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JP2006078379A - Pressure sensor and manufacturing method therefor - Google Patents

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JP2006078379A
JP2006078379A JP2004263706A JP2004263706A JP2006078379A JP 2006078379 A JP2006078379 A JP 2006078379A JP 2004263706 A JP2004263706 A JP 2004263706A JP 2004263706 A JP2004263706 A JP 2004263706A JP 2006078379 A JP2006078379 A JP 2006078379A
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JP
Japan
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output
pressure sensor
pressure
sensitive element
output terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004263706A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoya Wanaki
直也 和南城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TGK Co Ltd
Original Assignee
TGK Co Ltd
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Publication date
Application filed by TGK Co Ltd filed Critical TGK Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor that can be adjusted externally and electrically in a state of unadjusted final product form. <P>SOLUTION: A ceramic pressure-sensitive element 20 in which a strain gauge resistor is deposited on a diaphragm 21, a signal amplifying section 30 composed of an ASIC 31, and a connector 40 in which two power terminals 42, 43 and one output terminal 44 are provided are assembled to the final product form. At adjustment, the output of the output buffer of the ASIC 31 is set to a high-impedance state and the output terminal 44 is switched to an input port, and adjustment data are inputted to the ASIC 31 via it, for writing to a non-volatile register, thus dispensing with each adjustment prior to assembly and enabling overall adjustment, including the influence due to stress that the pressure-sensitive element 20 receives at assembling. The pressure sensor can be manufactured, in advance, regardless of the final output characteristics due to the electrical adjustment being writing of adjustment data. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は圧力センサおよびその製造方法に関し、特に自動車用エアコンシステムに使用されている冷媒ガスの圧力を検出する圧力センサおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a pressure sensor and a manufacturing method thereof, and more particularly to a pressure sensor for detecting a pressure of a refrigerant gas used in an air conditioner system for an automobile and a manufacturing method thereof.

自動車用エアコンシステムは、これを駆動するエンジンにとって比較的大きな負荷になっているため、エンジン制御も、エアコンシステムの運転状況に応じた最適制御を行うことが考えられている。自動車用エアコンシステムにおいて、エンジン制御に必要な情報の1つに、エンジンが直接駆動するコンプレッサの吸入側および吐出側における冷媒ガスの圧力があり、その圧力の検出には、圧力センサが用いられている。   Since the air conditioner system for automobiles is a relatively large load for the engine that drives the vehicle, it is considered that the engine control is also optimally controlled according to the operating condition of the air conditioner system. In an automotive air conditioner system, one of the information necessary for engine control is the pressure of refrigerant gas on the suction side and discharge side of a compressor directly driven by the engine, and a pressure sensor is used to detect the pressure. Yes.

一般に、自動車用エアコンの圧力センサを小型化、軽量化するには、冷媒ガスの圧力を電子的に検出する必要がある。このような圧力センサとしては、圧力の変化を容量の変化で検出するもの(たとえば、特許文献1参照。)、歪ゲージ抵抗の抵抗の変化を検出するもの(たとえば、特許文献2参照。)が知られている。   Generally, in order to reduce the size and weight of a pressure sensor for an air conditioner for an automobile, it is necessary to electronically detect the pressure of the refrigerant gas. As such a pressure sensor, a sensor that detects a change in pressure by a change in capacitance (for example, see Patent Document 1) and a sensor that detects a change in resistance of a strain gauge resistor (for example, see Patent Document 2). Are known.

この歪ゲージ抵抗を用いた圧力センサは、感圧部のダイヤフラムに歪ゲージ抵抗を被着した感圧素子と、この感圧素子の出力に接続してゲージ抵抗の抵抗値変化に応じた検出信号を増幅して出力する信号増幅回路とを一体に備えた構成を有している。   The pressure sensor using the strain gauge resistance is composed of a pressure sensitive element in which a strain gauge resistance is attached to the diaphragm of the pressure sensitive part, and a detection signal corresponding to a change in the resistance value of the gauge resistance connected to the output of the pressure sensitive element. And a signal amplification circuit for amplifying and outputting the signal.

自動車用エアコンシステムに用いられる圧力センサは、その使用温度範囲が−40℃〜+135℃に設定されている。圧力センサの感圧素子および信号増幅回路は、いずれも環境温度によって特性が変化する温度依存性が大きい。そこで、使用温度範囲内での温度依存性をなくすために温度補償が行われている。この温度補償は、感圧素子では、温度補償用の調整抵抗が設けられていて、たとえばレーザーによるトリミングで調整抵抗を調整している。感圧素子は、その温度調整以外にも、オフセットおよびスパンの調整が行われている。また、信号増幅回路においても、同様に、温度ドリフト、オフセットなどの特性も調整しており、感圧素子を接続して組み立てたときに、全体として測定誤差が小さくなるように各種調整を行っている。   The use temperature range of the pressure sensor used in the automotive air conditioner system is set to -40 ° C to + 135 ° C. Both the pressure-sensitive element of the pressure sensor and the signal amplifier circuit have a large temperature dependency in which characteristics change depending on the environmental temperature. Therefore, temperature compensation is performed in order to eliminate the temperature dependence within the operating temperature range. For this temperature compensation, an adjustment resistor for temperature compensation is provided in the pressure-sensitive element, and the adjustment resistor is adjusted by trimming with a laser, for example. In addition to the temperature adjustment, the pressure-sensitive element is adjusted for offset and span. Similarly, the signal amplifier circuit also adjusts characteristics such as temperature drift and offset, and various adjustments are made to reduce the measurement error as a whole when assembled by connecting pressure sensitive elements. Yes.

