt es in dem Fall, wo eine Differentialdruck-Erfassungsmembran mit einer zentralen steifen Platte durch Anwenden eines anisotropischen Ätzens gebildet ist, ein Problem, daß ein viereckiger zentraler steifer Körper, der von <111< Seiten umgeben ist, am leichtesten ausgebildet wird, mit dem Ergebnis, daß eine Belastung an jedem Kantenabschnitt konzentriert ist, wodurch die Druckbeständigkeit (Spannungsfähigkeit) abnimmt.

Darüber hinaus gibt es, wenn eine Differentialdruck-Erfassungsmembran und eine Membran, die einen statischen Druck erfaßt, die gleiche Plattendicke aufweisen, ein Problem, daß, wenn die Größe eines Halbleitersubstrats klein gemacht werden muß, die Membran, die den statischen Druck erfaßt, zu klein wird, wodurch es schwierig gemacht wird, einen Meßwiderstand bzw. Meßwiderstände an der Membran anzuordnen, die den statischen Druck erfaßt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen integrierten Multisensor zu schaffen, bei dem ein Sensor für einen statischen Druck so aufgebaut ist, daß der Einfluß eines Differentialdrucks, der auf den Sensor für statischen Druck beim Anlegen des Differentialdrucks daran einwirkt, entfernt wird, und einen intelligenten Differentialdruck-Übertrager zu schaffen, der einen solchen integrierten Multisensor verwendet, um das Erfassen eines Differentialdrucks mit befriedigender Präzision durch eine einfache Operation zu erlauben.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines integrierten Multisensors zu schaffen, das ein Bearbeiten einer Differentialdruck-Erfassungsmembran enthält, um ihre Plattendicke dünner zu machen als jene einer Membran, die einen statischen Druck erfaßt, ein Entwickeln des Verfahrens eines Ätzens oder Begrenzens der Unreinheitskonzentration eines Siliziumsubstrats, um die Erfassungspräzision eines integrierten Multisensors zu verbessern, der einen intelligenten Differentialdruck-Übertrager bildet.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sensoraufbau zu schaffen, bei dem eine konstante Adhäsionsfestigkeit beibehalten wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Aufbau einer zentralen steifen Platte zu schaffen, der eine hohe Druckbeständigkeit aufweist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein industrielles Anlagensystem zu schaffen, das die Quantität des Durchflusses durch Anwenden eines hochpräzisen intelligenten Differentialdruck-Übertragers mißt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Meßsensor, der in einer Sensormembran für statischen Druck gebildet ist, getrennt von einer Differentialdruck-Sensormembran vorgesehen. Der Sensor für statischen Druck erfaßt einen statischen Druck über eine Operationsverarbeitung unter Verwendung der Widerstandsänderung jedes Meßwiderstands. Um einen nichtlinearen Einfluß zu entfernen, wenn der Differentialdruck auf den Sensor für statischen Druck einwirkt, sind Meßwiderstände für den Sensor für statischen Druck an Positionen angeordnet, wo eine Belastung, die durch eine Differentialdrucklast verursacht ist, auf jeden Meßwiderstand mit einer im wesentlichen gleichen Größe ausgeübt wird. Durch Anwenden eines integrierten Multisensors mit dem obigen Aufbau kann ein Datenverarbeitungs-Verfahren vereinfacht werden, und eine Signalverarbeitung kann durch Durchführen einer Addier-/Subtrahieroperation an den jeweiligen Ausgängen der Sensoren als solchen ausreichend sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem Fall, wo ein Siliziumplättchen mit einer {001}-Ebene einem anisotropischen Ätzverfahren unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von KOH oder ähnlichem ausgesetzt wird, eine Membran, die einen statischen Druck erfaßt, nahe einer Seite angeordnet sein, die mit <110< ausgerichtet ist, wobei das Ätzen fast keinen Fortschritt bringt. Dadurch wird ein gewünschtes Membranintervall gesichert und eine hohe Druckbeständigkeit wird gesichert. Auch kann in dem Fall, wo das gleiche anisotropische Ätzverfahren wie oben erwähnt durchgeführt wird, eine Membran, die einen statischen Druck erfaßt, (oder ein Sensor für statischen Druck) in einer Richtung <100< relativ zu einer Differentialdruck-Erfassungsmembran angeordnet sein, um den Einfluß eines Differentialdrucks zu verringern, der auf den Sensor für statischen Druck einwirkt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine zentrale steife Platte in ein Polygon eingebaut, das nicht weniger gewinkelt ist als ein Hexagon (d. h. ein n-gon das n6 genügt).

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche einer Differentialdruck-Erfassungsmembran geätzt, um die Differentialdruck- Erfassungsmembran so zu bearbeiten, daß ihre Plattendicke dünner als jene einer Membran wird, die einen statischen Druck erfaßt, oder eine Differentialdruck- Erfassungsmembran und eine Membran, die einen statischen Druck erfaßt, werden gleich bearbeitet. Alternativ wird die Unreinheitskonzentration eines Siliziumsubstrats ausgewählt, nicht höher zu sein als 2×10¹⁸/cm³.

