特許 6240468 流量検出センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6240468

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】流量検出センサ

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/28 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G01F1/28 Z

【請求項の数】1

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-226913(P2013-226913)

(22)【出願日】2013年10月31日

(65)【公開番号】特開2014-167459(P2014-167459A)

(43)【公開日】2014年9月11日

【審査請求日】2016年5月26日

(31)【優先権主張番号】特願2013-16660(P2013-16660)

(32)【優先日】2013年1月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】とこしえ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】高山 直樹

【審査官】 山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０００−５０４４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０２８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−０７０５６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−２５３４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１３８１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４５３５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ １／２８

Ｇ０１Ｆ １／３８

Ｇ０１Ｐ ５／０４

Ｇ０１Ｌ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の体積流量を検出する流量検出センサであって、
前記流体の流れに応じて変形可能であると共にピエゾ抵抗層を有する梁部を備えた差圧検出素子と、
前記梁部の変形に伴う前記ピエゾ抵抗層の抵抗変化量を検出する抵抗検出手段と、
前記梁部の変形を打ち消す方向の力を発生させる相殺手段と、
前記相殺手段に指示するフィードバック量を前記抵抗変化量に基づいて算出する第１の算出手段と、
前記フィードバック量に基づいて前記流体の体積流量を算出する第２の算出手段と、を備えており、
前記相殺手段は、前記フィードバック量に応じた大きさの力を発生させることで、前記梁部の変形を打ち消し、
前記差圧検出素子は、貫通孔を有すると共に、前記梁部を前記貫通孔に突出するように片持或いは両持支持する支持体を備えており、
前記相殺手段は、
前記梁部に設けられた導電体と、
前記導電体を包含する領域に磁界を発生させる磁界発生部と、を有し、
前記フィードバック量は、前記導電体に流れる電流値であり、
前記第２の算出手段は、補正値に基づいて前記フィードバック量の補正を行う補正手段を備えており、
前記補正手段は、
第１の補正用抵抗変化量と第２の補正用抵抗変化量の変動比に基づいて前記補正値を算出する第３の算出手段と、
前記フィードバック量を前記補正値で補正演算する第４の算出手段と、を有し、
前記第１及び前記第２の補正用抵抗変化量は、前記流体の体積流量がゼロの状態において、前記抵抗検出手段により測定された前記ピエゾ抵抗層の抵抗変化量であり、
前記第２の補正用抵抗変化量を測定する第２の時期は、前記第１の補正用抵抗変化量を測定する第１の時期より、後であることを特徴とする流量検出センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流路を流れる流体の体積流量を検出する流量検出センサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

流速を計測する技術として、カンチレバー部を有する流量検出センサを、主流路をバイパスするバイパス路に設置し、流路内の上流と下流の差圧により弾性変形するカンチレバー部にピエゾ抵抗層を設け、当該ピエゾ抵抗層の抵抗変化に基づいて主流路内の流体の流速を算出するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１４５３５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のカンチレバー部が弾性変形することにより流体が通過する流路断面積も変化すると、流量とピエゾ抵抗層の抵抗変化量との間の線形性が維持されなくなると共に、流体の流れ方を変えてしまうため、流量を精度良く検出することが難しくなる場合があるという問題がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、検出精度の向上を図ることができる流量検出センサを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

［１］本発明に係る流量検出センサは、流体の体積流量を検出する流量検出センサであって、前記流体の流れに応じて変形可能であると共にピエゾ抵抗層を有する梁部を備えた差圧検出素子と、前記梁部の変形に伴う前記ピエゾ抵抗層の抵抗変化量を検出する抵抗検出手段と、前記梁部の変形を打ち消す方向の力を発生させる相殺手段と、前記相殺手段に指示するフィードバック量を前記抵抗変化量に基づいて算出する第１の算出手段と、前記フィードバック量に基づいて前記流体の体積流量を算出する第２の算出手段と、を備えており、前記相殺手段は、前記フィードバック量に応じた大きさの力を発生させることで、前記梁部の変形を打ち消し、前記差圧検出素子は、貫通孔を有すると共に、前記梁部を前記貫通孔に突出するように片持或いは両持支持する支持体を備えており、前記相殺手段は、前記梁部に設けられた導電体と、前記導電体を包含する領域に磁界を発生させる磁界発生部と、を有し、前記フィードバック量は、前記導電体に流れる電流値であり、前記第２の算出手段は、前記フィードバック量の補正を行う補正手段を備えており、前記補正手段は、第１の補正用抵抗変化量と第２の補正用抵抗変化量の変動比に基づいて前記補正値を算出する第３の算出手段と、前記フィードバック量を前記補正値で補正演算する第４の算出手段と、を有し、前記第１及び前記第２の補正用抵抗変化量は、前記流体の体積流量がゼロの状態において、前記抵抗検出手段により測定された前記ピエゾ抵抗層の抵抗変化量であり、前記第２の補正用抵抗変化量を測定する第２の時期は、前記第１の補正用抵抗変化量を測定する第１の時期より、後であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、フィードバック制御によってピエゾ抵抗層の抵抗変化量に基づいて梁部の変形を打ち消しつつ、そのフィードバック量に基づいて流量を算出するので、梁部を閉じた状態で流量を検出することができる。このため、流量とピエゾ抵抗層の抵抗変化量との間の線形性を維持することができると共に、梁部の変形が流量に与える影響を小さくすることができるので、流量検出の精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態における流量検出センサの全体構成を示す図である。

【図2】図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態におけるバイパス路内の流量検出センサの断面図であり、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態におけるバイパス路内の流量検出センサの平面図である。

【図3】図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態における差圧検出素子の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIB-IIIB線に沿った断面図である。

【図4】図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態における差圧検出素子の変形例を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のIVB-IVB線に沿った断面図である。

【図5】図５は、本発明の第１の実施形態における差圧検出素子の製造方法を示す工程図である。

【図6】図６（ａ）〜図６（ｈ）は、図５の各ステップを示す断面図である。

【図7】図７（ａ）〜図７（ｇ）は、図５の各ステップを示す断面図である。

【図8】図８は、本発明の第１の実施形態におけるフィードバック制御を説明するための図である。

【図9】図９は、本発明の第１の実施形態の変形例における流量検出センサの構成を示す図である。

【図10】図１０（ａ）は、本発明の第２の実施形態におけるバイパス路内の流量検出センサの断面図であり、図１０（ｂ）は、本発明の第２の実施形態におけるバイパス路内の流量検出センサの平面図である。

