JP2001215161A - Broadband capacitive vacuum sensor - Google Patents
Broadband capacitive vacuum sensorInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 間隔を開けて対向する一対のダイヤフラム電
極と固定電極とが内部に配置されており、測定する気体
圧力に応じた当該ダイヤフラム電極の変位による当該ダ
イヤフラム電極と固定電極との間の静電容量の変化から
気体圧力を測定する静電容量型真空センサにおいて、従
来の静電容量型真空センサの構造を大きく変更すること
なく、従来に比較して広い範囲の圧力測定を可能とす
る。
【解決手段】 ダイヤフラム電極(4)と固定電極
(5)との間の空間を測定下限圧力より高い圧力で封止
することによって課題を解決した。また、固定電極
(5)に直流の電圧を印加することによって、ダイヤフ
ラム電極(4)が固定電極(5)から遠ざかる方向への
変位量を制御可能として課題を解決した。
(57) [Summary] [Problem] A pair of diaphragm electrodes and a fixed electrode facing each other at an interval are arranged inside, and the diaphragm electrode and the fixed electrode due to displacement of the diaphragm electrode according to a gas pressure to be measured. Capacitance type vacuum sensor that measures gas pressure from the change in capacitance between the pressure measurement and the pressure measurement in a wider range compared to the conventional type without significantly changing the structure of the conventional capacitance type vacuum sensor Is possible. SOLUTION: The problem has been solved by sealing a space between a diaphragm electrode (4) and a fixed electrode (5) with a pressure higher than a minimum measurement pressure. Further, by applying a DC voltage to the fixed electrode (5), the problem is solved in that the amount of displacement of the diaphragm electrode (4) in the direction away from the fixed electrode (5) can be controlled.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、電子部品や半導
体製造品の製造に用いられる真空装置内の圧力を測定す
る真空センサに関し、特に、圧力測定可能な範囲が広げ
られた静電容量型の真空センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum sensor for measuring a pressure in a vacuum device used for manufacturing electronic parts and semiconductor products, and more particularly, to a capacitance type sensor whose pressure measurement range is widened. It relates to a vacuum sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子部品や半導体製品を製造する過程に
おいては、真空装置内で薄膜を形成したり或いはエッチ
ングするプロセスは不可欠である。この際に、真空装置
内圧力は一定に保たれながらプロセスが進められるのが
普通であり、真空装置内の圧力測定手段としては静電容
量型真空センサがしばしば用いられる。2. Description of the Related Art In the process of manufacturing electronic parts and semiconductor products, a process of forming or etching a thin film in a vacuum apparatus is indispensable. At this time, the process is usually carried out while the pressure in the vacuum device is kept constant, and a capacitance type vacuum sensor is often used as a pressure measuring means in the vacuum device.
【0003】図6に従来の静電容量型真空センサの一例
を示す。従来の静電容量型真空センサは、センサ内部に
基準圧力となる部屋(基準圧力室1)を設け、この基準
圧力室1は、真空装置2の内部空間に連通する領域3と
弾性隔膜からなる電極(ダイヤフラム電極4)で仕切ら
れており、このダイヤフラム電極4に対向して固定電極
5が絶縁基板9上に配置されている。FIG. 6 shows an example of a conventional capacitive vacuum sensor. The conventional capacitive vacuum sensor has a chamber (reference pressure chamber 1) for providing a reference pressure inside the sensor, and the reference pressure chamber 1 includes a region 3 communicating with the internal space of the vacuum device 2 and an elastic diaphragm. The electrodes are partitioned by electrodes (diaphragm electrodes 4), and a fixed electrode 5 is arranged on the insulating substrate 9 so as to face the diaphragm electrodes 4.
【0004】基準圧力室1と真空装置2の内部空間に連
通する領域3との間に圧力差があると、弾性隔膜からな
るダイヤフラム電極4は圧力差に応じて変位する。ダイ
ヤフラム電極4と固定電極5間の静電容量は両者の距離
に反比例するので、導線7を通してこの電気情報を電気
回路6に伝え、静電容量を電圧或いは電流に変換してセ
ンサ外に出力することで真空装置2の内部空間に連通す
る領域3の気体圧力を測定することができる。When there is a pressure difference between the reference pressure chamber 1 and the region 3 communicating with the internal space of the vacuum device 2, the diaphragm electrode 4 made of an elastic diaphragm is displaced according to the pressure difference. Since the capacitance between the diaphragm electrode 4 and the fixed electrode 5 is inversely proportional to the distance between the two, this electric information is transmitted to the electric circuit 6 through the conducting wire 7, and the capacitance is converted into a voltage or a current and output outside the sensor. Thus, the gas pressure in the region 3 communicating with the internal space of the vacuum device 2 can be measured.
【0005】ここで、従来の静電容量型真空センサにお
いては、基準圧力室1の内部にゲッタ10が配置されて
おり、これによって基準圧力室1内部に残留するガスが
吸着され、基準圧力室1の内部空間は、測定下限圧力と
同程度或いはそれ以下の低い圧力で封止されていた。Here, in the conventional capacitance type vacuum sensor, a getter 10 is disposed inside the reference pressure chamber 1, whereby gas remaining in the reference pressure chamber 1 is adsorbed, and The internal space of No. 1 was sealed with a pressure as low as or lower than the lower limit pressure for measurement.
【0006】したがって、真空装置2の内部空間に連通
する領域3の圧力が基準圧力室1内部の圧力と同程度に
低いときは、ダイヤフラム電極4は基準圧力室1と真空
装置2の内部空間に連通する領域3の両方より反対方向
に同程度の力を受けるため、ほとんど変位しない平坦な
状態になる。そして、真空装置2の内部空間に連通する
領域3の圧力が徐々に高くなっていくと、それに応じて
ダイヤフラム電極4は固定電極5側に徐々に変位し、遂
にはダイヤフラム電極4の変位量が真空装置2の内部空
間に連通する領域3の圧力に応じた変化量を示さなくな
ったり(比例限界)、或いはダイヤフラム電極4が固定
電極5に接触してしまうなどして、正確な圧力を測定す
ることができなくなってしまう。Accordingly, when the pressure in the region 3 communicating with the internal space of the vacuum device 2 is as low as the pressure in the reference pressure chamber 1, the diaphragm electrode 4 connects the internal space of the reference pressure chamber 1 and the vacuum device 2. Since the same force is applied in the opposite direction from both of the communicating regions 3, a flat state is obtained in which almost no displacement occurs. When the pressure in the region 3 communicating with the internal space of the vacuum device 2 gradually increases, the diaphragm electrode 4 is gradually displaced toward the fixed electrode 5 in response thereto, and finally the amount of displacement of the diaphragm electrode 4 is reduced. An accurate pressure is measured, for example, the amount of change according to the pressure in the region 3 communicating with the internal space of the vacuum device 2 is not displayed (proportional limit), or the diaphragm electrode 4 comes into contact with the fixed electrode 5. You will not be able to do it.
