(57)【要約】【課題】圧力センサの経時零点ドリフトを自動補正して、その使用期間に拘わらず圧力を正確に検出できるようにした圧力センサと、これを用いた圧力制御装置及び流量制御装置を提供する。【解決手段】流体圧力を測定する半導体感圧素子を用いた圧力センサに於いて、圧力センサからのセンサ出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共に、前記センサ出力電圧をＤ／Ａ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、Ｄ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力し、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する。【選択図】      図１１
2005010108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧力を測定する圧力センサに於いて、圧力センサからのセンサ出力電圧を外部へ出力すると共に、前記センサ出力電圧を圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する構成としたことを特徴とする圧力センサの自動零点補正装置。
【請求項２】
圧力センサに半導体感圧素子を用い、また、センサの出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共にＡ／Ｄ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、更にセンサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサが設定した作動条件下にあるときは、前記経時零点ドリフト補正手段からＤ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力する構成とした請求項１に記載の圧力センサの自動零点補正装置。
【請求項３】
圧力制御用のコントロールバルブと流体圧力を測定する圧力センサを備えた圧力制御装置に於いて、圧力センサからのセンサ出力電圧を外部へ出力すると共に、前記センサ出力電圧を圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する構成としたことを特徴とする圧力制御装置の自動零点補正装置。
【請求項４】
圧力センサに半導体感圧素子を用い、また、センサの出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共にＡ／Ｄ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、更にセンサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサが設定した作動条件下にあるときは、前記経時零点ドリフト補正手段からＤ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力する構成とした請求項３に記載の圧力制御装置の自動零点補正装置。
【請求項５】
流量制御用のオリフィスと、オリフィスの上流側配管に設けたコントロールバルブと、オリフィスとコントロールバルブの間に設けて上流側圧力Ｐ１  を検出する上流側圧力センサとから構成され、上流側圧力Ｐ１  によりオリフィス通過流量を制御する圧力式流量制御装置において、前記圧力センサからのセンサ出力電圧を流量演算手段へ出力すると共に、前記センサ出力電圧を圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する構成としたことを特徴とする圧力式流量制御装置の自動零点補正装置。
【請求項６】
圧力センサに半導体感圧素子を用い、また、センサの出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共にＡ／Ｄ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、更にセンサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサが設定した作動条件下にあるときは、前記経時零点ドリフト補正手段からＤ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力する構成とした請求項５に記載の圧力式流量制御装置の自動零点補正装置。
【請求項７】
流量制御用のオリフィスと、オリフィスの上流側配管に設けたコントロールバルブと、オリフィスとコントロールバルブの間に設けて上流側圧力Ｐ１  を検出する上流側圧力センサと、オリフィスの下流側配管に設けられて下流側圧力Ｐ２  を検出する下流側圧力センサとから構成され、上流側圧力Ｐ１  と下流側圧力Ｐ２  によりオリフィス通過流量を制御する圧力式流量制御装置において、圧力センサからのセンサ出力電圧を流量演算手段へ出力すると共に、前記センサ出力電圧を圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する構成としたことを特徴とする圧力式流量制御装置の自動零点補正装置。
【請求項８】
圧力センサに半導体感圧素子を用い、また、センサの出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共にＡ／Ｄ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、更にセンサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサが設定した作動条件下にあるときは、前記経時零点ドリフト補正手段からＤ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力する構成とした請求項７５に記載の圧力式流量制御装置の自動零点補正装置。
【請求項９】
圧力センサの経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段で基準とする設定値を、圧力センサにより検出するフルスケール圧力の制御精度以下に相当するセンサ出力電圧とするようにした請求項３又は請求項４に記載の圧力制御装置の自動零点補正装置。