これに対し、感圧素子を信号増幅回路に接続した状態で測定用の治具に設置し、感圧素子における調整抵抗のトリミングを、信号増幅回路を接続した状態で行うようにして、信号増幅回路側で行うべき調整を感圧素子側での調整で済ませ、調整工程を簡素化するようにした調整方法も知られている(たとえば、特許文献3参照。)。その後、調整の済んだ感圧素子は、測定用の治具から取り外され、最終組立工程にて最終製品形態に組み付けられる。
特開2002−202215号公報 実開平2−89339号公報 特開2002−310826号公報(図7)
On the other hand, the pressure sensitive element is connected to the signal amplifier circuit and installed in the measurement jig, and trimming of the adjustment resistor in the pressure sensitive element is performed with the signal amplifier circuit connected, so that signal amplification An adjustment method is also known in which adjustment to be performed on the circuit side is completed on the pressure-sensitive element side, and the adjustment process is simplified (for example, see Patent Document 3). Thereafter, the adjusted pressure-sensitive element is removed from the measuring jig and assembled into a final product form in the final assembly process.
JP 2002-202215 A Japanese Utility Model Publication No. 2-89339 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-310826 (FIG. 7)

しかしながら、従来の歪ゲージ抵抗を用いた圧力センサでは、レーザートリミングにより調整抵抗の抵抗値を調整しているが、これは調整抵抗をレーザーで切っているので機械的な損傷を与えていることになり、長期的には、そこからクラックなどが入り、特性的に不安定になるという問題点があった。   However, in the conventional pressure sensor using a strain gauge resistor, the resistance value of the adjusting resistor is adjusted by laser trimming. This is because the adjusting resistor is cut with a laser, and this causes mechanical damage. In the long term, there has been a problem that cracks and the like enter from there and become characteristically unstable.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、未調整の最終製品形態の状態で外部から電気的に調整することができる圧力センサおよびその製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the pressure sensor which can be electrically adjusted from the outside in the state of the unadjusted final product form, and its manufacturing method.

本発明では上記問題を解決するために、感圧部に歪ゲージ抵抗を被着してなる感圧素子と、前記感圧素子の出力信号を増幅して出力する信号増幅部と、2本の電源端子および1本の出力端子が設けられたコネクタとを備え、前記信号増幅部は、特性を補正するための調整データを記憶する不揮発性の記憶手段を有する圧力センサにおいて、前記信号増幅部は、前記出力端子に接続されて、出力状態が前記感圧素子の増幅された出力信号を出力する状態またはハイインピーダンス状態に切り換えることができる出力バッファと、前記出力端子に接続され、前記出力端子を介した所定のデジタル信号の入力に応答して前記出力バッファを前記ハイインピーダンス状態に切り換えるとともに前記調整データの前記記憶手段への書き込みを行う入出力インタフェース部とを有し、外部にて生成された前記データを前記出力端子より入力して前記記憶手段へ書き込むようにしたことを特徴とする圧力センサが提供される。   In the present invention, in order to solve the above problem, a pressure sensitive element formed by attaching a strain gauge resistance to the pressure sensitive part, a signal amplifying part for amplifying and outputting an output signal of the pressure sensitive element, and two A pressure sensor having a non-volatile storage means for storing adjustment data for correcting characteristics, wherein the signal amplification section includes: a power supply terminal; and a connector provided with one output terminal. An output buffer connected to the output terminal, the output state of which can be switched to a state of outputting an amplified output signal of the pressure sensitive element or a high impedance state, and an output buffer connected to the output terminal, An input / output for switching the output buffer to the high-impedance state in response to an input of a predetermined digital signal and writing the adjustment data to the storage means And a interface unit, a pressure sensor, characterized in that to be written into the storage means the data generated by the externally input from the output terminal is provided.

このような圧力センサによれば、何ら調整することなく最終製品形態まで組み立てられた状態で外部から電気的に調整することができる。試験時には、コネクタの出力端子から出力された測定データを取得し、その測定データをもとに生成された調整データを記憶手段に書き込むが、その際、出力バッファをハイインピーダンス状態に切り換えて、コネクタの出力端子を入力ポートにし、入出力インタフェース部を介して記憶手段へ調整データを書き込む。このように、コネクタの出力端子を利用して最終製品形態の状態で測定および調整を行うようにしたことで、圧力を感知する感圧素子が組み立て時に応力を受けることによって最適調整ポイントがずれたりすることがなく、調整も機械的な損傷を与えることで行うのではなく、電気的に行うようにしたことで、損傷部でのクラック発生による特性変化がなく、安定した特性を得ることができる。   According to such a pressure sensor, it can be electrically adjusted from the outside in the state assembled to the final product form without any adjustment. During the test, the measurement data output from the output terminal of the connector is acquired, and the adjustment data generated based on the measurement data is written to the storage means. At that time, the output buffer is switched to the high impedance state, and the connector The output terminal is used as an input port, and adjustment data is written to the storage means via the input / output interface unit. As described above, measurement and adjustment are performed in the state of the final product using the output terminal of the connector, so that the optimum adjustment point may be shifted due to stress applied to the pressure sensitive element that senses pressure during assembly. In addition, the adjustment is not performed by mechanically damaging it, but by performing it electrically, there is no characteristic change due to the occurrence of cracks at the damaged part, and stable characteristics can be obtained. .