【図11】図１１（ａ）は、本発明の第２の実施形態における差圧検出素子の平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のXIB-XIB線に沿った断面図である。

【図12】図１２は、本発明の第２の実施形態の変形例における流量補正部の構成を示す図である。

【図13】図１３は、本発明の第２の実施形態の変形例における運用時の流量補正のフローチャートを示す図である。

【図14】図１４は、本発明の第２の実施形態の変形例における初期設定時の流量補正のフローチャートを示す図である。

【図15】図１５は、本発明の第２の実施形態の変形例における保守時の流量補正のフローチャートを示す図である。

【図16】図１６は、本発明の第３の実施形態における流量検出センサの構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0014】

図１は本発明の第１の実施形態における流量検出センサの全体構成を示す図、図２（ａ）及び図２（ｂ）は本発明の第１の実施形態におけるバイパス路内の流量センサの断面図及び平面図、図３（ａ）及び図３（ｂ）は本発明の第１の実施形態における差圧検出素子の平面図及び断面図、図４（ａ）及び図４（ｂ）は差圧検出素子の変形例を示す平面図及び断面図である。

【0015】

本発明の第１の実施形態における流量検出センサ１０は、図１に示すように、主流路１を流れる流体の体積流量を計測する装置である。この流量検出センサ１０は、差圧検出素子２０と、ソレノイドコイル３０と、抵抗検出部４０と、電流算出部５０と、流量算出部６０と、を備えている。主流路１内を流れる流体の一例としては、例えば、空気等の気体を例示することができるが液体であってもよい。

【0016】

なお、図１では、流体が主流路１内を左側から右側に向かって流れている状況を図示しているが、流体の流通方向は特にこれに限定されず、流体が主流路１内を右側から左側に向かって流れる場合もある。

【0017】

この主流路１からはバイパス路２が分岐しており、主流路１とバイパス路２は、上流側開口３で連結されていると共に、下流側開口４でも連結されている。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、バイパス路２内には取付部材３５が設置されており、この取付部材３５に差圧検出素子２０とソレノイドコイル３０が取り付けられている。

【0018】

従来の流量検出センサでは、差圧検出素子のカンチレバー部の弾性変形によってバイパス路の開口間の圧力差を検出し、当該圧力差に基づいて流量を算出する。これに対し、本発明の第１の実施形態では、後述するフィードバック制御によってソレノイドコイル３０の磁力を利用して差圧検出素子２０のカンチレバー部２２の弾性変形を相殺しつつ、そのソレノイドコイル３０に流す電流値に基づいて流体の体積流量を算出する。

【0019】

差圧検出素子２０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、支持体２１と、カンチレバー部２２と、電極２３，２４と、を備えたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子である。

【0020】

後述するように、支持体２１とカンチレバー部２２は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェハ８０を加工することで一体的に形成されており、支持体２１は、第１のシリコン層８１、酸化シリコン層８２、及び、第２のシリコン層８３からなる積層体で構成されている。この支持体２１には、当該支持体２１を貫通する貫通孔２１１が形成されている。

【0021】

一方、カンチレバー部２２は、第２のシリコン層８３と、一対のピエゾ抵抗層２２１，２２２と、から構成されており、上記の貫通孔２１１の上側の開口に突出するように、支持体２１に片持ち支持されている。このカンチレバー部２２において、第２のシリコン層８３は自由端側に位置しているのに対し、ピエゾ抵抗層２２１，２２２は固定端側に位置しており、カンチレバー部２２の外縁と貫通孔２１１の開口との間には隙間（ギャップ）２２４が確保されている。この隙間２２４は、バイパス路２内を流体がほとんど流れない程度の狭い幅を有しており、特に限定されないが、例えば、０．１［μｍ］〜１０［μｍ
］程度の幅を有することが好ましい。

【0022】

ピエゾ抵抗層２２１，２２２は、ｎ型若しくはｐ型の不純物を第２のシリコン層８３にドーピングすることで形成されており、カンチレバー部２２の弾性変形に伴って当該ピエゾ抵抗層２２１，２２２の抵抗値が変化する。このため、本発明の第１の実施形態では、ピエゾ抵抗層２２１，２２２は、カンチレバー部２２において最も歪みが大きくなる根元部分に設けられており、カンチレバー部２２は、このピエゾ抵抗層２２１，２２２で貫通孔２１１の開口の周縁に連結されている。

【0023】

このピエゾ抵抗層２２１，２２２同士は、カンチレバー部２２上に設けられた接続リード２２３を介して電気的に直列接続されている。なお、カンチレバー部２２全体をピエゾ抵抗層で形成してもよく、この場合には接続リード２２３は不要となる。

【0024】

さらに、本発明の第１の実施形態では、カンチレバー部２２の上面に磁性体２２５が設けられている。この磁性体２２５は、カンチレバー部２２の自由端に位置している。この磁性体２２５を構成する材料としては、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ（パーマロイ）等の強磁性金属材料を例示することができる。この磁性体２２５を磁化してもよく、これにより主流路１内における流体の両方向の流れにも対処することができる。また、磁性体２２５の設置位置はカンチレバー部２２上であれば特に限定されないが、当該カンチレバー部２２の自由端に近い方が好ましい。

【0025】

なお、カンチレバー部２２に代えて、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、貫通孔２１１の開口に突出するように梁部２２Ｂを支持体２１に両持支持させてもよい。この場合には、梁部２２Ｂの略中央部分に磁性体２２５を設ける。本発明の第１の実施形態におけるカンチレバー部２２や梁部２２Ｂが、本発明における梁部の一例に相当する。

【0026】

電極２３，２４は、支持体２１の上面に設けられている。第１の電極２３は、第１のリード２３１を介して第１のピエゾ抵抗層２２１に電気的に接続されている。第２の電極２４も、第２のリード２４１を介して第２のピエゾ抵抗層２２２に電気的に接続されている。この電極２３，２４は、特に図示しない配線等を介して、上述の抵抗検出部４０に電気的に接続されている。

【0027】

なお、上述の接続リード２２３が磁性を有する材料で構成されている場合には、上述の磁性体２２５を接続リード２２３と同じ材料で構成してもよい。この場合には、根元部分を除くカンチレバー部２２の全面に導電層を設けて、接続リード２２３と磁性体２２５を一体的に形成してもよい。

