特開 2023-76912 圧力センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023076912

(43)【公開日】2023-06-05

(54)【発明の名称】圧力センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 13/02 20060101AFI20230529BHJP

【ＦＩ】

G01L13/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021189944

(22)【出願日】2021-11-24

(71)【出願人】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】徳田 智久

【テーマコード（参考）】

2F055

【Ｆターム（参考）】

2F055AA40

2F055BB05

2F055CC02

2F055DD05

2F055EE13

2F055FF07

2F055FF43

2F055GG12

2F055HH08

(57)【要約】

【課題】複数の測定レンジのうちの少なくとも１つを容易に変更できるようにする。
【解決手段】圧力センサ１０は、被測定流体の第１圧力Ｐ１を受圧することにより変形する第１ダイアフラム２１と、被測定流体の第２圧力Ｐ２を受圧することにより変形する第２ダイアフラム２２と、それぞれが第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２との差圧を検出するように構成され、かつ、測定レンジの異なる複数の差圧センサチップ６１～６３と、を備える。圧力センサ１０は、さらに、第１圧力Ｐ１を複数の差圧センサチップ６１～６３のそれぞれに伝達する第１圧力伝達流体Ｆ１が封入された第１伝達路３０Ａと、第２圧力Ｐ２を複数の差圧センサチップ６１～６３に伝達する第２圧力伝達流体Ｆ２が封入された第２伝達路３０Ｂと、を備える圧力伝達部材３０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定流体の第１圧力を受圧することにより変形する第１ダイアフラムと、
前記被測定流体の第２圧力を受圧することにより変形する第２ダイアフラムと、
それぞれが前記第１圧力と前記第２圧力との差圧を検出するように構成され、かつ、測定レンジの異なる複数の差圧センサチップと、
前記第１ダイアフラムが受圧した前記第１圧力を前記複数の差圧センサチップそれぞれに伝達する第１圧力伝達流体が封入された第１伝達路と、前記第２ダイアフラムが受圧した前記第２圧力を前記複数の差圧センサチップそれぞれに伝達する第２圧力伝達流体が封入された第２伝達路と、を備える圧力伝達部材と、
を備える圧力センサ。

【請求項2】

前記第１伝達路は、
前記第１ダイアフラムが面する受圧室を第１端に有する第１－１伝達路と、
前記第１－１伝達路の前記第１端と反対の第２端から延びて途中で分岐し、前記複数のセンサチップのそれぞれに至る第１－２伝達路と、を備え、
前記第２伝達路は、
前記第２ダイアフラムに面する受圧室を第１端に有する第２－１伝達路と、
前記第２－１伝達路の前記第１端と反対の第２端から延びて途中で分岐し、前記複数のセンサチップのそれぞれに至る第２－２伝達路と、を備え、
前記圧力伝達部材は、
前記第１－１伝達路及び前記第２－１伝達路を形成している第１部材と、
前記第１部材に接続され、前記第１－２伝達路及び前記第２－２伝達路を形成している第２部材と、を備える、
請求項１に記載の圧力センサ。

【請求項3】

前記複数の差圧センサチップのそれぞれは、前記差圧により変形するセンサダイアフラムと、前記センサダイアフラムの変形を検出する検出素子と、を備え、
前記複数の差圧センサチップのそれぞれの前記センサダイアフラムの大きさ、形状、厚さ、及び、材料のうちの少なくとも１つが前記複数の差圧センサチップ間で異なることで、複数の差圧センサチップの各測定レンジが異なり、
前記複数の差圧センサチップは、最も高差圧側の測定レンジを有する第１差圧センサチップと、当該第１差圧センサチップの測定レンジよりも低差圧側の測定レンジを有する１以上の第２差圧センサチップと、からなり、
前記１以上の第２差圧センサチップのうちの少なくとも１つは、前記差圧により変形した前記センサダイアフラムが接触することで当該センサダイアフラムをそれ以上変形させないようにする過大圧保護機構を備える、
請求項１又は２に記載の圧力センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力センサに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数の測定レンジを有する圧力センサが開示されている。この圧力センサでは、１つの差圧センサチップ内に複数のダイアフラムが設けられており、測定に使用するダイアフラムが切り替えられることで、測定レンジが変更される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－１３９９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の圧力センサでは、１つの差圧センサチップ内に複数のダイアフラムが形成されているため、例えば、圧力センサの製造段階において、一部の測定レンジを変更したいときであったときには、差圧センサチップ全体の設計のし直しが必要となる。ここで、圧力センサで測定される圧力の測定レンジは、当該圧力センサの使用先に応じて異なることが多く、圧力センサの測定レンジは、当該圧力センサの納入先に応じて容易に変更可能とすることが望ましい。

