(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を測定する圧力測定装置であって、
圧力を検出するための圧力検出手段と、
圧力変化を検出するための圧力変化検出手段と、
前記圧力検出手段の周波数検出特性を示す信号雑音比と、前記圧力変化検出手段の周波数検出特性を示す信号雑音比と、が等しくなる周波数を含む所定範囲内の周波数を所定周波数として、前記所定周波数よりも大きい周波数成分を減衰させる第１フィルタを前記圧力検出手段の検出信号に施して得られる第１フィルタ後値と、前記所定周波数以下の周波数成分を減衰させる第２フィルタを前記圧力変化検出手段の検出信号に施して得られる第２フィルタ後値と、を合成することによって圧力を求める演算手段と、
を備えることを特徴とする圧力測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の圧力測定装置であって、
前記圧力検出手段は、
一面を第１開口部とする箱形状の第１本体と、前記第１開口部を塞いで前記第１本体とによって密閉空間を形成するように該第１本体に取り付けられると共に前記密閉空間と外部との圧力差によって変形する第１検知部と、を有し、
前記密閉空間は真空状態にされており、
前記第１検知部の変形に基づく信号を検出信号とする手段であり、
前記圧力変化検出手段は、
一面を第２開口部とする箱形状の第２本体と、前記第２開口部を略塞いで前記第２本体とによって内部空間を形成するように該第２本体に片持ち状に取り付けられると共に前記内部空間と外部との圧力差によって傾動する第２検知部と、を有し、
前記第２検知部の傾動に基づく信号を検出信号とする手段である、
ことを特徴とする圧力測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の圧力測定装置であって、
前記第１検知部は、第１シリコン層と第１ピエゾ抵抗層とによって構成されており、
前記圧力検出手段は、前記第１ピエゾ抵抗層の抵抗値変化を絶対圧に変換する手段であり、
前記第２検知部は、第２シリコン層と第２ピエゾ抵抗層とによって構成されており、
前記圧力変化検出手段は、前記第２ピエゾ抵抗層の抵抗値変化を圧力変化量に変換する手段である、
ことを特徴とする圧力測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の圧力測定装置であって、
前記圧力変化検出手段は、前記第２ピエゾ抵抗層の抵抗値変化に基づく抵抗値変化率に、該抵抗値変化率の各周波数成分のゲインおよび位相を調節するフィルタを施して、圧力変化量を求める手段である、
ことを特徴とする圧力測定装置。
【請求項５】
圧力を検出するための圧力検出手段の検出信号と、圧力変化を検出するための圧力変化検出手段の検出信号と、を用いて圧力を測定する圧力測定方法であって、
前記圧力検出手段の周波数検出特性を示す信号雑音比と、前記圧力変化検出手段の周波数検出特性を示す信号雑音比と、が等しくなる周波数を含む所定範囲内の周波数を所定周波数として、前記所定周波数よりも大きい周波数成分を減衰させる第１フィルタを前記圧力検出手段の検出信号に施して得られる第１フィルタ後値と、前記所定周波数以下の周波数成分を減衰させる第２フィルタを前記圧力変化検出手段の検出信号に施して得られる第２フィルタ後値と、を合成することによって圧力を求める、
ことを特徴とする圧力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力測定装置および圧力測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気室と空気室の内外を連通するための開口部とを有する本体と、開口部を略塞ぐように本体に取り付けられると共に空気室の内外の空気の流通によって傾動するカンチレバー部と、を有する差圧センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、カンチレバー部は、シリコン層とピエゾ抵抗層とが積層されて構成されている。この差圧センサでは、空気室の内外の空気の流通によってカンチレバーが傾動したときのピエゾ抵抗層の抵抗値変化を用いて圧力変化を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０５０３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の差圧センサでは、圧力変化を測定することはできるが、圧力（例えば絶対圧）を精度よく測定することは困難である。これに対して、一般的な圧力センサを用いる場合、圧力を測定することはできるが、圧力変化（特に微小変化）を精度よく測定することは困難である。したがって、圧力をその変化を含めてより精度よく測定可能とすることが要請される。