【0028】

以上に説明した磁性体２２５を有する差圧検出素子２０の製造方法について、図５〜図７（ｇ）を参照しながら説明する。

【0029】

図５は本発明の第１の実施形態における差圧検出素子の製造方法を示す工程図、図６（ａ）〜図７（ｇ）は図５の各ステップを示す断面図である。

【0030】

先ず、図５のステップＳ１１において、図６（ａ）に示すように、ＳＯＩウェハ８０を準備する。このＳＯＩウェハ８０は、第１のシリコン層８１（ハンドル層）と、酸化シリコン層８２（ＢＯＸ（Buried Oxide）層）と、第２のシリコン層８３（活性層）と、を有しており、２つのシリコン層８１，８３の間に酸化シリコン層８２を挟むように３つの層８１〜８３が積層されている。

【0031】

特に限定されないが、第１のシリコン層８１の厚みが３００［μｍ］程度であり、酸化シリコン層８２の厚みが０．４［μｍ］程度であり、第２のシリコン層８３の厚みが０．３［μｍ］程度であることが好ましい。

【0032】

こうしたＳＯＩウェハ８０を形成する手法としては、例えば、酸化膜が形成されたシリコン基板に別のシリコン基板を貼り合わせる方法や、ＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Oxygen）法、スマートカット法等を例示することができる。

【0033】

次いで、図５のステップＳ１２において、ＳＯＩウェハ８０の第２のシリコン層８３にピエゾ抵抗層２２１，２２２を形成する。

【0034】

具体的には、先ず、図６（ｂ）に示すように、ＳＯＩウェハ８０の第２のシリコン層８３上に第１のレジスト層９１を形成する。この第１のレジスト層９１は、ピエゾ抵抗層２２１，２２２の形状に対応した開口を有している。

【0035】

次いで、図６（ｃ）に示すように、第１のレジスト層９１の開口を介して、ｎ型若しくはｐ型の不純物を第２のシリコン層８３にドーピングすることで、ピエゾ抵抗層２２１，２２２を形成し、その後、第１のレジスト層９１を除去する。第２のシリコン層８３に不純物をドーピングする手法としては、熱拡散法（Thermal Diffusion）やイオン注入法（Ion Implantation）等を例示することができる。

【0036】

なお、特に図示しないが、第１のレジスト層９１を形成せずに、第２のシリコン層８３全体に不純物をドーピングしてもよい。この場合には、上述のように、接続リード２２３を省略することができる。

【0037】

次いで、図５のステップＳ１３において、ピエゾ抵抗層２２１，２２２を形成したＳＯＩウェハ８０に磁性体２２５を形成する。

【0038】

具体的には、先ず、図６（ｄ）に示すように、ＳＯＩウェハ８０の上面全体に磁性層８４を形成する。この磁性層８４を構成する材料としては、Ｎｉ−Ｆｅ（パーマロイ）等の強磁性金属材料を例示することができる。また、この磁性層８４を形成する手法としては、例えば、スパッタリング、真空蒸着、めっき等の手法を例示することができる。

【0039】

次いで、図６（ｅ）に示すように、磁性層８４上に第２のレジスト層９２を形成する。この第２のレジスト層９２は、上述した磁性体２２５に対応した形状を有している。次いで、図６（ｆ）に示すように、ウェットエッチング或いはドライエッチングによって磁性層８４を選択的に除去することで磁性体２２５を形成し、その後、第２のレジスト層９２を磁性体２２５上から除去する。

【0040】

次いで、図５のステップＳ１４において、図６（ｇ）に示すように、ピエゾ抵抗層２２１，２２２及び磁性体２２５を形成したＳＯＩウェハ８０の上面全体に導電層８５を形成する。この導電層８５を構成する材料としては、例えば、銅、アルミニウム、金等の金属材料を例示することができる。また、この導電層８５を形成する手法としては、例えば、スパッタリング、真空蒸着、めっき等の手法を例示することができる。

【0041】

なお、磁性層８４と導電層８５を形成する前に、ＳＯＩウェハ８０の上面全体に下地層を形成してもよい。これにより、第２のシリコン層８３に対する導電層８５の密着性を向上させたり、導電層８５を構成する金属材料が第２のシリコン層８３に拡散するのを防止することができる。こうした下地層を構成する材料としては、例えば、クロム、ニッケル、チタン、或いは、チタン−タングステン等を例示することができる。

【0042】

次いで、図５のステップＳ１５において、第２のシリコン層８３に対してパターニングを行う。

【0043】

具体的には、先ず、図６（ｈ）に示すように、導電層８５上に第３のレジスト層９３を形成する。この第３のレジスト層９３は、差圧検出素子２０の隙間２２４の形状に対応した開口を有している。

【0044】

次いで、図７（ａ）に示すように、第３のレジスト層９３の開口を介して、ウェットエッチング或いはドライエッチングによって導電層８５を選択的に除去し、その後、第３のレジスト層９３を導電層８５上から除去する。

【0045】

次いで、図７（ｂ）に示すように、上記のようにパターニングされた導電層８５をマスクとして利用して、第２のシリコン層８３をエッチングすることで、カンチレバー部２２の外縁を規定する隙間２２４を形成する。この際、酸化シリコン層８２がエッチングストッパとして機能する。この第２のシリコン層８３に対する具体的なエッチング手法としては、例えば、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）等のドライエッチングを例示する
ことができる。

【0046】

次いで、図５のステップＳ１６において、導電層８５に対してパターニングを行うことで、電極２３，２４やリード２２３，２３１，２４１を形成する。

【0047】

具体的には、先ず、図７（ｃ）に示すように、導電層８５の上に第４のレジスト層９４を形成する。この第４のレジスト層９４は、電極２３，２４やリード２２３，２３１，２
４１に対応した形状を有している。次いで、図７（ｄ）に示すように、第４のレジスト層９４が形成された導電層８５をエッチングし、その後、導電層８５の上から第４のレジスト層９４を除去する。なお、導電層８５において磁性体２２５を覆っている部分をエッチングせずに磁性体２２５上に残してもよい。

【0048】

次いで、図５のステップＳ１７において、図７（ｅ）に示すように、ＳＯＩウェハ８０の下面に第５のレジスト層９５を形成する。この第５のレジスト層９５は、上述の貫通孔２１１の形状に対応した開口を有している。