【0007】なお、測定下限圧力とは、基準圧力室1の
圧力と真空装置2の内部空間に連通する領域3の気体圧
力の差と、この圧力差に応じたダイヤフラム電極4の変
位量とが比例する関係にある圧力領域の下限側の臨界圧
力のことである。例えば、高感度な静電容量型真空セン
サにおける測定下限圧力は10−2Pa程度である。[0007] The lower limit pressure for measurement is the difference between the pressure in the reference pressure chamber 1 and the gas pressure in the region 3 communicating with the internal space of the vacuum device 2, and the displacement of the diaphragm electrode 4 according to this pressure difference. It is the critical pressure on the lower limit side of the pressure region that has a proportional relationship. For example, the measurement lower limit pressure of a high-sensitivity capacitive vacuum sensor is about 10 −2 Pa.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】静電容量型真空センサ
は測定する気体圧力に応じて真空センサ内部のダイヤフ
ラム電極(弾性隔膜電極)が変位し、これに応じてダイ
ヤフラム電極に対向して絶縁基板上に設置された固定電
極とダイヤフラム電極との間の静電容量が変化するの
で、これを利用して気体の圧力を測定する原理の真空セ
ンサである。In a capacitive vacuum sensor, a diaphragm electrode (elastic diaphragm electrode) inside the vacuum sensor is displaced in accordance with the gas pressure to be measured, and accordingly, the insulating substrate is opposed to the diaphragm electrode. This is a vacuum sensor based on the principle of measuring the pressure of a gas by utilizing the change in the capacitance between the fixed electrode and the diaphragm electrode installed above.
【0009】ここで、ダイヤフラム電極は常に真空セン
サが測定する気体の圧力と一定の関係で変位するのでは
ない。すなわち、通常、ダイヤフラム電極の変位量がダ
イヤフラム電極の厚さの60%以内であれば、ダイヤフ
ラム電極は真空センサが測定する気体の圧力に比例して
変位するが、それ以上にダイヤフラム電極が変位した場
合にはダイヤフラム電極は真空センサが測定する気体の
圧力に比例して変位しなくなる(比例限界)。つまり、
静電容量型真空センサが正常に動作する圧力範囲はダイ
ヤフラム電極の変位量がダイヤフラム電極の厚さの60
%以内である限られた圧力領域でのみとなる。Here, the diaphragm electrode is not always displaced in a fixed relationship with the gas pressure measured by the vacuum sensor. That is, when the amount of displacement of the diaphragm electrode is usually within 60% of the thickness of the diaphragm electrode, the diaphragm electrode is displaced in proportion to the gas pressure measured by the vacuum sensor, but the diaphragm electrode is displaced more than that. In such a case, the diaphragm electrode does not displace in proportion to the gas pressure measured by the vacuum sensor (proportional limit). That is,
The pressure range in which the capacitance type vacuum sensor operates normally is that the displacement amount of the diaphragm electrode is 60 times the thickness of the diaphragm electrode.
% Only in a limited pressure range within%.
【0010】また、従来の静電容量型真空センサ内部の
基準圧力室は、測定下限圧力以下の低い圧力で封止され
ているために、ダイヤフラム電極の変位領域はダイヤフ
ラム電極の厚さの0〜60%と限定されてしまう。Further, since the reference pressure chamber inside the conventional capacitance type vacuum sensor is sealed with a low pressure equal to or lower than the measurement lower limit pressure, the displacement area of the diaphragm electrode is 0 to the thickness of the diaphragm electrode. It is limited to 60%.
【0011】本発明は、従来の静電容量型真空センサの
構造を大きく変更することなく、簡単に、従来の静電容
量型真空センサに比較して広範囲の圧力測定が可能にな
る広帯域静電容量型真空センサを提供することを目的と
している。[0011] The present invention provides a wide-band electrostatic sensor capable of easily measuring a wide range of pressures as compared with a conventional capacitive vacuum sensor without greatly changing the structure of the conventional capacitive vacuum sensor. It is an object to provide a capacitive vacuum sensor.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、静電容量型真空センサの基準圧力室内部
空間を封止する圧力を、測定下限圧力よりも高くするこ
ととしたものである。これによって、真空センサが測定
する気体の圧力に比例してダイヤフラム電極が変位する
圧力領域を広げることが可能になった。In order to achieve the above object, the present invention provides a pressure sensor for sealing a space inside a reference pressure chamber of a capacitance type vacuum sensor which is higher than a measurement lower limit pressure. It is. As a result, it is possible to widen the pressure range in which the diaphragm electrode is displaced in proportion to the gas pressure measured by the vacuum sensor.
【0013】つまり、静電容量型真空センサが測定する
気体の圧力が真空センサの基準圧力室内部の封止圧力よ
りも低いときには、ダイヤフラム電極は固定電極から離
れる方向に変位するが、その変位量がダイヤフラム電極
の厚さの60%以内であればダイヤフラム電極は真空セ
ンサが測定する気体の圧力に比例して変位し、その結果
正確な気体圧力を測定することができる。That is, when the pressure of the gas measured by the capacitive vacuum sensor is lower than the sealing pressure inside the reference pressure chamber of the vacuum sensor, the diaphragm electrode is displaced away from the fixed electrode. Is less than 60% of the thickness of the diaphragm electrode, the diaphragm electrode is displaced in proportion to the gas pressure measured by the vacuum sensor, and as a result, an accurate gas pressure can be measured.
【0014】そこで、静電容量型真空センサが測定する
気体の圧力が真空センサの測定下限圧力のときに(この
時、ダイヤフラムは固定電極から離れる方向に変位して
いるが)、その変位量がダイヤフラム電極の厚さの60
%となるように真空センサの基準圧力室内部の封止圧力
を設定しておけば、測定下限圧力でも正確な圧力を測定
することができる。このようにすることによって、静電
容量型真空センサの基準圧力室内部空間を封止している
圧力から、測定下限圧力まで正確に圧力を測定すること
ができる。Therefore, when the pressure of the gas measured by the capacitive vacuum sensor is equal to the lower limit pressure of the vacuum sensor (at this time, the diaphragm is displaced away from the fixed electrode), the amount of displacement is small. 60 of the thickness of the diaphragm electrode
If the sealing pressure inside the reference pressure chamber of the vacuum sensor is set so as to be%, accurate pressure can be measured even at the measurement lower limit pressure. With this configuration, it is possible to accurately measure the pressure from the pressure sealing the space inside the reference pressure chamber of the capacitance type vacuum sensor to the measurement lower limit pressure.