また、本発明によれば、感圧部に歪ゲージ抵抗を被着してなる感圧素子と、前記感圧素子の出力信号を増幅して出力する信号増幅部と、2本の電源端子および1本の出力端子が設けられたコネクタとを備え、前記信号増幅部は、特性を補正するための調整データを記憶する不揮発性の記憶手段を有する圧力センサの製造方法において、前記感圧素子と前記信号増幅部と前記コネクタとを最終製品形態に組み付け、前記出力端子が接続される前記信号増幅部の出力の状態をハイインピーダンス状態に維持しつつ、前記出力端子から出力した測定データをもとに生成した前記調整データを前記出力端子より入力して前記記憶手段へ書き込むことにより前記圧力センサの特性を補正する、ようにしたことを特徴とする圧力センサの製造方法が提供される。   Further, according to the present invention, a pressure sensitive element formed by attaching a strain gauge resistor to the pressure sensitive part, a signal amplifying part for amplifying and outputting an output signal of the pressure sensitive element, two power supply terminals, And a connector provided with one output terminal, wherein the signal amplifying unit includes a non-volatile storage unit that stores adjustment data for correcting the characteristics. The signal amplification unit and the connector are assembled in a final product form, while maintaining the output state of the signal amplification unit to which the output terminal is connected in a high impedance state, based on the measurement data output from the output terminal A pressure sensor manufacturing method is provided, wherein the adjustment data generated in the step is input from the output terminal and written to the storage means to correct the characteristics of the pressure sensor. That.

このような圧力センサの製造方法によれば、測定データを出力するコネクタの出力端子を利用して、調整データの記憶手段への書き込みを行うようにしたので、調整データを書き込むための特別な入力ピンを設ける必要がなく、最終製品形態の状態で調整ができるため、最終出力特性を容易かつ正確に得ることができる。   According to such a pressure sensor manufacturing method, the adjustment data is written in the storage means by using the output terminal of the connector that outputs the measurement data, so that the special input for writing the adjustment data is performed. Since it is not necessary to provide a pin and adjustment can be performed in the state of the final product form, the final output characteristic can be obtained easily and accurately.

本発明の圧力センサは、最終製品形態に組み立てられた状態でコネクタの1本の出力端子を利用して測定および調整を行うようにした。測定および調整機器とは、コネクタによって接続されるので結線が確実であり、微小レベルの測定データをプローブを接触させて測定することがないため、正確かつ確実なデータ測定ができる。最終製品形態の状態で測定および調整を行うため、組み立てにより感圧素子が受ける応力も含めた調整が可能であり、調整を正確に行うことができる。さらに、圧力センサは、調整を電気的に行うことにより、出力特性の仕様の異なるものを自在に作ることができ、あるいは一度調整したものを後から再度調整し直すことができるので、仕様の変更に迅速に対応でき、しかも、最終出力特性に関係なく、同一のものを作り置きすることができるため、その量産効果により、コストを低減することができるという利点がある。   The pressure sensor of the present invention is measured and adjusted using one output terminal of the connector in a state assembled in a final product form. Since the measurement and adjustment device is connected by a connector, the connection is reliable, and measurement data at a minute level is not measured by contacting the probe, so that accurate and reliable data measurement can be performed. Since measurement and adjustment are performed in the final product form, adjustment including stress applied to the pressure-sensitive element by assembly is possible, and adjustment can be performed accurately. In addition, the pressure sensor can be adjusted freely by changing the output characteristics specifications, or once adjusted, it can be readjusted later. In addition, since the same product can be prepared regardless of the final output characteristics, there is an advantage that the cost can be reduced due to the mass production effect.

以下、本発明の実施の形態を、自動車用エアコンの冷媒ガスの圧力を検出する圧力センサに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
図1は圧力センサの構成を示す断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example a case where the embodiment is applied to a pressure sensor that detects the pressure of refrigerant gas in an automotive air conditioner.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the pressure sensor.

図示した圧力センサは、自動車用エアコンシステムの冷媒ガスの圧力を検出するために使用されるものであり、ハウジング部10、感圧素子20、信号増幅部30およびコネクタ40から構成されている。   The illustrated pressure sensor is used to detect the pressure of refrigerant gas in an automotive air conditioner system, and includes a housing part 10, a pressure sensitive element 20, a signal amplifying part 30, and a connector 40.