【0049】

次いで、図７（ｆ）に示すように、第１のシリコン層８１を下方からエッチングする。この際、酸化シリコン層８２がエッチングストッパとして機能する。この第１のシリコン層８１に対する具体的なエッチング手法としては、例えば、ＤＲＩＥ等のドライエッチングを例示することができる。

【0050】

次いで、図５のステップＳ１８において、図７（ｇ）に示すように、酸化シリコン層８２を下方からエッチングすることで、貫通孔２１１を有する支持体２１が形成される。この酸化シリコン層８２に対する具体的なエッチング手法としては、例えば、フッ酸（ＨＦ）を用いたウェットエッチング等を例示することができる。

【0051】

以上に説明したステップＳ１１〜Ｓ１８を実行することで、一枚のＳＯＩウェハ８０に多数の差圧検出素子２０が一括で形成される。このため、図５のステップＳ１９において、当該多数の差圧検出素子２０をダイシングによって個片化することで、個々の差圧検出素子２０が完成する。

【0052】

なお、差圧検出素子２０の製造方法は、図５に示すものに限定されない。例えば、電極２３，２４を形成した後（図５のステップＳ１６の後）に磁性体２２５を形成してもよい。

【0053】

以上のように作製された差圧検出素子２０は、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、取付部材３５を介してソレノイドコイル３０と共にバイパス路２内に設置されている。この取付部材３５は、同図に示すように、プレート部３５１と、フランジ部３５３と、支持突起３５４と、を有している。

【0054】

プレート部３５１は、バイパス路２の内径よりも大きな外形を有する円板形状を有しており、その中央部分には開口３５２が形成されている。この開口３５２に差圧検出素子２０が固定されており、差圧検出素子２０は、カンチレバー部２２が流体の流通方向に対して直交し、且つ、貫通孔２１１が流体の流通方向に沿うように、バイパス路２内に配置されている。

【0055】

フランジ部３５３は、バイパス路２の内径よりも僅かに小さな外径を有する筒状形状を有しており、プレート部３５１の外周近傍に立設されている。このフランジ部３５３がバイパス路２の内面に密着すると共にプレート部３５１の外周部分がバイパス路２の壁面に入り込むことで、取付部材３５がバイパス路２に固定されている。

【0056】

一方、支持突起３５４は、プレート部３５１の開口３５２を囲むようにプレート部３５１に立設されている。この支持突起３５４は環状形状を有しており、当該支持突起３５４の外周面に導電線３１が巻回されることで、ソレノイドコイル３０が形成されている。当該ソレノイドコイル３０の中心軸３２（図３（ｂ）参照）上に磁性体２２５が位置している。

【0057】

なお、特に図示しないが、支持突起３５４を、プレート部３５１の両面に設けてソレノイドコイル３０を差圧検出素子２０の両側に配置してもよい。これにより、主流路１内における流体の両方向の流れにも対処することができる。

【0058】

図１に示すように主流路１に流体が流れている場合、壁面との摩擦等に起因して圧力損失が生じ、下流側ほど圧力が低くなるので、バイパス路２の上流側開口３の圧力と比較して下流側開口４の圧力が低くなる。一方、上述のように差圧検出素子２０の隙間２２４は流体がほとんど流れない程度に狭くなっている。このため、カンチレバー部２２の上流側には上流側開口３の圧力が加わるのに対し、カンチレバー部２２の下流側には下流側開口４の圧力が加わる。そして、この開口３，４間の圧力差によって差圧検出素子２０のカンチレバー部２２が弾性変形し、ピエゾ抵抗層２２１，２２２に歪みが生じる。

【0059】

抵抗検出部４０は、このカンチレバー部２２の弾性変形に伴うピエゾ抵抗層２２１，２２２の抵抗値を、電極２３，２４を介して検出し、当該抵抗値から抵抗変化量ｄＲ［Ω］を算出する。

【0060】

一方、ソレノイドコイル３０は、通電によりカンチレバー部２２を包含する領域に磁界を形成することが可能となっている。当該カンチレバー部２２に設けられた磁性体２２５は、このソレノイドコイル３０により形成された磁界の磁気勾配によって、磁束密度の高い領域（すなわちソレノイドコイル３０の中心軸）に向かって引き寄せられる。なお、本発明の第１の実施形態における磁性体２２５とソレノイドコイル３０が、本発明における相殺手段の一例に相当する。

【0061】

電流算出部５０は、下記の（１）式に従って、ソレノイドコイル３０の電流値Ｉｆｂ［Ａ］を算出する。但し、Ｉｆｂ_old［Ａ］は、ｄＲ［Ω］の計測を行った時点で流れているフィードバック電流の値であり、ｋは比例定数である。その他の関係式として、下記の（２）〜（４）式がある。ｆｌｏｗは流体の体積流量［ｍ^３／ｓ］であり、Ｆｆｌｏｗは流体の差圧によりカンチレバー部２２に加わる力［Ｎ］であり、Ｆｆｂはソレノイドコイル３０の磁力によりカンチレバー部２２に加わる力［Ｎ］であり、ｍ，ｎは比例定数である。

【0062】

Ｉｆｂ＝Ｉｆｂ_old＋ｋ×ｄＲ … （１）
Ｆｆｌｏｗ＝ｍ×ｆｌｏｗ … （２）
Ｆｆｂ＝Ｆｆｌｏｗ … （３）
Ｉｆｂ＝ｎ×Ｆｆｂ … （４）

【0063】

なお、上記の（１）式は、一般的なフィードバック制御の方法に基づくものである。また、上記の（２）式はカンチレバーに加わる力が流量に比例することに基づくものであり、（３）式はｄＲ［Ω］が0となった場合の釣り合いに基づくものであり、（４）式は、同じ位置での磁気勾配の大きさはソレノイドコイル３０に流れる電流の大きさに比例することに基づくものである。

【0064】

電流算出部５０は、上記の（２）〜（４）式に従って電流値Ｉｆｂを算出する。ｋが負の場合、抵抗変化量ｄＲ［Ω］が負の値である場合には電流値Ｉｆｂは増加する。一方、抵抗変化量ｄＲ［Ω］が正の値である場合には電流値Ｉｆｂは減少する。ただし、ｋは負に限定されるものではなく、抵抗変化量ｄＲ［Ω］を０に収束させるように決定される。