In einem integrierten Multisensor mit einem Differentialdruck-Sensor und einem Sensor für statischen Druck, die auf dem gleichen Substrat gebildet sind, wird, wenn ein Differentialdruck angelegt wird, ein Druck an den Sensor für statischen Druck angelegt, und zwar unter dem Einfluß des Differentialdrucks. In dem Fall, wo der Sensor für statischen Druck nahe dem Differentialdruck-Sensor gebildet ist, ist der an den Sensor für statischen Druck angelegte Druck abhängig von einer Reckbeanspruchung und bezogen auf einen Abstand von dem Differentialdruck- Sensor. Wenn eine Mehrzahl von Sensoren für statischen Druck ohne Beachtung der obigen Beziehung angeordnet werden, werden die Sensoren für statischen Druck Ausgänge erzeugen, die durch Differentialdrücke beeinflußt sind, die unterschiedliche Größen aufweisen. Deshalb wird bei der vorliegenden Erfindung ein statischer Druck mit einem Aufbau gemessen, bei dem statische Sensoren so angeordnet sind, daß Reckbeanspruchungen, die durch Differentialdrücke erzeugt sind, einander gleich werden, und die Sensoren für statischen Druck werden so überbrückt, daß der Einfluß der Differentialdrücke, die auf die Sensoren für statischen Druck einwirken, voneinander getrennt sind. Jedoch folgt bei dem Aufbau, bei dem die Einflüsse der Differentialdrücke getrennt sind, daß statische Drücke ähnlich voneinander getrennt sind, und keine Ausgangsspannung wird erhalten. Daher sind zwei Arten von Meßwiderständen vorgesehen, die einen Meßwiderstand enthalten, der an einer festen Position angeordnet ist, um einen statischen Druck unter Verwendung einer Differenz beim Elastizitätsmodul einer befestigenden Basis zu erfassen, und einen Meßwiderstand, der an einer Membran angeordnet ist, die einen statischen Druck erfaßt, um einen absoluten Druck zu erfassen, so daß nur ein statischer Druck mit dem Einfluß des Differentialdrucks, der abgetrennt ist, unter Verwendung der Tatsache erfaßt wird, daß der Meßwiderstand, der an der Membran angeordnet ist, der eine größere Widerstandsänderung aufweist als der Meßwiderstand, der an der festen Position in dem Fall angeordnet ist, wo der statische Druck einwirkt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten bzw. Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung:

Fig. 1 ist ein systematisches Diagramm eines Anlagensystems, bei dem ein intelligenter Übertrager gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ist;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die den Aufbau des gesamten intelligenten Übertragers zeigt;

Fig. 3A bis 3E sind Ansichten zum Erklären des Prinzips eines Verfahrens, das einen statischen Druck erfaßt, in einem integrierten Multisensor der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist eine Kurve, die die Widerstandsänderungsraten von Meßgeräten zeigt, die einen statischen Druck erfassen, wenn sich ein Differentialdruck ändert;

Fig. 5A bis 5C sind Ansichten, die den Aufbau eines gesamten Ausführungsbeispiels eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 6 ist eine Ansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7 ist eine Ansicht zum Erklären eines weiteren Ausführungsbeispiels eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist eine Ansicht zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9A und 9B sind Ansichten, die ein weiteres Ausführungsbeispiel eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 10A und 10B sind Ansichten, die ein weiteres Ausführungsbeispiel eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 11 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen der Unreinheitskonzentration und der Ätzrate eines Sensorsubstrats zeigt;

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13A und 13B sind Blockdiagramme zum Erfassen eines Differentialdrucks;

Fig. 14 ist eine Ansicht, die den Datenverarbeitungsfluß zeigt;

Fig. 15 ist eine Ansicht zum Erklären des Einflusses eines Differentialdrucks, der auf einen Sensor für statischen Druck der vorliegenden Erfindung einwirkt; und

Fig. 16 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen der Position des Meßgeräts für statischen Druck und dem Druck zeigt.

Jetzt wird anhand der Fig. 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Rohrleitungssystems, in dem ein Durchflußmeßgerät eingebaut ist, das einen Differentialdruck-Übertrager der vorliegenden Erfindung verwendet.

Ein Differentialdruck ΔP, der zwischen entgegengesetzten Enden einer Öffnung 560 erzeugt wird, die in dem Verlauf einer Rohrleitung 550 einer chemischen Anlage oder ähnlichem vorgesehen ist, wird durch einen Differentialdruck-Übertrager 300 der vorliegenden Erfindung gemessen, um die Durchflußmenge in der Rohrleitung zu bestimmen, und die Durchflußmenge wird zu einer Steuervorrichtung 500 übertragen. In der Steuervorrichtung 500 wird eine Pumpe zum Anlegen eines Drucks an ein Fluid in der Rohrleitung gemäß der gemessenen Durchflußmenge gesteuert, so daß eine geeignete Durchflußmenge gesendet wird. Ein Kommunikator 400 ist eine Eingabe/Ausgabevorrichtung, durch die eine Person die Zustände des Systems überwacht, um Instruktionen für die Änderung einer zu steuernden Menge zu geben usw.

Bei dem vorliegenden System kann, wenn ein Differentialdruck genau gemessen werden kann, die Präzision einer Erfassung der Durchflußmenge verbessert werden, und die Anlage kann effektiver betrieben werden.

Der Differentialdruck-Übertrager 300 der vorliegenden Erfindung hat einen Aufbau wie in Fig. 2 gezeigt. In der Figur ist ein integrierter Multisensor 16 durch einen Differentialdruck-Sensor, einen Sensor für statischen Druck, einen Temperatursensor, usw. aufgebaut. Eine zentrale Membran 102 isoliert eine Hochdruckseite und eine Niedrigdruckseite voneinander, Abdichtmembrane 103a und 103b isolieren jeweils die äußere Umgebung und ein Druckübertragungsmedium (wie ein Silikonöl) in dem Übertrager voneinander und werden mit einem äußeren Druck beaufschlagt, und ein Übertragungskörper 104 kann aus SUS oder ähnlichem hergestellt sein. Weiterhin ist gezeigt: Druckeinführtore 105a und 105b und eine Signalverarbeitungsschaltung 106, die Sensorausgänge verstärkt und eine Operation für eine Datenverarbeitung durchführt.