【0015】次に、この状態から真空センサが測定する
気体の圧力を徐々に上げていくと、ダイヤフラム電極は
それに応じて変位量が減っていき、真空センサが測定す
る気体の圧力が真空センサの基準圧力室内部の封止圧力
と同等になった時点で、遂には平坦な状態になる。Next, when the pressure of the gas measured by the vacuum sensor is gradually increased from this state, the displacement of the diaphragm electrode is reduced accordingly, and the pressure of the gas measured by the vacuum sensor is reduced by the pressure of the vacuum sensor. At the time when the pressure becomes equal to the sealing pressure in the reference pressure chamber, it finally becomes flat.
【0016】その後、更に真空装置内部の圧力を上げて
いくと、今度は、ダイヤフラム電極は固定電極の方向に
変位し始め、遂には真空センサが測定する気体の圧力に
比例してダイヤフラム電極が変位しない比例限界(ダイ
ヤフラム電極の変位量がダイヤフラム電極の厚さの60
%)に達する。Thereafter, when the pressure inside the vacuum apparatus is further increased, the diaphragm electrode starts to be displaced in the direction of the fixed electrode, and finally the diaphragm electrode is displaced in proportion to the gas pressure measured by the vacuum sensor. Proportional limit (the amount of displacement of the diaphragm electrode is 60 times the thickness of the diaphragm electrode)
%).
【0017】つまり本発明の考え方を用いることによっ
て圧力測定に利用できるダイヤフラム電極の変位領域
は、ダイヤフラム電極の厚さの−60〜+60%、すな
わち、ダイヤフラム電極が固定電極に近付く方向への変
位量がダイヤフラム電極の厚さの60%〜ダイヤフラム
電極が固定電極から離れる方向への変位量がダイヤフラ
ム電極の厚さの60%となり、前記従来の静電容量型真
空センサよりも広い圧力範囲の測定が可能となる。That is, the displacement area of the diaphragm electrode which can be used for pressure measurement by using the concept of the present invention is -60% to + 60% of the thickness of the diaphragm electrode, that is, the displacement amount in the direction in which the diaphragm electrode approaches the fixed electrode. Is 60% of the thickness of the diaphragm electrode from 60% of the thickness of the diaphragm electrode to 60% of the thickness of the diaphragm electrode, and the displacement of the diaphragm electrode in the direction away from the fixed electrode is wider than that of the conventional capacitive vacuum sensor. It becomes possible.
【0018】上記の説明においても、静電容量型真空セ
ンサが測定する気体の圧力が真空センサの基準圧力室内
部の封止圧力より低い場合には、ダイヤフラム電極が固
定電極から遠ざかる方向に変位し、その変位量がダイヤ
フラム電極の厚さの60%になるまでが正確に圧力を測
定できるる限界となる(比例限界)。In the above description, if the pressure of the gas measured by the capacitance type vacuum sensor is lower than the sealing pressure inside the reference pressure chamber of the vacuum sensor, the diaphragm electrode is displaced away from the fixed electrode. The limit for accurately measuring pressure is until the displacement amount reaches 60% of the thickness of the diaphragm electrode (proportional limit).
【0019】しかし、本発明は、固定電極に直流の電圧
を印加することによって、ダイヤフラム電極が固定電極
から遠ざかる方向への変位量を制御可能とし、前記のよ
うに比例限界界の状態に至ってから、更に、静電容量型
真空センサが測定する気体の圧力が低下する場合であっ
ても、正確な気体圧力の測定を可能とすることができ
る。すなわち、前記の比例限界の状態に至った時点で、
固定電極に直流の電圧を印加することによってダイヤフ
ラム電極を静電引力で固定電極側に引き寄せ、ダイヤフ
ラム電極の変位量を減らすことにより、ダイヤフラム電
極の変位量が減った分、静電容量型真空センサが測定す
る気体の圧力が更に低下していっても、正確な圧力測定
を継続することを可能としたものである。このような構
成にすることによって、静電容量型真空センサが測定可
能な測定下限圧力をより低くすることが可能になる。However, the present invention makes it possible to control the amount of displacement of the diaphragm electrode in the direction away from the fixed electrode by applying a DC voltage to the fixed electrode, and to reach the state of the proportional limit field as described above. Further, even when the pressure of the gas measured by the capacitance type vacuum sensor decreases, accurate gas pressure measurement can be performed. In other words, when the state of the proportional limit is reached,
By applying a DC voltage to the fixed electrode, the diaphragm electrode is attracted to the fixed electrode side by electrostatic attraction, and the displacement of the diaphragm electrode is reduced. It is possible to continue accurate pressure measurement even if the pressure of the gas to be measured further decreases. With such a configuration, it is possible to further lower the measurement lower limit pressure at which the capacitance-type vacuum sensor can measure.
【0020】即ち本発明が提案する広帯域静電容量型真
空センサは、間隔を開けて対向する一対のダイヤフラム
電極と固定電極とが内部に配置されており、測定する気
体圧力に応じた当該ダイヤフラム電極の変位による当該
ダイヤフラム電極と固定電極との間の静電容量の変化か
ら気体圧力を測定する静電容量型真空センサにおいて、
前記ダイヤフラム電極と固定電極との間の空間が測定下
限圧力より高い圧力で封止されていることを特徴とする
ものである。That is, the broadband capacitive vacuum sensor proposed by the present invention has a pair of opposed diaphragm electrodes and fixed electrodes spaced apart from each other, and the diaphragm electrodes correspond to the gas pressure to be measured. In a capacitance-type vacuum sensor that measures gas pressure from a change in capacitance between the diaphragm electrode and the fixed electrode due to displacement of
A space between the diaphragm electrode and the fixed electrode is sealed at a pressure higher than the lower limit pressure for measurement.