【０００５】
本発明の圧力測定装置および圧力測定方法は、圧力をその変化（特に微小変化）を含めてより精度よく測定可能な圧力測定装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の圧力測定装置および圧力測定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の圧力測定装置は、
圧力を測定する圧力測定装置であって、
圧力を検出するための圧力検出手段と、
圧力変化を検出するための圧力変化検出手段と、
所定周波数よりも大きい周波数成分を減衰させる第１フィルタを前記圧力検出手段の検出信号に施して得られる第１フィルタ後値と、前記所定周波数以下の周波数成分を減衰させる第２フィルタを前記圧力変化検出手段の検出信号に施して得られる第２フィルタ後値と、を合成することによって圧力を求める演算手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この本発明の圧力測定装置では、所定周波数よりも大きい周波数成分を減衰させる第１フィルタを圧力検出手段の検出信号に施して得られる第１フィルタ後値と、所定周波数以下の周波数成分を減衰させる第２フィルタを圧力変化検出手段の検出信号に施して得られる第２フィルタ後値と、を合成することによって圧力を求める。一般に、圧力検出手段の検出信号と圧力変化検出手段の検出信号とを比較すると、各周波数成分のうち直流成分を含む低周波数成分については、圧力検出手段の検出信号に精度よく含まれており、各周波数成分のうち高周波成分については、圧力変化検出手段の検出信号に精度よく含まれている。したがって、第１フィルタ後値には、圧力検出手段の検出信号の各周波数成分のうち低周波数成分が精度よく現われる。また、第２フィルタ後値には、圧力変化検出手段の検出信号の各周波数成分のうち高周波数成分が精度よく現われる。これらの結果、第１フィルタ後値と第２フィルタ後値とを合成して圧力を求めることにより、圧力をその変化（特に微小変化）を含めてより精度よく測定することができる。
【０００９】
こうした本発明の圧力測定装置において、前記圧力検出手段は、一面を第１開口部とする箱形状の第１本体と、前記第１開口部を塞いで前記第１本体とによって密閉空間を形成するように該第１本体に取り付けられると共に前記密閉空間と外部との圧力差によって変形する第１検知部と、を有し、前記密閉空間は真空状態にされており、前記第１検知部の変形に基づく信号を検出信号とする手段であり、前記圧力変化検出手段は、一面を第２開口部とする箱形状の第２本体と、前記第２開口部を略塞いで前記第２本体とによって内部空間を形成するように該第２本体に片持ち状に取り付けられると共に前記内部空間と外部との圧力差によって傾動する第２検知部と、を有し、前記第２検知部の傾動に基づく信号を検出信号とする手段であるものとしてもよい。ここで、「真空状態」には、絶対真空状態だけでなく、所定圧力（例えば、０．１Ｐａなど）以下の状態も含まれる。この場合、圧力検出手段では、密閉空間と外部との圧力差（真空状態に対する外部の圧力、即ち、絶対圧）に応じて第１検知部が変形するから、その第１検知部の変形に基づいて得られる絶対圧を検出信号とするのである。また、圧力変化検出手段では、内部空間と外部との圧力差によって第２検知部が変形するから、この第２検知部の変形に基づいて得られる圧力変化量を検出信号とするのである。なお、第２検知部が傾動すると、内部空間と外部との隙間が大きくなって流体の流通量が多くなり、時間の経過に従って、内部空間と外部との圧力が小さくなって第２検知部の変形の程度が小さくなる。