Somit enthält der Differentialdruck-Übertrager ein Druckaufnahmetor mit zwei Flüssigkeitskammern. Ein statischer Druck P_s, der von der Hochdruck- oder Niedrigdruckseite angelegt ist, ist größer als 100 at. Deshalb wird sogar in dem Fall, wo Drücke, die von der Hochdruckseite und der Niedrigdruckseite angelegt sind, zueinander gleich sind, ein sehr kleiner Differentialdruck erzeugt aufgrund einer Differenz in der Menge der Abdichtflüssigkeit zwischen zwei Flüssigkeitskammern oder der Beeinträchtigung des Druckaufnahmeteils, wodurch der Ausgang des Differentialdrucksensors verändert wird. Diese Veränderung ist ein Fehler, der Einfluß eines statischen Drucks genannt wird, und ein Sensor zum unabhängigen Erfassen eines statischen Drucks ist notwendig, um den Einfluß des statischen Drucks zu entfernen. Bei dem herkömmlichen Sensor für statischen Druck wird jedoch der Sensor für statischen Druck selbst durch den Einfluß eines Differentialdrucks beeinflußt und es ist notwendig, den Einfluß des Differentialdrucks zu kompensieren. Da ein Sensor für statischen Druck oder ein Differentialdruck- Sensor leicht durch einen Temperaturwechsel beeinflußt wird, ist es weiterhin notwendig, eine Veränderung zu kompensieren, die durch den Temperaturwechsel verursacht ist. Daher verwendet die vorliegende Erfindung einen Aufbau wie in den Fig. 3A bis 3E gezeigt, der einen integrierten Multisensor realisiert, der einen genauen statischen Druck erfassen kann, während der Einfluß eines Differentialdrucks entfernt wird, der einem statischen Druck zugeführt ist, und kann den Differentialdruck durch eine einfache Verarbeitung bestimmen, wie es später beschrieben wird.

In der Fig. 3A ist ein Meßwiderstand 6 ein Meßwiderstand, der einen statischen Druck erfaßt, der an einer Membran 12 gebildet ist, die einen statischen Druck erfaßt, und ein Meßwiderstand 5 ist ein Meßwiderstand, der einen statischen Druck erfaßt, der an einer befestigenden Basis und parallel zu dem Meßwiderstand 6 gebildet ist. In der Fig. 3E ist ein Meßwiderstand 8 ein Meßwiderstand, der einen statischen Druck erfaßt, der an dem festen Teil gebildet ist, ähnlich zu dem Meßwiderstand 5, aber er ist rechtwinklig zu dem Meßwiderstand 6 gebildet. Jeder der Meßwiderstände 5 und 8 ist in einer Entfernung angeordnet, die einer Differentialdruck-Erfassungsmembran 9 näher ist als der Meßwiderstand 6.

Wenn die Meßwiderstände 5 und 6 von der Differentialdruck-Membran gleich beabstandet sind, wie in Fig. 15 gezeigt, wird eine Kraft F, die mit einer Differentialdrucklast verbunden ist, mit einem Querschnitt A-A′ bei der Position des Meßwiderstands 5 und mit einem Querschnitt B-B′ aufgenommen, der kleiner als der Querschnitt A-A′ ist, bei der Position des Meßwiderstands 6. Deshalb empfängt der Meßwiderstand 6 an der Membran, die einen statischen Druck erfaßt, eine große Belastung verglichen mit dem Meßwiderstand 5 an dem festen Abschnitt.

Eine Belastung, die auf einen Meßwiderstand einwirkt, hängt jedoch sehr stark von einer Entfernung von der Differentialdruck-Membran ab, wie es in der Fig. 16 gezeigt ist. Wenn der Meßwiderstand 5 an dem festen Abschnitt der Differentialdruck- Erfassungsmembran näher gebracht ist als der Meßwiderstand 6 an der Membran, die einen statischen Druck erfaßt, und zwar unter Verwendung der in Fig. 16 gezeigten Beziehung, so daß die Meßwiderstände 5 und 6 an Positionen angeordnet sind, die jeweils um r₁ und r₂ beabstandet sind und auf die die gleiche Belastung einwirkt, wird die Änderungsrate des Widerstands wie in Fig. 4 gezeigt vorgewiesen. In Fig. 4 zeigen die Widerstandswerte der Meßwiderstände 5 und 6 die gleiche Änderung mit dem gleichen Vorzeichen und der Widerstandswert des Meßwiderstands 7, 8 zeigt eine Änderung mit einem Vorzeichen, das umgekehrt zu dem des Meßwiderstands 6 ist. Entsprechend wird der Einfluß des Differentialdrucks durch Verbinden der Meßwiderstände 5 und 6 in Serie mit einer Konstantstromquelle 24 abgetrennt wie in Fig. 3B gezeigt, um Spannungen V₂ und V₁ über den Meßwiderständen 5 und 6 zu errichten, und durch Verwenden eines Subtrahierers 25 wie in Fig. 3C gezeigt. Andererseits ist in dem Fall, wo ein statischer Druck angelegt ist, eine Widerstandsänderung des Meßwiderstands 5 bemerkenswert klein, verglichen mit jener des Meßwiderstands 6. Deshalb wird, sogar wenn die Subtraktion durchgeführt ist, ein Ausgang aufgrund eines statischen Drucks erzeugt, der der Widerstandsänderung des Meßwiderstands 5 entspricht. Wenn der Meßwiderstand 5 in Fig. 3B durch den Meßwiderstand 8 ersetzt ist, der in der Fig. 3E gezeigt ist, zeigen V₁ und V₂ auch nach einem Anlegen eines Differentialdrucks Änderungen, die einander in der Größe gleich sind, aber zueinander ein entgegengesetztes Vorzeichen aufweisen. Demgemäß kann in diesem Fall der Einfluß des Differentialdrucks abgetrennt werden, und zwar unter Verwendung eines Addierers 26, wie es in der Fig. 3D gezeigt ist.