ハウジング部10は、自動車用エアコンシステムの冷凍サイクルの配管から冷媒ガスを導入するための接続部11と、この接続部11の反対側に設けられた外筒部12と、これらの境界部から接続部11内を軸線方向に延出されたピン13と、このピン13とは反対方向であって外筒部12内を軸線方向に延出された筒状突出部14とによって一体に形成されている。ピン13は、ハウジング部10の接続部11にエアコンシステムの配管が接続された場合に、その配管側に設けられている弁を押し開けるためのものである。ピン13の横には、筒状突出部14の空洞部に連通する連通孔15が設けられていて、接続部11に導入された冷媒ガスの圧力が感圧素子20によって感知できるようにしている。   The housing part 10 is connected from a connection part 11 for introducing the refrigerant gas from the piping of the refrigeration cycle of the automotive air conditioner system, an outer cylinder part 12 provided on the opposite side of the connection part 11 from these boundary parts. It is integrally formed by a pin 13 extending in the axial direction in the portion 11 and a cylindrical protrusion 14 extending in the axial direction in the opposite direction to the pin 13 and extending in the axial direction. Yes. The pin 13 is used to push open a valve provided on the pipe side when the pipe of the air conditioner system is connected to the connection part 11 of the housing part 10. A communication hole 15 that communicates with the hollow portion of the cylindrical protrusion 14 is provided beside the pin 13 so that the pressure of the refrigerant gas introduced into the connection portion 11 can be sensed by the pressure sensitive element 20. .

感圧素子20は、厚く形成された筒状の基材とその一方の端面を閉止するように中央に薄く形成された感圧部を構成するダイヤフラム21とがセラミックス材料によって一体に形成され、ハウジング部10の外筒部12と筒状突出部14との間の空間に嵌め込まれている。   The pressure-sensitive element 20 is formed by integrally forming a thick cylindrical base material and a diaphragm 21 constituting a pressure-sensitive portion thinly formed at the center so as to close one end surface thereof, using a ceramic material. It is fitted in the space between the outer cylinder part 12 and the cylindrical projection part 14 of the part 10.

感圧素子20の空洞部とは反対側の、ダイヤフラム21の表面には、冷媒ガスの圧力導入によって変形されるダイヤフラム21の歪量を測定するための複数の歪ゲージ抵抗が被着されている。感圧素子20の空洞部の内壁とハウジング部10の筒状突出部14との間にはOリング22が配置され、これによって、接続部11から連通孔15を介して感圧素子20の空洞部に導入された冷媒ガスがコネクタ40を介して大気に漏れるのを防止している。Oリング22は、筒状突出部14の先端部にかしめ加工によって固定されたワッシャ23によって脱落が防止されている。   A plurality of strain gauge resistors for measuring the amount of strain of the diaphragm 21 deformed by the introduction of refrigerant gas pressure is attached to the surface of the diaphragm 21 opposite to the cavity of the pressure sensitive element 20. . An O-ring 22 is disposed between the inner wall of the cavity portion of the pressure-sensitive element 20 and the cylindrical protruding portion 14 of the housing portion 10, whereby the cavity of the pressure-sensitive element 20 is connected from the connection portion 11 through the communication hole 15. The refrigerant gas introduced into the section is prevented from leaking to the atmosphere via the connector 40. The O-ring 22 is prevented from falling off by a washer 23 fixed to the tip end portion of the cylindrical protruding portion 14 by caulking.

信号増幅部30は、フレキシブル回路基板と、これに搭載されて感圧素子20の歪ゲージ抵抗によって検出した信号の処理を行うASIC(Application Specific Integrated Circuit)31とを備えている。   The signal amplification unit 30 includes a flexible circuit board and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 31 that is mounted on the flexible circuit board and processes a signal detected by the strain gauge resistance of the pressure-sensitive element 20.

コネクタ40は、ハウジング部10の外筒部12内に感圧素子20の外周部を受けるように嵌め込まれており、外筒部12の先端をかしめ加工することによってハウジング部10に固定されている。コネクタ40は、外筒部12内に位置する部分にOリング41が周設されていて防水構造になっている。   The connector 40 is fitted in the outer cylinder part 12 of the housing part 10 so as to receive the outer peripheral part of the pressure-sensitive element 20, and is fixed to the housing part 10 by caulking the tip of the outer cylinder part 12. . The connector 40 has a waterproof structure in which an O-ring 41 is provided around a portion located in the outer cylinder portion 12.

コネクタ40には、2本の電源端子42,43と、1本の出力端子44とが設けられており、それぞれ一端は、信号増幅部30のフレキシブル回路基板に接続されている。電源端子42,43および出力端子44は、図示しないエアコン制御回路などに接続される。電源端子42,43には、エアコン制御回路から電源が供給され、信号増幅部30のASIC31から出力された圧力測定信号は、出力端子44を介してエアコン制御回路に供給される。   The connector 40 is provided with two power supply terminals 42 and 43 and one output terminal 44, one end of which is connected to the flexible circuit board of the signal amplifying unit 30. The power terminals 42 and 43 and the output terminal 44 are connected to an air conditioner control circuit (not shown). The power terminals 42 and 43 are supplied with power from the air conditioner control circuit, and the pressure measurement signal output from the ASIC 31 of the signal amplifier 30 is supplied to the air conditioner control circuit via the output terminal 44.