【００１０】
この態様の本発明の圧力測定装置において、前記第１検知部は、第１シリコン層と第１ピエゾ抵抗層とによって構成されており、前記圧力検出手段は、前記第１ピエゾ抵抗層の抵抗値変化を絶対圧に変換する手段であり、前記第２検知部は、第２シリコン層と第２ピエゾ抵抗層とによって構成されており、前記圧力変化検出手段は、前記第２ピエゾ抵抗層の抵抗値変化を圧力変化量に変換する手段であるものとしてもよい。この場合、前記圧力変化検出手段は、前記第２ピエゾ抵抗層の抵抗値変化に基づく抵抗値変化率に、該抵抗値変化率の各周波数成分のゲインおよび位相を調節するフィルタを施して、圧力変化量を求める手段であるものとしてもよい。
【００１１】
本発明の圧力測定装置において、前記演算手段は、前記圧力検出手段の検出信号の信号雑音比と、前記圧力変化検出手段の検出信号の信号雑音比と、が等しくなる周波数を前記所定周波数とする手段であるものとしてもよい。こうすれば、圧力およびその変化（特に微小変化）の測定精度をより向上させることができる。
【００１２】
本発明の圧力測定方法は、
圧力を検出するための圧力検出手段の検出信号と、圧力変化を検出するための圧力変化検出手段の検出信号と、を用いて圧力を測定する圧力測定方法であって、
所定周波数よりも大きい周波数成分を減衰させる第１フィルタを前記圧力検出手段の検出信号に施して得られる第１フィルタ後値と、前記所定周波数以下の周波数成分を減衰させる第２フィルタを前記圧力変化検出手段の検出信号に施して得られる第２フィルタ後値と、を合成することによって圧力を求める、
ことを特徴とする。
【００１３】
この本発明の圧力測定方法では、所定周波数よりも大きい周波数成分を減衰させる第１フィルタを圧力検出手段の検出信号に施して得られる第１フィルタ後値と、所定周波数以下の周波数成分を減衰させる第２フィルタを圧力変化検出手段の検出信号に施して得られる第２フィルタ後値と、を合成することによって圧力を求める。一般に、圧力検出手段の検出信号と圧力変化検出手段の検出信号とを比較すると、各周波数成分のうち直流成分を含む低周波数成分については、圧力検出手段の検出信号に精度よく含まれており、各周波数成分のうち高周波成分については、圧力変化検出手段の検出信号に精度よく含まれている。したがって、第１フィルタ後値には、圧力検出手段の検出信号の各周波数成分のうち低周波数成分が精度よく現われる。また、第２フィルタ後値には、圧力変化検出手段の検出信号の各周波数成分のうち高周波数成分が精度よく現われる。これらの結果、第１フィルタ後値と第２フィルタ後値とを合成して圧力を求めることにより、圧力をその変化（特に微小変化）を含めてより精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例としての圧力測定装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】圧力測定装置２０による圧力の測定方法を説明するための説明図である。
【図３】フィルタの伝達関数の一例を示す説明図である。
【図４】圧力Ｐａｐｓおよび圧力変化量Ｐｄｐｓの信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）の一例を示す説明図である。
【図５】時定数ＴおよびゲインＧを設定する際の実験方法を説明するための説明図である。
【図６】抵抗値変化率ΔＲ／Ｒと加速度センサの出力値との一例を図６に示す。
【図７】ボード線図の一例を示す説明図である。
【図８】実験の様子を説明するための説明図である。
【図９】抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓの時間変化の様子を示す説明図である。
【図１０】大気圧変化量Ｐｄｐｓの時間変化の様子を示す説明図である。
【図１１】大気圧変化量Ｐｈｉｇｈの時間変化の様子を示す説明図である。
【図１２】大気圧Ｐａｐｓの時間変化の様子を示す説明図である。
【図１３】大気圧Ｐｌｏｗの時間変化の様子を示す説明図である。
