(57)【要約】      （修正有）【課題】正圧か負圧かの判定ができ、静圧特性が良好で、且つ双音叉圧電振動素子の周波数温度特性を相殺した相対圧力センサー得る。【解決手段】相対圧力センサーは、上下に開口部を有する第１ケース部７と、該第１ケース部７の上下の開口部を密閉して、内部に密閉空間２３を形成すると共に、外側から中心部に第１接合部１１ａ（第２接合部１１ｂ）と薄肉部１３ａ（１３ｂ）と第１保持部１２ａ（第２保持部１２ｂ）と第１中央板部１４ａ（第２中央板部１４ｂ）とする第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂと、第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂの夫々第１及び第２保持部１２ａ、１２ｂに搭載された第１及び第２第１双音叉振動片１５ａ、１５ｂと、第１及び第２のダイヤフラム部を気密裡に隔絶し、第１ケース部７を覆うと共に第１及び第２導入口２７ａ、２７ｂを有する第２ケース部２５とを備える。【選択図】図１
2010243276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口部を有すると共に当該開口部同士が連通する第１ケース部と、
前記第１ケース部の一方の開口部を封止し、外面が受圧面である第１のダイヤフラム部
と、
前記第１ケース部の他方の開口部を封止し、外面が受圧面である第２のダイヤフラム部
と、
前記第１ケース部と、前記第１のダイヤフラム部及び前記第２ダイヤフラム部とにより
形成された密閉空間と、
第１の感圧部と当該第１の感圧部の両端に接続される一対の第１の基部とを有する第１
の感圧素子と、
第２の感圧部と当該第２の感圧部の両端に接続される一対の第２の基部とを有する第２
の感圧素子と、
前記第１及び第２のダイヤフラム部の外面を気密裡に隔絶し、前記第１ケース部を覆う
と共に第１及び第２圧力導入口を有する第２ケース部と、
を備え、
前記第１の感圧素子の前記一対の第１の基部を前記第１のダイヤフラム部の密閉空間側
である内面に形成した一対の第１保持部で支持し、
前記第２の感圧素子の前記一対の第２の基部を前記第２のダイヤフラム部の密閉空間側
である内面に形成した一対の第２保持部で支持し、  
前記第１圧力導入口より導入した第１の圧力を前記第１のダイヤフラム部に供給し、
前記第２圧力導入口より導入した第２の圧力を前記第２のダイヤフラム部に供給するこ
とを特徴とする相対圧力センサー。
【請求項２】
前記第１のダイヤフラム部の内面と前記第２のダイヤフラム部の内面とが対向し平行と
なるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の相対圧力センサー。
【請求項３】
前記第１保持部は、前記第１のダイヤフラム部の第１重心に対し対称位置に形成され、
前記第２保持部は、前記第２のダイヤフラム部の第２重心に対し対称位置に形成され、
前記第１重心と前記第２重心とを結んだ直線は、前記第１の感圧素子の第１の感圧部及
び前記第２の感圧素子の第２の感圧部とを貫通することを特徴とする請求項１又は２に記
載の相対圧力センサー。
【請求項４】
前記密閉空間内は、真空であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の
相対圧力センサー。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の相対圧力センサーにおいて、
前記第１、第２の感圧部が、少なくとも一以上の柱状ビームから構成されていることを
特徴とする相対圧力センサー。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の相対圧力センサーと、
前記気密空間内に前記第１及び第２の感圧素子を駆動させる第１及び第２の発振回路と
、前記第１及び第２の発振回路の出力周波数をカウントする第１及び第２のカウンタ回路
と、前記第１及び第２のカウンタ回路の出力周波数を演算する演算回路と、を有する回路
部と、
を備えたことを特徴とする相対圧力測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の相対圧力センサーと、
前記第２ケース部内に前記第１及び第２の感圧素子を駆動させる第１及び第２の発振回
路と、前記第１及び第２の発振回路の出力周波数をカウントする第１及び第２のカウンタ
回路と、前記第１及び第２のカウンタ回路の出力周波数を演算する演算回路と、を有する
回路部と、
を備えたことを特徴とする相対圧力測定装置。
【請求項８】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の相対圧力センサーを用いて、
前記第１の感圧素子の共振周波数ｆ１から前記第１の圧力の圧力値Ｐ１を検出し、
前記第２の感圧素子の共振周波数ｆ２から前記第２の圧力の圧力値Ｐ２を検出し、
前記圧力値Ｐ１と前記圧力値Ｐ２との差から相対圧力を検出することを特徴とする相対
圧力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水深等の測定に使用される相対圧力センサー、及び相対圧力測定装置に関し
、特に２つの圧力感応素子を用いて圧力検出精度を改善した相対圧力センサー、及びそれ
を用いた相対圧力測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子の応力対周波数変化を利用した気圧計、水圧計及び相対圧力計（差圧計）等
が、従来から知られている。２つの振動ビーム（振動腕）を有する双音叉圧電振動子は、
周波数温度特性が２次曲線を有するものの、応力対周波数変化のダイナミックレンジが大
きいために、応力感応素子として広く利用されている。
特許文献１には、絶対圧力が測定できる圧力センサーと、相対圧力が測定できる相対圧
力センサーが開示されている。図１３は相対圧力センサーの構成を示す断面図である。相
対圧力センサー８０は、２つの枠体８１ａ、８１ｂと、圧電材料により形成された２つの
ダイヤフラム８２ａ、８２ｂと、双音叉圧電振動素子８３と、エポキシ系接着剤或いは低
融点ガラス等の接着材料８４と、を備えている。双音叉圧電振動素子８３は、２本の振動
ビーム（振動腕）を含む平面に対して上下に位置する２つのダイヤフラム８２ａ、８２ｂ