【0065】

上記の（１）式により算出された大きさＩｆｂの電流をソレノイドコイル３０に流すことで、図８に示すように、流体の差圧による力Ｆｆｌｏｗと釣り合った大きさの力Ｆｆｂが、ソレノイドコイル３０の磁力によってカンチレバー部２２に対して加わり、カンチレバー部２２の変形が打ち消されてその変形量がゼロとなる。なお、図８は本発明の第１の実施形態におけるフィードバック制御を説明するための図である。また、本発明の第１の実施形態における電流値Ｉｆｂが、本発明におけるフィードバック量の一例に相当する。

【0066】

一方、流量算出部６０は、電流算出部５０により算出された電流値Ｉｆｂ［Ａ］に基づいて、以下の（５）式に従って、流体の体積流量ｆｌｏｗを算出する。

【0067】

ｆｌｏｗ＝Ｉｆｂ／（ｍ×ｎ） … （５）

【0068】

以上に説明した抵抗検出部４０、電流算出部５０、及び流量算出部６０は、例えば、コンピュータやアナログ回路によって構成されている。本発明の第１の実施形態における電流算出部５０が本発明における第１の算出手段の一例に相当し、本発明の第１の実施形態における流量算出部６０が本発明における第２の算出手段の一例に相当する。

【0069】

以上のように、本発明の第１の実施形態では、フィードバック制御によってピエゾ抵抗層２２１，２２２の抵抗変化量ｄＲに基づいてカンチレバー部２２の変形を打ち消しつつ、そのフィードバック制御で用いた電流値Ｉｆｂを用いて流量を算出する。このため、カンチレバー部２２を閉じた状態で流体の体積流量ｆｌｏｗを検出することができるので、流量検出の精度が向上する。

【0070】

なお、以上説明した発明の第１の実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の発明の第１の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【0071】

例えば、上述の実施形態では、カンチレバー部２２の磁性体２２５とソレノイドコイル３０との間に生じる磁力を利用することで、カンチレバー部２２の変形を打ち消したが、特にこれに限定されず、図９に示すような構成としてもよい。

【0072】

図９は本発明の他の実施形態における流量検出センサの構成を示す図である。同図に示すように、この実施形態では、カンチレバー部２２の上面に導電層２２６を形成すると共に、当該カンチレバー部２２の上下に電極３３，３４を配置する。そして、導電層２２６と一方の電極３３，３４との間に電圧を印加して、カンチレバー部２２を当該電極３３，３４に引き寄せることで、カンチレバー部２２の変形を打ち消す。本例では、導電層２２６と一方の電極３３，３４との間に印加する電圧値が、本発明におけるフィードバック量の一例に相当する。

【0073】

なお、図９に示す例では、カンチレバー部２２の上面のみに導電層２２６を設けているが、特にこれに限定されず、カンチレバー部２２の下面にも導電層を設けてもよい。また、導電層２２６と接続リード２２３を別々に設けているが、特にこれに限定されず、導電層２２６と接続リード２２３を一体的に形成してもよい。

【0074】

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0075】

流量検出センサは、第１の実施形態とほぼ同じ構成の図１で示すことができる。ただし、この流量検出センサは、ソレノイドコイル３０を設けず、取付部材１０３５に磁界発生部１０３０を備える（図１０（ａ）及び図１０（ｂ））。磁界発生部１０３０の一例としては、例えば、電磁石でもよいが、永久磁石を用いる方が、消費電力が小さくなり、より好ましい。

【0076】

従来の流量検出センサでは、差圧検出素子のカンチレバー部の弾性変形によってバイパス路の開口間の圧力差を検出し、当該圧力差に基づいて流量を算出する。これに対し、本発明の第２の実施形態では、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、後述するフィードバック制御によって磁界発生部１０３０の磁力を利用して差圧検出素子１０２０のカンチレバー部１０２２（図１１（ａ））の弾性変形を相殺しつつ、カンチレバー部１０２２に設けられた導電体１２２５に流す電流値に基づいて流体の体積流量を算出する。

【0077】

さらに、本発明の第２の実施形態では、図１１（ａ）に示すように、カンチレバー部１０２２の上面に導電体１２２５が設けられている。図示以外に、カンチレバー部１０２２の下面に導電体１２２５を設けてもよい。この導電体１２２５は、カンチレバー部１０２２の自由端に位置している。この導電体１２２５を構成する材料としては、例えば、金等の金属材料を例示することができる。抵抗値の小さい金を用いることにより、発熱が小さく、かつ低電力で駆動できる利点がある。この導電体１２２５をカンチレバーに蒸着、あるいは、半導体に不純物を高濃度でドープしてもよく、これにより主流路１００１内における流体の両方向の流れにも対処することができる。また、導電体１２２５の設置位置はカンチレバー部１０２２上であれば特に限定されないが、当該カンチレバー部１０２２の自由端に近い方が好ましい。

【0078】

なお、図示しないが、カンチレバー部１０２２に代えて、第１の実施形態の図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す構成と同様に、貫通孔１２１１の開口に突出するように梁部を支持体に両持支持させてもよい。この場合には、梁部の略中央部分に導電体を設ける。

【0079】

図１１（ａ）に示すように、第１の電極１０２３と第２の電極１０２４は、支持体１０２１の上面に設けられている。第１の電極１０２３は、第１のリード１２３１を介して第１のピエゾ抵抗層１２２１に電気的に接続されている。第２の電極１０２４も、第２のリード１２４１を介して第２のピエゾ抵抗層１２２２に電気的に接続されている。第１のピエゾ抵抗層１２２１と第２のピエゾ抵抗層１２２２は、接続リード１２２３で接続されている。また、第１の電極１０２３と第２の電極１０２４は、特に図示しない配線等を介して、上述の抵抗検出部１０４０に電気的に接続されている。

【0080】

図１１（ａ）に示すように、第３の電極２０２３と第４の電極２０２４は、支持体１０２１の上面に設けられている。第３の電極２０２３は、第３のリード２２３１と第１の導電体接続部２２２１を介して、導電体１２２５に電気的に接続されている。第４の電極２０２４は、第４のリード２２４１と第２の導電体接続部２２２２を介して、導電体１２２５に電気的に接続されている。この第３の電極２０２３と第４の電極２０２４は、特に図示しない配線等を介して、電流算出部１０５０に電気的に接続されている。