図2はASICの構成例を示すブロック図である。
感圧素子20に被着された歪ゲージ抵抗は、4つの抵抗R1,R2,R3,R4からなり、ブリッジ回路を構成している。そのブリッジ回路の出力は、ASIC31に入力されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the ASIC.
The strain gauge resistance attached to the pressure sensitive element 20 is composed of four resistors R1, R2, R3, and R4, and constitutes a bridge circuit. The output of the bridge circuit is input to the ASIC 31.

ASIC31は、ブリッジ回路の出力を入力する入力増幅器51と、外部から与えられるデジタル値によってゲインが設定される可変利得増幅器52と、ゲインが1以上の増幅器53と、出力バッファ54とを備え、この出力バッファ54の出力は、コネクタ40の出力端子44に接続されている。出力バッファ54は、内部にアナログスイッチの機能を有しており、出力イネーブル端子に与えられる信号によってアナログスイッチが閉じているときには、通常のバッファ回路として機能し、アナログスイッチが開いているときには、出力状態がハイインピーダンス状態に切り換えることができる機能を有している。   The ASIC 31 includes an input amplifier 51 for inputting the output of the bridge circuit, a variable gain amplifier 52 whose gain is set by a digital value given from the outside, an amplifier 53 having a gain of 1 or more, and an output buffer 54. The output of the output buffer 54 is connected to the output terminal 44 of the connector 40. The output buffer 54 has an analog switch function inside, and functions as a normal buffer circuit when the analog switch is closed by a signal applied to the output enable terminal, and outputs when the analog switch is open. It has a function of switching the state to a high impedance state.

ASIC31は、また、出力バッファ54の出力に接続されたシリアル入出力インタフェース回路55を備え、その出力の1つは、出力バッファ54の出力イネーブル端子に接続されている。シリアル入出力インタフェース回路55の別の出力は、オフセットレジスタ56、オフセット温度係数レジスタ57、ゲインレジスタ58およびゲイン温度係数レジスタ59に接続されている。オフセットレジスタ56、オフセット温度係数レジスタ57、ゲインレジスタ58およびゲイン温度係数レジスタ59には、たとえばEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)のような不揮発性の記憶手段が用いられる。   The ASIC 31 also includes a serial input / output interface circuit 55 connected to the output of the output buffer 54, and one of the outputs is connected to the output enable terminal of the output buffer 54. Another output of the serial input / output interface circuit 55 is connected to an offset register 56, an offset temperature coefficient register 57, a gain register 58 and a gain temperature coefficient register 59. For the offset register 56, the offset temperature coefficient register 57, the gain register 58, and the gain temperature coefficient register 59, nonvolatile storage means such as an EEPROM (Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory) is used.

オフセットレジスタ56は、デジタル・アナログ変換機60に接続され、そのデジタル・アナログ変換機60の出力は、入力増幅器51と可変利得増幅器52との間に設けられた加算器61に接続されている。オフセット温度係数レジスタ57は、デジタル・アナログ変換機62に接続され、そのデジタル・アナログ変換機62の出力は、加算器61に接続されている。ゲインレジスタ58は、可変利得増幅器52のゲイン設定入力端子に接続されている。そして、ゲイン温度係数レジスタ59は、デジタル・アナログ変換機63に接続され、そのデジタル・アナログ変換機63の出力は、増幅器53と出力バッファ54との間に設けられた加算器64に接続されている。   The offset register 56 is connected to a digital / analog converter 60, and the output of the digital / analog converter 60 is connected to an adder 61 provided between the input amplifier 51 and the variable gain amplifier 52. The offset temperature coefficient register 57 is connected to the digital / analog converter 62, and the output of the digital / analog converter 62 is connected to the adder 61. The gain register 58 is connected to the gain setting input terminal of the variable gain amplifier 52. The gain temperature coefficient register 59 is connected to a digital / analog converter 63, and the output of the digital / analog converter 63 is connected to an adder 64 provided between the amplifier 53 and the output buffer 54. Yes.

ここで、歪ゲージ抵抗のブリッジ回路を含む感圧素子20と、ASIC31を含む信号増幅部と、電源端子42,43および出力端子44を含むコネクタ40とを最終製品形態に組み付け、これを測定用治具に設置し、コネクタ40に測定および調整を行う測定および調整機器を接続する。測定用治具は、圧力センサに与える圧力および温度を可変して、仕様に合わせた圧力センサの設置環境を再現することができるものである。   Here, the pressure sensitive element 20 including the bridge circuit of the strain gauge resistance, the signal amplifying unit including the ASIC 31, and the connector 40 including the power supply terminals 42 and 43 and the output terminal 44 are assembled in the final product form, and this is used for measurement. A measuring and adjusting device for measuring and adjusting is connected to the connector 40 and installed in the jig. The measuring jig can reproduce the installation environment of the pressure sensor according to the specification by varying the pressure and temperature applied to the pressure sensor.