【0005】

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、複数の測定レンジのうちの少なくとも１つを容易に変更できるようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明に係る圧力センサは、被測定流体の第１圧力を受圧することにより変形する第１ダイアフラムと、前記被測定流体の第２圧力を受圧することにより変形する第２ダイアフラムと、それぞれが前記第１圧力と前記第２圧力との差圧を検出するように構成され、かつ、測定レンジの異なる複数の差圧センサチップと、前記第１ダイアフラムが受圧した前記第１圧力を前記複数の差圧センサチップそれぞれに伝達する第１圧力伝達流体が封入された第１伝達路と、前記第２ダイアフラムが受圧した前記第２圧力を前記複数の差圧センサチップそれぞれに伝達する第２圧力伝達流体が封入された第２伝達路と、を備える圧力伝達部材と、を備える。

【0007】

前記第１伝達路は、前記第１ダイアフラムが面する受圧室を第１端に有する第１－１伝達路と、前記第１－１伝達路の前記第１端と反対の第２端から延びて途中で分岐し、前記複数のセンサチップのそれぞれに至る第１－２伝達路と、を備え、前記第２伝達路は、前記第２ダイアフラムに面する受圧室を第１端に有する第２－１伝達路と、前記第２－１伝達路の前記第１端と反対の第２端から延びて途中で分岐し、前記複数のセンサチップのそれぞれに至る第２－２伝達路と、を備え、前記圧力伝達部材は、前記第１－１伝達路及び前記第２－１伝達路を形成している第１部材と、前記第１部材に接続され、前記第１－２伝達路及び前記第２－２伝達路を形成している第２部材と、を備える、ようにしてもよい。

【0008】

前記複数の差圧センサチップのそれぞれは、前記差圧により変形するセンサダイアフラムと、前記センサダイアフラムの変形を検出する検出素子と、を備え、前記複数の差圧センサチップのそれぞれの前記センサダイアフラムの大きさ、形状、厚さ、及び、材料のうちの少なくとも１つが前記複数の差圧センサチップ間で異なることで、複数の差圧センサチップの各測定レンジが異なり、前記複数の差圧センサチップは、最も高差圧側の測定レンジを有する第１差圧センサチップと、当該第１差圧センサチップの測定レンジよりも低差圧側の測定レンジを有する１以上の第２差圧センサチップと、からなり、前記１以上の第２差圧センサチップのうちの少なくとも１つは、前記差圧により変形した前記センサダイアフラムが接触することで当該センサダイアフラムをそれ以上変形させないようにする過大圧保護機構を備える、ようにしてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、差圧センサチップの交換のみで圧力センサの測定レンジが変更可能となっており、複数の測定レンジのうちの少なくとも１つを容易に変更できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施の形態に係る圧力センサの概略構成を示す一部断面図である。

【図2】差圧センサチップの概略構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施の形態に係る圧力センサを、図面を参照しながら説明する。なお、図面に設定されている上下方向は説明の便宜上設定されているものであり、実際の天地方向とは異なることがある。例えば、圧力センサは、図１の上方が天地方向の地面側に向く向きで設置されてもよい。

【0012】

図１に示す本実施の形態に係る圧力センサ１０は、被測定流体が流れる配管の第１位置における被測定流体の第１圧力Ｐ１と、この配管の第２位置における被測定流体の第２圧力Ｐ２と、の差圧を検出する。被測定流体は、液体でも気体でもよい。圧力センサ１０は、検出した差圧を外部に発信する。圧力センサ１０は、ここでは差圧発信器として構成されている。発信される差圧は、例えば、被測定流体の流量の測定に使用される。圧力センサ１０は、第１圧力Ｐ１を低圧側の圧力とし、第２圧力Ｐ２を高圧側の圧力とするように配置される。