【0021】また、本発明が提案する他の広帯域静電容
量型真空センサは、ダイヤフラム電極の固定電極から遠
ざかる方向への変位は、その変位量が最大で前記ダイヤ
フラム電極の厚さの60%以下となるように、前記ダイ
ヤフラム電極と固定電極との間の空間を封止する圧力が
設定されていることを特徴とするものである。Further, in another broadband capacitive vacuum sensor proposed by the present invention, the displacement of the diaphragm electrode in the direction away from the fixed electrode has a maximum displacement of 60% or less of the thickness of the diaphragm electrode. The pressure for sealing the space between the diaphragm electrode and the fixed electrode is set so that
【0022】本発明が提案する更に他の広帯域静電容量
型真空センサは、前記の広帯域静電容量型真空センサに
おいて、固定電極に直流の電圧を印加することによっ
て、前記ダイヤフラム電極が固定電極から遠ざかる方向
への変位量を制御可能としたものである。Still another broadband capacitive vacuum sensor proposed by the present invention is the broadband capacitive vacuum sensor described above, wherein the diaphragm electrode is separated from the fixed electrode by applying a DC voltage to the fixed electrode. The amount of displacement in the direction to go away can be controlled.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明にあた
って、まず、静電容量型真空センサが測定する気体の圧
力がダイヤフラム電極をどのように変位させるかを説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the description of the embodiments of the present invention, first, how the pressure of a gas measured by a capacitance type vacuum sensor displaces a diaphragm electrode will be described.
【0024】例えば一辺の長さがaの矩形ダイヤフラム
電極を想定し、静電容量型真空センサ内部の基準圧力室
の圧力は限りなくゼロに近い超高真空度に保たれている
と仮定する。For example, assuming a rectangular diaphragm electrode having a side length of a, it is assumed that the pressure in the reference pressure chamber inside the capacitive vacuum sensor is kept at an extremely high degree of vacuum near zero.
【0025】このような構造の従来の静電容量型真空セ
ンサにおけるダイヤフラム電極の変位量Wは、 [式1] W=a4 P・[1−(2x/a)2 ]・[1−(2
y/a)2 ]2 ・{0.02023+0.0053
5[(2x/a)2 +(2y/a)2 ]+0.00
625(2x/a)2 ・(2y/a)2 }/16D [式2] D=Eh3 /12(1−ν2 ) で表される。In the conventional capacitive vacuum sensor having such a structure, the displacement W of the diaphragm electrode is expressed by the following equation: W = a 4 P · [1− (2 × / a) 2 ] · [1- ( 2
y / a) 2 ] 2 · {0.02023 + 0.0053
5 [(2x / a) 2 + (2y / a) 2 ] +0.00
625 (2x / a) represented by 2 · (2y / a) 2 } / 16D [ Equation 2] D = Eh 3/12 (1-ν 2).
【0026】ここで、Pは真空計センサが測定する気体
の圧力、Eはダイヤフラム電極材料のヤング率、νはダ
イヤフラム電極材料のポアソン比、hはダイヤフラム電
極の厚さ、x、yはダイヤフラム電極の中心を原点とし
たときのダイヤフラム電極上の平面位置座標である。Here, P is the gas pressure measured by the vacuum gauge sensor, E is the Young's modulus of the diaphragm electrode material, ν is the Poisson's ratio of the diaphragm electrode material, h is the thickness of the diaphragm electrode, and x and y are the diaphragm electrodes. Are the coordinates of the plane position on the diaphragm electrode when the center is taken as the origin.
【0027】ここで、ダイヤフラム電極の中心、つまり
x=y=0の位置の変位量W0 は、前記[式1]に、
x=y=0を代入すると、 [式3] W0 =a4 P・0.02023/16D となる。Here, the displacement amount W 0 at the center of the diaphragm electrode, that is, at the position of x = y = 0, is expressed by the following [Equation 1].
Substituting x = y = 0, a [Equation 3] W 0 = a 4 P · 0.02023 / 16D.
【0028】ここで従来の静電容量型真空センサでしば
しば用いられるニッケル−クロム−鉄系合金のインコネ
ル(INCO社製合金)の場合、ヤング率E=20×1
01 0Pa、ポアソン比ν=0.3であり、矩形ダイヤ
フラム電極の一辺の長さを2cm、厚さを50μmとす
ると、ダイヤフラム電極中心の変位量は [式4] W0 =8.8×10−8P (m) となる。Here, in the case of a nickel-chromium-iron based alloy Inconel (an alloy manufactured by INCO), which is often used in a conventional capacitive vacuum sensor, Young's modulus E = 20 × 1
0 1 0 Pa, Poisson's ratio [nu = 0.3, 2 cm in length of one side of the rectangular diaphragm electrode, when 50μm thickness, displacement of the diaphragm electrode central Expression 4] W 0 = 8.8 × 10 −8 P (m).
【0029】図4は[式4]から静電容量型真空センサ
が計測する気体の圧力Pとダイヤフラム電極中心部の変
位量W0 の関係を示したグラフである。ダイヤフラム
電極の厚さは50μmであるので、その60%に相当す
るダイヤフラム電極の変位量は30μmであり、そのと
きの静電容量型真空センサが測定する気体の圧力は[式
4]より約340Paである。[0029] FIG. 4 is a graph capacitive vacuum sensor showing the relation between the displacement amount W 0 of the pressure P and the diaphragm electrode central portion of the gas to be measured from the equation 4]. Since the thickness of the diaphragm electrode is 50 μm, the displacement of the diaphragm electrode corresponding to 60% of the thickness is 30 μm, and the gas pressure measured by the capacitive vacuum sensor at that time is about 340 Pa from [Equation 4]. It is.
【0030】つまりこの従来例の静電容量型真空センサ
の場合、正確な圧力を測定できる圧力範囲は0〜340
Paであることがわかる。In other words, in the case of this conventional capacitance type vacuum sensor, the pressure range in which accurate pressure can be measured is 0 to 340.
It turns out that it is Pa.
【0031】次に、本発明の実施例を図1に示して説明
を行う、図1図示の静電容量型真空センサが図6図示の
従来の静電容量型真空センサと構造的に違う点は、ゲッ
タ10が存在していない点、及び、基準圧力室1内部の
圧力、すなわち、ダイヤフラム電極4と固定電極5との
間の空間が封止されている圧力が、真空センサの測定下
限圧力よりも高いことである。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. The capacitive vacuum sensor shown in FIG. 1 is structurally different from the conventional capacitive vacuum sensor shown in FIG. Is the point at which the getter 10 does not exist and the pressure inside the reference pressure chamber 1, that is, the pressure at which the space between the diaphragm electrode 4 and the fixed electrode 5 is sealed is the lower limit pressure of the vacuum sensor. Is higher than that.