【図１４】合成後大気圧Ｐｆｕｓｅｄの時間変化の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としての圧力測定装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の圧力測定装置２０は、図示するように、圧力を検出するための絶対圧センサ３０と、圧力変化を検出するための差圧センサ４０と、絶対圧センサ３０および差圧センサ４０からの検出信号に基づいて圧力を演算する電子制御ユニット５０と、を備える。
【００１７】
絶対圧センサ３０は、図中上面を開口部３２ａとする箱形状に形成された本体３２と、開口部３２ａを塞いで本体３２とによって密閉空間３２ｂが形成するように本体３２に固定される検知部３３と、検知部３３の状態変化に基づく信号を出力する信号出力部３８と、を備える。ここで、密閉空間３２ｂは、真空状態にされている。なお、「真空状態」には、絶対真空状態だけでなく、所定圧力（例えば、０．１Ｐａなど）以下の状態も含まれる。検知部３３は、シリコン層３４とピエゾ抵抗層３５とが積層されて平板状に形成されている。信号出力部３８は、ピエゾ抵抗層３５を含むブリッジ回路を構成するための複数の抵抗，ブリッジ回路からの出力を増幅する増幅器などを有する。この信号出力部３８は、ピエゾ抵抗層３５の抵抗値変化を出力用の信号に変換する。
【００１８】
この絶対圧センサ３０では、密閉空間３２ｂと外部との圧力差に応じて検知部３３が弾性変形する（図中破線参照）。これにより、検知部３３のピエゾ抵抗層３５の抵抗値が変化する。実施例では、この絶対圧センサ３０として、オムロン株式会社のＭＥＭＳ絶対圧センサ（２ＳＭＰＢ−０１−０１）を用いるものとした。したがって、信号出力部３８は、ピエゾ抵抗層３５の抵抗値変化を真空状態に対する圧力（絶対圧）Ｐａｐｓに変換して出力する。
【００１９】
差圧センサ４０は、図中上面を開口部４２ａとする箱形状に形成された本体４２と、開口部４２ａを略塞いで本体４２とによって内部空間４２ｂを形成するように本体４２に片持ち状に固定される検知部４３と、検知部４３の状態変化に基づく信号を出力する信号出力部４８と、を備える。ここで、検知部４３は、シリコン層４４とピエゾ抵抗層４５とが積層されて平板状に形成されており、梁状部４３ａと二脚形状で端部が本体４２に固定される二脚部４３ｂとからなる。さらに、検知部４３は、本体４２の開口部４２ａよりも若干小さい大きさに形成されており、本体４２と検知部４３とによって形成される内部空間４２ｂは、検知部４３の外周に沿って形成される連通部４６を介して外部と連通する。なお、実施例では、検知部４３は、長手方向および短手方向の長さが共に１５０μｍで厚みが０．５μｍ以下とした。また、連通部４６の総面積は、連通部を通過する流体（例えば空気など）の分子の平均自由行程（７０ｎｍ）の約１００倍以下とした。これは、外部の圧力変化に対する差圧センサ４０の感度を確保するための値として、本発明者らが実験等によって明らかにしたものである。信号出力部４８は、ピエゾ抵抗層４５を含むブリッジ回路を構成するための複数の抵抗，ブリッジ回路からの出力を増幅する増幅器などを有する。この信号出力部４８は、ピエゾ抵抗層４５の抵抗値変化を出力用の信号に変換する。
【００２０】
この差圧センサ４０では、内部空間４２ｂと外部とに圧力差が生じると、検知部４３が弾性変形する（外部の圧力が内部空間４２ｂの圧力よりも高いときには図中破線に示すように下側に傾動し、外部の圧力が内部空間４２ｂの圧力よりも低いときには図中一点鎖線に示すように上側に傾動する）。これにより、検知部４３のピエゾ抵抗層４５の抵抗値が変化する。信号出力部４８は、このピエゾ抵抗層４５の抵抗値変化を抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓに変換して出力する。なお、検知部４３が変形すると、連通路４６が大きくなって流体（例えば空気など）の流通量が大きくなる。そして、時間の経過に従って、内部空間４２ｂと外部との圧力差が小さくなり、検知部４３の変形の程度が小さくなる。内部空間４２ｂと外部との圧力差がなくなると、検知部４３は、図中実線に示す位置に戻る。