【0013】

図１に示すように、圧力センサ１０は、第１ダイアフラム２１と、第２ダイアフラム２２と、圧力伝達部材３０と、回路部４０と、回路収容部材５０と、差圧センサチップ６１～６３と、を備える。なお、図１では、断面図として描かれるべき、後述の第２部材３２、後述のピン部材４２、差圧センサチップ６１～６３が、図１の紙面の手前から見た立面図として描かれている。

【0014】

第１ダイアフラム２１は、所定の流路９１により引き込まれた第１圧力Ｐ１を有する被測定流体に接し、第１圧力Ｐ１を受圧することにより変形する。第２ダイアフラム２２は、所定の流路９２により引き込まれた第２圧力Ｐ２を有する被測定流体に接し、第２圧力Ｐ２を受圧することにより変形する。各ダイアフラム２１及び２２は、圧力伝達部材３０の四角柱状の詳細は後述する第１部材３１の４つの外側面のうちの互いに反対に向いた第１面３１Ａ及び第２面３１Ｂにそれぞれ固定されている。

【0015】

圧力伝達部材３０は、ダイアフラム２１及び２２がそれぞれ受圧した圧力Ｐ１及びＰ２を、差圧センサチップ６１～６３のそれぞれに伝達する。圧力伝達部材３０は、四角柱状の第１部材３１、及び、第１部材３１に接続された三又のパイプ３２Ａ及び３２Ｂを含んで構成されている第２部材３２を備える。第１部材３１は、受圧ボディとも呼ばれる。このような第１部材３１は、上述のようにダイアフラム２１及び２２が固定され、第１圧力Ｐ１及び第２圧力Ｐ２を後述の受圧室Ｓ１及びＳ２により受圧する。

【0016】

圧力伝達部材３０は、第１部材３１により形成された第１－１伝達路３０ＡＡと、第２部材３２のパイプ３２Ａにより形成された第１－２伝達路３０ＡＢとを含む第１伝達路３０Ａを備える。第１伝達路３０Ａには、第１ダイアフラム２１が受圧した第１圧力Ｐ１を差圧センサチップ６１～６３のそれぞれに伝達する第１圧力伝達流体Ｆ１が封入されている。

【0017】

第１－１伝達路３０ＡＡは、第１ダイアフラム２１の被測定流体に接する面と反対の面が面する受圧室Ｓ１を第１端として備える。受圧室Ｓ１は、第１部材３１の第１面３１Ａに開口した凹部からなる。受圧室Ｓ１は、第１ダイアフラム２１により封止されている。第１－１伝達路３０ＡＡの受圧室Ｓ１以外の部分は、第１部材３１内を通る孔からなる。第１－１伝達路３０ＡＡの第１端と反対の第２端は、第１部材３１の上面に開口している。この第１－１伝達路３０ＡＡの第２端には、第１－２伝達路３０ＡＢを形成している第２部材３２のパイプ３２Ａの一端が挿入され接続されている。

【0018】

第１－２伝達路３０ＡＢは、第２部材３２の途中で３つに分岐する三又のパイプ３２Ａの中空部からなる。パイプ３２Ａの分岐していない方の一端は、上述のように第１部材３１に接続されている。パイプ３２Ａの分岐している方の３つの他端は、差圧センサチップ６１～６３の各低圧側の圧力入力部にそれぞれ接続されている。このような構成により、第１－２伝達路３０ＡＢは、第１－１伝達路３０ＡＡの第２端から延びて途中で分岐し、差圧センサチップ６１～６３のそれぞれに至る。

【0019】

圧力伝達部材３０は、第１部材３１により形成された第２－１伝達路３０ＢＡと、第２部材３２のパイプ３２Ｂにより形成された第２－２伝達路３０ＢＢとを含む第２伝達路３０Ｂを備える。第２伝達路３０Ｂには、第２ダイアフラム２２が受圧した第２圧力Ｐ２を差圧センサチップ６１～６３のそれぞれに伝達する第２圧力伝達流体Ｆ２が封入されている。