【0032】この際に、基準圧力室1内部をある圧力で
封止する気体としては、不活性気体であるArやN2
を用いることができる。ただし、基準圧力室1からの気
体のリークが懸念される場合は原子サイズの大きいXe
などを用いることが好ましい。 ここで例えば前述と同
じ大きさ、つまり一辺の大きさ2cm、厚さ50μmの
矩形のインコネル製ダイヤフラム電極4を持った本発明
の静電容量型真空センサの場合、基準圧力室1内部の封
止圧力を340Paにしておくと、センサが測定する気
体の圧力が340Paよりも低い場合にはダイヤフラム
電極4は固定電極5から離れる方向に変位する(図5
(a))。しかし、たとえセンサ外部の気体圧力が限り
なく0に近くなっても、ダイヤフラム電極4が受ける基
準圧力室1内部圧力と真空センサが測定する気体の圧力
との差は最大で340Paであるために、ダイヤフラム
電極4の変位量は30μmであり、ダイヤフラム電極4
の変位量は真空センサが測定する気体の圧力に比例する
範囲内である。At this time, as a gas for sealing the inside of the reference pressure chamber 1 at a certain pressure, an inert gas such as Ar or N 2 is used.
Can be used. However, when gas leakage from the reference pressure chamber 1 is concerned, Xe having a large atomic size is used.
It is preferable to use such as. Here, for example, in the case of the capacitive vacuum sensor of the present invention having a rectangular Inconel diaphragm electrode 4 having the same size as that described above, that is, a side of 2 cm and a thickness of 50 μm, the sealing inside the reference pressure chamber 1 is performed. When the pressure is set to 340 Pa, when the pressure of the gas measured by the sensor is lower than 340 Pa, the diaphragm electrode 4 is displaced away from the fixed electrode 5 (FIG. 5).
(A)). However, even if the gas pressure outside the sensor is infinitely close to 0, the difference between the internal pressure of the reference pressure chamber 1 received by the diaphragm electrode 4 and the pressure of the gas measured by the vacuum sensor is 340 Pa at the maximum. The displacement of the diaphragm electrode 4 is 30 μm,
Is within a range proportional to the gas pressure measured by the vacuum sensor.
【0033】一方、センサ外部の気体圧力を上げていく
と基準圧力室1内部に向かってダイヤフラム電極4を押
す力が強くなり、センサ外部の気体圧力が340Pa、
つまり基準圧力室1内部の封止圧力と等しいときにはダ
イヤフラム電極4は平坦になる(図5(b))。On the other hand, when the gas pressure outside the sensor is increased, the force for pushing the diaphragm electrode 4 toward the inside of the reference pressure chamber 1 is increased, and the gas pressure outside the sensor is 340 Pa.
That is, when the sealing pressure is equal to the sealing pressure inside the reference pressure chamber 1, the diaphragm electrode 4 becomes flat (FIG. 5B).
【0034】更にセンサ外部の気体圧力を増していき6
80Paに達したときには、ダイヤフラム電極4は固定
電極5に近づく方向に30μm変位し(図5(c))、
それ以上の圧力ではダイヤフラム電極4の変位量がセン
サ外部の気体圧力に比例しなくなるために正確な気体の
圧力測定ができなくなる。Further, the gas pressure outside the sensor is increased.
When the pressure reaches 80 Pa, the diaphragm electrode 4 is displaced by 30 μm in a direction approaching the fixed electrode 5 (FIG. 5C),
At a higher pressure, the amount of displacement of the diaphragm electrode 4 is not proportional to the gas pressure outside the sensor, so that accurate gas pressure measurement cannot be performed.
【0035】しかしながら、測定可能な圧力範囲は0〜
680Paとなり従来の静電容量型真空センサに比べて
二倍の圧力領域での測定が可能となる。However, the measurable pressure range is 0 to
It is 680 Pa, which enables measurement in a pressure region twice as large as that of a conventional capacitance vacuum sensor.
【0036】本実施例において、矩形ダイヤフラム電極
4の一辺の大きさが2cm、厚さが50μm、またダイ
ヤフラム電極4が図5(b)図示のように平坦なときの
ダイヤフラム電極4と固定電極5の間の距離を30μ
m、また真空センサの基準圧力室1内部の封止圧力を6
80Paとし、固定電極5に電圧を印加してダイヤフラ
ム電極4を静電引力により固定電極5側に引き付ける制
御を行いつつ真空センサが測定する気体の圧力を大気圧
の状態から徐々に下げていく場合と、このような制御を
行わずに真空センサが測定する気体の圧力を大気圧の状
態から徐々に下げていく場合とを検討する。In this embodiment, when the size of one side of the rectangular diaphragm electrode 4 is 2 cm, the thickness is 50 μm, and the diaphragm electrode 4 is flat as shown in FIG. 30μ between
m, and the sealing pressure inside the reference pressure chamber 1 of the vacuum sensor is 6
When the pressure of the gas measured by the vacuum sensor is gradually reduced from the atmospheric pressure state while controlling the pressure to 80 Pa and applying the voltage to the fixed electrode 5 to attract the diaphragm electrode 4 to the fixed electrode 5 side by electrostatic attraction. And a case where the pressure of the gas measured by the vacuum sensor is gradually reduced from the atmospheric pressure state without performing such control.
【0037】真空センサが測定する気体の圧力が102
0Paの場合、ダイヤフラム電極4には340Pa(1
020Pa−680Pa)の圧力が固定電極5の方向に
向かって作用し、その結果、ダイヤフラム電極4は、図
5(a)図示のように固定電極5側に30μm変位す
る。The pressure of the gas measured by the vacuum sensor is 102
In the case of 0 Pa, the diaphragm electrode 4 has 340 Pa (1
020 Pa) acts toward the fixed electrode 5. As a result, the diaphragm electrode 4 is displaced by 30 μm toward the fixed electrode 5 as shown in FIG.
【0038】真空センサが測定する圧力を下げていき、
680Paに達するとダイヤフラム電極4は両表面に6
80Paの圧力を受けて変位量は0となり、図5(b)
図示のように平坦になる。The pressure measured by the vacuum sensor is reduced,
When the pressure reaches 680 Pa, the diaphragm electrode 4
Under the pressure of 80 Pa, the displacement amount becomes 0, and FIG.
It becomes flat as shown.
【0039】真空センサが測定する圧力が340Paに
まで低下すると、ダイヤフラム電極4は、図5(c)図
示のように、固定電極5から遠ざかる方向に340Pa
(=680Pa−340Pa)の圧力を受けて30μm
変位する。この時点でダイヤフラム電極4の変位量は比
例限界に達し、これよりも低い圧力は正確に測定するこ
とができなくなる。When the pressure measured by the vacuum sensor drops to 340 Pa, the diaphragm electrode 4 moves 340 Pa in the direction away from the fixed electrode 5 as shown in FIG.
(= 680 Pa-340 Pa) under pressure of 30 μm
Displace. At this point, the amount of displacement of the diaphragm electrode 4 reaches the proportional limit, and a pressure lower than this cannot be measured accurately.
