(57)【要約】【課題】圧力センサおよびそれが組み込まれたロケットエンジン【解決手段】本発明は、測定される圧力を受けるように設計された圧力検出素子（２１）と、電気的接続のために圧力検出素子（２１）に接続されたプリント配線回路（２２）とを備えた圧力センサ（２）に関するものである。本発明は、第１の端部（２９０）が直接または間接的にプリント配線回路（２２）に接続され、かつ、第２の端部（２９１）が圧力検出素子（２１）の対応接点（２１３）に単に支持されている少なくとも１つの導電性可撓ブレード（２９）によって、電気的接続が行われている。適切な電気的接続を保証するために、対応電気接点（２１３ａ）に触れるその導電性可撓ブレード（２９）あるいはそれぞれの導電性可撓ブレード（２９）の第２の端部の支持表面（２９４）は平滑である。
2004518953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定される圧力を受けるとともにその圧力を検出するように配置された圧力検出素子（２１）と、この圧力検出素子（２１）に電気的接続部によって接続されたプリント配線回路（２２）とを具備し、前記電気的接続部は、プリント配線回路（２２）に接続された第１の端部（２９０）と、圧力検出素子（２１）の対応電気接点（２１３ａ）に単に当接している第２の端部（２９１）とを有している少なくとも１つの導電性可撓舌片（２９）を備えていることと、前記対応電気接点（２１３ａ）に当接している前記第２の端部（２９１）の当接面（２９４）が磨かれていることとを特徴とする圧力センサ（２）。
【請求項２】
前記電気接点（２１３ａ、２１３ｂ）の少なくとも１つは、測定される圧力に対する感度が比較的悪い箇所で圧力検出素子（２１）の上に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記圧力検出素子（２１）は、測定される圧力を第１の面で受けるとともに前記圧力の影響下で撓むように配置された膜体（２１１）と、前記圧力の影響下で前記膜体とともに撓むように前記第１の面とは反対側の膜体（２１１）の第２の面に設置され、かつ、その、あるいはそれぞれの電気接点（２１３ａ、２１３ｂ）に接続された少なくとも１つのひずみゲージ（Ｒ１ないしＲ４）とを備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
圧力検出素子（２１）が、膜体（２１１）を構成する薄い中央部分と堅い周縁部（２１６）とを有している支持体（２１０）からなることと、その、あるいはそれぞれの電気接点（２１３ａ、２１３ｂ）が、測定される圧力に対する感度が比較的悪い、膜体（２１１）から充分離れた箇所で、堅い周縁部（２１６）に配置されていることとを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記導電性可撓舌片（２９）の少なくとも１つの第１の端部（２９０）は、プリント配線回路（２２）に接続された第２の端部を有している対応導電性ピン（２５０）の第１の端部に係合していることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項６】
圧力センサが、圧力検出素子（２１）が内部に配置された真空第１のチャンバ（２６）と、プリント配線回路（２２）を収容している第２のチャンバ（２７）とを具備していることと、これらの第１のおよび第２のチャンバの間における気密封止板（２５）と、この気密封止板（２５）を貫通し、かつ、第１の端部でその、あるいは一つの導電性可撓舌片（２９）に接続され、第２の端部でプリント配線回路（２２）に接続されている少なくとも１つの導電性要素（２５０）とをさらに具備することとを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記導電性要素（２５０）の少なくとも１つは、導電性ピンの形態であることと、前記導電性可撓舌片（２９）の第１の端部（２９０）は、導電性要素（２５０）の第１の端部に係合していることとを特徴とする、請求項６に記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記圧力検出素子（３１）およびプリント配線回路（３２）は、この圧力センサの内の共用チャンバ（３６）の中に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記導電性可撓舌片（３９）の少なくとも１つの第１の端部は、プリント配線回路（３２）に直接固定されていることを特徴とする、請求項５に従属するときを除く請求項８に記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記共用チャンバ（３６）は、排気されていることを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記プリント配線回路（３２）の電装品は、圧力検出素子（３１）に対向している面に設置されていることを特徴とする、請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