圧力センサの調整を行うには、まず、測定および調整機器によって圧力および温度を変えたときの未調整の圧力センサの特性を測定し、その測定データをもとに調整データを生成する。次に、測定および調整機器は、出力端子44に所定のデジタル信号を入力する。この所定のデジタル信号がシリアル入出力インタフェース回路55にて検出されると、シリアル入出力インタフェース回路55は、出力バッファ54の出力イネーブル端子に出力無効信号を与え、出力バッファ54の出力状態をハイインピーダンス状態に切り換え、出力端子44をデジタル信号専用の入力ポートに切り換える。   In order to adjust the pressure sensor, first, the characteristics of the unadjusted pressure sensor when the pressure and temperature are changed by the measurement and adjustment device are measured, and adjustment data is generated based on the measurement data. Next, the measuring and adjusting device inputs a predetermined digital signal to the output terminal 44. When the predetermined digital signal is detected by the serial input / output interface circuit 55, the serial input / output interface circuit 55 gives an output invalid signal to the output enable terminal of the output buffer 54, and changes the output state of the output buffer 54 to a high impedance state. The output terminal 44 is switched to a digital signal input port.

シリアル入出力インタフェース回路55は、生成された調整データを測定および調整機器から受け取ると、オフセットレジスタ56、オフセット温度係数レジスタ57、ゲインレジスタ58およびゲイン温度係数レジスタ59に書き込み、記憶させる。オフセットレジスタ56に書き込まれた調整データは、デジタル・アナログ変換機60にてアナログ信号に変換され、電源の電圧に対してオフセットの補正を行った値を加算器61に加える。これにより、圧力センサの出力特性を平行移動させ、オフセット電圧を目標電圧に調整する。同様に、オフセット温度係数レジスタ57に書き込まれた調整データは、デジタル・アナログ変換機62にてアナログ信号に変換され、電源の電圧に対してオフセット温度係数の補正を行った値を加算器61に加える。これにより、圧力センサの出力の温度変化を補正する。ゲインレジスタ58に書き込まれた調整データは、可変利得増幅器52のゲイン設定入力端子に入力され、デジタル信号で可変利得増幅器52のゲインを制御して、圧力センサの出力特性の傾きを調整する。そして、ゲイン温度係数レジスタ59に書き込まれた調整データは、デジタル・アナログ変換機63にてアナログ信号に変換され、可変利得増幅器52の出力信号に対してゲイン温度係数の補正を行った値を加算器64に加える。これにより、圧力センサの出力特性の傾きの温度変化を補正する。   When receiving the generated adjustment data from the measurement and adjustment device, the serial input / output interface circuit 55 writes and stores the generated adjustment data in the offset register 56, the offset temperature coefficient register 57, the gain register 58, and the gain temperature coefficient register 59. The adjustment data written in the offset register 56 is converted into an analog signal by the digital / analog converter 60, and a value obtained by correcting the offset of the power supply voltage is added to the adder 61. As a result, the output characteristics of the pressure sensor are translated, and the offset voltage is adjusted to the target voltage. Similarly, the adjustment data written in the offset temperature coefficient register 57 is converted into an analog signal by the digital / analog converter 62, and the value obtained by correcting the offset temperature coefficient with respect to the voltage of the power supply is supplied to the adder 61. Add. Thereby, the temperature change of the output of the pressure sensor is corrected. The adjustment data written in the gain register 58 is input to the gain setting input terminal of the variable gain amplifier 52, and the gain of the variable gain amplifier 52 is controlled by a digital signal to adjust the slope of the output characteristic of the pressure sensor. The adjustment data written in the gain temperature coefficient register 59 is converted into an analog signal by the digital / analog converter 63, and the value obtained by correcting the gain temperature coefficient for the output signal of the variable gain amplifier 52 is added. Add to vessel 64. Thereby, the temperature change of the inclination of the output characteristic of the pressure sensor is corrected.

このようにして、調整データが出力端子44より入力され、シリアル入出力インタフェース回路55によりオフセットレジスタ56、オフセット温度係数レジスタ57、ゲインレジスタ58およびゲイン温度係数レジスタ59へ書き込まれることによって、圧力センサの特性を補正することができる。   In this way, adjustment data is input from the output terminal 44 and written to the offset register 56, the offset temperature coefficient register 57, the gain register 58, and the gain temperature coefficient register 59 by the serial input / output interface circuit 55. The characteristics can be corrected.

圧力センサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a pressure sensor. ASICの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of ASIC.

符号の説明Explanation of symbols

10 ハウジング部
11 接続部
12 外筒部
13 ピン
14 筒状突出部
15 連通孔
20 感圧素子
21 ダイヤフラム
22 Oリング
23 ワッシャ
30 信号増幅部
31 ASIC
40 コネクタ
41 Oリング
42,43 電源端子
44 出力端子
51 入力増幅器
52 可変利得増幅器
53 増幅器
54 出力バッファ
55 シリアル入出力インタフェース回路
56 オフセットレジスタ
57 オフセット温度係数レジスタ
58 ゲインレジスタ
59 ゲイン温度係数レジスタ
60 デジタル・アナログ変換機
61 加算器
62 デジタル・アナログ変換機
63 デジタル・アナログ変換機
64 加算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Housing part 11 Connection part 12 Outer cylinder part 13 Pin 14 Cylindrical protrusion 15 Communication hole 20 Pressure sensitive element 21 Diaphragm 22 O-ring 23 Washer 30 Signal amplification part 31 ASIC
40 connector 41 O-ring 42, 43 power supply terminal 44 output terminal 51 input amplifier 52 variable gain amplifier 53 amplifier 54 output buffer 55 serial input / output interface circuit 56 offset register 57 offset temperature coefficient register 58 gain register 59 gain temperature coefficient register 60 digital Analog converter 61 Adder 62 Digital / analog converter 63 Digital / analog converter 64 Adder