【0040】しかしここで、固定電極5に電圧を印加す
ることによって固定電極5とダイヤフラム電極4との間
に静電引力を発生させ、再びダイヤフラム電極4を図5
(b)図示のように平坦な状態に戻すことができる。However, here, by applying a voltage to the fixed electrode 5, an electrostatic attraction is generated between the fixed electrode 5 and the diaphragm electrode 4, and the diaphragm electrode 4 is again moved to the state shown in FIG.
(B) It can be returned to a flat state as shown.
【0041】つまり、ダイヤフラム電極4と固定電極5
の間の距離をd、それらの電極の面積をS、固定電極5
に印加する電圧をVとすると、ダイヤフラム電極4と固
定電極5で構成される電気容量Cは、真空の誘電率をε
0 とすると [式5] C=ε0 ・S/d で表される。That is, the diaphragm electrode 4 and the fixed electrode 5
D, the area of those electrodes is S, and the fixed electrode 5
Is a voltage applied to the diaphragm electrode 4 and the fixed electrode 5, the capacitance C formed by the diaphragm electrode 4 and the fixed electrode 5 has a dielectric constant of vacuum of ε.
When it is set to 0 , [Expression 5] is expressed by C = ε 0 · S / d.
【0042】ここで、固定電極5に電圧Vを印加する
と、ダイヤフラム電極4と固定電極5で構成される電気
容量Cに蓄えられる電気量Qは [式6] Q=C×V であり、[式6]に[式5]を代入すると [式7] Q=ε0 ・S・V/d が得られる。Here, when a voltage V is applied to the fixed electrode 5, an electric quantity Q stored in an electric capacity C formed by the diaphragm electrode 4 and the fixed electrode 5 is expressed by the following equation (6): Q = C × V By substituting [Equation 5] into [Equation 6], [Equation 7] Q = ε 0 · S · V / d is obtained.
【0043】つまり、ダイヤフラム電極4表面と固定電
極5表面にはそれぞれ符合の異なる電気量Qが存在し、
これによってダイヤフラム電極4が固定電極5に引き寄
せられる力Fは [式8] F=Q/(4πε0 d2 ) である。That is, different quantities of electricity Q exist on the surface of the diaphragm electrode 4 and the surface of the fixed electrode 5, respectively.
The force F by which the diaphragm electrode 4 is attracted to the fixed electrode 5 is [Equation 8] F = Q / (4πε 0 d 2 ).
【0044】ここでd=30μm、S=2cm角、F=
P×S=340Pa×2cm角を[式7]、[式8]に
代入するとV=1V(ボルト)となる。Here, d = 30 μm, S = 2 cm square, F =
Substituting P × S = 340 Pa × 2 cm square into [Equation 7] and [Equation 8] gives V = 1 V (volt).
【0045】すなわち、真空センサが測定する圧力が3
40Paにまで低下して固定電極5から遠ざかる方向に
30μm変位していたダイヤフラム電極4は、固定電極
5に1V(ボルト)の電圧を印加することにより、変位
量が0になるまで戻り、ダイヤフラム電極4が固定電極
5から遠ざかる方向に更に30μm変位するまで、つま
り更に340Pa低い圧力を測定することができ、結局
0〜1020Paまでの圧力を測定することが可能とな
る。That is, when the pressure measured by the vacuum sensor is 3
The diaphragm electrode 4 which has dropped to 40 Pa and has been displaced by 30 μm in a direction away from the fixed electrode 5 returns to the displacement amount of 0 by applying a voltage of 1 V (volt) to the fixed electrode 5, and the diaphragm electrode 4 The pressure can be measured until the electrode 4 is further displaced by 30 μm in the direction away from the fixed electrode 5, that is, a pressure lower by 340 Pa, and finally a pressure from 0 to 1020 Pa can be measured.
【0046】この様に、本発明の静電容量型真空センサ
においては、真空センサの基準圧力室1内部の封止圧力
を上げ、同時に固定電極5に電圧を印加することによっ
てダイヤフラム電極4の変位量を制御することが可能と
なり、広い範囲の圧力を測定することができる。As described above, in the capacitance type vacuum sensor of the present invention, the displacement of the diaphragm electrode 4 is increased by increasing the sealing pressure inside the reference pressure chamber 1 of the vacuum sensor and simultaneously applying a voltage to the fixed electrode 5. The amount can be controlled and a wide range of pressures can be measured.
【0047】図2はマイクロマシン技術を用いて製造し
た静電容量型真空センサに本発明を応用した実施例であ
る。マイクロマシン技術は通常の機械加工法とは異な
り、半導体製造プロセス技術によって単結晶シリコンウ
ェハなどを加工していくことで機械的構造体を製造する
技術であり、製品の小型化や量産化、製造コストの低減
に有効である。更に機械的な変形を繰り返すダイヤフラ
ム電極が単結晶シリコンであるために、インコネル製の
ダイヤフラム電極に比べて塑性変形が起こりにくく、長
期に渡って安定した圧力測定が可能で、例えばK.Ha
tanaka、D.Y.Sim、K.Minami著、
“Silicon DiaphragmCapacit
ive Vacuum Sensor”、Techni
calDigest of the 13 th Se
nsor Symposium、pp.37−41(1
995)にはマイクロマシン技術を用いて静電容量型真
空センサを作成した報告例が示されている。FIG. 2 shows an embodiment in which the present invention is applied to a capacitance type vacuum sensor manufactured by using a micromachine technology. Unlike ordinary machining methods, micro-machine technology is a technology for manufacturing mechanical structures by processing single-crystal silicon wafers etc. using semiconductor manufacturing process technology.Product miniaturization, mass production, manufacturing costs It is effective in reducing the amount of slag. Further, since the diaphragm electrode that repeats mechanical deformation is made of single-crystal silicon, plastic deformation is less likely to occur than that of a diaphragm electrode made of Inconel, and stable pressure measurement can be performed for a long period. Ha
tanaka, D .; Y. Sim, K .; By Minami,
"Silicon DiaphragmCapacit
ive Vacuum Sensor ”, Techni
calDigest of the 13th Se
nsor Symposium pp. 37-41 (1
995) shows an example of a report in which a capacitance type vacuum sensor is produced by using a micromachine technology.