により狭持され、且つ双音叉圧電振動素子８３の夫々の基部は接着材料８４により、２つ
のダイヤフラム８２ａ、８２ｂに接着固定されている。２つの枠体８１ａ、８１ｂに夫々
圧力口８５ａ、８５ｂが設けられおり、該圧力口８５ａ、８５ｂから夫々Ｐ１、Ｐ２の圧
力が導入される。このときの双音叉圧電振動素子８３の周波数変化から、相対圧力（Ｐ１
−Ｐ２）が測定されると開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、組み立ての作業性を向上させる共に、小型化、部品点数の減少
による低コスト化を図った圧力センサーが開示されている。圧力センサーは、双音叉圧電
振動素子が、第１及び第２のダイヤフラム基板によってサンドイッチ状に積層一体化され
た構成を備えている。即ち、双音叉圧電振動素子の外周部を構成する環状連設片の表裏両
面に夫々第１及び第２のダイヤフラム基板を接合することにより、環状連設片の内部空間
内を気密空間とすると共に、前記双音叉圧電振動素子を気密空間内壁と非接触状態で収容
する構成を備えている。
【０００４】
また、特許文献３には、図１４に示すような圧力センサーが開示されている。図１４（
ａ）は圧力センサー９０の概略平面透視図、同図（ｂ）はＱ−Ｑにおける概略断面図であ
る。圧力センサー９０は、双音叉圧電振動素子１１０と、当該双音叉圧電振動素子１１０
の２本の振動ビーム（振動腕）を含む平面に対して上部に位置する上部ダイヤフラム９１
と、前記平面に対して下部に位置し、該上部ダイヤフラム９１と対向する下部ダイヤフラ
ム１００とを備えている。上部ダイヤフラム９１は円形であり、中央部の下部ダイヤフラ
ム１００に対向する側の面に円形の凹陥部９２が形成されている。下部ダイヤフラム１０
０も円形であり中央部の上部ダイヤフラム９１に対向する側の面に円形の凹陥部１０１が
形成され、当該凹陥部１０１の凹部側の面内に力伝達用の２つの支柱１０２と、該力伝達
用の２つの支柱１０２の近傍に、前記双音叉圧電振動素子１１０の２本の振動ビームから
なる振動部の両側に位置する基部を支持する２つの載置部１０３、１０４とを設けている
。凹陥部９２、１０１同士は前記双音叉圧電振動素子１１０の２本の振動ビーム（柱）を
含む平面を挟んで対向するように形成されている。双音叉圧電振動素子１１０には応力感
度のよい双音叉水晶振動素子を用い、双音叉水晶振動素子１１０の振動部の両側の基部が
載置部１０３、１０４に搭載され、接着剤で固定されている。
【０００５】
載置部１０３、１０４を介して伝達された力に起因した双音叉水晶振動素子１１０に生
じる応力と周波数変化との関係は、図１５に示すように略直線となる。応力が生じないと
きの双音叉水晶振動子の共振周波数をｆ0とし、双音叉水晶振動素子に伸張応力が加えら
れると共振周波数はｆ0より高くなり、圧縮応力が加えられると共振周波数はｆ0より減少
し、印加応力と共振周波数との関係は略直線となる。周波数ｆ0からの周波数の変化によ
り、圧力センサー９０に加わる圧力が求まると開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平１−１０２７３６号公報
【特許文献２】特許第３９６９４４２号
【特許文献３】特開２００４−１３２９１３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２に開示された圧力センサーでは、応力感応素子である双
音叉圧電振動素子の両基部が上下のダイヤフラムに固定されているため、相対圧力（差圧
力）が正圧か負圧かの判定ができないという問題があった。
また、特許文献３に開示された圧力センサーでは、対向するダイヤフラム９１、１００
を力伝達用の２つの支柱１０２で連結し、応力感応素子１１０の両基部を一方のダイヤフ
ラム１００のみに接着固定することにより、正圧か負圧かの判定はできるものの、以下の
ような問題点があった。１）対向するダイヤフラム９１、１００が完全な対称構造でない
ため、夫々のダイヤフラムの受圧感度に違いが生じる。２）対向するダイヤフラム９１、
１００の構造精度が製造時にばらつくため、静圧特性の劣化が生じるという問題点があっ
た。３）力伝達用の２つの支柱１０２の端部を上部ダイヤフラムの凹陥部９２の底面に接
着剤により固定する際に、接着剤の接合状態により静圧特性の劣化が生じるという問題点
があった。４）応力感応素子である双音叉圧電振動素子の周波数温度特性は、上側に凸の
２次温度特性を呈するために、測定時に温度が変化すると双音叉圧電振動素子の周波数が
変化し、周波数を変換して求める圧力に誤差が生じるという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、正圧か負圧かの判定ができると共
に、静圧特性が良好であり、且つ圧電振動素子の周波数温度特性を相殺した相対圧力セン
サー（差圧力センサー）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］静圧特性が良好であり、正圧か負圧かの判定ができると共に、温度特性の
良好な相対圧力センサー（差圧力センサー）を実現するため、本発明に係る相対圧力セン
サー（差圧力センサー）は、両端に開口部を有すると共に当該開口部同士が連通する第１
ケース部と、前記第１ケース部の一方の開口部を封止し、外面が受圧面である第１のダイ
ヤフラム部と、前記第１ケース部の他方の開口部を封止し、外面が受圧面である第２のダ
イヤフラム部と、前記第１ケース部と、前記第１のダイヤフラム部及び前記第２ダイヤフ
ラム部とにより形成された密閉空間と、第１の感圧部と当該第１の感圧部の両端に接続さ
れる一対の第１の基部とを有する第１の感圧素子と、第２の感圧部と当該第２の感圧部の
両端に接続される一対の第２の基部とを有する第２の感圧素子と、前記第１及び第２のダ
イヤフラム部の外面を気密裡に隔絶し、前記第１ケース部を覆うと共に第１及び第２圧力
導入口を有する第２ケース部と、を備え、
前記第１の感圧素子の前記一対の第１の基部を前記第１のダイヤフラム部の密閉空間側
である内面に形成した一対の第１保持部で支持し、前記第２の感圧素子の前記一対の第２
の基部を前記第２のダイヤフラム部の密閉空間側である内面に形成した一対の第２保持部
で支持し、前記第１圧力導入口より導入した第１の圧力を前記第１のダイヤフラム部に供