Die obige Operation wird mathematisch erklärt. Der Sensor für statischen Druck ist aus den Meßwiderständen 5 und 6 zusammengesetzt, die verbunden sind, wie es in der Fig. 3B gezeigt ist. Wenn der Sensor für statischen Druck durch einen konstanten Strom I erregt wird, liefert der Sensor für statischen Druck einen Ausgang v, dargestellt durch

v = I · (R₅₀ - R₆₀ + ΔR₅ - ΔR₆) (1)

wobei R₅₀ und R₆₀ Widerstandswerte darstellen, wenn ein Differentialdruck ΔP und ein statischer Druck P_s beide Null sind, und ΔR₅ und ΔR₆ Veränderungen darstellen, wenn der Differentialdruck und der statische Druck angelegt sind. Die Änderungsraten werden dargestellt durch

ΔR₅/R₅₀ = g(x, P_s) + f(r, ΔP) (2)

ΔR₆/R₆₀ = G(x′, P_s) + F(r′, ΔP) (3)

wobei r und r′ Entfernungen von der Mitte der Differentialdruck-Membran 9 zu den Mitten der Meßgeräte 5 und 6 für statischen Druck darstellen und x und x′ Entfernungen zu den Meßgeräten 5 und 6 von der Mitte einer Membran eines Sensors für statischen Druck darstellen. Der Grund, warum der erste Ausdruck g(x, P_s) für R₅ in der Gleichung (2) und der erste Ausdruck G(x′, P_s) für R₆ in der Gleichung (3) unterschiedlich sind ist, daß R₅, der an dem festen Abschnitt angeordnet ist, ein Widerstand ist, der einen statischen Druck erfaßt, der eine Differenz des Elastizitätsmoduls benutzt, und R₆, der an der Membran gebildet ist, die den statischen Druck erfaßt, ein Meßwiderstand ist, der den statischen Druck erfaßt, der einen absoluten Druck erfaßt. Es gibt eine Beziehung: g(x, P_s)⟨⟨G(x′, P_s).

Wenn die Meßwiderstände 5 und 6 gebildet sind, um R₅₀=R₆₀ (=R₀) in den Gleichungen (2) und (3) zu genügen, und an Positionen von r=r₁ und r′=r₂ angeordnet sind, wie es in den Fig. 16 und 4 gezeigt ist, werden die zweiten Ausdrücke in den Gleichungen (2) und (3), die von dem Differentialdruck ΔP abhängen, voneinander getrennt, da sie einander gleich sind. Danach kann die Gleichung (1) wie folgt beschrieben werden:

Wie zuvor erwähnt, sind ∂g/∂P_s|P_s=0 und ∂G/∂P_s|P_s=0 für den statischen Druck P_s stark unterschiedlich zwischen dem Fall, daß der Meßwiderstand an der Membran angeordnet ist, die den statischen Druck erfaßt, und dem Fall, wo er an dem festen Abschnitt angeordnet ist. Wie oben erwähnt, werden die zweiten Ausdrücke in der Gleichung (2), (3), die Ausdrücke f(R, ΔP) und F(r′, P) für einen Differentialdruck-Einfluß sind, entfernt unter Zurücklassen von Ausdrücken für einen Einfluß eines statischen Drucks, wie es durch die Gleichung (5) gezeigt ist. Als Ergebnis ist es möglich, einen Sensor für statischen Druck zu bauen, der frei von dem Einfluß des Differentialdrucks ist. Als nächstes wird der genaue Aufbau des obenerwähnten integrierten Multisensors anhand der Fig. 5A bis 5C erklärt.

Fig. 5A ist eine Draufsicht des integrierten Multisensors und Fig. 5B ist ein Querschnitt, entlang einer Linie A-A′ in Fig. 5A. Auch Fig. 5C zeigt ein Beispiel einer Verbindung, wenn der oben erwähnte Sensor für statischen Druck und ein Differentialdruck-Sensor verbunden sind. In Fig. 5A sind Meßwiderstände 1 bis 4, die einen Differentialdruck erfassen, durch Dotieren eines Halbleitersubstrats 10 aus monokristallinem Silizium mit einer Beimischung durch eine Ionimplantation oder thermische Diffusion gebildet. Diese Meßwiderstände 1 bis 4 sind in dem Bereich einer Membran 9 gebildet, die durch alkalisches Ätzen oder Trockenätzen hergestellt ist. Meßwiderstände, die einen statischen Druck erfassen, sind mit 5 bis 8 bezeichnet. Der Meßwiderstand 6 ist an einer Membran 12a gebildet, die einen statischen Druck erfaßt, und der Meßwiderstand 7 ist an einer Membran 12b gebildet, die einen statischen Druck erfaßt, die getrennt von der Membran 12a vorgesehen ist. Wenn ein Differentialdruck angelegt ist, werden bei den Meßwiderständen 6 und 7 eine Biege- und eine Streckbelastung erzeugt. Die Meßwiderstände 5 und 8 sind an Positionen gebildet, wo eine Streckbelastung eine Größe aufweist, die gleich den Belastungen ist, die bei den Meßwiderständen 6 und 7 erzeugt werden. Der Meßwiderstand 30 ist ein Temperaturmeßgerät, das an einem festen Abschnitt angeordnet ist. Darüber hinaus ist das Temperaturmeßgerät 30 in einer Richtung <100< angeordnet, die unempfindlich gegenüber irgendeiner Belastung ist. Elektrodenanschlüsse sind mit 13a bis 13f bezeichnet. Nachdem eine Verbindung wie in Fig. 5C gezeigt hergestellt worden ist, ist eine konstante Spannung zwischen den Elektrodenanschlüssen 13a und 13b angelegt, so daß zwischen den Elektrodenanschlüssen 13c und 13d ein Differentialdruckausgang erhalten wird, und zwischen den Elektrodenanschlüssen 13e und 13f ein statischer Druck erhalten wird. Eine in Fig. 5B gezeigte befestigende Basis 11 stützt das Halbleitersubstrat 10. Die befestigende Basis 11 ist aus Borsilikatglas hergestellt. In dem Fall, wo ein Differentialdruck an diesen integrierten Multisensor angelegt ist, zeigen die Widerstandswerte der Meßwiderstände 7 und 8 Änderungen, die einen gleichen Wert aber ein umgekehrtes Vorzeichen gegenüber den Widerstandswerten der Meßwiderstände 5 und 6 aufweisen, wenn die Widerstandswerte der Meßwiderstände 5 und 6 erhöht werden, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist. Wenn eine Brückenschaltung wie in Fig. 5C gezeigt aufgebaut ist, ist es demgemäß möglich, einen Sensorausgang für einen statischen Druck zu erhalten, der keine Veränderung enthält, die durch den Differentialdruck induziert ist. Auch in dem Fall des herkömmlichen Sensors für statischen Druck, der eine Änderung beim Elastizitätsmodul verwendet, ist eine Änderung bei Widerstandswerten des Sensors beim Anlegen eines statischen Drucks von etwa 100 at klein, wie etwa 0,5%. Da ein Sensor für statischen Druck vom Typ für absoluten Druck enthalten ist, ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jedoch möglich, die Änderung beim Widerstandswert des Sensors bis zu 5% zu erhöhen, was etwa zehnmal so groß wie jener des herkömmlichen Sensors für statischen Druck ist. Die Empfindlichkeit des Sensors für statischen Druck des vorliegenden Ausführungsbeispiels gegenüber statischem Druck kann nämlich zu etwa einem Zehnfachen verbessert werden, verglichen mit dem herkömmlichen Sensor für statischen Druck, der eine Änderung beim Elastizitätsmodul verwendet.