【0048】図2中、センサ内部に基準圧力となる部屋
(基準圧力室1)を設け、この基準圧力室1は真空装置
2の内部空間に連通する領域3とダイヤフラム電極4で
仕切られており、このダイヤフラム電極4に対向して固
定電極5が絶縁基板9上に形成されている。本実施例で
はダイヤフラム電極4は単結晶シリコン、絶縁基板9は
コーニング社製パイレックスガラスやHOYA社製SD
IIガラスなど、熱膨張係数が単結晶シリコンのそれと
近い材料でできている。In FIG. 2, a chamber (reference pressure chamber 1) for providing a reference pressure is provided inside the sensor, and this reference pressure chamber 1 is partitioned by a region 3 communicating with the internal space of the vacuum device 2 and a diaphragm electrode 4. A fixed electrode 5 is formed on an insulating substrate 9 so as to face the diaphragm electrode 4. In this embodiment, the diaphragm electrode 4 is made of single crystal silicon, and the insulating substrate 9 is made of Pyrex glass manufactured by Corning or SD manufactured by HOYA.
It is made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of single crystal silicon, such as II glass.
【0049】ここで、例えば単結晶シリコン製の矩形ダ
イヤフラム電極4の一辺の長さを4mm、厚さを7μm
とし、シリコンのヤング率E=1.7×1011Pa、
ポアソン比ν=0.006を[式2]、[式3]に代入
すると [式9] W0 =6.7×10−8P(m) となるが、ダイヤフラム電極の厚さ7μmの60%に相
当するダイヤフラム電極の変位量は4.2μmとなる。Here, for example, the length of one side of the rectangular diaphragm electrode 4 made of single crystal silicon is 4 mm, and the thickness is 7 μm.
And the Young's modulus of silicon E = 1.7 × 10 11 Pa,
Substituting the Poisson's ratio ν = 0.006 into [Equation 2] and [Equation 3] gives [Equation 9] W 0 = 6.7 × 10 −8 P (m), where 60 of the 7 μm-thick diaphragm electrode % Of the diaphragm electrode is 4.2 μm.
【0050】[式9]より、W0 =4.2μmに相当
する圧力は、63Paであり、従来の静電容量型真空セ
ンサのように基準圧力室1内部、すなわちダイヤフラム
電極4と固定電極5との間の空間が、測定下限圧力と同
程度あるいはそれ以下の低い圧力で封止されている場合
には、63Pa以上の圧力は正確に測定できなくなる。
しかし、本発明の静電容量型真空センサのように、基
準圧力室1内部を測定下限圧力よりも高い圧力で、例え
ば、63Paの圧力で封止しておくと、最大126Pa
までの圧力が測定可能となる。According to [Equation 9], the pressure corresponding to W 0 = 4.2 μm is 63 Pa, and the inside of the reference pressure chamber 1, that is, the diaphragm electrode 4 and the fixed electrode 5, as in the conventional capacitive vacuum sensor. If the space between is sealed with a pressure lower than or equal to the lower limit pressure for measurement, a pressure of 63 Pa or more cannot be measured accurately.
However, if the inside of the reference pressure chamber 1 is sealed at a pressure higher than the lower limit of measurement, for example, at a pressure of 63 Pa as in the capacitance type vacuum sensor of the present invention, a maximum of 126 Pa can be obtained.
Can be measured.
【0051】また、例えば、基準圧力室1内部を126
Paの圧力で封止して、真空センサが測定する気体の圧
力が63Paのとき、ダイヤフラム電極4は固定電極5
から遠ざかる方向に4.2μm変位しており、これ以上
ダイヤフラム電極4が変位すると正確な圧力を測定する
ことができなくなる。For example, the inside of the reference pressure chamber 1 is
When the gas pressure measured by the vacuum sensor is 63 Pa, the diaphragm electrode 4 is fixed to the fixed electrode 5.
When the diaphragm electrode 4 is further displaced, the pressure cannot be measured accurately.
【0052】しかし、本発明の静電容量型真空センサの
ように、[式8]、[式7]にd=7μm、S=16m
m2 、F=63Pa×16mm2 を代入したときの
Vの値、つまり0.46V(ボルト)の電圧を固定電極
5に印加することによってダイヤフラム電極4を平坦に
なるまで固定電極5側に引き戻すことができる構成とし
ておけば、測定する気体の圧力が63Paより低くなっ
ても更に正確な測定を行うことができる。However, as in the capacitance type vacuum sensor of the present invention, d = 7 μm and S = 16 m in [Equation 8] and [Equation 7].
By applying a value of V when m 2 and F = 63 Pa × 16 mm 2 are substituted, that is, a voltage of 0.46 V (volt) to the fixed electrode 5, the diaphragm electrode 4 is pulled back to the fixed electrode 5 side until it becomes flat. With such a configuration, more accurate measurement can be performed even if the pressure of the gas to be measured is lower than 63 Pa.
【0053】図3は真空センサのダイヤフラム電極4周
辺を一定温度に保つための温度制御手段を備えた本発明
の実施例である。FIG. 3 shows an embodiment of the present invention provided with a temperature control means for maintaining a constant temperature around the diaphragm electrode 4 of the vacuum sensor.
【0054】本発明では真空センサ内部の基準圧力室1
内部は一定圧力室内部の気体の体積が変化し、その結果
ダイヤフラム電極4の変位量も変化して真空センサが測
定する気体の圧力測定値にも誤差が生ずる。In the present invention, the reference pressure chamber 1 inside the vacuum sensor
Inside, the volume of the gas inside the constant pressure chamber changes, and as a result, the amount of displacement of the diaphragm electrode 4 also changes, causing an error in the gas pressure measurement value measured by the vacuum sensor.
【0055】そこで図3図示の静電容量型真空センサに
おいては、真空センサ内部に温度制御手段を備えること
によってこの問題を解決している。Therefore, the capacitance type vacuum sensor shown in FIG. 3 solves this problem by providing temperature control means inside the vacuum sensor.
【0056】従来の静電容量型真空センサにおいても、
ダイヤフラム電極とその周辺で使われている構成部品で
熱膨張係数が異なるために、真空センサの温度が変化す
ることによってダイヤフラム電極が変化して圧力測定値
に誤差が生ずる。このため、精度の高い圧力測定を行う
場合には真空センサ内部に温度制御手段を設けている。
図3においては基本的な構造や測定原理は図1に示し
た実施例と同じであるが、熱伝対などの温度測定手段1
1をダイヤフラム電極4の周辺に配置してその部分の温
度を測定する。電気回路6はダイヤフラム電極4と固定
電極5との間の静電容量から圧力を測定する電気回路を
兼ねるとともに、温度測定手段11によって測定される
温度を基に、加熱手段用電力供給線12によってヒータ
などの加熱手段13によって放出された熱を真空センサ
内部に閉じ込めることによって、省電力で均一かつ効率
よくダイヤフラム電極4を一定温度に保つ働きをしてい
る。これによって圧力測定環境下での真空センサの温度
変化によって圧力測定誤差が生ずるのを防ぐことができ
る。Even in the conventional capacitance type vacuum sensor,
Due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the diaphragm electrode and the components used around it, a change in the temperature of the vacuum sensor changes the diaphragm electrode, causing an error in the measured pressure value. Therefore, when performing highly accurate pressure measurement, a temperature control unit is provided inside the vacuum sensor.