【００２１】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ５２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ５２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ５６と、図示しない入出力ポートと、を備える。この電子制御ユニット５０には、絶対圧センサ３０の信号出力部３８からの圧力Ｐａｐｓ，差圧センサ４０の信号出力部３８からの抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓなどが入力ポートを介して入力される。
【００２２】
こうして構成された実施例の圧力測定装置２０では、絶対圧センサ３０は、圧力（絶対圧）を検出することができるが、差圧センサ４０よりも圧力変化に対する感度が低い。これに対して、差圧センサ４０は、絶対圧センサ３０よりも圧力変化（特に微小変化）に対する感度は高いが、圧力（絶対圧）を検出することができない。
【００２３】
図２は、圧力測定装置２０による圧力の測定方法を説明するための説明図である。この測定方法の各処理は、電子制御ユニット５０によって行なわれる。この大気圧の測定方法では、電子制御ユニット５０は、まず、差圧センサ４０からの抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓにフィルタを施して圧力変化量Ｐｄｐｓを求める。ここで、フィルタには、伝達関数［（１＋Ｔｓ）／ＧＴｓ］を用いるものとした。この伝達関数［（１＋Ｔｓ）／ＧＴｓ］は、図３に示すように、抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓの各周波数成分のゲインおよび位相を調節するための伝達関数である。ここで、「Ｔ」は時定数であり、カットオフ周波数ｆ１を用いて１／（２×π×ｆ１）によって表わされる。また、「Ｇ」は、ゲインである。さらに、「ｓ」は、ラプラス演算子（周波数領域）である。時定数ＴおよびゲインＧは、差圧センサ４０の仕様、例えば、内部空間４２ｂのサイズ，連通部４６のサイズなどに応じて設定される。
【００２４】
こうして圧力変化量Ｐｄｐｓを求めると、求めた圧力変化量Ｐｄｐｓにハイパスフィルタを施して圧力変化量Ｐｈｉｇｈを求めると共に、絶対圧センサ３０からの圧力Ｐａｐｓにローパスフィルタを施して圧力Ｐｌｏｗを求める。ここで、ハイパスフィルタは、カットオフ周波数ｆ２よりも小さい周波数成分を減衰させるフィルタである。また、ローパスフィルタは、カットオフ周波数ｆ２よりも大きい周波数成分を減衰させるフィルタである。カットオフ周波数ｆ２は、絶対圧センサ３０および差圧センサ４０の周波数特性を用いて、以下のように定めるものとした。圧力Ｐａｐｓおよび圧力変化量Ｐｄｐｓの信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）の一例を図４に示す。一般的には、図示するように、低周波数領域では、圧力ＰａｐｓのＳ／Ｎ比が圧力変化量ＰｄｐｓのＳ／Ｎ比よりも高くなり、高周波領域では、圧力変化量ＰｄｐｓのＳ／Ｎ比が圧力ＰａｐｓのＳ／Ｎ比よりも高くなる。実施例では、両者のＳ／Ｎ比が等しくなる周波数（例えば、０．０６Ｈｚ，０．０７５Ｈｚ，０．０９Ｈｚなど）をカットオフ周波数ｆ２とするものとした。上述したように、絶対圧センサ３０は、絶対圧力を検出できるが、差圧センサ４０よりも圧力変化に対する感度が低い。したがって、圧力Ｐａｐｓにローパスフィルタを施すことにより、圧力Ｐａｐｓの各周波数成分のうち直流成分を含む低周波数成分（検出精度が高い成分）を抽出すると共に高周波数成分（ノイズとなる成分）を減衰させることができる。また、差圧センサ４０は、絶対圧センサ３０よりも圧力変化（特に微小変化）に対する感度は高いが、圧力を検出することができない。したがって、圧力変化量Ｐｄｐｓにハイパスフィルタを施すことにより、圧力変化量Ｐｄｐｓの各周波数成分のうち高周波数成分（検出精度が高い成分）を抽出すると共に低周波数成分（検出精度が低い成分）を減衰させることができる。
【００２５】
こうして圧力変化量Ｐｈｉｇｈおよび圧力Ｐｌｏｗを求めると、圧力変化量Ｐｈｉｇｈおよび圧力Ｐｌｏｗを合成して合成後圧力Ｐｆｕｓｅｄを求める。こうして得られる合成後圧力Ｐｆｕｓｅｄは、圧力Ｐａｐｓおよび圧力変化量Ｐｄｐｓからそれぞれ抽出した精度よく検出可能な周波数成分の合成値となる。したがって、圧力をその変化（特に微小変化）を含めてより精度よく測定することができる。