給し、前記第２圧力導入口より導入した第２の圧力を前記第２のダイヤフラム部に供給す
ることを特徴とする相対圧力センサーである。
【００１０】
以上のように、相対圧力センサーは、第１ケース部と、対向するように形成された第１
及び第２のダイヤフラム部とで密閉空間が形成され、該密閉空間は減圧されている。第１
及び第の２のダイヤフラム部の密閉空間側にある第１及び第２保持部には夫々第１及び第
２双音叉振動片が搭載されている。そして、第１ケース部の外側に該第１ケース部の側面
と密着した第２ケース部を設けて、第１ダイヤフラム部と第２のダイヤフラム部とを圧力
的に隔絶すると共に、第２ケース部には第１及び第２導入口が設けられ、第１及び第２導
入口の圧力が夫々第１及び第２ダイヤフラム部に導入される構造をしている。第１及び第
２導入口からＰ１、Ｐ２の圧力を導入することにより、相対圧力（Ｐ１−Ｐ２）の測定が
できると共に、相対圧力の正負の判定ができる。また、第１及び第２のダイヤフラム部を
同一構造とし、第１及び第２双音叉振動片の切断角度、形状を同一形状とすることにより
、静圧特性が大幅に改善されるという効果がある。また、相対圧力（Ｐ１−Ｐ２）を求め
ることにより第１及び第２双音叉振動片の周波数温度特性が相殺され、相対圧力の測定精
度が向上するという効果がある。
【００１１】
［適用例２］また、相対圧力センサーは、前記第１のダイヤフラム部の内面と前記第２
のダイヤフラム部の内面とが対向し平行となるように構成されていることを特徴とする適
用例１に記載の相対圧力センサーである。
【００１２】
略同一構造の前記第１及び第２のダイヤフラム部を平行に配し、略同一形状の前記第１
及び第２双音叉振動片を夫々前記第１及び第２のダイヤフラム部に平行となるように一対
の第１及び第２保持部に搭載したので、前記第１及び第２のダイヤフラム部の受圧感度は
ほぼ等しくなり、静圧特性が良好になるという効果がある。また、相対圧力センサーは、
前記第１及び第２双音叉振動片の周波数の差を演算して相対圧力（差圧力）を求めるので
前記第１及び第２双音叉振動片の周波数温度特性が相殺されるため、相対圧力センサー１
の測定精度が改善されるという効果がある。
【００１３】
［適用例３］また、相対圧力センサーは、前記第１保持部は、前記第１のダイヤフラム
部の第１重心に対し対称位置に形成され、前記第２保持部は、前記第２のダイヤフラム部
の第２重心に対し対称位置に形成され、前記第１重心と前記第２重心とを結んだ直線は、
前記第１の感圧素子の第１の感圧部及び前記第２の感圧素子の第２の感圧部とを貫通する
ことを特徴とする適用例１又は２に記載の相対圧力センサーである。
【００１４】
前記第１及び第２保持部は、夫々前記第１及び第２のダイヤフラム部の第１及び第２重
心に対し対称位置に形成されているので、同じ圧力に対する前記第１及び第２のダイヤフ
ラム部の撓み量は略同じとなり、良好な受圧感度が得られるという効果がある。また、前
記第１及び第２双音叉振動片の一対の前記第１及び第２振動腕は、夫々前記第１重心と前
記第２重心とを結んだ直線を挟んで前記第１及び第２中央板部を跨ぎ、同じ圧力に対する
前記第１及び第２双音叉振動片の周波数変化量は略同じとなり、良好な静圧特性が得られ
るという効果がある。
【００１５】
［適用例４］また、相対圧力センサーは、前記密閉空間内は、真空であることを特徴と
する適用例１乃至３の何れか１項に記載の相対圧力センサーである。
【００１６】
前記密閉空間を減圧することにより、相対圧力センサーの温度変化による測定精度への
影響が大幅に減少する。前記密閉空間が減圧されていないと、温度変化により前記密閉空
間内の圧力が増大又は減少し、測定精度に大きく影響する。また、前記密閉空間を減圧す
ることにより、対向するダイヤフラム部に掛る圧力の影響を除くことができるので、測定
精度が向上するという効果がある。
【００１７】
［適用例５］本発明に係る相対圧力測定装置は、適用例１乃至４の何れか１項に記載の
相対圧力センサーにおいて、前記第１、第２の感圧部が、少なくとも一以上の柱状ビーム
から構成されていることを特徴とする相対圧力センサーである。
【００１８】
以上のように、柱状ビームを用いて感圧部を構成することにより、相対圧力センサーが
小型になると共に、感度と精度が大幅に向上するという効果がある。
【００１９】
［適用例６］本発明に係る相対圧力測定装置は、適用例１乃至５の何れか１項に記載の
相対圧力センサーと、前記気密空間内に前記第１及び第２の感圧素子を駆動させる第１及
び第２の発振回路と、前記第１及び第２の発振回路の出力周波数をカウントする第１及び
第２のカウンタ回路と、前記第１及び第２のカウンタ回路の出力周波数を演算する演算回
路と、を有する回路部と、を備えたことを特徴とする相対圧力測定装置である。
【００２０】
相対圧力センサーの前記気密空間内に複数の発振回路、カウンタ回路及び演算回路を内
蔵した回路部を設けることにより、相対圧力測定装置を大幅に小型化できるという効果が
ある。
【００２１】
［適用例７］本発明に係る相対圧力測定装置は、適用例１乃至５の何れか１項に記載の
相対圧力センサーと、前記第２ケース部内に前記第１及び第２の感圧素子を駆動させる第
１及び第２の発振回路と、前記第１及び第２の発振回路の出力周波数をカウントする第１
及び第２のカウンタ回路と、前記第１及び第２のカウンタ回路の出力周波数を演算する演
算回路と、を有する回路部と、を備えたことを特徴とする相対圧力測定装置である。
【００２２】
相対圧力センサーの前記第２ケース部内に複数の発振回路、カウンタ回路及び演算回路
を内蔵した回路部を設けることにより、相対圧力測定装置を大幅に小型化できるという効
果と、不具合が生じた場合に相対圧力センサー素子と回路部を分けて調べることができる
という利点がある。
【００２３】
［適用例８］本発明に係る相対圧力測定方法は、適用例１乃至４の何れか１項に記載の
相対圧力センサーを用いて、前記第１の感圧素子の共振周波数ｆ１から前記第１の圧力の
圧力値Ｐ１を検出し、前記第２の感圧素子の共振周波数ｆ２から前記第２の圧力の圧力値
Ｐ２を検出し、前記圧力値Ｐ１と前記圧力値Ｐ２との差から相対圧力を検出することを特
徴とする相対圧力測定方法である。
【００２４】
以上のように、２つの圧力Ｐ１、Ｐ２を検出し、相対圧力（Ｐ１−Ｐ２）を求めること