Da es möglich ist, den Durchmesser der Membran, die den statischen Druck erfaßt, klein zu machen und der Einfluß eines Differentialdrucks, der auf den statischen Sensor einwirkt, entfernt werden kann, um eine genaue Messung des Sensors für statischen Druck und des Differentialdrucks zu erlauben, kann gemäß dem obigen Aufbau ein Differentialdruck-Detektor realisiert werden, der eine kleine Größe und eine hohe Präzision aufweist.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nur eine Sensormembran 12 für statischen Druck vorgesehen, Meßwiderstände 6 und 7, die einen statischen Druck erfassen, sind in der gleichen Richtung in der Membran 12, die einen statischen Druck erfaßt, vorgesehen, und Meßwiderstände 5 und 8 sind an einem festen Abschnitt vorgesehen, so daß sie näher der Mittellinie ℓ₁ einer Membran 9, die einen Differentialdruck erfaßt, positioniert sind, als die Meßwiderstände 6 und 7. Ein Ausgang für statischen Druck dieser Meßwiderstände wird zwischen Elektrodenanschlüssen 13f und 13e durch Anlegen einer Spannung zwischen Elektrodenanschlüssen 13a und 13b erhalten. Mit einem derartigen Aufbau werden, da eine Membran für einen statischen Druck ausreicht, das Arbeiten und Verdrahten vereinfacht, verglichen mit dem in den Fig. 5A bis 5C gezeigten Ausführungsbeispiel, wodurch es möglich gemacht wird, einen Sensor geringer Größe zu schaffen.

Bei der vorangehenden Erklärung des integrierten Multisensors, ist kein Temperatursensor erklärt (und dargestellt) worden, wie bei dem Beispiel der Fig. 5A bis 5C. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5A bis 5C ist jedoch ein Meßwiderstand, der ausschließlich zum Messen einer Änderung eines Widerstandswertes benutzt wird, der durch eine Temperaturänderung verursacht wird, auf dem Halbleitersubstrat 10 angeordnet.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der vorliegenden Erfindung sind Meßwiderstände 5 bis 8, die einen statischen Druck erfassen, in einer Richtung <100< relativ zu einer Membran 9 angeordnet, die einen Differentialdruck erfaßt. Mit einem derartigen Aufbau wirkt eine Belastung σ basierend auf einer Differentialdrucklast auf die Meßwiderstände 5 bis 8 in einer schrägen Richtung von 45° ein. Eine Änderung beim Widerstand eines Meßgeräts ist durch die folgende Gleichung gegeben:

wobei π_ℓ einen Piezokoeffizienten in einer Längsrichtung darstellt, π_t einen Piezokoeffizienten in einer transversalen Richtung darstellt, σ_ℓ eine Spannung bzw. Belastung in Längsrichtung darstellt und σ_t eine Spannung in einer transversalen Richtung darstellt. In dem Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels, bei dem die Meßgeräte in einer Richtung <10< angeordnet sind,

Dann ist die obige Gleichung auf ΔR/R=0 reduziert. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann daher der Einfluß einer Differentialdrucklast auf einen Sensor für statischen Druck vernachlässigt werden.

In dem Fall, wo Membrane 12a und 12b, die einen statischen Druck erfassen, in der Nähe der Seiten einer Membran 9 vorgesehen sind, die einen Differentialdruck erfaßt, wie in Fig. 7 gezeigt, wird ein Intervall d′ zwischen den Membranen 9 und 12 während einer Ätzarbeit eng, da die Ätzrate in der <100<-Richtung so hoch ist, wie jene in einer Richtung der Dicke. Als ein Ergebnis verringert sich die Klebelänge, so daß die Festigkeit schlechter ist. Auch Dickeveränderungen zwischen Chips in einem Plättchen werden groß in Abhängigkeit von der Zusammensetzungsverteilung einer Ätzlösung.

Daher wird bei der vorliegenden Erfindung ein Arbeiten wie in Fig. 8 gezeigt ausgeführt. Membrane 12a und 12b, die einen statischen Druck erfassen, werden nämlich den <110<-ausgerichteten Seiten einer Membran 9 nächstliegend angeordnet, die einen Differentialdruck erfaßt, wobei die Membran durch anisotropisches Ätzen gebildet wird. Mit einer derartigen Anordnung kann ein Intervall d′ zwischen der Membran 9, die den Differentialdruck erfaßt, und den Membranen 12a und 12b, die den statischen Druck erfassen, durch ein Ätzen mit hoher Präzision gearbeitet werden. Demgemäß kann die Klebefläche zu der in Fig. 5 gezeigten befestigenden Basis 11 konstant gehalten werden, wodurch die Ausbeute verbessert wird.