【請求項１０】
圧力センサの経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段で基準とする設定作動条件を、コントロールバルブへの強制開信号の有・無と、強制閉信号との有無と、流量設定信号が零であることの三条件とするようにした請求項３又は請求項４に記載の圧力制御装置の自動零点補正装置。
【請求項１１】
圧力センサの経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段で基準とする設定値を、圧力センサにより検出するフルスケール圧力の制御精度以下に相当するセンサ出力電圧とするようにした請求項５、請求項６、請求項８又は請求項９に記載の圧力式流量制御装置の自動零点補正装置。
【請求項１２】
圧力センサの経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段で基準とする設定作動条件を、コントロールバルブへの強制開信号の有・無と、強制閉信号との有無と、流量設定信号が零であることの三条件とするようにした請求項５、請求項６、請求項８又は請求項９に記載の圧力式流量制御装置の自動零点補正装置。
【請求項１３】
経時零点ドリフト補正手段から零点補正用電圧を増幅器のオフセット端子へ出力するＤ／Ａ変換器を、当該圧力式流量制御装置の流量演算手段に設けた圧力センサの温度ドリフト補正手段と共用する構成とした請求項４に記載の圧力制御装置の自動零点補正装置。
【請求項１４】
経時零点ドリフト補正手段から零点補正用電圧を増幅器のオフセット端子へ出力するＤ／Ａ変換器を、当該圧力式流量制御装置の流量演算手段に設けた圧力センサの温度ドリフト補正手段と共用する構成とした請求項６又は請求項８に記載の圧力式流量制御装置の自動零点補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として半導体製造設備や化学プラント等で使用される圧力センサ及び圧力制御装置並びに圧力式流量制御装置に関するものであり、流体の圧力を計測する圧力センサの出力が経時変化をする場合に、その変化量（ドリフト量）が所定の設定値を越えると自動的に圧力センサ零点補正を行なうことにより、圧力検出値の経時変化による圧力や流量の測定誤差の発生を防止することを可能とした圧力センサ及び圧力制御装置並びに圧力式流量制御装置の自動零点補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造設備や化学品製造設備等に於いては、各種の原料ガスの供給流量や供給圧力等を高精度で制御することが要求され、これ等の要求に対応するために、多様な型式の圧力制御装置や流量制御装置並びにこれに用いる圧力センサが開発されている。
【０００３】
図１３及び図１４は従前の流量制御装置の一例を示すものであり、図１３（ＵＳ特許第５１４６９４１号）に於いては、オリフィスＦの上流側ガス圧Ｐ１  と、オリフィスＦの入口側とスロート部間の差圧δＰを演算手段Ｃへ入力し、当該演算手段Ｃで算出した流量Ｗｇと設定流量Ｗｒとに基づいて、バルブコントローラＶＣを介してコントロール弁Ｖを開閉制御することにより、オリフィス下流側のガス流量を設定流量に制御するようにしており、所謂左圧式流量制御装置として周知のものである。
【０００４】
同様に図１４（特開平８−３３８５４６号）は、従前の圧力式流量制御装置の一例を示すものであり、臨界条件下に於いてオリフィス下流側のガス流量をＱｃ＝ＫＰ１  （但し、Ｐ１  はオリフィス上流側圧力）として演算手段Ｃによって演算し、設定流量Ｑｓと前記演算流量Ｑｃとの差が小さくなる方向にコントロール弁Ｖを開閉制御することにより、オリフィスＦの下流側のガス流量を設定値に制御するようにしており、臨界条件下（Ｐ２  ／Ｐ１  ≦約０．５）で使用する圧力式流量制御装置として公知のものである。
【０００５】
尚、上述の如き流量制御装置等に於いては、何れもオリフィスＦの上流側のガス圧Ｐ１  等を検出する必要があり、これ等の圧力検出には、ストレンゲージ等の半導体感圧素子を用いた圧力センサが多く利用されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５１４６９４１号公報
【特許文献２】特開平８−３３８５４６号公報
【０００７】
ところで、前記流体圧力Ｐ１  を検出する圧力センサは、センサ周囲の環境条件例えばガス温度等により、その出力値が変動することが判っている。即ち、同じ流体圧力内に配置した圧力センサでも、流体温度が変動することにより圧力センサの出力値が変動する。
【０００８】
例えば、前記ストレインゲージ型の圧力センサでは、圧力が電圧に変換され、横軸を圧力にとると縦軸が出力電圧に対応する関係となる。また、出力特性としては、絶対圧力が零のときに出力電圧が零になり、絶対圧力の増加と共に出力電圧が直線的に増加すると云う特性のものが望ましい。
しかし、現実の圧力センサは、前述の通りガス温度が変化すると、同一ガス圧力下でもセンサ出力が変化するうえ、圧力−出力特性が厳密な直接関係に無いと云うことが判っている。
【０００９】
具体的には、圧力センサに加わる圧力が零のときのセンサ出力を零点出力と云い、この零点が、温度変化によって変動することを零点出力の温度ドリフトと呼ぶ。また、加圧時のセンサ出力の温度による変動をスパン出力の温度ドリフトと呼び、正確なセンサ出力を得るためには、零点出力の温度ドリフトとスパン出力の温度ドリフトの両者の調整が必要になる。
【００１０】
例えば、いま仮に圧力センサの零点出力の温度ドリフトが無く、その零点電圧が０（Ｖ）であるとする。そして、この圧力センサに絶対圧力が１．０（×１０２  ｋＰａＡ）即ち１ａｔｍのガス圧がかかったときの圧力センサの出力電圧が２０ｍＶであるとする。この状態でガス温度を変化させた場合、当然にその出力電圧は２０ｍＶから変化する。この変動が前述したスパン出力の温度ドリフトである。実際には、零点出力の温度ドリフトがあるため、任意圧力におけるスパン出力の温度ドリフトには零点電圧の変動分（零点出力ドリフト）が加算されて出現することになる。