【0081】

本発明の第２の実施形態における差圧検出素子の製造方法については、前述の磁性体２２５を導電体１２２５に置き換えての説明となるため省略する。

【0082】

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、磁界発生部１０３０は、プレート部１３５１の開口１３５２を囲むようにプレート部１３５１に設けられている。この磁界発生部１０３０は半環状形状を有しており、図１１（ｂ）に示すように、中心軸１０３２上に導電体１２２５が位置している。

【0083】

第１の実施形態で示した図１と同様、第２の実施形態における抵抗検出部１０４０、電流算出部１０５０、流量算出部１０６０の構成は、第１の実施形態の抵抗検出部４０、電流算出部５０、流量算出部６０による構成と同様である。抵抗検出部１０４０は、このカンチレバー部１０２２の弾性変形に伴うピエゾ抵抗層１２２１，１２２２の抵抗値を、電極１０２３，１０２４を介して検出し、抵抗変化量ｄＲ２［Ω］を算出する。

【0084】

一方、磁界発生部１０３０は、カンチレバー部１０２２を包含する領域に磁界を形成することが可能となっている。当該カンチレバー部１０２２に設けられた導電体１２２５は、この磁界発生部１０３０により形成された磁界の磁気勾配によって、磁束密度の高い領域（すなわち磁界発生部１０３０の中心軸）に向かって引き寄せられる。なお、本発明の第２の実施形態における導電体１２２５と磁界発生部１０３０が、本発明における相殺手段の一例に相当する。

【0085】

以上に説明した抵抗検出部１０４０、電流算出部１０５０、及び流量算出部１０６０は、例えば、コンピュータやアナログ回路によって構成されている。本発明の第２の実施形態における電流算出部１０５０が本発明における第１の算出手段の一例に相当し、流量算出部１０６０が本発明における第２の算出手段の一例に相当する。

【0086】

図１２に、本発明の第２の実施形態の変形例における流量補正部２００１の構成を示す。

【0087】

流量補正部２００１は、第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａと第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂ基づいて補正値を算出する補正値算出部２００２と、補正値に基づいて流量の補正を行う補正流量算出部２００３を備える。

【0088】

磁界発生部１０３０として永久磁石を用いた場合、経年劣化により永久磁石の磁力が弱まることが考えられる。磁力が弱まると、導電体を包含する領域に発生させる磁界が変化し、相殺手段に指示するフィードバック量が変化するため、流量算出部１０６０の算出結果に誤差が生じる可能性がある。

【0089】

永久磁石の磁力の弱まりによる流量の算出誤差を抑えるため、流量補正部２００１を用いて流量を補正する。これにより、磁界発生部１０３０による前記導電体を包含する前記領域に発生させる磁界の強さに変化が生じても、最適な流量を算出することができる。

【0090】

さらに、流量補正部２００１は、第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａを書き込み、記憶する第１の記憶部２００４を備える。また、流量補正部２００１は、第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂを書き込み、記憶する第２の記憶部２００５を備える。第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａは、例えば、流量センサの出荷時の測定値としてもよいし、あるいは設置時といった運用初期の測定値としてもよい。一方、第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂは、運用後における最新の測定値であることが好ましい。この場合、第２の補正用抵抗変化量を測定する第２の時期は、第１の補正用抵抗変化量を測定する第１の時期より、後になる。

【0091】

本発明の第２の実施形態における流量補正部２００１が、本発明における補正手段の一例に相当する。また、本発明の第２の実施形態における補正値算出部２００２が本発明における第３の算出手段の一例に相当し、補正流量算出部２００３が本発明における第４の算出手段の一例に相当する。

【0092】

補正値算出部２００２は、第１の記憶部２００４に予め書き込まれて記憶された第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａと、第２の記憶部２００５に予め書き込まれて記憶された第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂの変動比を補正値ａとして算出する。この場合、補正流量算出部２００３は、算出された補正値ａをもとに、流量を補正する。

【0093】

あるいは、第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂの代わりに、補正値算出部２００２で算出した補正値ａを第２の記憶部２００５に書き込み、記憶してもよい。

【0094】

補正値算出部２００２が算出した補正値ａを、第２の記憶部２００５に予め書き込まれて記憶した場合は、補正流量算出部２００３は、第２の記憶部２００５に記憶された補正値ａを読み出し、その補正値ａをもとに流量を補正する。

【0095】

本発明の第２の実施形態の変形例において、第１の記憶部２００４が本発明における第１の記憶手段の一例に相当し、第２の記憶部２００５が本発明における第２の記憶手段の一例に相当する。

【0096】

図１３に本発明の第２の実施形態の変形例として、運用時のフローチャートを示す。

【0097】

最初に、抵抗検出部１０４０により、抵抗変化量ｄＲ２を検出する（Ｓ１）。

【0098】

次に、電流算出部１０５０により、検出した抵抗変化量ｄＲ２をもとに、フィードバック量を算出し、そのフィードバック量をもとに導電体１２２５に流す電流を設定する（Ｓ２）。

【0099】

続いて、流量算出部１０６０により、フィードバック量をもとに流量を算出する（Ｓ３）。この電流の出力部としては、電流算出部１０５０が備えていてもよい。

【0100】

さらに、補正値算出部２００２は、第１の記憶部２００４に予め書き込まれた第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａと、第２の記憶部２００５に予め書き込まれた第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂをもとに、補正値ａを算出する（Ｓ４）。補正値ａとは、例えば、第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａと第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂの変動比とすることができる。第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂを測定する第２の時期は、第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａを測定する第１の時期より、後となる。また、第２の記憶部２００５に書き込むデータは、適宜、更新されるのが好ましい。

【0101】

最後に、補正流量算出部２００３により、補正値ａをもとに流量を補正する（Ｓ５）。

【0102】

図１４に本発明の第２の実施形態の変形例として、初期設定時のフローチャートを示す。初期設定時は、流量がない状態が好ましい。初期設定時とは、例えば、流量センサの出荷時あるいは設置時があげられる。また、流量がない状態とは、カンチレバー部１０２２の変形がなく、フィードバック電流が０の状態である。

【0103】

最初に、補正値算出用電流を導電体１２２５に流す（Ｓ１１）。図示しない補正値算出用電流の出力部としては、電流算出部１０５０が備えていてもよい。補正値算出用電流は抵抗変化量ｄＲ２を測定することができる必要十分な微小電流でよい。

【0104】

次に、抵抗検出部１０４０により、抵抗変化量ｄＲ２を検出する（Ｓ１２）。

【0105】

最後に、第１の記憶部２００４に、第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａとして抵抗変化量ｄＲ２を書き込んで記憶させる（Ｓ１３）。