により、相対圧力値から圧力Ｐ２の変動を除去することが可能であると共に、第1及び第
２の感圧素子の温度特性を相殺できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】相対圧力センサーの構成を示す概略図であり、（ａ）は垂直断面図、（ｂ）は水平断面図。
【図２】相対圧力センサーの外側の第２ケース部を取り除いた概略斜視断面図。
【図３】第１のダイヤフラム部と搭載された第１双音叉振動片との、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は双音叉振動片を説明する図。
【図５】（ａ）はダイヤフラム部が変形していない断面図、（ｂ）は２つの圧力Ｐ１、Ｐ２によりダイヤフラム部が変形した断面図。
【図６】第２の実施例の相対圧力センサーの構成を示す概略断面図。
【図７】第３の実施例の相対圧力センサーの構成を示す概略断面図。
【図８】第４の実施例の相対圧力センサーの構成を示す概略断面図。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は相対圧力センサー素子の製造工程を示す図、（ｆ）は相対圧力センサー素子の断面図。
【図１０】（ａ）は平板基板の斜視図、（ｂ）は保持部基板の斜視図。
【図１１】シングルビーム片基板の構成を示す斜視図。
【図１２】（ａ）は第６の実施例の相対圧力測定装置の構成を示す断面図、（ｂ）は第７の実施例の相対圧力測定装置の構成を示す断面図。
【図１３】従来の相対圧力センサーの構成を示す断面図。
【図１４】従来の相対圧力センサーの構成を示す、（ａ）は概略平面透視図、（ｂ）は断面図。
【図１５】応力と周波数変化との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形
態に係る相対圧力センサー１の構成を示す概略図であり、（ａ）は垂直方向の断面図、（
ｂ）は（ａ）のＰ−Ｐにおける水平方向の断面図である。図２は外側の第２ケース部を取
り除いた相対圧力センサー素子の斜視断面図である。図３は第１のダイヤフラム部１０ａ
に第１双音叉振動片１５ａを搭載したときの図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＱ−Ｑ
における断面図である。
【００２７】
相対圧力センサー１は、図１〜３に示すように、第１ケース部７と、第１及び第２のダ
イヤフラム部１０ａ、１０ｂと、感圧素子として第１及び第２双音叉振動片１５ａ、１５
ｂと、第２ケース部２５と、を備えている。
第１ケース７部は、両端に開口部を有する金属製の第１円筒７ａと、該第１円筒７ａの
両端部であって内側寄りに嵌合された２つの金属製のフランジ８ａ、８ｂと、一方のフラ
ンジ、例えば８ｂに形成された貫通孔２０と、該貫通孔２０に充填された封止材２１と、
を備えている。
図１（ａ）に示す断面図を用いて説明すると、金属製の第１のダイヤフラム部１０ａは
、第１円筒７ａの一方の端部に嵌合されたフランジ８ａに全周に亘って接合される外周縁
に位置する第１接合部１１ａと、該第１接合部１１ａの内側に形成され、該第１接合部１
１ａの厚みよりも薄い第１薄肉部１３ａと、該第１薄肉部１３ａの内側に形成される一対
の第１保持部１２ａと、該一対の第１保持部１２ａの内側に形成され、第１保持部１２ａ
の厚みよりも薄い厚みを有する第１中央板部１４ａとを有している。
一対の第１保持部１２ａは、第１のダイヤフラム部１０ａの第１重心１０Ａに対し対称
位置に配置されている。
【００２８】
図１（ａ）に示す断面図を用いて説明すると、金属製の第２のダイヤフラム部１０ｂは
、第１円筒７ａの他方の端部に嵌合されたフランジ８ｂに全周に亘って接合される外周縁
に位置する第２接合部１１ｂと、該第２接合部１１ｂの内側に形成され、該第２接合部１
１ｂの厚みよりも薄い第２薄肉部１３ｂと、該第２薄肉部１３ｂの内側に形成される一対
の第２保持部１２ｂと、該一対の第２保持部１２ｂの内側に形成され、第２の保持部１２
ｂの厚みよりも薄い厚みを有する第２中央板部１４ｂとを有している。
一対の第２の保持部１２ｂは、第２のダイヤフラム部１０ｂの第２重心１０Ｂに対し対
称位置に配置されている。
第１のダイヤフラム部１０ａと第２のダイヤフラム部１０ｂとは、同一構造に形成され
、円筒形の第１ケース部７の両端の開口部を、対向して互いに平行に配置された第１のダ
イヤフラム部１０ａ並びに第２ダイヤフラム部１０ｂとにより封止することによって密閉
空間２３が形成される。密閉空間２３内は、真空状態になるようにフランジ８ｂに形成さ
れた貫通孔２０を介して減圧され、封止材２１により貫通孔２０を封止することによって
、真空状態となる。
【００２９】
第１の感圧素子である第１双音叉振動片（第１双音叉圧電振動素子）１５ａは、互いに
平行に延在する一対の第１振動腕（振動ビーム）により構成された第１感圧部１６ａと、
該第１感圧部１６ａの両端部に夫々連結され一体化された一対の第１基部１８ａと、を備
えている。
第１双音叉振動片１５ａの一対の第１基部１８ａは、第１のダイヤフラム部１０ａに形
成された一対の第１保持部１１ａに、第１中央板部１４ａを跨ぐように、接着剤で接合、
固定される。
第１双音叉振動片１５ａの第１感圧部１６ａは、前記第１重心１０Ａと前記第２重心１
０Ｂとを結んだ直線Ｌを跨ぐように配置されている。そして、第１双音叉振動片１５ａは
、第１感圧部１６ａと第１のダイヤフラム部１０ａの受圧面とが対向し平行となるように
接合されている。
【００３０】
第２の感圧素子である第２双音叉振動片１５ｂは、互いに平行に延在する一対の第２振
動腕（振動ビーム）により構成された第２感圧部１６ｂと、該第２感圧部１６ｂの両端部
に夫々連結され一体化された一対の第２基部１８ｂと、を備えている。
第２双音叉振動片１５ｂの一対の第１基部１８ｂは、第２のダイヤフラム部１０ｂに形
成された一対の第１保持部１１ｂに、第２中央板部１４ｂを跨ぐように、接着剤で接合、
固定される。
第２双音叉振動片１５ｂの第２感圧部１６ｂは、前記第１重心１０Ａと前記第２重心１
０Ｂとを結んだ直線Ｌを跨ぐように配置されている。そして、第２双音叉振動片１５ｂは
、第２感圧部１６ｂと第２のダイヤフラム部１０ｂの受圧面とが対向し平行となるように
接合されている。