【0020】

第２－１伝達路３０ＢＡは、第２ダイアフラム２２の被測定流体に接する面と反対の面が面する受圧室Ｓ２を第１端として備える。受圧室Ｓ２は、第１部材３１の第２面３１Ｂに開口した凹部からなる。受圧室Ｓ２は、第２ダイアフラム２２により封止されている。第２－１伝達路３０ＢＡの受圧室Ｓ２以外の部分は、第１部材３１内を通る孔からなる。第２－１伝達路３０ＢＡの第１端と反対の第２端は、第１部材３１の上面に開口している。この第２－１伝達路３０ＢＡの第２端には、第２－２伝達路３０ＢＢを形成している第２部材３２のパイプ３２Ｂの一端が挿入され接続されている。

【0021】

第２－２伝達路３０ＢＢは、第２部材３２の途中で３つに分岐する三又のパイプ３２Ｂの中空部からなるパイプ３２Ｂの分岐していない方の一端は、上述のように第１部材３１に接続されている。パイプ３２Ｂの分岐している方の３つの他端は、差圧センサチップ６１～６３の各高圧側の圧力入力部にそれぞれ接続されている。このような構成により、第２－２伝達路３０ＢＢは、第２－１伝達路３０ＢＢの第２端から延びて途中で分岐し、差圧センサチップ６１～６３のそれぞれに至る。

【0022】

回路部４０は、圧力センサ１０の動作を制御する。回路部４０は、差圧センサチップ６１～６３が実装された回路基板４１と、外部接続ためのピン部材４２と、回路基板４１とピン部材４２とを接続する配線４３と、を備える。ピン部材４２は、配線４３に接続された複数の接続ピン４２Ａと、接続ピン４２Ａが埋設されて接続ピン４２Ａを支持する支持部４２Ｂとを備える。

【0023】

回路収容部材５０は、回路部４０を収容している。回路収容部材５０は、圧力伝達部材３０の第１部材３１に固定されている。回路収容部材５０は、第２部材３２、回路基板４１、及び、差圧センサチップ６１～６３を内部に収容する筒状部材５１と、筒状部材５１内に配置され、回路基板４１及び差圧センサチップ６１～６３などを覆う蓋体５２と、を備える。蓋体５２は、回路部４０のピン部材４２を支持している。筒状部材５１と蓋体５２とは、接続ピン４２Ａに接続される、外部配線のコネクタを受け入れる空間Ｓ１１を形成している。

【0024】

差圧センサチップ６１～６３は、回路基板４１の上面に配置されている。差圧センサチップ６１～６３にそれぞれ接続されている第２部材３２のパイプ３２Ａ及び３２Ｂは、回路基板４１に形成されている３つの貫通孔を通って、回路基板４１の下面側から上面側に引き回されている。

【0025】

第１ダイアフラム２１が第１圧力Ｐ１を受圧して図面右側に膨らむように変形した場合、第１ダイアフラム２１が面している受圧室Ｓ１の体積が減少する。これにより、受圧室Ｓ１を含む第１伝達路３０Ａに封入されている第１圧力伝達流体Ｆ１が、差圧センサチップ６１～６３側に押される。これにより、第１ダイアフラム２１で受圧された第１圧力Ｐ１が差圧センサチップ６１～６３のそれぞれに伝達される。

【0026】

第２ダイアフラム２２が第２圧力Ｐ２を受圧して図面左側に膨らむように変形した場合、第２ダイアフラム２２が面している受圧室Ｓ２の体積が減少する。これにより、受圧室Ｓ２を含む第２伝達路３０Ｂに封入されている第２圧力伝達流体Ｆ２が、差圧センサチップ６１～６３側に押される。これにより、第２ダイアフラム２２で受圧された第２圧力Ｐ２が差圧センサチップ６１～６３のそれぞれに伝達される。

【0027】

差圧センサチップ６１～６３のそれぞれは、第１圧力伝達流体Ｆ１を介して伝達された第１圧力Ｐ１と、第２圧力伝達流体Ｆ２を介して伝達された第２圧力Ｐ２との差圧を検出するように構成されている。差圧センサチップ６１～６３は、互いに異なる測定レンジを有する。