【００１１】
このように、上流側圧力Ｐ１  及び又は下流側圧力Ｐ２  を測定しながらオリフィス通過流量を制御する圧力式流量制御装置等では、圧力センサの出力電圧に零点出力の温度ドリフトとスパン出力の温度ドリフトという温度変動特性が含まれるため、その出力電圧を直接圧力に変換すると圧力Ｐ１  、Ｐ２  に誤差が含まれる事になる。
そのため、本願発明者等は、上記温度変動による圧力センサの零点出力の温度ドリフト及び／又はスパン出力の温度ドリフトを制御回路や制御ソフトにより自動補正して、流体圧力や圧力制御、流量制御をより正確に行なえるようにしたシステム技術を開発し、これを特願２００１−３９９９１０号として公開している。
【００１２】
上記特願２００１−３９９９１０号に係る技術は、この種圧力センサの温度ドリフトに起因する圧力や流量等の制御誤差を比較的簡単な構成の装置により略完全に除くことができ、優れた実用的効用を奏するものである。
【００１３】
しかし乍ら、圧力センサ特に半導体感応素子を用いた圧力センサには、上記流体温度による出力電圧の変動だけでなく、経時的な出力電圧の変動のあることが最近判って来た。
特に、上記圧力センサの経時的な出力電圧の変動は、オリフィスＦの二次側を低圧（例えば１０−４〜１０−６Ｔｏｒｒの真空から１００Ｔｏｒｒ位い）にした状態で使用に供される場合に顕著に表われることになり、半導体製造装置のプロセスチャンバへ各種ガスを供給する装置に於いて使用される圧力式流量制御装置に於いては、その影響が無視できなくなって来ている。
【００１４】
一方、上記圧力センサの経時的な出力変動の影響を除去するためには、圧力センサの圧力−出力特性を別途に設けた制御回路や制御ソフトを用いて人為的に所定量だけスライドさせる方策が考えられる。しかし、これ等の経時的な出力変動（以下圧力センサの経時出力ドリフトと呼ぶ）を補正するための装置を別途に設けることは、圧力制御装置や流量制御装置の製造コストの上昇を来すことになり、問題となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする問題点】
本発明は、従前の半導体感応素子を用いた圧力センサやこれを用いた流量・圧力制御装置に於ける上述の如き問題、即ち▲１▼圧力センサの圧力−出力特性が経時変動を起し、これによって流量・圧力等の制御精度が悪化すること、▲２▼前記経時出力ドリフトを補正する手段を別途に設ける場合には、流量・圧力制御装置の製造コストの上昇を招くこと等の問題を解決せんとするものであり、流量・圧力制御装置に具備されている圧力センサの圧力−出力特性の温度ドリフト補正手段を有効に活用することにより、大幅な製造コストの上昇を招くことなしに圧力センサの経時零点ドリフトを簡単且つ正確に補正できるようにした圧力センサ及び圧力制御装置並びに圧力式流量制御装置の自動零点調整装置を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、圧力センサの経時変化による圧力−出力変動を解析するために、圧力センサのみならずこれ等を用いた圧力制御装置や圧力式流量制御装置を用いて、以下に示す如き各種の実験を積み重ねた。
そして、これ等の実験結果から、半導体感応素子を用いた圧力センサに於いては、▲１▼圧力センサの零点が経時変化を起すこと、▲２▼真空封止の条件下では、零点の経時変化が必ずマイナス側へ向けて変動すること（即ち、圧力−出力特性に於ける圧力０に於ける出力値が−側に変動すること）及び▲３▼圧力センサの零点が−側に変動すると、この変動分だけ圧力制御精度の誤差が＋側に変動すること（即ち、圧力０に於ける出力値が零点から−側、例えばフルスケール出力電圧の０．２％に相当する電圧Δｖだけ−側に変動すると、圧力制御精度の誤差はフルスケール出力電圧の０．２％に相当する電圧Δｖだけ上昇することになる。）を知得した。
【００１７】
本願発明は、上記の如き事象の知得をベースにして創作されたものであり、請求項１の発明は、流体圧力を測定する圧力センサに於いて、圧力センサからのセンサ出力電圧を外部へ出力すると共に、前記センサ出力電圧を圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明に於いて、圧力センサに半導体感圧素子を用い、また、センサの出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共にＡ／Ｄ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、更にセンサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサが設定した作動条件下にあるときは、前記経時零点ドリフト補正手段からＤ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００１９】
請求項３の発明は、圧力制御用のコントロールバルブと流体圧力を測定する圧力センサを備えた圧力制御装置に於いて、圧力センサからのセンサ出力電圧を外部へ出力すると共に、前記センサ出力電圧を圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項３の発明に於いて、圧力センサに半導体感圧素子を用い、また、センサの出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共にＡ／Ｄ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、更にセンサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサが設定した作動条件下にあるときは、前記経時零点ドリフト補正手段からＤ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２１】