【0106】

図１５に本発明の第２の実施形態の変形例として、保守時のフローチャートを示す。保守を行う際は、流量がない状態が好ましい。流量がない状態とは、カンチレバー部１０２２の変形がなく、フィードバック電流が０の状態である。

【0107】

最初に、補正値算出用電流を導電体１２２５に流す（Ｓ２１）。図示しない補正値算出用電流の出力部としては、電流算出部１０５０が備えていてもよい。補正値算出用電流は抵抗変化量ｄＲ２を測定することができる必要十分な微小電流でよい。

【0108】

次に、抵抗検出部１０４０により、抵抗変化量ｄＲ２を検出する（Ｓ２２）。

【0109】

最後に、第２の記憶部２００５に、補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂとして抵抗変化量ｄＲ２を書き込んで記憶させる（Ｓ２３）。第２の記憶部２００５に書き込むデータは、適宜、更新されるのが好ましい。

【0110】

第２の記憶部２００５に書き込むデータとしては、前述の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂに代えて、補正値算出部２００２で算出する補正値ａでもよい。補正値算出部２００２は、測定した補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂと、第１の記憶部２００４に予め記憶された第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａをもとに補正値ａを算出する。補正値ａとは、例えば、第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａと第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂの変動比とすることができる。第２の補正用抵抗変化量ｄＲ２ｂを測定する第２の時期は、第１の補正用抵抗変化量ｄＲ２ａを測定する第１の時期より、後となる。また、第２の記憶部２００５に書き込むデータは、適宜、更新されるのが好ましい。補正流量算出部２００３は、第２の記憶部２００５に予め書き込まれた補正値ａをもとに流量を補正する。

【0111】

電流算出部１０５０は、下記の（６）式に従って、導電体１２２５の電流値Ｉｆｂ２［Ａ］を算出する。但し、Ｉｆｂ２＿ｏｌｄ［Ａ］は、ｄＲ２［Ω］の計測を行った時点で流れているフィードバック電流の値であり、ｋ２は比例定数である。その他の関係式として、下記の（７）〜（９）式がある。ｆｌｏｗ２は流体の体積流量［ｍ^３／ｓ］であり、Ｆｆｌｏｗ２は流体の差圧によりカンチレバー部１０２２に加わる力［Ｎ］であり、Ｆｆｂ２は導電体１２２５と磁界発生部１０３０の磁力によりカンチレバー部１０２２に加わる力［Ｎ］であり、ｍ２，ｎ２は比例定数である。

【0112】

Ｉｆｂ２＝Ｉｆｂ２＿ｏｌｄ＋ｋ２×ｄＲ２ … （６）
Ｆｆｌｏｗ２＝ｍ２×ｆｌｏｗ２ … （７）
Ｆｆｂ２＝Ｆｆｌｏｗ２ … （８）
Ｉｆｂ２＝ｎ２×Ｆｆｂ２ … （９）

【0113】

なお、上記の（６）式は、一般的なフィードバック制御の方法に基づくものである。また、上記の（７）式はカンチレバーに加わる力が流量に比例することに基づくものであり、（８）式はｄＲ［Ω］が０となった場合の釣り合いに基づくものであり、（９）式は、同じ位置での磁気勾配の大きさは導電体１２２５に流れる電流の大きさに比例することに基づくものである。

【0114】

電流算出部１０５０は、上記の（６）〜（９）式に従って電流値Ｉｆｂ２を算出する。ｋ２が負の場合、抵抗変化量ｄＲ２［Ω］が負の値である場合には電流値Ｉｆｂ２は増加する。一方、抵抗変化量ｄＲ２［Ω］が正の値である場合には電流値Ｉｆｂ２は減少する。ただし、ｋ２は負に限定されるものではなく、抵抗変化量ｄＲ２［Ω］を０に収束させるように決定される。

【0115】

図８は、本発明の第１の実施形態におけるフィードバック制御を説明するための図であるが、本発明の第２の実施形態においても同様に説明することができる。上記の（６）式により算出された大きさＩｆｂ２の電流を導電体１２２５に流すことで、流体の差圧による力Ｆｆｌｏｗ２と釣り合った大きさの力Ｆｆｂ２が、導電体１２２５と磁界発生部１０３０の磁力によってカンチレバー部１０２２に対して加わり、カンチレバー部１０２２の変形が打ち消されてその変形量がゼロとなる。また、本発明の第２の実施形態における電流値Ｉｆｂ２が、本発明におけるフィードバック量の一例に相当する。

【0116】

一方、流量算出部１０６０は、電流算出部１０５０により算出された電流値Ｉｆｂ２［Ａ］に基づいて、以下の（１０）式に従って、流体の体積流量ｆｌｏｗ２を算出する。

【0117】

ｆｌｏｗ２＝Ｉｆｂ２／（ｍ２×ｎ２） … （１０）

【0118】

また、導電体１２２５と磁界発生部１０３０の磁界の強さにより、カンチレバー部１０２２に加わる力Ｆｆｂ２は、導電体に流れる電流値Ｉｆｂ２と長さＬｂと磁界発生部１０３０の磁界密度Ｂをもとに（１１）式で決定される。

【0119】

Ｆｆｂ２＝Ｉｆｂ２×Ｂ×Ｌｂ … （１１）

【0120】

流体の体積流量ｆｌｏｗ２の補正方法について述べる。流体の補正体積流量ｆｌｏｗ２'は、補正前の流体の体積流量ｆｌｏｗ２と補正値ａをもとに（１２）式により算出される。ａは、補正値算出部２００２により算出された補正値である。

【0121】

ｆｌｏｗ２'＝ａ×ｆｌｏｗ２ … （１２）

【0122】

以上に説明した抵抗検出部１０４０、電流算出部１０５０、及び流量算出部１０６０は、例えば、コンピュータやアナログ回路によって構成されている。本発明の第２の実施形態における電流算出部１０５０が本発明における第１の算出手段の一例に相当し、本発明の第２の実施形態における流量算出部１０６０が本発明における第２の算出手段の一例に相当する。