【0028】

差圧センサチップ６１は、比較的低差圧の測定レンジである低差圧測定レンジを有する。つまり、差圧センサチップ６１は、感度の高いセンサチップとして形成されている。差圧センサチップ６２は、差圧センサチップ６１の低差圧測定レンジよりも高差圧側の測定レンジである中差圧測定レンジを有する。差圧センサチップ６３は、差圧センサチップ６２の中差圧測定レンジよりも高差圧側の測定レンジである高差圧測定レンジを有する。差圧センサチップ６１～６３を総称して差圧センサチップ６０ともいう。測定レンジは、その測定値の信頼性が担保されたレンジなどであればよい。低差圧測定レンジに含まれる高差圧側の一部と、中差圧測定レンジに含まれる低差圧側の一部とは重複していてもよい。低差圧測定レンジに含まれる高差圧側の一部と、中差圧測定レンジに含まれる低差圧側の一部とは重複していてもよい。このように、互いに異なる測定レンジは、一部重複があってもよい。

【0029】

差圧センサチップ６１～６３の構造は任意である。ここでは、これら構造の一例を、差圧センサチップ６０の構造として図２を参照して説明する。差圧センサチップ６０は、例えば、図２に示すように、第１層６０Ａ、第２層６０Ｂ、及び第３層６０Ｃからなる積層構造を有する。

【0030】

第１層６０Ａは、その上面に形成された凹部６０ＡＡと、凹部６０ＡＡ及び図１に示す第１伝達路３０Ａの第１－２伝達路３０ＡＢと連通し、第１圧力伝達流体Ｆ１を凹部６０ＡＡに導入している導入路６０ＡＢとを有する。第１層６０Ａは、例えば、シリコンなどを材料として形成されている。

【0031】

第２層６０Ｂは、第１層６０Ａ上に形成され、第１層６０Ａの凹部６０ＡＡを覆っている。第２層６０Ｂの凹部６０ＡＡを覆っている部分は、センサダイアフラムＳＤとなっている。第２層６０Ｂには、センサダイアフラムＳＤの変位を検出する検出素子Ｄが形成されている。検出素子Ｄは、半導体ピエゾ抵抗素子を用いた歪みゲージなどからなる。第２層６０Ｂは、例えば、シリコンなどからなる主層と、この主層の所定領域に不純物を添加して形成された、検出素子Ｄを構成する活性層と、この活性層を覆うように主層に形成された、酸化シリコンなどからなる絶縁保護層と、を有する（図２では、主層と絶縁保護層とが１つの層として描かれている）。

【0032】

第３層６０Ｃは、第２層６０Ｂ上に形成されている。第３層６０Ｃは、第２層６０Ｂにより覆われた凹部６０ＣＡと、凹部６０ＣＡ及び第２伝達路３０Ｂの第２－２伝達路３０ＢＢと連通し、第２圧力伝達流体Ｆ２を凹部６０ＣＡに導入している導入路６０ＣＢとを有する。導入路６０ＣＢは、第２層６０Ｂを介して第１層６０Ａを貫通し、これにより、第１層６０Ａ側に位置する第２－２伝達路３０ＢＢと接続されている。第３層６０Ｃは、例えば、シリコンなどを材料として形成されている。

【0033】

第２層６０ＢのセンサダイアフラムＳＤには、第１層６０Ａの凹部６０ＡＡ内に導入されている第１圧力伝達流体Ｆ１により第１圧力Ｐ１が加わる。センサダイアフラムＳＤには、第３層６０Ｃの凹部６０ＣＡ内に導入されている第２圧力伝達流体Ｆ２により第２圧力Ｐ２が加わる。このため、センサダイアフラムＳＤは、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２との差圧により変形する。上述のように、ここでは、第１圧力Ｐ１が第２圧力Ｐ２よりも低圧となるので、センサダイアフラムＳＤは、第１層６０Ａ側（図２の下側）に膨らむように変形する。検出素子Ｄは、このセンサダイアフラムＳＤの変形度に応じた電気信号を不図示の配線などにより、図１に示す回路基板４１に出力する。この電気信号は、例えば、センサダイアフラムＳＤの変形度に応じた電圧値を持つ電圧信号である。このようにして、検出素子Ｄは、センサダイアフラムＳＤの変形を検出する。

【0034】

図２に戻り、第１層６０Ａの凹部６０ＡＡの内面Ｙは、当該凹部６０ＡＡ側に膨らむようにある変形したセンサダイアフラムＳＤがそれ以上変形しないようにセンサダイアフラムＳＤに接触する。従って、内面Ｙは、過大な差圧によるセンサダイアフラムＳＤの過度な変形を機械的に抑制することができる。このように、内面Ｙは、許容される上限の変形度合いまで変形したセンサダイアフラムＳＤをそれ以上変形させないようにする過大圧保護機構として機能する。以下、この内面Ｙを過大圧保護機構Ｙともいう。

