[发明专利]压力传感器

说明书

本发明提供一种压力传感器，能够在小的压力范围内以良好的灵敏度进行测定，并且能够在更宽的压力范围内高精度地进行测定。压力传感器具备膜片层(101)和形成于膜片层(101)的受压区域(102)。另外，该压力传感器具备第一压电应变元件(103a)、第二压电应变元件(103b)、第三压电应变元件(103c)、第四压电应变元件(103d)。另外，该压力传感器具备第一磁应变元件(104a)、第二磁应变元件(104b)、第三磁应变元件(104c)、第四磁应变元件(104d)。

技术领域

本发明涉及一种压力传感器。

背景技术

例如，在石油、石油化学、化工厂等中，为了测定工艺流体的流量、压力、液位、比重等，使用压电电阻式的压力传感器(参照专利文献1)。压电电阻式的压力传感器虽然响应的线性优良，但在小的压力区域中灵敏度低。在这种压力传感器中，为了提高灵敏度，有使膜片更薄的对策。但是，如果使膜片变薄，则会产生体压降低，并且，可测定的压力的上限值降低等问题。

另一方面，提出了与压电电阻式相比具有50倍以上的应变系数的应变检测元件(参照专利文献2)。该元件具备磁化因应变而变化的检测磁性层和参照磁性层，具有所述检测磁性层和所述参照磁性层隔着势垒层而隧道结合的磁隧道结结构(磁隧道结元件)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5227729号公报

专利文献2：日本专利特开2016-014581号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，虽然使用了磁隧道结元件的压力传感器在压力值小的范围内具有高灵敏度，但存在自身的检测范围外的压力响应的线性丧失，不能高精度地进行压力测定的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，能够在小的压力范围内以良好的灵敏度进行测定，并且能够在更宽的压力范围内高精度地进行测定。

解决问题的技术手段

本发明的压力传感器具备：膜片层；受压区域，其形成于膜片层；压电应变测定部，其由压电应变元件构成,该压电应变元件设置在受压区域的外周部的膜片层上，利用压电电阻效应测定受压区域的应变；以及磁应变测定部，其由磁应变元件构成，该磁应变元件设置在膜片层的受压区域，由磁化因应变而变化的材料构成，并对受压区域的应变进行测定。

在上述压力传感器的一构成例中，压电应变测定部和磁应变测定部配置在受压区域的、产生的应力成为峰值的位置。

在上述压力传感器的一构成例中，压电应变测定部配置在受压区域的产生压电效应的部位。

在上述压力传感器的一构成例中，压电应变测定部由构成第一桥电路的第一压电应变元件、第二压电应变元件、第三压电应变元件以及第四压电应变元件构成，磁应变测定部由构成第二桥电路的第一磁应变元件、第二磁应变元件、第三磁应变元件以及第四磁应变元件构成，磁应变测定部配置在与压电应变测定部不同的部位。

在上述压力传感器的一构成例中，第一压电应变元件、第二压电应变元件、第三压电应变元件以及第四压电应变元件各自的俯视的形状为长方形，第一压电应变元件以及第三压电应变元件为各自的长边方向的轴与从受压区域的中心朝向径向的直线平行的状态，第二压电应变元件以及第四压电应变元件为各自的长边方向的轴与从受压区域的中心朝向径向的直线垂直的状态。

在上述压力传感器的一构成例中，第一压电应变元件和第二压电应变元件相邻配置，第三压电应变元件和第四压电应变元件相邻配置。