第１双音叉振動片１５ａと第２双音叉振動片１５ｂとは、同一構造に構成され、夫々の
共振周波数も略同一に調整する。
【００３１】
第２ケース部２５は、両端が開放された金属製の第２円筒２５ａと、該第２円筒２５ａ
の両端の開口部を夫々覆う金属製の蓋部材２６ａ、２６ｂと、該蓋部材２６ａ、２６ｂに
夫々設けた第１及び第２圧力導入口２７ａ、２７ｂと、を有している。第２円筒２５ａは
、第１円筒７ａを覆うように第１円筒７ａに気密裡に接合され、第１のダイヤフラム部１
０ａと、第２のダイヤフラム部１０ｂは圧力的に隔絶される。
そして、相対圧力センサー１は、第２ケース部２５の第１圧力導入口２６ａより導入さ
れた外部の圧力Ｐ１が、第１のダイヤフラム部１０ａに供給され、第２の圧力導入口２７
ｂより導入された外部圧力Ｐ２が第２のダイヤフラム部１０ｂに供給されるように構成さ
れている。
【００３２】
図４を用いて第１双音叉振動片１５ａ（第２双音叉振動片１５ｂも同様である）につい
て簡単に説明する。第１双音叉振動片１５ａは、図４（ａ）に示すような一対の基部１８
ａ及び該基部１８ａ間を連設する一対の振動腕から構成された第１感圧部１６ａを備えた
圧電基板からなる応力感応部と、該圧電基板の振動領域上に形成した励振電極と、を備え
ている。図４（ａ）の破線は第１双音叉振動片１５ａの振動姿態を示す平面図である。第
１双音叉振動片１５ａの振動モードが、一対の振動腕１６ａの長手方向の中心軸に対して
、互いに対称な振動モードで振動するように励振電極を配置する。図４（ｂ）は第１双音
叉振動片１５ａに形成する励振電極と、ある瞬間に励起される励振電極上の電荷の符号を
示した平面図である。また、図４（ｃ）は励振電極の結線を示す模式断面図である。
第１双音叉振動片１５ａは、例えばフォトリソグラフィ技法とエッチング手法を用いて
、Ｚカット水晶基板、又はＺ’カット水晶基板（Ｘ軸の回りに回転した基板）を加工し、
真空蒸着法等を用いて励振電極、リード電極等を形成して構成される。
【００３３】
双音叉振動片、例えば双音叉水晶振動素子は伸張・圧縮応力に対する感度が良好であり
、高度計用、或いは深度計用の応力感応素子として使用した場合には、分解能力が優れて
いるために僅かな気圧差から高度差、深度差を知ることができる。
双音叉水晶振動素子の周波数温度特性は、上側に凸の二次曲線であり、その頂点温度は
水晶結晶のＸ軸（電気軸）回りの回転角度に依存する。一般的には頂点温度が常温（２５
℃）になるように各パラメータを設定する。
双音叉水晶振動素子の一対の振動腕に外力Ｆを加えたときの共振周波数ｆFは以下の如
くである。
ｆF＝ｆ0（１−（ＫＬ2Ｆ）／（２ＥＩ））1/2    （１）
ここで、ｆ0は外力がないときの双音叉型水晶振動素子の共振周波数、Ｋは基本波モー
ドによる定数（＝０．０４５８）、Ｌは振動ビームの長さ、Ｅは縦弾性定数、Ｉは断面２
次モーメントである。断面２次モーメントＩはI＝ｄｗ3／１２より、式（１）は次式のよ
うに変形することができる。ここで、ｄは振動ビームの厚さ、ｗは幅である。
ｆF＝ｆ0（１−ＳFσ）1/2                      （２）
但し、応力感度ＳFと、応力σとはそれぞれ次式で表される。
ＳF＝１２（Ｋ／Ｅ）（Ｌ／ｗ）2                （３）
σ＝Ｆ／（２Ａ）                              （４）
ここで、Ａは振動ビームの断面積（＝ｗ・ｄ）である。以上から双音叉型水晶振動子に
作用する力Ｆを圧縮方向のとき負、伸張方向（引張り方向）を正としたとき、力Ｆと共振
周波数ｆFの関係は、力Ｆが圧縮力で共振周波数ｆFが減少し、伸張（引張り）力では増加
する。また応力感度ＳFは振動ビームのＬ／ｗの２乗に比例する。
また、応力感応素子としては、双音叉型水晶振動子に限らず、伸張・圧縮応力によって
周波数が変化する圧電振動素子であればどのようなものも用いることが可能である。
【００３４】
図１に示した本発明に係る相対圧力センサー１の動作について説明する。図５（ａ）、
（ｂ）は、説明用に図１（ａ）の第１ケース部７を簡略化した断面図である。相対圧力セ
ンサー１の真空である密閉空間２３内の圧力をＰ０とし、第１及び第２圧力導入口２７ａ
、２７ｂから導入される圧力を夫々Ｐ１、Ｐ２とする。図５（ａ）は、圧力Ｐ０、Ｐ１及
びＰ２が共に等圧力の場合の例で、第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂには各
々の受圧面に対して直交する方向から等圧力が加わるので、第１及び第２のダイヤフラム
部１０ａ、１０ｂには撓みは生じない。従って、第１及び第２双音叉振動片１５ａ、１５
ｂの周波数は、初期の周波数ｆ０のまま保持される。
例えば、水深を測定すべく相対圧力センサー１を水中に沈め、水深を測定する位置の水
圧Ｐ１を第１圧力導入口２７ａに加え、第２圧力導入口２７ｂには大気圧Ｐ２を加えると
する。相対圧力センサー１の密閉空間２３内は減圧して真空状態であるので、各圧力Ｐ０
、Ｐ１、Ｐ２の大きさはＰ１＞Ｐ２＞Ｐ０となる。
【００３５】
第１のダイヤフラム部１０ａには（Ｐ１−Ｐ０）の圧力が図中上方に加わるので、第１
のダイヤフラム部１０ａは対向する第２のダイヤフラム部１０ｂ側へ撓む。第１のダイヤ
フラム部１０ａが第２のダイヤフラム部１０ｂ側に撓むことにより、一対の第１保持部１
２ａは第１のダイヤフラム部１０ａの第１重心に対して外側方向（左右に）拡がる。一対
の第１保持部１２ａが外側方向に拡がる結果、第１双音叉振動片１５ａには伸長応力（引
張り応力）が働き、第１双音叉振動片１５ａの周波数は、ｆ０から増加しｆ１＝ｆ０＋Δ
ｆ１となる。
一方、第２のダイヤフラム部１０ｂには（Ｐ２−Ｐ０）の圧力が図中下方に加わるので
、第２のダイヤフラム部１０ｂは対向する第１のダイヤフラム部１０ａ側へ撓む。第２の
ダイヤフラム部１０ｂが第１のダイヤフラム部１０ａ側に撓むことにより、一対の第２保
持部１２ｂは第２のダイヤフラム部１０ｂの第２重心に対して外側方向（左右に）拡がる
。一対の第２保持部１２ｂが外側方向に拡がる結果、第２双音叉振動片１５ｂには伸長応
力（引張り応力）が働き、第２双音叉振動片１５ｂの周波数はｆ０から増加しｆ２＝ｆ０
＋Δｆ２となる。
【００３６】
第１圧力導入口２７ａの圧力Ｐ１と、第２圧力導入口２７ｂ圧力のＰ２との相対圧力（
Ｐ１−Ｐ２）による周波数変化は、（ｆ１−ｆ２）＝Δｆ１−Δｆ２となる。