Fig. 9A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Membran 9, die einen Differentialdruck erfaßt, mit einer zentralen steifen Platte 14 geschaffen, die eine Dicke aufweist, die im wesentlichen gleich der Dicke eines Chips ist. Darüber hinaus sind die Membrane 9, 12a und 12b durch ein anisotropisches Ätzverfahren dünn gemacht, und die zentrale steife Platte 14 ist in einem Oktagon ausgebildet. In dem Fall, wo ein anisotropisches Ätzen durchgeführt ist, wird eine quadratische zentrale steife Platte umgeben von <111< Seiten wie in Fig. 9B gezeigt, sehr leicht gebildet. Aufgrund des Entwurfs einer Ätzmaske kann jedoch eine zentrale Platte mit dem Aufbau eines Polygons gebildet werden, das nicht weniger gewinkelt ist als ein Oktagon in dem Fall eines Plättchens mit einer {100}-Ebene und nicht weniger als Hexagon in dem Fall eines Plättchens mit einer {110}-Ebene. Durch ein solches Zusammenstellen des zentralen steifen Körpers in ein Polygon, das nicht weniger als ein Hexagon gewinkelt ist, kann die Konzentration einer Belastung an jedem Kantenabschnitt reduziert werden, verglichen mit einer viereckigen zentralen steifen Platte, wodurch die Druckbeständigkeit verbessert wird.

Fig. 10A ist eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines integrierten Multisensors gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 10B ist ein Querschnitt entlang der Linie XA-XA in Fig. 10A. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Membran 9, die einen Differentialdruck erfaßt, auf solche Art dünn gemacht, daß die Membran 9 von ihrer oberen Oberfläche geätzt ist, um einen Bereich (oder Balken) zu lassen, der Differentialdruck-Meßgeräte 1, 4 und 2, 3 miteinander verbindet. Die Empfindlichkeit eines Sensors wird im wesentlichen durch (Fläche der Membran)/(Plattendicke des verdünnten Abschnitts)² bestimmt. Daher steigt die Empfindlichkeit des Differentialdrucksensors, wenn die in den Fig. 10A und 10B gezeigte Struktur angewandt wird. Deshalb wird die Membranfläche klein. Durch Benutzen der Balkenstruktur kann weiterhin die Nichtlinearität des Differentialdrucksensors verringert werden.

Wenn ein isotropisches nasses Ätzen für das Ätzen von der oberen Oberfläche verwendet wird, können die obere und untere Oberfläche gleichzeitig geätzt werden, wodurch möglich gemacht wird, eine Verarbeitungszeit zu verkürzen. Zusätzlich werden Kantenabschnitte nach einem anisotropischen Ätzen durch das isotropische Ätzen abgerundet, wodurch die Druckbeständigkeit verbessert wird.

Fig. 11 zeigt eine Beziehung zwischen der Unreinheit wie eine Borkonzentration eines Substrats und der Ätzrate in dem Fall, wo ein monokristallines Silizium mit einer {100}-Fläche anisotropisch geätzt ist. Es ist aus Fig. 11 offensichtlich, daß, wenn die Störstellenkonzentration ausgewählt ist, nicht größer als 10¹⁸/cm³ zu sein, ein Ätzen hoher Geschwindigkeit erreicht werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die Zeit zum Herstellen eines Sensors zu verkürzen.

Der oben beschriebene integrierte Multisensor ist in dem in Fig. 2 gezeigten Differentialdruck-Übertrager enthalten und eine Datenverarbeitung wird durch die Signalverarbeitungsschaltung 106 durchgeführt, um die Durchflußmenge zu messen. Die gemessene Durchflußmenge wird zu der in Fig. 1 gezeigten Steuervorrichtung 500 übertragen.

Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramm der Signalverarbeitungsschaltung 106. Ein integrierter Multisensor 16 gibt Änderungen beim Meßwiderstand aus, abhängig von einem Differentialdruck, einem statischen Druck und einer Temperatur, und diese Ausgänge werden selektiv in einen Multiplexer 17 genommen und durch einen programmierbaren Verstärker 18 verstärkt. Als nächstes wird ein Ausgang des Verstärkers 18 durch einen A/D-Wandler 19 in ein Digitalsignal gewandelt, das in Folge zu einem Mikroprozessor 21 gesendet wird. Die Charakteristiken der Sensoren für den Differentialdruck, den statischen Druck und die Temperatur werden vorab in einem Speicher 20 gespeichert. Der Mikroprozessor 21 korrigiert die Sensorausgänge unter Verwendung jener Daten, um einen Differentialdruck mit einer hohen Präzision zu erfassen. Ein Ausgang des Mikroprozessors 21 wird durch einen D/A-Wandler 22 in ein Analogsignal gewandelt, das in Folge zu der Steuervorrichtung 500 durch einen Spannungs-/Stromwandler 23 ausgegeben wird.

Ein charakteristischer Teil des obigen Aufbaus ist der Speicher 20 und der Mikroprozessor 21, der im nachfolgenden beschrieben wird. Die Kennlinien der Sensoren für den Differentialdruck, den statischen Druck und die Temperatur werden vorläufig als Kennlinienkarte in den Speicher 20 gespeichert. Die Kennlinienkarte stellt einen Differentialdruck-Sensorausgang E_d, einen Sensorausgang E_s für statischen Druck und einen Sensorausgang E_t für eine Temperatur dreidimensional dar. Der Mikroprozessor 21 führt eine Verarbeitung in Übereinstimmung mit einem in Fig. 13A gezeigten Verfahren durch. Ein statischer Druck wird nämlich von einem Widerstand des Meßgeräts für statischen Druck erhalten, der an der Membran und dem obenerwähnten festen Abschnitt gebildet ist. Als nächstes wird ein genauer statischer Druck, der durch einen Block 202 aus dem Ausgang eines Sensors für statischen Druck und dem Ausgang eines Temperatursensors mittels der Korrekturkarte und dem Ausgang eines Differentialdrucksensors durch Verwenden des bestimmten statischen Drucks korrigiert. Als nächstes wird dieser korrigierte Differentialdruck-Sensorausgang in einem Block 203 mittels der Kennlinienkarte temperatur-korrigiert, wodurch ein genauer Differentialdruckausgang erhalten wird. Bei dem herkömmlichen integrierten Multisensor ist es, da ein Ausgang eines statischen Drucks den Einfluß eines Differentialdrucks in einer stark hinzugefügten Form enthält, schwierig, eine genaue Korrekturkarte herzustellen. Daher ist ein kompliziertes Verarbeiten wie in Fig. 13B gezeigt notwendig, um den Einfluß des Differentialdrucks zu entfernen (d. h. um den Einfluß eines Differentialdrucks zu korrigieren, der auf einen Sensor für statischen Druck einwirkt). Andererseits wird bei der vorliegenden Erfindung eine Verarbeitung vereinfacht, da nur ein statischer Druck im wesentlichen herausgezogen werden kann. Ein Druckübertrager, der bei dem Stand der Technik vorgesehen ist, ist nicht notwendig, weil ein Statiksignal genau in einem Durchflußsteuerungssystem der vorliegenden Erfindung ausgegeben wird, gezeigt in Fig. 13A. Seine Funktion ist nämlich in einem Differentialdruck-Übertrager vorgesehen. Ein Flußdiagramm der Korrektur wird in Fig. 14 gezeigt. Zuerst werden im Schritt S₁ der Ausgang E_s eines Sensors für statischen Druck und der Ausgang E_t eines Temperatursensors gelesen. Als nächstes wird im Schritt S₂ der Wert E_kd eines Einflusses auf den Sensor für statischen Druck bestimmt. Danach wird im Schritt S₃ der Ausgang E_d eines Differentialdrucksensors gelesen. Als nächstes wird der Einflußwert E_kd, der im Schritt S₂ bestimmt ist, und der Temperatursensorausgang E_t von dem Differentialdruck-Sensorausgang E_d subtrahiert, um einen genauen Differentialdruck zu bestimmen (Schritte S₄ und S₅).