圧力センサが、接続される電気機器をこの圧力センサに接続することのできる電気コネクタ（２３）を有していることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項１３】
前記電気コネクタ（２３）は、対応接続スリーブ（２２０）に係合することによってプリント配線回路（２２）に接続された一方端部を有している少なくとも１つの導電性ピン（２３１）を有していることを特徴とする、請求項１２に記載の圧力センサ。
【請求項１４】
圧力センサが、圧力検出素子（２１）およびプリント配線回路（２２）の固定されている本体（２０、２４、２３０）を備え、この本体が、圧力の測定される流体をこの圧力センサの中へ入り込ませることのできる開口（２０ａ）を有していることを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項１５】
前記開口（２０ａ）は、前記流体を圧力検出素子（２１）の堅い周縁部（２１６）の表面へほとんどすべて導くように配置された管路（２０１）を有しており、前記本体の表面と圧力検出素子（２１）との間に、前記流体がその後に膜体（２１１）に触れることができるように、空間（２１８）が設けられていることを特徴とする、少なくとも請求項４に従属するときの請求項１４に記載の圧力センサ。
【請求項１６】
前記本体（２０、２４、２３０）は、堅い周縁部（２１６）および膜体（２１１）によって規定された圧力検出素子（２１）のくぼみ（２１５）の中へ入り込む突起（２０２）を有しており、また、前記管路（２０１）は、前記流体を受け入れるための開放端部（２００）と閉鎖端部とを有している第１の孔（２０３）と、この閉鎖端部であるいはその閉鎖端部の近傍で第１の孔（２０３）に連通し、かつ、第１の孔（２０３）に対してある角度をなしている第２の孔（２０４）とを有しており、この第２の孔（２０４）が、前記突起（２０２）における少なくとも一部に形成され、かつ、圧力検出素子（２１）の堅い周縁部（２１６）の前記表面（２１７）に事実上面している空間（２１８）の中へ開放していることを特徴とする、請求項１５に記載の圧力センサ。
【請求項１７】
前記圧力検出素子（２１）は、ホイートストンブリッジに取り付けられた４つのひずみゲージ（Ｒ１ないしＲ４）を備え、前記電気的接続部は、電力供給信号をプリント配線回路（２２）から同ひずみゲージ（Ｒ１ないしＲ４）へ伝えるように機能する二つの導電性可撓舌片（２９）と、電気出力信号を同ひずみゲージ（Ｒ１ないしＲ４）からプリント配線回路（２２）へ伝えるように機能する他の二つの導電性可撓舌片（２９）とを備えていることを特徴とする、請求項３に記載の、あるいは少なくとも請求項３に従属するときの、請求項４ないし１６のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項１８】
前記導電性可撓舌片（２９）の少なくとも１つは、ベリリウム銅から作られていることを特徴とする、請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項１９】
前記圧力検出素子（２１）の膜体（２１１）は、ベリリウム銅から作られていることを特徴とする、請求項３に記載の、あるいは少なくとも請求項３に従属するときの、請求項４ないし１８のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項２０】
前記圧力検出素子（２１）の支持体（２１０）は、ベリリウム銅から作られていることを特徴とする、請求項４に記載の、あるいは少なくとも請求項４に従属するときの、請求項５ないし１８のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項２１】
前記圧力検出素子（２１）は、支持体（２１０）の上に絶縁性基板（２１４）を備え、この絶縁性基板（２１４）が、ひずみゲージ（Ｒ１ないしＲ４）および電気接点（２１３ａ、２１３ｂ）を支持していることを特徴とする、請求項２０に記載の圧力センサ。