Claims (5)

感圧部に歪ゲージ抵抗を被着してなる感圧素子と、前記感圧素子の出力信号を増幅して出力する信号増幅部と、2本の電源端子および1本の出力端子が設けられたコネクタとを備え、前記信号増幅部は、特性を補正するための調整データを記憶する不揮発性の記憶手段を有する圧力センサにおいて、
前記信号増幅部は、前記出力端子に接続されて、出力状態が前記感圧素子の増幅された出力信号を出力する状態またはハイインピーダンス状態に切り換えることができる出力バッファと、前記出力端子に接続され、前記出力端子を介した所定のデジタル信号の入力に応答して前記出力バッファを前記ハイインピーダンス状態に切り換えるとともに前記調整データの前記記憶手段への書き込みを行う入出力インタフェース部とを有し、外部にて生成された前記調整データを前記出力端子より入力して前記記憶手段へ書き込むようにしたことを特徴とする圧力センサ。
A pressure sensitive element having a strain gauge resistor attached to the pressure sensitive part, a signal amplifying part for amplifying and outputting an output signal of the pressure sensitive element, two power supply terminals and one output terminal are provided. A pressure sensor having a non-volatile storage means for storing adjustment data for correcting the characteristics;
The signal amplifying unit is connected to the output terminal and connected to the output terminal, and an output buffer capable of switching an output state to a state of outputting an amplified output signal of the pressure sensitive element or a high impedance state. An input / output interface unit that switches the output buffer to the high impedance state in response to an input of a predetermined digital signal through the output terminal and writes the adjustment data to the storage unit; The pressure sensor characterized in that the adjustment data generated in (1) is input from the output terminal and written to the storage means.
前記感圧素子は、セラミックダイヤフラムまたは金属ダイヤフラムとしたことを特徴とする請求項1記載の圧力センサ。   The pressure sensor according to claim 1, wherein the pressure sensitive element is a ceramic diaphragm or a metal diaphragm. 感圧部に歪ゲージ抵抗を被着してなる感圧素子と、前記感圧素子の出力信号を増幅して出力する信号増幅部と、2本の電源端子および1本の出力端子が設けられたコネクタとを備え、前記信号増幅部は、特性を補正するための調整データを記憶する不揮発性の記憶手段を有する圧力センサの製造方法において、
前記感圧素子と前記信号増幅部と前記コネクタとを最終製品形態に組み付け、
前記出力端子が接続される前記信号増幅部の出力の状態をハイインピーダンス状態に維持しつつ、前記出力端子から出力した測定データをもとに生成した前記調整データを前記出力端子より入力して前記記憶手段へ書き込むことにより前記圧力センサの特性を補正する、
ようにしたことを特徴とする圧力センサの製造方法。
A pressure sensitive element having a strain gauge resistor attached to the pressure sensitive part, a signal amplifying part for amplifying and outputting an output signal of the pressure sensitive element, two power supply terminals and one output terminal are provided. In the method of manufacturing a pressure sensor, the signal amplifying unit includes nonvolatile storage means for storing adjustment data for correcting characteristics.
Assembling the pressure-sensitive element, the signal amplifier, and the connector into a final product form,
While maintaining the output state of the signal amplifier connected to the output terminal in a high impedance state, the adjustment data generated based on the measurement data output from the output terminal is input from the output terminal and Correcting the characteristics of the pressure sensor by writing to the storage means;
A method of manufacturing a pressure sensor, characterized in that it is configured as described above.
前記感圧素子は、セラミックまたは金属ダイヤフラムとしたことを特徴とする請求項3記載の圧力センサの製造方法。   4. The method of manufacturing a pressure sensor according to claim 3, wherein the pressure sensitive element is a ceramic or a metal diaphragm. 前記調整データは、前記圧力センサの出力のオフセット値を補正するオフセットデータ、前記圧力センサの出力の温度変化を補正するオフセット温度係数データ、前記圧力センサの出力特性の傾きを補正するゲインデータ、前記圧力センサの出力特性の傾きの温度変化を補正するゲイン温度係数データを含んでいることを特徴とする請求項3記載の圧力センサの製造方法。
The adjustment data includes offset data for correcting an offset value of the output of the pressure sensor, offset temperature coefficient data for correcting a temperature change of the output of the pressure sensor, gain data for correcting an inclination of an output characteristic of the pressure sensor, 4. The method of manufacturing a pressure sensor according to claim 3, further comprising gain temperature coefficient data for correcting a temperature change in the inclination of the output characteristic of the pressure sensor.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145063A (en) * 2007-12-11 2009-07-02 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Method and device for adjusting characteristics of semiconductor pressure sensor
CN104697699A (en) * 2013-12-06 2015-06-10 长野计器株式会社 Physical quantity measuring sensor and sensor module
JP2015111067A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 長野計器株式会社 Sensor module, and physical quantity measurement sensor
JP2015111066A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 長野計器株式会社 Physical quantity measuring sensor
JP2015211068A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 ローム株式会社 Semiconductor device
EP3002572A2 (en) 2014-09-30 2016-04-06 Nagano Keiki Co., Ltd. Physical quantity measuring device
WO2016166824A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 理化工業株式会社 Sensor signal converter and sensor signal converting method
JP2018132521A (en) * 2017-02-16 2018-08-23 センサータ テクノロジーズ インコーポレーテッド Dual output pressure sensor with single pressure transducer element
CN108885151A (en) * 2016-03-24 2018-11-23 西铁城精密器件株式会社 Piezoelectric transducer
EP3696526A1 (en) 2008-06-19 2020-08-19 Eltek S.p.A. Pressure sensor device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629555A (en) * 1992-07-09 1994-02-04 Nippondenso Co Ltd Semiconductor sensor
JPH1130530A (en) * 1997-07-14 1999-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sensor with adjustment function
JP2000180284A (en) * 1998-12-17 2000-06-30 Hitachi Ltd Differential pressure / pressure transmitter with diaphragm replacement
JP2002013995A (en) * 2000-06-27 2002-01-18 Denso Corp Dynamic quantity detecting sensor
JP2002350256A (en) * 2001-03-19 2002-12-04 Denso Corp Trimming circuit for physical quantity sensor
JP2006071336A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Denso Corp Sensor circuit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629555A (en) * 1992-07-09 1994-02-04 Nippondenso Co Ltd Semiconductor sensor
JPH1130530A (en) * 1997-07-14 1999-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sensor with adjustment function
JP2000180284A (en) * 1998-12-17 2000-06-30 Hitachi Ltd Differential pressure / pressure transmitter with diaphragm replacement
JP2002013995A (en) * 2000-06-27 2002-01-18 Denso Corp Dynamic quantity detecting sensor
JP2002350256A (en) * 2001-03-19 2002-12-04 Denso Corp Trimming circuit for physical quantity sensor
JP2006071336A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Denso Corp Sensor circuit