【００２６】
次に、上述の伝達関数［（１＋Ｔｓ）／ＧＴｓ］の時定数ＴおよびゲインＧの設定方法について説明する。図５は、時定数ＴおよびゲインＧを設定する際の実験方法を説明するための説明図である。この実験では、図示するように、円板状の回転輪７０の平板部７１に差圧センサ４０と加速度センサ７４とを取り付けて、この回転輪７０を縦置きする（回転輪７０の軸方向が水平方向となるように配置する）。なお、この実験では、回転輪７０の中心と差圧センサ４０との距離Ｈおよび回転輪７０の中心と加速度センサ７４との距離Ｈは、１５０ｍｍとした。そして、回転輪７０を回転させる。このときの抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓと加速度センサ７４の出力値との一例を図６に示す。この実験では、０．０５Ｈｚ〜１．１Ｈｚの周波数範囲でのゲインと位相差との周波数特性が得られるように、回転輪７０を各回転速度で回転させるものとした。
【００２７】
差圧センサ４０のゲインと位相差についての周波数特性の一例を図７に示す。図７中、折れ線は、実験結果であり、曲線は、実験結果に対する近似曲線である。差圧センサ４０のゲインは、抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓの極大値から極小値を減じた値を大気圧変化ΔＰで除して演算される。ここで、大気圧変化ΔＰは、距離Ｈの２倍（３００ｍｍ）に相当する大気圧の変化量であり、「ΔＰ＝１１．６９×２×Ｈ」によって得られる。即ち、ゲインは、１Ｐａ当たりの抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓを意味する。差圧センサ４０の位相差は、加速度センサの出力値の角度と、差圧センサ４０の出力値（抵抗値変化率ΔＲ／Ｒ）の角度と、の位相差として得られる。伝達関数［（１＋Ｔｓ）／ＧＴｓ］の時定数ＴおよびゲインＧは、この図７のボード線図を用いて設定することができる。この実験結果の場合、例えば、カットオフ周波数ｆ１を０．２［Ｈｚ］として時定数Ｔを設定すると共に、ゲインＧを２．２×１０-4［１／Ｐａ］とすることができる。
【００２８】
次に、図８に示すように、実験者が、実施例の圧力測定装置２０を携帯して、各段の高さが１８０ｍｍの階段を１５段降りて停止したときの、大気圧の測定結果について説明する。この場合、上述の圧力変化量Ｐｄｐｓ，Ｐｈｉｇｈは大気圧変化量Ｐｄｐｓ，Ｐｈｉｇｈに相当し、圧力Ｐａｐｓ，Ｐｌｏｗは大気圧Ｐａｐｓ，Ｐｌｏｗに相当し、合成後圧力Ｐｆｕｓｅｄは合成後大気圧Ｐｆｕｓｅｄに相当する。
【００２９】
図９〜図１４は、この実験結果の一例を示す説明図である。図９は、抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓの時間変化の様子を示す。図１０は、大気圧変化量Ｐｄｐｓの時間変化の様子を示す。図１１は、大気圧変化量Ｐｈｉｇｈの時間変化の様子を示す。図１２は、大気圧Ｐａｐｓの時間変化の様子を示す。図１３は、大気圧Ｐｌｏｗの時間変化の様子を示す。図１４は、合成後大気圧Ｐｆｕｓｅｄの時間変化の様子を示す。図９〜図１４において、時刻０秒から７秒までの部分および３８秒からの部分は、実験者が停止しているときの様子を示し、時刻７秒から３８秒までの部分は、実験者が階段をおりているときの様子を示す。なお、図１２〜図１４の縦軸については、実験条件（実験場所の標高，温度など）による大気圧のバラツキを除去するために、実験開始時（実験者が階段を降り始める前）の大気圧を値０とした。
【００３０】
図１０に示すように、大気圧変化量Ｐｄｐｓには、実験者が階段を降りているときの大気圧の変化の様子が現われている。しかし、大気圧変化量Ｐｄｐｓは、実験者が階段を降り終わって停止しているときに増加し続けている。図１１に示すように、大気圧変化量Ｐｈｉｇｈでは、実験者が階段を降りているときの大気圧の変化の様子が現われていると共に実験者が階段を降り終わって停止しているときの大気圧の変化（略値０）の様子も現われている。図１２に示すように、大気圧Ｐａｐｓでは、実験者が階段を降りているときの大気圧の変化の様子は確認することができない。これは、絶対圧センサ３０の感度が比較的低いためである。図１３に示すように、大気圧Ｐｌｏｗでは、ノイズが除去されているが、実験者が階段を降りているときの大気圧の変化の様子は現われていない。図１４に示すように、合成後大気圧Ｐｆｕｓｅｄでは、実験者が階段を降りているときの大気圧の変化の様子を含めて、大気圧が精度よく測定されていることが分かる。
