[发明专利]压力传感器元件及压力传感器

说明书

本发明提供一种压力传感器元件及压力传感器，即使不提高膜片与固定构件的对准精度，也具有稳定的压力灵敏度。压力传感器元件具备：薄板状的膜片(11)、固定所述膜片的固定构件(12)、和设置在所述膜片的所述第1表面上且电阻值根据所述膜片的变形而变化的至少一个应变电阻计(13a、13b、13c、13d)，所述固定构件(12)具有形成在与所述膜片的第1表面(11a)相对的环状的第一端面(12a)上且切去所述第一端面的内周的一部分的凹部(14a、14b、14c、14d)，所述应变电阻计(13a、13b、13c、13d)配置在所述膜片(11)的所述第1表面(11a)中的与所述凹部(14a、14b、14c、14d)对应的区域的附近。

技术领域

本发明涉及一种压力传感器元件和压力传感器，特别涉及利用膜片的变形来检测压力的压力传感器元件和压力传感器。

背景技术

在压力测量中，使用在薄板状的膜片上形成有应变电阻计的压力传感器。如图7及图8所示，该类型的压力传感器元件100具备：薄板状的膜片110、固定该膜片110的固定构件120、以及形成在膜片110的第1表面110a上的应变电阻计130a、130b、130c、130d。另外，图8表示图7所示的压力传感器元件100的C-C线的截面。

其中，固定构件120具有与膜片110的第1表面110a相对的环状的端面120a，在该端面120a与膜片110的第1表面110a的周缘部接合的状态下固定膜片110。

另外，在膜片110的第1表面110a上形成的应变电阻计130a、130b、130c、130d分别是电阻值根据膜片110变形时在第1表面110a上产生的应变或应力而变化的元件。

另外，在该例中，为了向膜片110的第2表面110b引导成为压力测量的对象的流体，设有具有导压孔150a的导压构件150。

在这样的压力传感器元件100中，当膜片110受到来自被导向膜片110的第2表面110b的流体的压力而变形时，与该膜片110的变形对应的应变电阻计130a、130b、130c、130d的电阻值发生变化。能够通过桥式电路等将该电阻值的变化转换为电压信号，通过运算电路运算压力(例如，专利文献1、专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2005-69736号公报

专利文献2：日本专利特开2020-16559号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在该类型的压力传感器元件中，受到压力而变形的膜片110的有效直径、即受到压力而能够在与膜片110垂直的方向上位移的区域通过膜片110与固定构件120的接合来规定，在对膜片110施加了压力时，在俯视下固定构件120的端面120a的内周120b(以下有时称为“接合边缘”。)的内侧附近出现应力的峰值。

但是，由于在将固定构件120的端面120a与膜片110的第1表面110a接合时产生的对准误差，有时膜片110的能够位移的区域内的应变电阻计的位置发生偏移。如果应变电阻计130a、130b、130c、130d相对于膜片110的能够位移区域的位置发生偏移，则不能得到期望的压力灵敏度，或者测量结果不稳定。因此，为了提高压力传感器元件的成品率，必须提高对准精度，但对准精度的提高也有限度。

因此，本发明的目的在于提供一种压力传感器元件以及压力传感器，在将膜片和固定构件接合而得到的压力传感器元件以及压力传感器中，即使不提高膜片和固定构件的对准精度，也具有稳定的压力灵敏度。

解决问题的技术手段