相対圧力センサー１の検出値としては、第１双音叉振動片１５ａから周波数ｆ１＝ｆ０
＋Δｆ１が得られ、第２双音叉振動片１５ｂから周波数ｆ２＝ｆ０＋Δｆ２が得られる。
図１５の応力対周波数の関係図から周波数ｆ１に対する応力Ｆ１が求まり、周波数ｆ２に
対する応力Ｆ２が求まる。応力Ｆ１、Ｆ２から圧力Ｐ１、Ｐ２が求まり、相対圧力（Ｐ１
−Ｐ２）が求まる。この相対圧力から水深を求めることができる。
水深を測る場合は、大気圧（Ｐ２）は水圧（Ｐ１）にもかかっているので、相対圧力を
求めることにより、大気圧の変動を取り去ることができる。
また、相対圧力センサー１の第１及び第２双音叉振動片１５ａ、１５ｂの周波数温度特
性は、上に凸の２次曲線を呈するが、周波数の差（ｆ１−ｆ２）を用いることにより、温
度による周波数変動誤差を除去することができる。
【００３７】
以上では、第１ケース部７、第２ケース部２５とも円筒形の相対圧力センサー１の例を
示したが、第１ケース部７、第２ケース部２５の形状としては、矩形状でも、又他の形状
のものであってもよい。また、第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂが円形の例
を示したが、第１ケース部７の断面形状に整合させて、矩形状でもよいし、他の形状でも
よい。
第１ケース部７、フランジ８ａ、８ｂ、第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂ
が金属製の例を説明したが、使用する金属の線膨張係数が、第１及び第２双音叉振動片１
５ａ、１５ｂの線膨張係数とほぼ等しいものを用いることが望ましい。また、第１ケース
部７、フランジ８ａ、８ｂ、第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂは、金属製の
ものに限らず、絶縁材、圧電材料、例えば水晶材料を用いて形成したものでよい。
また、フランジ８ａ、８ｂを用いないで第１ケース部７の両端部に第１及び第２のダイ
ヤフラム部１０ａ、１０ｂの第１及び第２接合部１１ａ、１１ｂを、接着剤等を用いて接
合してもよい。
圧電材料を用いて第１ケース部７、第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂを形
成する場合は、各要素の線膨張係数を同じくするために、第１及び第２双音叉振動片１５
ａ、１５ｂと同じ切断角度の圧電材料を用いて形成することが望ましい。
【００３８】
以上説明したように、相対圧力センサーは、第１ケース部７と、対向するように形成さ
れた第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂとで密閉空間２３が形成され、該密閉
空間２３は減圧されている。第１及び第の２のダイヤフラム部の密閉空間２３側にある第
１及び第２保持部１２ａ、１２ｂには夫々第１及び第２双音叉振動片１５ａ、１５ｂが搭
載されている。そして、第１ケース部７の外側に該第１ケース部７の側面と密着した第２
ケース部２５を設けて、第１ダイヤフラム部と第２のダイヤフラム部とを圧力的に隔絶す
ると共に、第２ケース部２５には第１及び第２導圧力入口２７ａ、２７ｂが設けられ、該
第１及び第２圧力導入口２７ａ、２７ｂより導入された圧力Ｐ１、Ｐ２が夫々第１及び第
２ダイヤフラム部１０ａ、１０ｂに導入される構造をしている。
第１及び第２導入口２７ａ、２７ｂからＰ１、Ｐ２の圧力を導入することにより、相対
圧力（Ｐ１−Ｐ２）の測定ができると共に、相対圧力の正負の判定ができる。また、第１
及び第２のダイヤフラム部を同一構造とし、第１及び第２双音叉振動片の切断角度、形状
を同一形状とすることにより、静圧特性が大幅に改善されるという効果がある。また、相
対圧力（Ｐ１−Ｐ２）を求めることにより第１及び第２双音叉振動片の周波数温度特性が
相殺され、相対圧力の測定精度が向上するという効果がある。
ここで静圧特性とは、相対圧力センサー（差圧力センサー）の第１及び第２のダイヤフ
ラムに掛る圧力を夫々Ｐ１、Ｐ２とするとき、例えばＰ１、Ｐ２を共に１．０気圧にした
ときに出力ΔＰａと、Ｐ１、Ｐ２を共に１．１気圧にしたときに出力ΔＰｂと、の差（Δ
Ｐａ−ΔＰｂ）を言い、この値が零に近いほど静圧特性が優れている。
【００３９】
略同一構造の前記第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂを平行に配し、略同一
形状の前記第１及び第２双音叉振動片１５ａ、１５ｂを夫々前記第１及び第２のダイヤフ
ラム部に平行となるように一対の第１及び第２保持部１２ａ、１２ｂに搭載したので、前
記第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂの受圧感度はほぼ等しくなり、静圧特性
が良好になるという効果がある。また、相対圧力センサー１は、前記第１及び第２双音叉
振動片１５ａ、１５ｂの周波数の差を演算して相対圧力（差圧力）を求めるので前記第１
及び第２双音叉振動片１５ａ、１５ｂの周波数温度特性が相殺されるため、相対圧力セン
サー１の測定精度が改善されるという効果がある。
【００４０】
第１及び第２保持部１２ａ、１２ｂは、夫々第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１
０ｂの第１及び第２重心１０Ａ、１０Ｂに対し対称位置に形成されているので、同じ圧力
に対する第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂの撓み量は略同じとなり、夫々の
受圧感度は略同一になるという効果がある。また、第１及び第２双音叉振動片１５ａ、１
５ｂの一対の第１及び第２振動部１６ａ、１６ｂは、第１のダイヤフラム部１０ａの第１
重心１０Ａと第２のダイヤフラム部１０ｂの第２重心１０Ｂとを結んだ直線Ｌを跨ぐと共
に、第１及び第２中央板部１４ａ、１４ｂを跨いで搭載されており、第１及び第２のダイ
ヤフラム部１０ａ、１０ｂが同じ材料、同じ構造であることにより受圧感度が同一である
という効果と相まって、同じ材料、同じ構造である第１及び第２双音叉振動片１５ａ、１
５ｂは同じ圧力に対する周波数変化量は略同じとなり、良好な静圧特性が得られるという
効果がある。