請求項５の発明は、流量制御用のオリフィスと、オリフィスの上流側配管に設けたコントロールバルブと、オリフィスとコントロールバルブの間に設けて上流側圧力Ｐ１  を検出する上流側圧力センサとから構成され、上流側圧力Ｐ１  によりオリフィス通過流量を制御する圧力式流量制御装置において、前記圧力センサからのセンサ出力電圧を流量演算手段へ出力すると共に、前記センサ出力電圧を圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項５の発明に於いて、圧力センサに半導体感圧素子を用い、また、センサの出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共にＡ／Ｄ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、更にセンサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサが設定した作動条件下にあるときは、前記経時零点ドリフト補正手段からＤ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２３】
請求項７の発明は、流量制御用のオリフィスと、オリフィスの上流側配管に設けたコントロールバルブと、オリフィスとコントロールバルブの間に設けて上流側圧力Ｐ１  を検出する上流側圧力センサと、オリフィスの下流側配管に設けられて下流側圧力Ｐ２  を検出する下流側圧力センサとから構成され、上流側圧力Ｐ１  と下流側圧力Ｐ２  によりオリフィス通過流量を制御する圧力式流量制御装置において、圧力センサからのセンサ出力電圧を流量演算手段へ出力すると共に、前記センサ出力電圧を圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、当該経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段に於いて前記センサ出力電圧が設定値より大きいか否かを判定し、更に前記経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段に於いて圧力センサの作動条件を判定し、前記センサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサの作動条件が予かじめ設定した作動条件下にあるときは、圧力センサの経時零点ドリフトを消去する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２４】請求項８の発明は、請求項７の発明に於いて、圧力センサに半導体感圧素子を用い、また、センサの出力電圧を増幅器を通して外部へ出力すると共にＡ／Ｄ変換器を通して圧力センサの経時零点ドリフト補正手段へ入力し、更にセンサ出力電圧が設定値より大きく且つ圧力センサが設定した作動条件下にあるときは、前記経時零点ドリフト補正手段からＤ／Ａ変換器を通して前記センサ出力電圧と同一電圧で且つ逆極性の零点補正用電圧を前記増幅器のオフセット端子へ入力する構成としたことを発明の基本構成とするものである。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項３又は請求項４の発明に於いて、圧力センサの経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段で基準とする設定値を、圧力センサにより検出するフルスケール圧力ＦＳの制御精度以下に相当するセンサ出力電圧とするようにしたものである。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項３又は請求項４の発明に於いて、圧力センサの経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段で基準とする設定作動条件を、コントロールバルブへの強制開の信号の有・無と、強制閉の信号との有無と、流量の設定信号が零であることの三条件とするようにしたものである。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の発明に於いて、圧力センサの経時零点ドリフト補正手段のセンサ出力判定手段で基準とする設定値を、圧力センサにより検出するフルスケール圧力の制御精度以下に相当するセンサ出力電圧とするようにしたものである。
【００２８】
請求項１２の発明は、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８の発明に於いて、圧力センサの経時零点ドリフト補正手段の作動条件判定手段で基準とする設定作動条件を、コントロールバルブへの強制開信号の有・無と、強制閉信号との有無と、流量設定信号が零であることの三条件とするようにしたものである。
【００２９】
請求項１３の発明は、請求項４の発明に於いて、経時零点ドリフト補正手段から零点補正用電圧を増幅器のオフセット端子へ出力するＤ／Ａ変換器を、当該圧力式流量制御装置の流量演算手段に設けた圧力センサの温度ドリフト補正手段と共用するようにしたものである。
【００３０】
請求項１４の発明は、請求項６又は請求項８の発明に於いて、経時零点ドリフト補正手段から零点補正用電圧を増幅器のオフセット端子へ出力するＤ／Ａ変換器を、当該圧力式流量制御装置の流量演算手段に設けた圧力センサの温度ドリフト補正手段と共用する構成としたものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
先ず、本願発明者等は、図１に示す如き構造の圧力センサＡを管路Ｂへ図２の如き形態で取り付けし、管路Ｂ内を真空ポンプ（図示省略）により所定の真空度の真空状態に保持することにより、圧力センサＡの圧力ー出力特性の経時変化を調査測定した。
図１及び図２に於いて、２１はセンサベース、２２はセンサーチップ（半導体型感圧素子）２３はダイヤフラム、２４はダイヤフラムベース、２５はシリコンオイル、２６は封止体、２７はリードピン、２８は取付ボデイ、２９は押えナット、３０はベアリング、３１はシールリング、Ｐ１  はガス圧である。
【００３２】
尚、図２では、押えナット２９を用いて圧力センサＡを取付ボディ２８へ固定しているが、圧力センサＡの取付け固定機構は如何なるものであってもよく、例えば取付固定用のフランジ（図示省略）を用いて圧力センサＡを取付ボディ２８へ固定するようにしてもよい。
また、図１及び図２には示していないが、所謂ストレインゲージをダイヤフラム２３の内面側に固着し、シリコンオイル２５を使用しない構造の圧力センサＡも、図１の構造の圧力センサーＡに替えて使用した。