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145063A (en) * 2007-12-11 2009-07-02 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Method and device for adjusting characteristics of semiconductor pressure sensor
EP3696526A1 (en) 2008-06-19 2020-08-19 Eltek S.p.A. Pressure sensor device
US9772242B2 (en) 2013-12-06 2017-09-26 Nagano Keiki Co., Ltd. Physical quantity measuring sensor including an O-ring between a cylindrical portion and a cylindrical projection
CN104697699A (en) * 2013-12-06 2015-06-10 长野计器株式会社 Physical quantity measuring sensor and sensor module
JP2015111067A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 長野計器株式会社 Sensor module, and physical quantity measurement sensor
JP2015111066A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 長野計器株式会社 Physical quantity measuring sensor
EP2889599A2 (en) 2013-12-06 2015-07-01 Nagano Keiki Co., Ltd. Physical quantity measuring sensor and sensor module
EP2889599A3 (en) * 2013-12-06 2016-03-23 Nagano Keiki Co., Ltd. Physical quantity measuring sensor and sensor module
CN104697699B (en) * 2013-12-06 2019-11-12 长野计器株式会社 Physical quantity measuring sensor and sensor module
US10113926B2 (en) 2013-12-06 2018-10-30 Nagano Keiki Co., Ltd. Ceramic sensor module including diaphragm and cylindrical portion integrated with the diaphragm
JP2015211068A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 ローム株式会社 Semiconductor device
US10008284B2 (en) 2014-04-24 2018-06-26 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device including an interface arranged to perform external data communications
US9631991B2 (en) 2014-09-30 2017-04-25 Nagano Keiki Co., Ltd. Strain-gauge physical quantity measuring device with an electronic component provided on a flat surface of a cylindrical portion radially distanced from a diaphragm
KR20160038775A (en) 2014-09-30 2016-04-07 나가노 게이키 가부시키가이샤 Physical quantity measuring device
EP3581905A1 (en) 2014-09-30 2019-12-18 Nagano Keiki Co., Ltd. Physical quantity measuring device
EP3002572A2 (en) 2014-09-30 2016-04-06 Nagano Keiki Co., Ltd. Physical quantity measuring device
JPWO2016166824A1 (en) * 2015-04-15 2017-11-24 理化工業株式会社 Sensor signal converter and sensor signal conversion method
WO2016166824A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 理化工業株式会社 Sensor signal converter and sensor signal converting method
CN108885151A (en) * 2016-03-24 2018-11-23 西铁城精密器件株式会社 Piezoelectric transducer
EP3435052A4 (en) * 2016-03-24 2019-10-30 Citizen Finedevice Co., Ltd. PIEZOELECTRIC SENSOR
US11506555B2 (en) 2016-03-24 2022-11-22 Citizen Finedevice Co., Ltd. Piezoelectric sensor
JP2018132521A (en) * 2017-02-16 2018-08-23 センサータ テクノロジーズ インコーポレーテッド Dual output pressure sensor with single pressure transducer element

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