第１ケース部７と、対向するように配置された第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、
１０ｂとで形成される密閉空間２３内が、真空状態となるように減圧されているので、感
圧素子の感圧部を構成する振動腕の振動を阻害する気体の抵抗が抑制され、更に相対圧力
センサーの温度変化による測定精度への影響が大幅に減少する。もし前記密閉空間が減圧
されていないと、ボイル・シャルルの法則に基づいて温度変化により密閉空間２３内の圧
力が増大又は減少し、測定精度に大きく影響する。
また、密閉空間２３を減圧することにより、第１のダイヤフラム部１０ａに掛る圧力Ｐ
１が、対向する第２のダイヤフラム部１０ｂに掛る圧力Ｐ２に及ぼす影響を除くことがで
きるので、相対圧力の測定精度が維持されるという効果がある。
【００４１】
図６は第２実施例の相対圧力センサー２の構成を示す断面図である。図６では第２ケー
ス部２５を簡略化した断面図示し、２つの圧力Ｐ１、Ｐ２が夫々第１及び第２のダイヤフ
ラム部１０ａ、１０ｂに加わる様子を示している（図７、図８も同様に第２ケース部２５
を簡略化している）。相対圧力センサー２では、第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、
１０ｂの第１及び第２接合部１１ａ、１１ｂの厚さを、夫々第１及び第２保持部１２ａ、
１２ｂの厚さより厚くしているのが特徴であり、一方の接合部、例では第２接合部１１ｂ
の側面に貫通孔２０を設けて、密閉空間２３内を真空状態に減圧するようにしている。第
１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂの夫々一対の第１及び第２保持部１２ａ、１
２ｂに接着剤を塗布し、その上に第１及び第２双音叉振動片１５ａ、１５ｂの夫々一対の
第１及び第２基部１８ａ、１８ｂを載置し、前記接着剤を乾燥した後、貫通孔２０から密
閉空間２３内を減圧して真空状態とし、貫通孔２０を封止材２１で封止する。なお、第１
及び第２双音叉振動片１５ａ、１５ｂは、第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂ
に平行に固定され、夫々の一対の第１及び第２振動腕１６ａ、１６ｂは、前記第１重心１
０Ａと前記第２重心１０Ｂとを結んだ直線Ｌを跨ぐように配置されている。
第１及び第２のダイヤフラム部１０ａ、１０ｂは、例えば、第１及び第２双音叉振動片
１５ａ、１５ｂと同じ水晶のような圧電材料を用い、フォトリソグラフィ技法とエッチン
グ手法で形成し、その切断角度も同じとすることが望ましい。
【００４２】
図７は第３実施例の相対圧力センサー３の構成を示す断面図である。相対圧力センサー
３は、同一に構成した圧力センサーＳを２個、蓋部材１０ｃ同士が背中合わせとなるよう
に重ねて構成した相対圧力センサーである。圧力センサーＳは、第１のダイヤフラム部１
０ａの一対の第１保持部１２ａに接着剤を塗布し、その上に第１双音叉振動片１５ａの一
対の第１基部１８ａを載置する。第１のダイヤフラム部１０ａの第１接合部１１ａに、中
央部に凹部を有する蓋部材１０ｃを接着剤等で接合する。蓋部材１０ｃには貫通孔２０を
設け、該貫通孔２０を介して密閉空間２３内を真空状態となるように減圧し、貫通孔２０
を封止材２１で封止して圧力センサーＳを構成する。
２つの圧力センサーＳの蓋部材１０ｃ同士を貼り合わせ、図７の紙面に向かって下側の
第１のダイヤフラム部１０ａの受圧面に圧力Ｐ１を加え、紙面に向かって上側の第１のダ
イヤフラム部１０ａに圧力Ｐ２を加えて、相対圧力センサーを構成する。
【００４３】
図８は第４実施例の相対圧力センサー４の構成を示す断面図である。第１のダイヤフラ
ム部１０ａの一対の第１保持部１２ａに接着剤を塗布し、その上に第１双音叉振動片１５
ａの一対の第１基部１８ａを載置し、前記接着剤を乾燥させ硬化させる。そして、第２の
ダイヤフラム部１０ｂの一対の第２保持部１２ｂに接着剤を塗布し、その上に第２双音叉
振動片１５ｂの一対の第１基部１８ａを載置し、前記接着剤を乾燥させ硬化させる。平板
状基板の上面及び下面に凹部を形成して断面形状をＨ型とし、２つの該凹部の共通の底面
に貫通孔２０を開けて蓋部材１０ｄを構成する。第１のダイヤフラム部１０ａの第１接合
部１１ａの上面に接着剤を塗布し、蓋部材１０ｄの外周縁の環状囲繞部の一方の側の接合
面１０ｄａを接合する。蓋部材１０ｄの貫通孔２０を介して密閉空間２３ａ内を真空状態
となるように減圧した後、貫通孔２０を封止材２１で封止する。
第２のダイヤフラム部１０ｂの第２接合部１１ｂの上面に接着剤を塗布し、前記蓋部材
１０ｄの前記環状囲繞部の他方の側の接合面１０ｄｂを接合する。第２のダイヤフラム部
１０ｂの第２接合部１１ｂの側面に形成した貫通孔２２を介して密閉空間２３ｂ内を真空
状態となるように減圧した後、貫通孔２２を封止材２４で封止して、第４実施例の相対圧
力センサー４を構成する。
【００４４】
図９は、フォトリソグラフィ技法とエッチング手法、サンドブラスト法を用いて量産可
能な相対圧力センサー素子の製造法を示す図である。図９では１つの機能部品のみを示し
ているが、この機能部品が縦横にマトリクス状に並んでいる母基板を考えてもよい。図９
（ｅ）に示すダイヤフラム部基板５０に、基板４５、４０、３５、３０を順次積層し、図
９（ｆ）に示す相対圧力センサー素子５を構成する。
図９（ａ）の基板３０と、（ｅ）の基板５０とは、共にダイヤフラム部を構成する基板
であり、同一の形状からなる基板であって、各々の凹部３４が対向するように配置してい
る。図９（ｂ）の基板３５、（ｄ）の基板４５は双音叉振動片基板であり、同一の形状か
らなる基板である。
図９（ａ）、（ｅ）に示すダイヤフラム部基板３０、５０は、平板状の基板にフォトリ
ソグラフィ技法とエッチング手法を用いて、周縁の接合部３１と、一対の保持部３２とを
残し、他の部分をハーフエッチング或いはサンドブラストを用いて、薄肉部３３、中央板
部３４を形成した基板である。
図９（ｂ）、（ｄ）に示す双音叉振動片基板３５、４５は、平板状の基板にフォトリソ
グラフィ技法とエッチング手法を用いて、周縁の接合部３６と、双音叉振動片３７と、該
双音叉振動片３７の両基部と接合部３６とを連結する支持片（梁）３８を残し、他の部分
をエッチング加工し、複数の開口部３９を形成した基板である。