【００３３】
配管路Ｂ内を減圧することにより、ダイヤフラム２３に加わるガス圧Ｐ１  が変わり、それによってセンサチップ２３（又はストレインゲージ）に加わる圧力が変動する。その結果、センサチップ２３からの出力電圧が変化して、ガス圧力Ｐ１  の変動が検出される。
尚、圧力センサＡそのものは公知（特開平１０−８２７０７号等）であるため、ここではその説明を省略する。
【００３４】
図３は、圧力センサＡを図２の如き状態に取付け、大気圧下で２４時間放置したあと、真空引き（真空度１０−５〜１０−６Ｔｏｒｒ）した状態に保持した場合の圧力センサＡの零点の変動状態を示す線図である。
図３からも明らかなように、真空引き直後から約１時間で、零点は０．２〜０．３％ＦＳ（フルスケールＦＳを１００Ｔｏｒｒとした場合、０．２〜０．３Ｔｏｒｒ変動する）だけマイナス方向へ変動し、その後約５時間程度で更に０．１％ＦＳ程度マイナス方向へ変動したあと、安定せず、変動量としては少ないがマイナス方向へ変動している。
尚、図３の縦軸の圧力センサ（ＰＴ）の出力はｍＶで表示されており、２ｍＶが０．１％ＦＳに相当する。（即ち、０〜１００Ｔｏｒｒが出力電圧０〜２Ｖに相当している）。
【００３５】
図４は、圧力センサの真空引き前に経験する圧力・時間の零点の安定時間への影響を示すものである。即ち、真空保持試験である程度零点が安定した状態の供試品に数種類の圧力を経験させ、その後真空に保持して零点の安定時間を連続モニタリングし、真空引きの事前に経験した圧力の零点安定時間への影響を調査したものである。
【００３６】
図４からも明らかなように、経験した圧力が高いと零点の初期値が高く、真空引き後のマイナス側への変動の割合が大きくなって行く。しかし２０〜３０時間経過後は事前に経験した圧力に関係なくほぼ同じ値に落ち着き、その後は図３の真空放置による零点安定時間測定試験の結果と同様に、一定の割合で減少を続けると考えられる。尚、図中の吹き出しに示す時間は、連続モニタリングの初期からの経過時間である。
【００３７】
図５及び図６は、圧力範囲を０Ｔｏｒｒ（１５秒間保持・真空度約１０−６Ｔｏｒｒ）ー６０Ｔｏｒｒ（３０秒間保持）で規則的に連続して１日当り５時間に亘って切換えし（図５）及び０（１５秒間保持・真空度約１０−６Ｔｏｒｒ）−０．１−１ＭＰａＧ（３０秒間保持）で規則的に連続して１日当り５時間に亘って切換えし（図６）、夫々５時間経過した後に零点の変動を測定した結果を示すものであり、約１週間の間隔で４週に亘って零点の変動を測定したものである。
【００３８】
図５からも明らかなように、１〜２週間の間で０．２％ＦＳの零点変動を生じるものが出て来ることが判る。
また、図６の試験結果からは、零点変動はマイナス方向に０．１％ＦＳ以下に納まることが判明した。
【００３９】
図７は、圧力センサＡを０．１ＭＰＧの加圧状態に連続して保持した場合の零点出力の経時変動を示すものであり、零点変動はプラス側に０．１％ＦＳ以下の変動量で生ずることが判る。
【００４０】
上記図３乃至図７に示した試験結果から、半導体反応素子（トランジューサ）を用いた圧力センサＡに於いては、その零点出力の経時変化について下記の如き事象の存在することが判明した。
【００４１】
１  真空保持、真空⇔６０Ｔｏｒｒのサイクル試験では、零点はマイナス方向へ変動し続ける。
２  真空保持では初期の数時間が特に変動が大きい。
３  時間の経過と共に変動の場合は減少するが、大気圧に戻す又は０．１ＭＰａＧの加圧状態におかれた後真空引きすると、初期に比較的大きい変動が起こる。
４  真空⇔６０Ｔｏｒｒのサイクル試験ではバラツキがあり、真空保持試験より変動量の大きいものが出てくる。１週間経過後には０．２％ＦＳを外れるものがある。
５  ０．１ＭＰａ保持試験の結果より、この程度の加圧保持では零点は変動していないと考えられる。また、大気圧での保管状態でも、大きな変動はないと考えられる。
【００４２】
上記の如き圧力センサＡの零点出力の経時変化をベースにして本願発明者等は圧力センサＡのみならず、圧力センサＡを使用する圧力制御装置や圧力式流量制御装置の零点出力の経年変化を自動補正する方策を創案した。
【００４３】
以下に、本発明に係る圧力式流量制御装置の零点出力の経年変化を補正する自動零点調整装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４４】
図８は、本発明に係る臨界条件を利用した圧力式流量制御装置の構成図である。この圧力式流量制御装置１は、供給される流体が臨界条件にある場合、即ちオリフィス２から流出する流体の流体速度が音速である場合を前提としているため、流量はＱ＝ＫＰ１  で表され、圧力測定は上流側圧力センサ３だけで行われる。
また、圧力式流量制御装置１には、オリフィス２ａを形成したオリフィス２、上流側配管４、下流側は配管５、上流側圧力センサ３、温度センサ６、制御回路７、バルブ駆動部８及びコントロールバルブ９が配置されている。
【００４５】
制御回路７は電子回路とマイクロコンピュータと内蔵プログラムを中心に構成されており、図示しない増幅回路やＡ／Ｄ変換器などの電子回路系と、実験流量式による流量Ｑｃを演算する流量演算手段７ａと、流すべき設定流量Ｑｓを指令する流量設定手段７ｂと、演算流量Ｑｃと設定流量Ｑｓの流量差△Ｑ（＝Ｑｓ−Ｑｃ又はＱｃ−Ｑｓ）を計算する比較手段７ｃから構成されている。
【００４６】
尚、図８に於いて、１０はガス供給源、１１は圧力レギュレータ、１２・１３はバルブ、１４はプロセスチャンバ、１５は真空ポンプである。
【００４７】
真空ポンプ１５による排気で、オリフィス２の下流側圧力Ｐ２  は上流側圧力Ｐ１  よりもかなり小さく設定され、Ｐ２  ／Ｐ１  ＜約０．５の臨界条件は常に自動的に保持されている。その結果、オリフィス孔２ａから流出するガス速度は音速となっており、オリフィス２の通過流量ＱはＱ＝ＫＰ１  により表される。
【００４８】
上流側圧力Ｐ１  は、圧力センサ３により計測される。正確な圧力測定をするため、圧力センサ３のセンサ部分はガス流に接触して配置され、しかもガス流を攪乱しないように、そのセンサ部分は極めて小さく設計されている。従って、センサ部分はガス温度Ｔに等しくなっている。