【0035】

上述のように、差圧センサチップ６１～６３は、互いに異なる測定レンジを備える。異なる測定レンジは、センサダイアフラムＳＤの大きさ、形状、厚さ、及び、材料のうちの少なくとも１つが差圧センサチップ６１～６３の間で異なることで実現される。なお、センサダイアフラムＳＤの形状には、アスペクト比も含まれる。過大圧保護機構Ｙつまり内面Ｙの形状は、当然センサダイアフラムＳＤの形状などに応じて適宜変更される。

【0036】

差圧センサチップ６１～６３のうち、最も高差圧側の測定レンジを有する差圧センサチップ６３の第１層６０Ａの凹部６０ＡＡは、変形したセンサダイアフラムＳＤが内面Ｙに接触しない形状に形成されてもよい。つまり、差圧センサチップ６３は、過大圧保護機構Ｙを備えなくてもよい。これは、差圧センサチップ６３が最も高差圧側の測定レンジを有し、当該差圧センサチップ６３にとって過大な差圧は発生し難いからである。例えば、凹部６０ＡＡは、図２の一点鎖線に示すように立方体形状としてもよい。

【0037】

図１の回路基板４１は、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２との差圧を測定する際、まず、差圧センサチップ６１の検出素子Ｄからの電気信号の電圧値などの値が第１閾値以上であるかを判別する。第１閾値は、差圧センサチップ６１の測定レンジの上限値に対応する電気信号の値として予め設定されている。

【0038】

回路基板４１は、上記の判別結果が肯定であれば、上記値に基づいて差圧を導出する。回路基板４１は、この判別結果が否定であれば、差圧センサチップ６２の検出素子Ｄからの電気信号の電圧値などの値が第２閾値以上であるかを判別する。第２閾値は、差圧センサチップ６２の測定レンジの上限値に対応する電気信号の値として予め設定されている。第１閾値及び第２閾値は、差圧センサチップ６１又は６２の第１層６０Ａの凹部６０ＡＡの内面Ｙに、変形したセンサダイアフラムＳＤが接触する直前に検出素子Ｄにより出力される電気信号の値などとしてもよい。

【0039】

回路基板４１は、上記の差圧センサチップ６２についての判別結果が肯定であれば、上記値に基づいて差圧を導出する。回路基板４１は、この判別結果が否定であれば、差圧センサチップ６３の検出素子Ｄからの電気信号の電圧値などの値に基づいて差圧を導出する。

【0040】

回路基板４１は、上記のいずれかの判別結果を受けて導出した差圧を、例えば、４～２０ｍＡの直流電気信号のかたちで配線４３及びピン部材４２を介して外部、例えば上位装置に出力する。

【0041】

以上説明したように、この実施の形態では、複数の差圧センサチップ６１～６３により複数の測定レンジが実現されている。従って、予め複数種類の差圧センサチップを用意しておき、圧力センサ１０に搭載する差圧センサチップを変更するだけで、これから製造しようとする圧力センサ１０の測定レンジを変更できる。従って、圧力センサが有する複数の測定レンジのうちの少なくとも１つが容易に変更される。これにより、出荷先が求める測定レンジを有する圧力センサを容易に製造できる。また、１の圧力センサ１０に複数の測定レンジを搭載させたので、圧力センサを測定レンジごとに複数台用意する必要がなくなり、圧力センサの導入の低コスト化、省スペース化も実現される。

【0042】

また、この実施の形態では、ダイアフラム２１及び２２の圧力Ｐ１及びＰ２をそれぞれ伝達する伝達路３０Ａ及び３０Ｂを複数の差圧センサチップ６０に対応して分岐させている。そして、分岐前の第１－１伝達路３０ＡＡ及び第２－１伝達路３０ＢＡを構成する部材を第１部材３１とし、第１－２伝達路３０ＡＢ及び第２－２伝達路３０ＢＢを構成する部材を第２部材３２としている。このように、第１－１伝達路３０ＡＡ及び第２－１伝達路３０ＢＡを形成する部材と、第１－２伝達路３０ＡＢ及び第２－２伝達路３０ＢＢを形成する部材とを分けることで、第１－１伝達路３０ＡＡ及び第２－１伝達路３０ＢＡを形成する第１部材３１については、従来の差圧発信器で使用される受圧ボディなどを利用することができる。これにより、従来構造からの少ない変更により本実施の形態に係る構造を得ることができる。