【0123】

以上のように、本発明の第２の実施形態では、フィードバック制御によってピエゾ抵抗層１２２１，１２２２の抵抗変化量ｄＲ２に基づいてカンチレバー部１０２２の変形を打ち消しつつ、そのフィードバック制御で用いた電流値Ｉｆｂ２を用いて流量を算出する。このため、カンチレバー部１０２２を閉じた状態で流体の体積流量ｆｌｏｗ２を検出することができる。さらに、本発明の第２の実施形態の変形例では、補正流量算出部２００３により、磁界発生部１０３０の磁力の変化に伴う流量の算出誤差を補正することができるので、流量検出の精度が向上する。

【0124】

なお、以上説明した発明の第２の実施形態およびその変形例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の発明の第２の実施形態およびその変形例に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【0125】

＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0126】

差圧検出素子の実施例を図１６に示す。図１６によれば、接続リード１２２３ａに流れる電流と、接続リード１２２３ｂに流れる電流と、磁界発生部１０３０の磁力との作用により、カンチレバー部１０２２に働く力を相殺することが可能である。以下、相殺方法について説明する。

【0127】

力Ｆｆ３は、（１３）式に従って、決定される。例えば、ｌｐはピエゾ抵抗層１２２１ｂに流れる電流、Ｂｐは接続リード１２２３ａにおける磁界の強さ、Ｌｂｐは接続リード１２２３ａの長さである。

【0128】

Ｆｆ３＝Ｉｐ×Ｂｐ×Ｌｂｐ … （１３）

【0129】

カンチレバー部１０２２ａは，接続リード１２２３ａで接続されるピエゾ抵抗層１２２１ａとピエゾ抵抗層１２２２ａを備え、かつ、接続リード１２２３ｂで接続されるピエゾ抵抗層１２２１ｂとピエゾ抵抗層１２２２ｂを備える。

【0130】

カンチレバー部１０２２ａは、導電体１２２５ａで接続される接続リード２２２１ａと接続リード２２２２ａを備え、かつ、導電体１２２５ｂで接続される接続リード２２２１ｂと接続リード２２２２ｂを備える。

【0131】

導電体１２２５ａは接続リード１２２３ａを囲むように形成される。また、導電体１２２５ｂは接続リード１２２３ｂを囲むように形成される。

【0132】

電極１０２３ａは支持体１０２１ａ上面に配置され、接続リード１２３１ａを介して、ピエゾ抵抗層１２２１ａに接続される。また、電極１０２４ａは支持体１０２１ａ上面に配置され、接続リード１２４１ａを介して、ピエゾ抵抗層１２２２ａに接続される。

【0133】

電極１０２３ｂは支持体１０２１ａ上面に配置され、接続リード１２３１ｂを介して、ピエゾ抵抗層１２２１ｂに接続される。また、電極１０２４ｂは支持体１０２１ａ上面に配置され、接続リード１２４１ｂを介して、ピエゾ抵抗層１２２２ｂに接続される。

【0134】

電極２０２３ａは支持体１０２１ａ上面に配置され、接続リード２２３１ａを介して、接続リード２２２１ａに接続される。また、電極２０２４ａは支持体１０２１ａ上面に配置され、接続リード２２４１ａを介して、接続リード２２２２ａに接続される。

【0135】

電極２０２３ｂは支持体１０２１ａ上面に配置され、接続リード２２３１ｂを介して、接続リード２２２１ｂに接続される。また、電極２０２４ｂは支持体１０２１ａ上面に配置され、接続リード２２４１ｂを介して、接続リード２２２２ｂに接続される。

【0136】

図１６における電極１０２３ａ、１０２３ｂ、１０２４ａ、１０２４ｂ、２０２３ａ、２０２３ｂ、２０２４ａ、２０２４ｂは、支持体１０２１ａの上面に配置されているが、支持体１０２１ａの下面に配置してもよい。また、電極１０２３ａ、１０２３ｂ、１０２４ａ、１０２４ｂは、特に図示しない配線等を介して、図１の抵抗検出部１０４０に電気的に接続されている。また、電極２０２３ａ、２０２３ｂ、２０２４ａ、２０２４ｂは、特に図示しない配線等を介して、図１の電流算出部１０５０に電気的に接続されている。

【0137】

接続リード１２２３ａに流れる電流と磁界発生部１０３０の磁界との作用により、カンチレバー部１０２２ａに図示しない微小な力Ｆｆ３ａを及ぼす。

【0138】

また、接続リード１２２３ｂに流れる電流と磁界発生部１０３０の磁界との作用により、カンチレバー部１０２２ａに図示しない微小な力Ｆｆ３ｂを及ぼす。

【0139】

接続リード１２２３ａに流れる電流と接続リード１２２３ｂに流れる電流の各電流軸の延長線が一致するように、かつ互いに反対方向に電流が流れるように、接続リード１２２３ａと接続リード１２２３ｂを配置する。これにより、磁界発生部１０３０の磁力によって接続リード１２２３ａに及ぼす力Ｆｆ３ａと接続リード１２２３ｂに及ぼす力Ｆｆ３ｂの発生モーメントは互いに打ち消し合う方向に発生するため、Ｆｆ３ａとＦｆ３ｂの合成力は０となり、カンチレバー部１０２２ａへの影響がなくなる。

【0140】

以上のように、本発明の第３の実施形態では、カンチレバー部１０２２ａに発生する力への影響を受けることなく、流体の体積流量を検出することができるので、流量検出の精度が向上する。

【0141】

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【符号の説明】

【0142】

１，１００１…主流路
２，１００２…バイパス路
１０，１０１０…流量検出センサ
２０，１０２０…差圧検出素子
２１，１０２１…支持体
２１１，１２１１…貫通孔
２２，１０２２…カンチレバー部
２２１，２２２，１２２１，１２２１ａ，１２２１ｂ，１２２２，１２２２ａ，１２２２ｂ…ピエゾ抵抗層
２２５…磁性体
１２２５…導電体
２２２１，２２２２…導電体接続部
２３，１０２３…第１の電極
２４，１０２４…第２の電極
３０…ソレノイドコイル
３３，３４，１０２３ａ，１０２３ｂ，１０２４，１０２４ａ，１０２４ｂ，２０２３，２０２３ａ，２０２３ｂ，２０２４，２０２４ａ，２０２４ｂ…電極
３５，１０３５…取付部材
４０，１０４０…抵抗検出部
５０，１０５０…電流算出部
６０，１０６０…流量算出部
１０３０…磁界発生部
２００４…第１の記憶部
２００５…第２の記憶部
２２２１…第１の導電体接続部
２２２２…第２の導電体接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】