図９のスペース基板４０は、平板状の基板にフォトリソグラフィ技法とエッチング手法
を用いて、周縁の接合部４１を残し、他の部分をエッチング加工して開口部４２を形成し
た基板である。
【００４５】
図９（ｆ）に示す相対応力センサー素子５は、ダイヤフラム部基板５０の接合部３１に
接着剤を塗布し、該接合部３１に双音叉振動片基板４５の一方の接合部３６を重ねて接合
する。双音叉振動片基板４５の他方の接合部３６に接着剤を塗布し、該接合部３６にスペ
ース基板４０の一方の接合部４１を重ねて接合する。スペース基板４０の他方の接合部４
１に接着剤を塗布し、該接合部４１に双音叉振動片基板３５の一方の接合部３６を重ねて
接合する。そして、双音叉振動片基板３５の他方の接合部３６に接着剤を塗布し、該接合
部３６に反転したダイヤフラム部基板３０の接合部３１を重ねて接合して、積層された相
対圧力センサー素子５を完成する。なお、スペース基板４０の接合部４１に形成した貫通
孔２０を介して、相対圧力センサー素子５の密閉空間２３内を真空状態となるように減圧
する。
双音叉振動片基板３５、４５とスペース基板４０との平面方向の一方の接合部３６ａ、
４１ａを、ダイヤフラム部基板３０、５０の一方の接合部３１より長尺としたのは、これ
らの接合部３６ａ、４１ａ上に双音叉振動片３７の励振電極からの引出電極を形成するた
めである。
【００４６】
図１０は、図９（ａ）又は（ｅ）のダイヤフラム部基板３０の別の形成法である。図１
０（ａ）は平板状の基板５５である。図１０（ｂ）は、保持部基板６０であり、平板状の
基板にフォトリソグラフィ技法とエッチング手法を用いて、周縁の接合部６１と、一対の
保持部６２と、該一対の保持部６２と接合部６１とを連結する支持片（梁）６３と、を残
して他の部分をエッチング加工し、開口部６４を形成した基板である。保持部基板６０の
一方の接合部６１に接着剤を塗布し、平板状の基板５５を積層することにより、図９（ａ
）、（ｅ）に示したダイヤフラム部基板３０、５０と同機能のダイヤフラム部基板をより
高精度に構成することができる。
図１０は、フォトリソグラフィ技法とエッチング手法を用いて、シングルビーム片６６
が形成されたシングルビーム片基板６５の構成を示す斜視図であり、図９（ｂ）、（ｄ）
に示した双音叉振動片基板に替えて、シングルビーム片基板６５を用いて相対圧力センサ
ー素子を形成することができる。
【００４７】
図１２（ａ）、（ｂ）は、夫々第６及び第７実施例の相対圧力測定装置６ａ、６ｂの構
成を示す断面図である。相対圧力測定装置６ａは、前記圧力センサー１、２、３、４、５
（５は正確には圧力センサー素子）の気密空間２３内に、第１及び第２の双音叉振動片１
５ａ、１５ｂを駆動させる第１及び第２の発振回路と、前記第１及び第２の発振回路の出
力周波数をカウントする第１及び第２のカウンタ回路と、該カウンタ回路の出力を演算し
て、第１及びのダイヤフラム部１０ａ、１０ｂにかかる２つの圧力Ｐ１、Ｐ２を求める演
算回路と、を有するＩＣ回路部２８と、を備えた相対圧力測定装置である。
相対圧力測定装置６ｂは、前記圧力センサー１、２、３、４、５と、前記圧力センサー
１、２、３、４、５の第２ケース部２５内に、第１及び第２の双音叉振動片１５ａ、１５
ｂを駆動させる第１及び第２の発振回路と、前記第１及び第２の発振回路の出力周波数を
カウントする第１及び第２のカウンタ回路と、該カウンタ回路の出力を演算して、第１及
びのダイヤフラム部１０ａ、１０ｂにかかる２つの圧力Ｐ１、Ｐ２を求める演算回路と、
を有するＩＣ回路部２８と、を備えた相対圧力測定装置である。
前述の通り、相対圧力センサー１の検出値としては、第１双音叉振動片１５ａから周波
数ｆ１＝ｆ０＋Δｆ１が得られ、第２双音叉振動片１５ｂから周波数ｆ２＝ｆ０＋Δｆ２
が得られる。図１５の応力対周波数の関係図から周波数ｆ１に対する応力Ｆ１が求まり、
周波数ｆ２に対する応力Ｆ２が求まる。応力Ｆ１、Ｆ２から圧力Ｐ１、Ｐ２が求まり、相
対圧力（Ｐ１−Ｐ２）が求まる。この相対圧力から水深を求めることができる。
図１２（ａ）に示す相対圧力測定装置６ａは、相対圧力センサー１、２、３、４及び５
の気密空間２３内に複数の発振回路、カウンタ回路及び演算回路を内蔵した回路部２８を
設けることにより、相対圧力測定装置を大幅に小型化できるという効果がある。
また、図１２（ｂ）に示す相対圧力測定装置６ｂは、相対圧力センサー１、２、３、４
及び５の前記第２ケース部内に複数の発振回路、カウンタ回路及び演算回路を内蔵した回
路部２８を設けることにより、相対圧力測定装置を大幅に小型化できるという効果と、不
具合が生じた場合に相対圧力センサー素子１、２、３、４及び５と回路部２８を分けて調
べることができるという利点がある。
【符号の説明】
【００４８】
１、２、３、４…相対圧力センサー、５…相対圧力センサー素子、６ａ、６ｂ…相対圧力
測定装置、７…第１ケース部、７ａ…第１円筒、８ａ、８ｂ…フランジ、１０ａ…第１の
ダイヤフラム部、１０Ａ…第１重心、１０ｂ…第２のダイヤフラム部、１０Ｂ…第２重心
、１０ｃ、１０ｄ…蓋部材、１０ｄａ、１０ｄｂ…接合面、１１ａ…第１接合部、１１ｂ
…第２接合部、１２ａ…第１保持部、１２ｂ…第２保持部、１３ａ…第１薄肉部、１３ｂ
…第２薄肉部、１４ａ…第１中央板部、１４ｂ…第２中央板部、１５ａ…第１双音叉振動
片、１５ｂ…第２双音叉振動片、１６ａ…第１振動腕部、１６ｂ…第２振動腕部、１８ａ
…第１基部、１８ｂ…第２基部、２０、２２…貫通孔、２１、２４…封止材、２３、２３
ａ、２３ｂ…密閉空間、２５…第２ケース部、２５ａ…第２円筒、２６ａ、２６ｂ…蓋部
材、２７ａ…第１圧力導入口、２７ｂ…第２圧力導入口、２８…回路部、３０、５０…ダ
イヤフラム部基板、３１、３６、４１…接合部、３２…保持部、３３…薄肉部、３４…中
央板部、３５、４５…双音叉振動片基板、３７…双音叉振動片、３８…支持片、３９、４
１…開口部、４０…スペース基板、５５…基板、６０…保持部基板、６２…保持部、６３
…支持片、６４…開口部、６５…シングルビーム片基板、６６…シングルビーム片、Ｌ…
直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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