【0043】

また、上記実施の形態では、複数の差圧センサチップ６１～６３は、最も高差圧側の測定レンジを有する差圧センサチップ６３である第１差圧センサチップと、この第１差圧センサチップの測定レンジよりも低差圧側の測定レンジを有する２つの差圧センサチップ６１及び６２である１以上の第２差圧センサチップと、からなる。そして、この１以上の第２差圧センサチップのうちの少なくとも１つが、センサダイアフラムＳＤが接触することで当該センサダイアフラムをそれ以上変形させないようにする過大圧保護機構（内面）Ｙを備える。センサダイアフラムＳＤによる測定レンジつまり差圧の測定感度と、耐圧性とは、トレードオフの関係がある。比較的低差圧の測定レンジを有する第２差圧センサチップについて、過大圧保護機構Ｙを設けることにより、差圧の測定感度を高くしつつ耐圧性も確保される。さらに、センサダイアフラムＳＤの過度な変形が抑制され、過度な変形でセンサダイアフラムＳＤが恒常的に撓み、差圧の測定精度が低下するといった不都合が抑制される。従って、本実施の形態の圧力センサにより、精度の良い差圧測定が可能となる。

【0044】

上記で説明した実施の形態については、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態で説明した各部材の形状などは任意である。上記実施の形態では、圧力センサ１０が３つの差圧センサチップ６１～６３を有しているが、本発明に係る圧力センサは、複数の差圧センサチップを備えるものであればよい。差圧センサチップは、ダイアフラム以外の形式で差圧を検出するチップであってもよい。複数の差圧センサチップは、互いに別個の部品として構成されたものであればよい。第２部材３２は、第１部材３１と同様に、立方体形状に形成されてもよい。そして、立方体形状に形成された孔を、第１－２伝達路３０ＡＢ及び第２－２伝達路３０ＢＢとしてもよい。第１部材３１及び第２部材３２の代わりに、第１伝達路３０Ａの全部を形成する部材と第２伝達路３０Ｂの全部を形成する部材との組み合わせ、第１伝達路３０Ａ及び第２伝達路３０Ｂの全部それぞれを形成する部材などが採用されてもよい。各ダイアフラム２１及び２２は、例えば、上下方向に向くように配置されてもよい。過大圧保護機構Ｙの構成も任意である。過大圧保護機構Ｙは、例えば、センサダイアフラムＳＤの過度な変形を機械的に抑制する任意の構成であればよい。

【符号の説明】

【0045】

１０…圧力センサ、２１…第１ダイアフラム、２２…第２ダイアフラム、３０…圧力伝達部材、３０Ａ…第１伝達路、３０ＡＡ…第１－１伝達路、３０ＡＢ…第１－２伝達路、３０Ｂ…第２伝達路、３０ＢＡ…第２－１伝達路、３０ＢＢ…第２－２伝達路、３１…第１部材、３１Ａ…第１面、３１Ｂ…第２面、３２…第２部材、３２Ａ，３２Ｂ…パイプ、４０…回路部、４１…回路基板、４２…ピン部材、４２Ａ…接続ピン、４２Ｂ…支持部、４３…配線、５０…回路収容部材、５１…筒状部材、５２…蓋体、６０…差圧センサチップ、６０Ａ…第１層、６０ＡＡ…凹部、６０ＡＢ…導入路、６０Ｂ…第２層、６０Ｃ…第３層、６０ＣＡ…凹部、６０ＣＢ…導入路、６１～６３…差圧センサチップ、９１，９２…流路、Ｄ…検出素子、Ｆ１…第１圧力伝達流体、Ｆ２…第２圧力伝達流体、Ｐ１…第１圧力、Ｐ２…第２圧力、Ｓ１，Ｓ２…受圧室、Ｓ１１…空間、ＳＤ…センサダイアフラム、Ｙ…内面（過大圧保護機構）。

【図1】

【図2】