また、ガス温度Ｔは温度センサ６により計測されており、温度センサ６はガス流を攪乱しないようにオリフィス２の近傍温度を測定しており、ガスとオリフィスが熱平衡にあれば両者の温度は等しくなるから、オリフィス温度をガス温度として測定する。
【００４９】
上流側圧力Ｐ１  とガス温度Ｔは電圧として得られ、図示しない増幅回路やＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号になる。これらのデジタル信号は流量演算手段７ａに入力され、ガス温度Ｔとガス物性から比例係数Ｋが算出され、また上流側圧力Ｐ１  を利用して演算流量ＱｃがＱｃ＝ＫＰ１  により算出される。
流量設定手段７ｂからは目的となる設定流量Ｑｓが入力されており、比較手段７ｃにより流量差△Ｑが△Ｑ＝Ｑｓ−Ｑｃとして演算される。
また、演算された流量差△Ｑは、バルブ駆動部８へ出力され、△Ｑをゼロにする方向にコントロールバルブ９の開度を調整する。この開度調整により、ガスのオリフィス上流側圧力Ｐ１  が可変調整され、Ｑｃ＝ＫＰ１  によって得られる演算流量Ｑｃが設定流量に等しくなるように制御される。
【００５０】
前述したように、圧力センサ３のセンサ部分はガス温度Ｔに等しくなっており、ガス温度Ｔが変動すると、それに連れてセンサ部分の温度も変化する。また、圧力センサ３は温度依存性を有し、圧力センサ３の出力電圧が温度変動に従って変動する。そのため、本発明に係る圧力式流量制御装置には、図９のような圧力センサ３の温度による出力電圧の変動（ドリフト）を補正する装置が設けられている。
【００５１】
図９は、圧力式流量制御装置に於ける上記温度による出力電圧の変動（ドリフト）を補正する手段の中の零点出力（即ち、圧力が零の状態下に於ける出力電圧）の調整に用いるゼロ点出力の温度ドリフト補正装置の簡易ブロック回路図である。
図９を参照して、圧力センサ３の出力電圧Ｖは、固定増幅回路１０及び可変増幅回路１８によって圧力電圧Ｖにまで増幅される。圧力電圧ＶはＡ／Ｄ変換器１９を介してＣＰＵ２０へ入力される。また、固定増幅回路１６の出力は他の可変増幅回路１７へ出力され、この可変増幅回路１７の出力も圧力電圧Ｖを与え、上流側圧力Ｐ１  として表示板に表示される。
【００５２】
前記圧力センサ３は、例えば絶対圧Ｐ１  ＝７気圧、（即ち７×１０２  ｋＰａＡ）を感受したときに１００ｍＶを出力すると仮定すると、この圧力センサ３によりＰ１  ＝０〜３（×１０２  ｋＰａＡ）の範囲で上流側圧力Ｐ１  を制御すると、圧力センサ３の出力電圧Ｖは、Ｖ＝０〜４２．８６ｍＶの範囲の出力電圧となる。
また、この出力電圧Ｖの最大電圧４２．８６ｍＶをフルスケールの５Ｖに増幅するとすれば、増幅率は１１７倍となる。本実施形態では、１１７倍の増幅率は、前記固定増幅器１６で１００倍、可変増幅器１７・１８で１．１７倍にすることにより実現されている。
【００５３】
ところで、圧力センサ３の出力電圧は、温度変動によりドリフトするが、いま圧力零のときにおける出力変動（ドリフト）を零点温度出力ドリフトと呼び、任意の圧力を受けているときの出力変動（ドリフト）を出力温度ドリフトと呼ぶことにする。
前記零点出力温度ドリフトは、固定増幅器１６のオフセット端子１６ａを調整することによって補正されており、具体的には、零点出力ドリフトの補正はオフセット用Ｄ／Ａ変換器４０によって実現されている。即ち、圧力が零のときに出力電圧Ｖがある値＋ｖ０  を示したとすると、この零点出力ドリフト電圧ｖ０  を零にするように、オフセット端子１６ａに−ｖ０  を入力する。この結果、圧力が零のときに、圧力センサ３から出力電圧ｖ０  が固定増幅器１６へ入力されても、実効入力電圧はｖ０  ＋（−ｖ０  ）＝０となり、零点出力の変動ドリフトが補正されたことになる。
【００５４】
前記オフセット用Ｄ／Ａ変換器４０は粗調整用のＤ／Ａ変換器４０ａとバッファ４０ｃ、微調整用のＤ／Ａ変換器４０ｂとバッファ４０ｄ及び合成用のバッファ４０ｅから構成される。このように、粗調整用回路と微調整用回路により、零点出力ドリフト電圧ｖ０  を反転した零点補正電圧−ｖ０  をオフセット端子１６ａに印加して、零点出力ドリフトを消去するように補正している。
【００５５】
図１０は零点出力電圧の変動ドリフトの補正とフルスケールＦＳの設定との関係の説明図であり、横軸は上流側圧力Ｐ１  を、また縦軸は圧力センサ３の出力電圧ｖと可変増幅器１８の圧力電圧Ｖを示している。圧力範囲はＰ１  ＝０〜Ｐ１ｍで、最大圧力はＰ１ｍ＝３．０（×１０２  ｋＰａＡ）とする。いま、ガス温度ＴがＴ０  のとき、零点出力ドリフトがｖ０  ＝−２．０ｍＶ、最大圧力Ｐ１ｍにおけるセンサの最大出力電圧はｖ１  ＝４０．８ｍＶであるとする。
【００５６】
而して、図１０のｖ０  とｖ１  とを結んだ点線ａ′が圧力センサ３の温度特性を示すことになり、ここで、オフセット端子１６ａに−ｖ０  を印加すると、ｖ０  ＋（−ｖ０  ）＝０によりｖ０  は０ｍＶとなり、ｖ０  から零に補正されることになる（矢印ａ）。その結果、最大圧力Ｐ１ｍにおけるセンサ出力電圧もｖ０  ＋（−ｖ０  ）＝４０．８＋２．０＝４２．８ｍＶになる。従って、圧力センサ３の出力は零点ドリフト補正により０〜４２．８ｍＶへと補正される。この補正された後の温度特性は破線ａ″により表されている。
【００５７】
次に、この圧力センサ３のフルスケール設定を行なう。零点調整後の圧力センサの出力が０〜ｖ１  ＋（−ｖ０  ）、即ち０〜４２．８ｍＶであるとき、これをフルスケール５Ｖに設定する。即ち、４２．８ｍＶを５Ｖに増幅するため、可変増幅器４４、４６の増幅率を１．１７とし、その結果、２段増幅率はＭ＝１００×１．１７＝１１７に設定される。この補正は矢印６で示されている。
【００５８】
従って、最大電圧Ｖｍ  はＶｍ  ＝（ｖ１  −ｖ０  ）で与えられ、任意圧力Ｐ１  での圧力センサ３の出力電圧ｖは、Ｖ＝Ｍ（ｖ−ｖ０  ）へと増幅される。この増幅出力Ｖは実線Ｃによって表され、臨界条件ではこの実線ＣはＶ＝ａ（Ｔ０  ）Ｐ１  を表す。比例定数ａ（Ｔ０  ）はガス温度ＴがＴ０  における比例定数を与える。
【００５９】