【請求項２２】
前記流体に触れるための本体（２０、２４）の少なくとも一部は、ベリリウム銅から作られていることを特徴とする、請求項１４に記載の、あるいは少なくとも請求項１４によるときの、請求項１５ないし２１のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項２３】
前記本体は、上に固定された前記圧力検出素子（２１）を有しているとともに前記開口（２０ａ）を有している圧力減少体（２０）を備えていることと、その圧力減少体（２０）が、ベリリウム銅から作られていることとを特徴とする、請求項２２に記載の圧力センサ。
【請求項２４】
極低温流体の圧力を測定するための、請求項１９ないし２３のいずれか１項に記載の圧力センサの使用方法。
【請求項２５】
前記流体は、この圧力センサによって受けられたときに極低温にあることを特徴とする、請求項２４に記載の使用方法。
【請求項２６】
前記圧力センサ（２Ａ、２Ｂ）は、ロケットエンジンの内側（２Ｅ）に取り付けられ、あるいはロケットエンジンの壁（２Ｃ）に直接取り付けられ、かつ、液体酸素あるいは液体水素のような、ロケットエンジンに使われた少なくとも一種類の極低温液体推進剤の圧力を測定するために役立つことを特徴とする、請求項２４または請求項２５に記載の使用方法。
【請求項２７】
本体（３０、３４、３３０）、圧力検出素子（２１）、および圧力検出素子（３１）に電気的に接続されたプリント配線回路（３２）を備えており、その圧力検出素子およびプリント配線回路が、前記本体の内側における共用の真空チャンバ（３６）の中に配置されていることを特徴とする絶対圧力センサ（３）。
【請求項２８】
少なくとも一部がベリリウム銅から作り上げられていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２９】
測定される圧力を有している流体に触れるための少なくとも一部が、ベリリウム銅から作られていることを特徴とする、請求項２８に記載の圧力センサ。
【請求項３０】
圧力センサが、
測定される圧力のある流体を第１の面で受けるとともに前記圧力の影響下で撓むように配置された膜体（２１１）と、
前記圧力の影響下で前記膜体とともに撓むように前記第１の面とは反対側の膜体（２１１）の第２の面に設置された少なくとも１つのひずみゲージ（Ｒ１ないしＲ４）とを備えていることと、
膜体（２１１）が、ベリリウム銅から作られていることとを
特徴とする、請求項２８または請求項２９に記載の圧力センサ。
【請求項３１】
圧力センサが、
薄い中央部分（２１１）と堅い周縁部（２１６）とを有し、その薄い中央部分が、測定される圧力のある流体をその両面の一方で受けるとともに前記圧力の影響下で撓むように配置された膜体として作用する支持体（２１０）と、
ひずみゲージ回路（２１２）であって、このひずみゲージ回路の少なくとも１つのひずみゲージ（Ｒ１ないしＲ４）が前記圧力の影響下で前記膜体（２１１）とともに撓むように前記支持体（２１０）の上に配置されたひずみゲージ回路（２１２）とを備えていることと、
支持体（２１０）が、ベリリウム銅から作られていることとを
特徴とする、請求項２８または請求項２９に記載の圧力センサ。
【請求項３２】
前記ひずみゲージ回路（２１２）は、前記支持体（２１０）の上に配置されかつそれ自体が一つ以上のひずみゲージ（Ｒ１ないしＲ４）を支持している絶縁性基板（２１４）を備えていることを特徴とする、請求項３１に記載の圧力センサ。
【請求項３３】
圧力センサが、前記支持体（２１０）に固定され、かつ、内部に、前記流体を受け入れるとともにその流体を前記支持体（２１０）に向けて導くに適した管路（２０１）の形成された圧力減少体（２０）をさらに備えていることと、この圧力減少体（２０）がベリリウム銅から作られていることとを特徴とする、請求項３１または請求項３２に記載の圧力センサ。
【請求項３４】
圧力センサが、前記支持体（２１０）および前記ひずみゲージ回路（２１２）の配置されている内側に、前記流体をこの圧力センサの中へ入れることのできる開口（２０ａ）を有している本体（２０、２４、２３０）をさらに備えていることと、前記流体に触れるためのこの本体（２０、２４、２３０）の少なくとも一部がベリリウム銅から作られていることとを特徴とする、請求項３１または請求項３２に記載の圧力センサ。
【請求項３５】