In FIG. 3, the basic structure and measurement principle are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, but the temperature measurement means 1 such as a thermocouple is used.
1 is arranged around the diaphragm electrode 4 and the temperature of that portion is measured. The electric circuit 6 also serves as an electric circuit for measuring pressure from the capacitance between the diaphragm electrode 4 and the fixed electrode 5, and based on the temperature measured by the temperature measuring means 11, By confining the heat emitted by the heating means 13 such as a heater inside the vacuum sensor, the diaphragm electrode 4 functions to keep the diaphragm electrode 4 at a constant temperature with low power consumption and efficiently. This can prevent a pressure measurement error from occurring due to a temperature change of the vacuum sensor in a pressure measurement environment.
【0057】また、同様の技術は図2の実施例で示した
マイクロマシン技術を用いて製造した静電容量型真空セ
ンサにも応用することが可能である。The same technique can be applied to a capacitance type vacuum sensor manufactured using the micromachine technique shown in the embodiment of FIG.
【0058】[0058]
【発明の効果】本発明の静電容量型真空センサによれ
ば、従来の静電容量型真空センサの構造を大きく変更す
ることなく、従来に比較して広い範囲の圧力測定が可能
となる。According to the capacitive vacuum sensor of the present invention, a wide range of pressure measurement can be performed as compared with the conventional one without largely changing the structure of the conventional capacitive vacuum sensor.
【図1】本発明の広帯域静電容量型真空センサの実施例
を表す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a wide-band capacitance type vacuum sensor of the present invention.
【図2】マイクロマシン技術を用いて製造されている本
発明の広帯域静電容量型真空センサの実施例を表す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a broadband capacitive vacuum sensor of the present invention manufactured using micromachine technology.
【図3】温度制御手段を有する本発明の広帯域静電容量
型真空センサを表す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a broadband capacitance type vacuum sensor of the present invention having a temperature control unit.
【図4】[式4]によって表される真空センサ外部の気
体圧力Pと矩形ダイヤフラム電極中心部の変位量WO
の関係を示すグラフ。FIG. 4 shows the gas pressure P outside the vacuum sensor and the displacement W O at the center of the rectangular diaphragm electrode expressed by [Equation 4].
The graph which shows the relationship.
【図5】本発明の広帯域静電容量型真空センサにおける
ダイヤフラム電極の変位の様子を表す図であって、
(a)は固定電極から離れる方向に変位している状態を
表す図、(b)は平坦になっている状態を表す図、
(c)は固定電極に近付く方向に変位している状態を表
す図。FIG. 5 is a diagram showing a state of displacement of a diaphragm electrode in the broadband capacitance type vacuum sensor of the present invention,
(A) is a diagram showing a state displaced away from the fixed electrode, (b) is a diagram showing a flat state,
(C) is a diagram illustrating a state in which it is displaced in a direction approaching the fixed electrode.
【図6】従来の静電容量型真空センサを表す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional capacitance vacuum sensor.
1 基準圧力室 2 真空装置 3 真空装置の内部空間に連通する領域 4 ダイヤフラム電極 5 固定電極 6 電気回路 7 導線 8 センサケース 9 絶縁基板 10 ゲッタ 11 温度測定手段 12 加熱手段用電力供給線 13 加熱手段 14 断熱材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reference pressure chamber 2 Vacuum apparatus 3 Area | region which communicates with the internal space of a vacuum apparatus 4 Diaphragm electrode 5 Fixed electrode 6 Electric circuit 7 Conducting wire 8 Sensor case 9 Insulating substrate 10 Getter 11 Temperature measuring means 12 Power supply line for heating means 13 Heating means 14 Insulation
Claims (3)
ム電極と固定電極とが内部に配置されており、測定する
気体圧力に応じた当該ダイヤフラム電極の変位による当
該ダイヤフラム電極と固定電極との間の静電容量の変化
から気体圧力を測定する静電容量型真空センサにおい
て、前記ダイヤフラム電極と固定電極との間の空間が測
定下限圧力より高い圧力で封止されていることを特徴と
する広帯域静電容量型真空センサ。1. A pair of diaphragm electrodes and a fixed electrode facing each other at an interval are disposed inside, and a gap between the diaphragm electrode and the fixed electrode due to displacement of the diaphragm electrode according to a gas pressure to be measured. A capacitive vacuum sensor for measuring gas pressure from a change in capacitance, wherein a space between the diaphragm electrode and the fixed electrode is sealed at a pressure higher than a lower limit pressure for measurement. Capacitive vacuum sensor.
る方向への変位は、その変位量が最大で前記ダイヤフラ
ム電極の厚さの60%以下となるように、前記ダイヤフ
ラム電極と固定電極との間の空間を封止する圧力が設定
されていることを特徴とする請求項1記載の広帯域静電
容量型真空センサ。2. A displacement between the diaphragm electrode and the fixed electrode such that a displacement of the diaphragm electrode in a direction away from the fixed electrode is at most 60% of a thickness of the diaphragm electrode. 2. A wide-band capacitance type vacuum sensor according to claim 1, wherein a pressure for sealing is set.
よって、前記ダイヤフラム電極が固定電極から遠ざかる
方向への変位量を制御可能とした請求項1又は2記載の
広帯域静電容量型真空センサ。3. The wide-band electrostatic capacitive vacuum sensor according to claim 1, wherein the amount of displacement of the diaphragm electrode in a direction away from the fixed electrode can be controlled by applying a DC voltage to the fixed electrode.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005530141A (en) * | 2002-06-13 | 2005-10-06 | マイクロリス コーポレイション | Temperature regulator for use with pressure sensors |
JP2016504582A (en) * | 2012-12-24 | 2016-02-12 | インフィコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method and apparatus for measuring vacuum pressure using a measurement cell configuration |
KR101727820B1 (en) | 2015-09-04 | 2017-04-18 | 단국대학교 산학협력단 | A diaphragm type vacuum detection unit in use with flexible diaphragm type vacuum gauge |
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2000
- 2000-02-03 JP JP2000026104A patent/JP2001215161A/en active Pending
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KR101727820B1 (en) | 2015-09-04 | 2017-04-18 | 단국대학교 산학협력단 | A diaphragm type vacuum detection unit in use with flexible diaphragm type vacuum gauge |
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