上記図９及び図１０の説明に於いては、零点出力ドリフトｖ０  ＝−２．０ｍＶが流体（ガス）の温度変化によって生ずるものとしている。そのため直線ａ′を圧力センサ出力ｖの温度特性とし、また直線Ｃを増幅器出力Ｖの温度特性と理解している。
【００６０】
一方、本願発明に於いては、圧力センサ出力ｖの経時変化の零点補正を問題にするものであるから、前記図９及び図１０の零点出力ドリフトｖ０  （即ち、圧力零に於ける圧力センサ出力ｖ０  ）を経時変化により生ずる零点出力ドリフトと規定すれば、先きに図９及び図１０に於いて説明した補正手段やこれとフルスケール（ＦＳ）の設定との関係が、そのまま経時変化により生ずる零点出力ドリフトの補正にて適用できることになる。
即ち、前記図１０に於ける直線ａ′を圧力センサ出力ｖの経時変化特性とし、また直線ｃを増幅器出力Ｖの経時変化特性として把握すれば良いことになる。
【００６１】
尚、前記図３乃至図６で示した圧力センサ３の出力ｖの経時出力変化特性の測定方法については、ここでは詳細に説明することは省略するが、圧力センサ３を図２の如き形態に組付けした管路Ｂ内の圧力を真空ポンプ（図示省略）で零圧力（真空１０−５〜１０−６Ｔｏｒｒ）、即ちＰ１  ≒０（×１０−２ｋＰａＡ）とし、時間経過と圧力センサ３の零点出力の変動量ｖ０  （ドリフト電圧ｖ０  ）を測定したり、或いは、管路Ｂ内の圧力を任意の設定値に保持した状態下で時間経過と圧力センサ３の零点出力の変動量ｖ０  を測定したものである。
【００６２】
前記図３は、真空下に保持した場合の圧力センサ３の経時による零点出力ドリフトの一例を示す、経時出力特性図であり、横軸は時間（Ｈｒ）であり、縦軸は零点出力ドリフト電圧ｖ０  であり、センサ出力電圧２ｍＶが、フルスケールを１００ＴｏｒｒとしたときのフルスケールＦＳの０．１％に相当するものである。ＰＴ出力０ｍＶのラインはドリフトが無い理想的な場合を示し、曲線は実際に測定されたゼロ点出力ドリフトを与える。このドリフトは圧力センサのサンプルによっても異なるが、前述の通り約１時間後で０．２〜０．３％ＦＳ（ｖ０  ＝４〜６ｍＶ）、約６時間後で０．４％ＦＳ（ｖ０  ＝８ｍＶ）程度となる。そして、このゼロ点出力ドリフト電圧ｖ０  が、前述した図９の固定増幅回路１６のオフセット端子１６ａに印加されることになる。
【００６３】
本発明に於いては、圧力センサ３の経時による零点出力ドリフトｖ０  が−０．１３％ＦＳ（即ち、零点出力ドリフトｖ０  が−２．６ｍＶ）より大きくなると、零点出力ドリフトｖ０  を図９の固定増幅回路１６のオフセット端子１６ａへ印加し、圧力センサ３の零点調整を自動的に行なうようにしている。
尚、前記−０．１３％ＦＳを経時変化の零点ドリフトの調整基準点としたのは、図３乃至図６等に示した基礎試験の結果より、真空保持下に於いては零点ドリフトｖ０  がマイナス方向のみにしか発生しないこと、及び−０．３％ＦＳ（ｖ０  ＝−２．６ｍＶ）程度の零点ドリフトまでであれば、圧力センサ３の実用上の許容誤差の範囲内に納まること等が、その理由である。
【００６４】
具体的には。先ず圧力センサ３の出力電圧ｖがマイナス側になっているか否かを判断する。
尚、圧力制御装置の使用中は、圧力センサ３には必ずガス圧がかかっており、圧力センサ３の出力電圧ｖがマイナス側になることはない。従って、圧力センサ３の出力電圧ｖがマイナス側にあることを判別すれば、圧力制御装置は使用休止中であり、ガスの流通の無いことが判る。
【００６５】
また、真空保持下に於いては、圧力センサ３の経時変化による零点出力電圧ドリフトｖ０  は必ず−側に出ることが判っているので、圧力センサ３の出力ドリフトｖが−側にあれば、圧力センサ３は真空又はこれに近い真空度（１０−２〜１０−６Ｔｏｒｒ程度）に保持されていることが判る。
【００６６】
従って、圧力センサ３の出力電圧ドリフトｖが−側にあることさえ判別すれば、圧力式流量制御装置は不使用の状態下にあり、且つ管路内圧力は真空に近い状態に保持されていることになるため、何時でも経時による零点ドリフトの調整を行なえることになる。
【００６７】
次に、圧力センサ３の出力電圧ドリフトｖが前記設定値（ｖ＝−０．１３％ＦＳ）を越えているか否かを判別する。そして、もしも圧力センサの出力ドリフトｖが設定値を越えている場合には、圧力センサ３の経時変化による零点ドリフトの調整が必要であると自己診断し、自動的に零点ドリフトｖ０  の調整を行なう。
【００６８】
図１１は、圧力制御装置の制御回路の詳細なブロック構成図である。圧力センサ３、固定増幅器１６、可変増幅器１７・１８、Ａ／Ｄ変換器１９、オフセット用Ｄ／Ａ変換器４０等は図９の場合と同一であるから、その説明を省略する。
【００６９】
尚、圧力式流量制御装置の制御回路も図１１の場合と略同じであり、流量演算手段の中の流量直線性補正部７ａ′の出力側にガス温度補正部（図示省略）が設けられ、このガス温度補正部へ温度センサ４からの温度検出信号が入力される点のみが、図１１と異なるだけである。
また、図１１に於いて、４１はＤ／Ａ変換器、４２、４３、４４はＡ／Ｄ変換器、７は制御回路、７ｃは比較回路、２０はＣＰＵ、７ａ′は流量演算手段の中の流量直線性補正部、４８は圧力センサの温度ドリフト補正手段、４９は圧力センサの経時零点ドリフト補正手段、５０はピエゾ昇圧回路であり、当該ピエゾ昇圧回路５０からの出力によりコントロールバルブ（図示省略）が開閉制御される。
【００７０】
圧力センサ出力の零点経時ドリフト補正手段４９は、Ａ／Ｄ変換器４４からの入力値ｖが設定値（−０．１３％ＦＳ＝−２．６ｍＶ）を越えているか否かを判定する手段（センサ出力判定手段４９ａ）と、コントロールバルブ９へ強制閉の入力が設定されているか、又は圧力設定信号Ｖが０．６％ＦＳ以下であるかの何れかを判定する作動条件判定手段４９ｂとを具備しており、作動条件判定手段４９ｂにより、▲１▼コントロールバルブ９へ強制開又は▲２▼強制閉の入力が設定されているか、▲３▼圧力設定信号Ｖが０．６％ＦＳ（Ｖ＝６０ｍＶ・センサ出力電圧ｖ＝１２ｍＶ）以下であるか、の何れかが確認され、且つセンサ出力判定手段４９ａにより圧力センサ３の出力ｖが−０．１３％ＦＳ以上であることが確認されたときには、自動的にＤＡ変換器から＋０．１３％ＦＳに相当する零点調整用電圧（ｖ０  ＝２．６ｍＶ）が固定増幅回路１６のオフセット端子１６ａへ入力され、これによって圧力センサの経時零点ドリフト（−０．１３％ＦＳ）に相当するドリフト出力（−２．６ｍＶ）が相殺されることにより、自動零点調整が行なわれる。