圧力センサが、測定される圧力を有している流体を前記支持体（２１０）へ向けて移動させ、その流体をほとんどすべて前記の堅い周縁部（２１６）の表面（２１７）へ向けて導くように配置された流体供給手段（２０、２０１）と、その流体を前記膜体（２１１）の前記の面にほとんどすべて触れさせることができるようにするために、前記の堅い周縁部（２１６）の前記表面（２１７）を前記膜体（２１１）の前記の面に連絡する連通手段（２１８）とをさらに備えていることとを特徴とする、請求項３１または請求項３２に記載の圧力センサ。
【請求項３６】
前記流体供給手段は、前記支持体（２１０）が固定され、かつ、内部に、前記流体を受け入れるとともにその流体を前記の堅い周縁部（２１６）の前記表面（２１７）に向けて導くに適した管路（２０１）が形成された圧力減少体（２０）を備えていることを特徴とする、請求項３５に記載の圧力センサ。
【請求項３７】
前記圧力減少体（２０）は、ベリリウム銅から作られていることを特徴とする、請求項３６に記載の圧力センサ。
【請求項３８】
前記連通手段は、前記支持体（２１０）と前記流体供給手段（２０、２０１）との間に設置された空間（２１８）を有していることを特徴とする、請求項３５ないし３７のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項３９】
前記圧力減少体（２０）は、前記の堅い周縁部（２１６）と前記膜体（２１１）とによって規定された支持体（２１０）のくぼみ（２１５）の中へ入り込む突起（２０２）を有し、かつ、管路（２０１）が、前記流体を受け入れるための開放端部（２００）と閉鎖端部とを有している第１の孔（２０３）と、その閉鎖端部であるいはその閉鎖端部の近傍で第１の孔（２０３）に連通し、かつ、第１の孔（２０３）に対してある角度をなしている第２の孔（２０４）とを有しており、この第２の孔（２０４）が、前記突起（２０２）における少なくとも一部に形成され、かつ、支持体（２１０）の堅い周縁部（２１６）の前記表面（２１７）に事実上面している空間（２１８）の中へ開放していることを特徴とする、請求項３８に記載の圧力センサ。
【請求項４０】
極低温流体の圧力を測定し、あるいは極低温環境に置かれる圧力センサを作るためのベリリウム銅の使用方法。
【請求項４１】
液体酸素あるいは液体水素のような一種類以上の極低温液体推進剤を使うために設計されたロケットエンジンであって、少なくとも一種類の極低温液体推進剤の圧力を測定するための、請求項１９ないし２３および２８ないし３９のいずれか１項に規定されたような少なくとも１つの圧力センサ（２Ａ、２Ｂ）を有していることと、前記の少なくとも１つの圧力センサが、前記の少なくとも一種類の極低温液体推進剤を受けたときに、その推進剤がまだ極低温にあるように配置されていることとを特徴とするロケットエンジン。
【請求項４２】
液体酸素あるいは液体水素のような一種類以上の極低温液体推進剤を使うために設計されたロケットエンジンであって、少なくとも一種類の極低温液体推進剤の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサ（２Ａ、２Ｂ）を有していることと、前記の少なくとも１つの圧力センサが、前記の少なくとも一種類の極低温液体推進剤を受けたときに、その推進剤がまだ極低温にあるように配置されていることとを特徴とするロケットエンジン。
【請求項４３】
前記圧力センサ（２Ａ、２Ｂ）の少なくとも１つが、圧力検出素子（２１）と、少なくとも１つの導電性可撓舌片（２９）を介して互いに接続されたプリント配線回路（２２）とを備えており、少なくとも１つの導電性可撓舌片（２９）が、プリント配線回路（２２）に接続された第１の端部（２９０）と、圧力検出素子（２１）の対応電気接点（２１３ａ）に単に当接している第２の端部（２９１）とを有していることと、その、あるいはそれぞれの導電性可撓舌片（２９）が、約１２キロヘルツ（ｋＨｚ）に等しい共振振動数を有していることとを特徴とする、請求項４２に記載のロケットエンジン。
【請求項４４】
前記圧力センサ（２Ａ、２Ｂ）の少なくとも１つが、圧力検出素子（１１）と、少なくとも１本の電気金属線（１５１）によって相互接続されたプリント配線回路（１２）とを備えており、前記１本の電気金属線（１５１）は、例えば溶接あるいは半田付けによって、圧力検出素子（１１）およびプリント配線回路（１２）にそれぞれ固定された端部を有していることを特徴とする、請求項４２に記載のロケットエンジン。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの圧力センサ（２Ａ、２Ｂ）は、ロケットエンジンの内側（２Ｅ）に取り付けられ、あるいはロケットエンジンの壁（２Ｃ）に直接取り付けられていることを特徴とする、請求項４１ないし４４のいずれか１項に記載のロケットエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばロケットエンジン内における流体圧力を測定するために使われる圧力センサ、およびこの圧力センサが組み込まれたロケットエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロケットエンジンが作動している間、もし異常があれば、それを検出するために、圧力センサを使ってエンジン内における液体推進剤の流れの圧力を監視することが知られている。