Wie es aus dem vorangehenden offensichtlich ist, bewirkt die Verwendung eines Differentialdruck-Übertragers gemäß der vorliegenden Erfindung, daß eine Operationsverarbeitung vereinfacht wird, ein genauer Differentialdruck erfaßt werden kann und ein Detektor geringen Ausmaßes für eine Durchflußerfassung bei einem Anlagensystem geschaffen werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Einfluß eines Differentialdrucks, der an einem Sensor für statischen Druck erscheint, auf etwa Null verringert werden. Daher wird die Kennlinienkorrektur für den Einfluß des Differentialdrucks unnötig und der Differentialdruck kann mit verbesserter Präzision gemessen werden. Weiterhin gibt es eine Wirkung, daß ein Korrekturverfahren für statischen Druck und Temperatur vereinfacht wird, und eine Verarbeitungszeit, die die Messung von Kennlinien betrifft, kann verkürzt werden, wodurch die Steuerbarkeit einer gesamten Anlage verbessert wird.

Weiterhin kann, wenn ein Sensorsubstrat-Bearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die Bearbeitung mit einer hohen Präzision ausgeführt werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Erfassungspräzision eines Sensors zu verbessern.

Claims (18)

1. Integrierter Multisensor, der ein Sensorsubstrat mit einer Vielzahl spannungsempfindlicher Meßelemente aufweist, die daran gebildet sind, und eine befestigende Basis zum Stützen des Sensorsubstrats daran, wobei mindestens eine Membran, die einen statischen Druck erfaßt, getrennt von einer Membran, die einen Differentialdruck erfaßt, vorgesehen ist, die in dem Sensorsubstrat gebildet ist, und eine Einrichtung, die einen statischen Druck erfaßt, ist durch ein spannungsempfindliches Meßelement gebildet, das an der Membran gebildet ist, die den statischen Druck erfaßt, und ein spannungsempfindliches Meßelement aufweist, das an einem festen Abschnitt des Sensorsubstrats gebildet ist.

2. Integrierter Multisensor nach Anspruch 1, wobei ein Temperaturerfassungssensor, der ein spannungsunempfindliches Meßgerät enthält, an dem festen Abschnitt des Sensorsubstrats getrennt von der Einrichtung vorgesehen ist, die den statischen Druck erfaßt.

3. Integrierter Multisensor nach Anspruch 2, wobei das spannungsempfindliche Meßelement, das an dem festen Abschnitt gebildet ist, näher zu einer zentralen Linie der Membran angeordnet ist, die den Differentialdruck erfaßt, als das spannungsempfindliche Meßelement, das an der Membran gebildet ist, die den statischen Druck erfaßt.

4. Integrierter Multisensor nach Anspruch 2, wobei das spannungsempfindliche Meßelement, das an der Membran gebildet ist, die den statischen Druck erfaßt, und das spannungsempfindliche Meßelement, das an dem festen Abschnitt gebildet ist, an Positionen angeordnet sind, wo eine Belastung, die aufgrund eines Differentialdrucks erzeugt ist, gleich ausgeübt wird.

5. Integrierter Multisensor nach Anspruch 2, wobei eine Ätztiefe der Membran, die den Differentialdruck erfaßt, von ihrer Oberfläche gegenüber zu ihrer das spannungsempfindliche Meßelement bildenden Oberfläche im wesentlichen die gleiche ist, wie eine Ätztiefe der Membran, die den statischen Druck erfaßt.

6. Integrierter Multisensor nach Anspruch 2, wobei das Sensorsubstrat aus monokristallinem Silizium hergestellt ist, und die spannungsempfindlichen Meßelemente Piezowiderstandselemente enthalten, die von dem Sensorsubstrat unterschiedlich sind.

7. Integrierter Multisensor nach Anspruch 2, wobei eine Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten von Ausgangssignalen eines spannungsempfindlichen Meßelements vorgesehen ist, das an der Membran gebildet ist, die den Differentialdruck erfaßt, des spannungsempfindlichen Meßelements, das an der Membran gebildet ist, die den statischen Druck erfaßt, und die getrennt von der Membran vorgesehen ist, die den Differentialdruck erfaßt, des spannungsempfindlichen Meßelements, das an dem festen Abschnitt gebildet ist, und des spannungsunempfindlichen Meßelements, das die Temperatur erfaßt, und ein Differentialdruck, ein statischer Druck und eine Temperatur einzeln erfaßt werden.

8. Integrierter Multisensor nach Anspruch 2, wobei die Membran, die einen Differentialdruck erfaßt, an dem Sensorsubstrat in einem Polygon ausgebildet ist, das nicht geringer gewinkelt ist, als ein Hexagon.