【００３１】
なお、この実験では、圧力測定装置２０を大気圧の測定に用いるものとしたが、大気圧以外の圧力の測定にも用いることできるのは勿論である。
【００３２】
以上説明した実施例の圧力測定装置２０では、絶対圧センサ３０からの圧力Ｐａｐｓにローパスフィルタを施して圧力Ｐｌｏｗを求めると共に、差圧センサ４０からの抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓにフィルタを施して得られる圧力変化量Ｐｄｐｓにハイパスフィルタを施して圧力変化量Ｐｈｉｇｈを求める。そして、圧力Ｐｌｏｗと圧力変化量Ｐｈｉｇｈとを合成して合成後圧力Ｐｆｕｓｅｄを求める。これにより、圧力をその変化（特に微小変化）を含めてより精度よく測定することができる。
【００３３】
実施例の圧力測定装置２０では、圧力ＰａｐｓのＳ／Ｎ比と圧力変化量ＰｄｐｓのＳ／Ｎ比とが等しくなる周波数をカットオフ周波数ｆ２とするものとした。しかし、その付近の周波数であればよい。例えば、絶対圧センサ３０および差圧センサ４０の周波数特性の若干のバラツキに拘わらず一律の値を用いるものとしてもよい。
【００３４】
実施例の圧力測定装置２０では、絶対圧センサ３０は、ピエゾ抵抗層３５の抵抗値変化を圧力Ｐａｐｓに変換して電子制御ユニット５０に出力するものとしたが、抵抗値変化に基づく信号であれば、抵抗値変化率ΔＲ／Ｒａｐｓなどを出力するものとしてもよい。この場合、電子制御ユニット５０で、抵抗値変化率ΔＲ／Ｒを圧力Ｐａｐｓに変換すればよい。
【００３５】
実施例の圧力測定装置２０では、差圧センサ４０は、ピエゾ抵抗層４５の抵抗値変化を抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓに変換して電子制御ユニット５０に出力し、電子制御ユニット５０で、抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓを圧力変化量Ｐｄｐｓに変換するものとしたが、差圧センサ４０で、ピエゾ抵抗層４５の抵抗値変化を圧力変化量Ｐｄｐｓに変換して電子制御ユニット５０に出力するものとしてもよい。
【００３６】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、圧力Ｐｐａｓを出力する絶対圧センサ３０が「圧力検出手段」に相当する。差圧センサ４０と、差圧センサ４０からの抵抗値変化率ΔＲ／Ｒｄｐｓにフィルタを施して大気圧変化量Ｐｄｐｓを求める電子制御ユニット５０と、が「圧力変化検出手段」に相当する。大気圧Ｐａｐｓと大気圧変化量Ｐｄｐｓとを用いて合成後大気圧Ｐｆｕｓｅｄを求める電子制御ユニット５０が「演算手段」に相当する。
【００３７】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３８】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、圧力測定装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
２０  圧力測定装置、３０  絶対圧センサ、３２，４２  本体、３２ａ，４２ａ  開口部、３２ｂ  密閉空間、３３  検知部、３４，４４  シリコン層、３５，４５  ピエゾ抵抗層、３８，４８  信号出力部、４０  差圧センサ、４２  内部空間、４３  検知部、４３ａ  梁状部、４３ｂ  二脚部、４６  連通部、５０  電子制御ユニット、５２  ＣＰＵ、５４  ＲＯＭ、５６  ＲＡＭ、７０  回転輪。
【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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