【００７１】
図１２は、本発明に係る圧力センサ経時零点ドリフト補正手段４９の作動フロー図である。ステップｍ１  で、圧力センサ３からの出力電圧ｖが入力され、且つステップｍ２  でコントロールバルブ９への強制開の入力信号Ｖｃ又は強制閉の入力信号Ｖｏが入力される。そして、ステップｍ３  で前記ｖが−０．１３％ＦＳ（ｖ＝−２．６ｍＶ）を越えるか否かが判定され、また、ステップｍ４  でＶｃ又はＶｏの存否及び圧力設定信号Ｖが０．６％ＦＳ以下であるか否かが判断される。
最後にステップｍ５  でＶが−１２ｍＶを越え且つＶｃ＞０又はＶｏ＞０若しくはＶ＜０．６％ＦＳの何れかの条件が満足されているとき（ステップｍ５  ）には、ステップｍ６  で＋ｖ（＝２．６ｍＶ）の電圧出力が固定増幅回路１６のオフセット端子１６ａへ出力される。
【００７２】
尚、前記図１乃至図１１に示した本発明の実施形態に於いては、臨界条件下で使用する圧力式流量制御装置に基づいて本発明を説明したが、本発明は非臨界条件下で使用する圧力制御装置や単独で使用に供する圧力センサにも適用できることは勿論である。
【００７３】
【発明の効果】
本願請求項１の発明に於いては、経時零点ドリフト補正手段により判断をした結果に基づいて、経年変化により生ずる零点ドリフトを消去する構成としているため、圧力センサの圧力検出精度が大幅に向上する。
【００７４】
本願請求項２の発明に於いては、経時零点ドリフト補正手段により判断をした結果に基づいて、圧力センサの経年変化により生じたドリフト電圧と同一で且つ逆極性の電圧を圧力センサの出力を増幅する増幅器のオフセット端子へ入力することにより、前記経年変化によって生ずる零点ドリフトを消去する構成としている。その結果、圧力センサの圧力検出精度が大幅に向上する。
【００７５】
請求項３乃至請求項８の発明に於いても、圧力制御や流量制御の基礎を為す圧力センサの圧力検出精度が向上するため、圧力や流量の制御精度が大幅に向上する。
【００７６】
また、請求項９及び請求項１１の発明に於いては、圧力センサで検出するフルスケール圧力ＦＳの制御精度以下、例えばフルスケール圧力ＦＳの０．１３％に相当するセンサ出力電圧を基準にして自動零点補正を行なうようにしているため、常に流量測定値を所定の精度範囲内に保持することが出来る。
【００７７】
更に、請求項１０及び請求項１２の発明に於いては、オリフィス上流側の圧力センサが設置されている環境条件が、真空に近い状態にある場合に自動的に経年零点ドリフトの補正が行なわれるため、より高精度でもって零点ドリフトの消去を行なうことが可能となる。
【００７８】
請求項１３及び請求項１４の発明に於いては、増幅器のオフセット端子へドリフト補正用電圧を供給するＤ／Ａ変換器を、圧力センサの温度ドリフト補正手段と共用するようにしているため、圧力制御装置や圧力式流量制御装置の圧力センサの温度ドリフトや経年ドリフトの補正手段の構成を簡素化することが出来る。
本発明は上述の通り、優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用した半導体素子型圧力センサ（圧力トランジューサ）の構造図である。
【図２】本発明で使用した圧力センサの取付状況を示す断面図である。
【図３】本発明で使用した圧力センサの真空保持下に於ける零点出力の経時変化を示す曲線である。
【図４】本発明で使用した圧力センサの真空保持下に於ける零点出力の経時変化の「真空引き前の使用歴による差異」を示す線図である。
【図５】本発明で使用した圧力センサの圧力を０（Ｔｏｒｒ・真空）〜６０Ｔｏｒｒのサイクルで変化させた場合の零点出力の経時変化を示す線図である。
【図６】圧力センサの圧力を０（Ｔｏｒｒ・真空）〜０．１ＭＰａＧのサイクルで変化させた場合の零点出力の経時変化を示す線図である。
【図７】圧力センサの圧力を０．１ＭＰａＧに保持した場合の零点出力の経時変化を示す線図である。
【図８】本発明の実施態様に於いて使用した圧力式流量制御装置の構成図である。
【図９】本発明の実施態様に於いて使用した圧力式流量制御装置の温度による圧力センサの出力変動を補正する手段の中の零点出力補正部分のブロック構成図である。
【図１０】圧力センサの零点出力電圧の補正とフルスケール（ＦＳ）との関係を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る圧力式流量制御装置の制御回路のブロック構成図である。
【図１２】本発明に係る圧力センサ経時零点ドリフト補正手段の作動フロー図である。
【図１３】従前の圧力式流量制御装置の一例を示すものである。
【図１４】従前の圧力式流量制御装置の一例を示すものである。
【符号の説明】
Ｐ１  はオリフィス上流側ガス圧、Ａは圧力センサ、Ｂは管路、１は圧力式流量制御装置、２はオリフィス、２ａはオリフィス孔、３は上流側圧力センサ、４は上流側配管、５は下流側配管、６は温度センサ、７は制御回路、７ａは流量演算手段、７ｂは流量設定手段、７ｃは比較手段、８はバルブ駆動部、９はコントロールバルブ、１０はガス供給源、１１は圧力レギュレータ、１２・１３はバルブ、１４はプロセスチャンバ、１５は真空ポンプ、１６は固定増幅回路、１６ａはオフセット端子、１７・１８は可変増幅回路、１９はＡ／Ｄ変換器、２０はＣＰＵ、２１はセンサベース、２２はセンサチップ、２３はダイヤフラム、２４はダイヤフラムベース、２５はシリコンオイル、２６は封止体、２７はリードピン、２８は取付けボデイ、２９は押えナット、３０はベアリング、３１はシールリング、４０はオフセット用Ｄ／Ａ変換器、４０ａ・４０ｂはＤ／Ａ変換器、４０ｃ・４０ｄはバッフア、４０ｅは合成用バッフア、４１はＤ／Ａ変換器、４２・４３・４４はＡ／Ｄ変換器、７ａ′は流量演算手段の中の流量直線性補正部、４８は圧力センサの温度ドリフト補正部手段、４９は圧力センサの径時零点ドリフト補正手段、４９ａはセンサ出力判定手段、４９ｂは作動条件判定手段、５０はピエゾ昇圧回路。
【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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