9. Integrierter Multisensor nach Anspruch 2, wobei beim Bilden der Membrane, die den statischen Druck und den Differentialdruck erfassen, durch anisotropes Ätzen eines monokristallinen Siliziumplättchens mit einer {100}-Ebene die Membran, die den statischen Druck erfaßt, in der Nähe einer <100<- ausgerichteten Seite der Membran vorgesehen ist, die den Differentialdruck erfaßt.

10. Integrierter Multisensor nach Anspruch 2, wobei beim Bilden der Membrane, die einen statischen Druck und einen Differentialdruck erfassen, durch anisotropes Ätzen eines monokristallinen Siliziumplättchens mit einer {100}- Ebene die Membran, die den statischen Druck erfaßt, in einer Richtung <100< von einer Mittellinie der Membran angeordnet ist, die den Differentialdruck erfaßt.

11. Verfahren zum Erfassen eines statischen Drucks in einem integrierten Multisensor, der einen Differentialdruck-Sensor, einen Sensor für statischen Druck und einen Temperatursensor aufweist, die an einem Sensorsubstrat vorgesehen sind, wobei Ausgangssignale eines spannungsempfindlichen Meßelements, das an einer Membran zur Erfassung eines statischen Drucks gebildet ist, die getrennt von einer Membran zur Erfassung eines Differentialdrucks einem festen Abschnitt gebildet ist, verarbeitet werden, um ein Übersprechen auszulöschen, das durch einen Differentialdruck verursacht wird.

12. Intelligenter Übertrager, der aufweist: eine Erfassungseinrichtung mit Meßelementen zum Erfassen eines Differentialdrucks, eines statischen Drucks und einer Temperatur, eine Druckaufnahmeeinrichtung zum Schützen der Erfassungseinrichtung und eine Datenverarbeitungseinrichtung zum Durchführen einer Verarbeitung einer Operation an einem Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung, wobei die Erfassungseinrichtung eine Differentialdruck-Erfassungseinrichtung mit einem spannungsempfindlichen Meßelement zum Erfassen eines Differentialdrucks aufweist, das an einer Membran zum Erfassen eines Differentialdrucks gebildet ist, die in einem Sensorsubstrat vorgesehen ist, eine Einrichtung zum Erfassen eines statischen Drucks mit einem spannungsempfindlichen Meßelement, das an einer Membran zum Erfassen eines statischen Drucks gebildet ist, die getrennt von der Membran zum Erfassen eines Differentialdrucks vorgesehen ist, und ein spannungsempfindliches Meßelement, das an einen festen Abschnitt gebildet ist, und eine Temperaturerfassungseinrichtung mit einem spannungsunempfindlichen Meßelement, das an dem festen Abschnitt gebildet ist.

13. Intelligenter Übertrager nach Anspruch 12, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung einen Ausgang der Einrichtung zum Erfassen eines statischen Drucks korrigiert für einen Einfluß, der daran durch eine Temperaturänderung ausgeübt wird, und zwar durch Verwenden eines Ausgangs der Einrichtung zum Erfassen einer Temperatur und einen Ausgang der Einrichtung zum Erfassen eines Differentialdrucks für einen Einfluß korrigiert, der daran durch eine Änderung beim statischen Druck ausgeübt wird, und zwar unter Verwendung des korrigierten Wertes für den statischen Druck.

14. Intelligenter Übertrager nach Anspruch 13, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung einen Speicher enthält, in dem eine Beziehung eines statischen Drucks oder eines Differentialdrucks mit einer Temperaturänderung als dreidimensionale Kartendaten aufgezeichnet ist, und einen Mikroprozessor enthält, der einen Erfassungswert der Erfassungseinrichtung auf der Basis der in dem Speicher gespeicherten Daten verarbeitet.

15. Verfahren zum Herstellen eines integrierten Multisensors mit Membranen zum Erfassen eines statischen Drucks und eines Differentialdrucks, die durch anisotropes Ätzen eines monokristallinen Siliziumplättchens mit einer {100}- Ebene gebildet sind, wobei die Membran zum Erfassen eines statischen Drucks in der Nähe einer <100<-ausgerichteten Seite der Membran zum Erfassen des Differentialdrucks angeordnet ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Membran zum Erfassen eines statischen Drucks durch Ätzen gearbeitet ist, so daß sie an einer diagonalen Linie eines Sensorsubstrats angeordnet ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das monokristalline Siliziumplättchen eine Störstellenkonzentration aufweist, die nicht größer als 2×10¹⁸/cm³ ist.

18. Anlagensystem, das aufweist: einen intelligenten Übertrager zum Messen der Quantität eines statischen Drucks und eines Durchflusses von entgegengesetzten Enden einer Öffnung, die in einer Rohrleitung vorgesehen ist, und eine Steuervorrichtung zum Erzeugen eines Befehlssignals für ein Stellglied wie eine Pumpe auf der Basis des Ergebnisses der Messung durch den intelligenten Übertrager und eines Befehls von einer Eingangs-/Ausgangsvorrichtung, so daß die Durchflußquantität einen vorbestimmten Wert annimmt, wobei der intelligente Übertrager einen Erfassungsteil aufweist, der einen Differentialdruck- Sensor enthält, der aus einem spannungsempfindlichen Meßelement zusammengesetzt ist, das an einer Membran zum Erfassen eines Differentialdrucks gebildet ist, die in einem Sensorsubstrat vorgesehen ist, einen statischen Sensor, der aus einem spannungsempfindlichen Meßelement zusammengesetzt ist, das an einer Membran zum Erfassen eines statischen Drucks gebildet ist, die getrennt von der Membran zum Erfassen eines Differentialdrucks vorgesehen ist, und einem spannungsempfindlichen Meßelement, das an einem festen Abschnitt gebildet ist, und einen Temperatursensor, der aus einem spannungsunempfindlichen Meßelement zusammengesetzt ist, das an dem festen Abschnitt gebildet ist, und einem Signalverarbeitungsteil, der eine Einrichtung zum Korrigieren einer Änderung des Differentialdruck-Sensors aufweist, abhängig von dem statischen Druck und der Temperatur.