【０００３】
図１には、このような用途に適した従来技術の圧力センサが示されている。全体が参照符号１で示された図１の圧力センサは、圧力減少体１０を有し、圧力減少体１０にはこの上に取り付けられた圧力検出素子１１がある。この圧力検出素子１１には支持体１１０が備わっており、支持体１１０には、変形可能な膜体１１１を規定し、かつひずみゲージ回路１１２を支持している中央部分がある。変形可能な膜体１１１は、その面の一方１１１ａが管路１０１を介して圧力減少体１０の流体入口１００に通じるように配置されている。
【０００４】
回路１１２のひずみゲージは一般に、伸張計のような電気抵抗器、すなわち、変形すると抵抗が変化する導電体である。ひずみゲージ回路１１２は、エッチングされた金属膜１１３と、このエッチングされた膜１１３を支持し、かつそれ自体が支持体１１０の上に載置されている絶縁基板１１４とによって構成されている。
【０００５】
ひずみゲージ回路１１２には、増幅および／または調整の目的のためのいくつかの電装品を担持するプリント配線回路１２が電気的に接続されている。
【０００６】
本体１３０と、導電性金属線１４０を介してプリント配線回路１２に接続された導電性ピン１３１とを備えてなる電気コネクタ１３によって、前記センサをデーター収集用の外部電子システム（図示略）に接続することができる。
【０００７】
圧力センサ１にはまた、保護用本体１４と内側気密封止板１５とが備わっており、内側気密封止板１５は圧力減少体１０と相まって真空チャンバ１６を規定しており、この真空チャンバ１６の中に圧力検出素子１１とそのひずみゲージとが収容されている。気密封止板１５によって、真空チャンバ１６が、プリント配線回路１２を収容する第２のチャンバ１７から離され、かつ隔てられている。プリント配線回路１２とひずみゲージ回路１１２との電気的接続は、気密封止板１５を貫通している導電性ピン１５０によって、また、それぞれが一方端部でピン１５０に固定され、他方端部でひずみゲージ回路１１２に固定された導電性金属線１５１によってもたらされている。さらに詳しく説明すると、それぞれの金属線１５１の一方端部は、溶接あるいは半田付けによる接続部１５２を介して、ひずみゲージ回路１１２の入力タブあるいは出力タブに取り付けられている。
【０００８】
圧力減少体１０、保護用本体１４、電気コネクタ１３の本体１３０および支持体１１０は、一般にステンレス鋼から作られている。
【０００９】
図１に示されたように、この圧力センサは絶対センサである。この圧力センサは真空圧に対する流体圧力を測定するものである。他の圧力センサは、「相対」センサと呼ばれており、基準としての大気圧を用いて圧力を測定するものである。相対センサでは、前記気密封止板は省略され、前記の圧力検出素子およびプリント配線回路が、大気圧にさらされる共用チャンバの中に配置されている。
【００１０】
この圧力センサ１は次のように作動する。
【００１１】
圧力の測定される流体が、圧力減少体１０の管路１０１の中に入口１００を通って流れ込み、次いで膜体１１１の表面１１１ａに触れる。この流体の圧力によって膜体１１１が変形し、その結果、支持体１１０の上にしっかりと配置されたひずみゲージ回路１１２の一部もまた変形する。そして、これらのひずみゲージの電気抵抗が変化する。供給電圧をプリント配線回路１２からひずみゲージ回路１１２へ印加することによって、ひずみゲージ回路１１２の出力タブで、膜体１１１の一つの面１１１ａとひずみゲージ回路１１２の上面との間における圧力差の典型である電圧が得られる。
【００１２】
出力タブから捕捉された信号は、金属線１５１およびピン１５０を通ってプリント配線回路１２へ達し、そこで、補正されるとともに、おそらく増幅もされる。信号の補正は、このセンサの製造中に起きる恐れのあるいくつかの欠陥であって、その信号を一つ以上の参照値に対してずらし、あるいは乱しがちである欠陥を補償しようとするものである。プリント配線回路１２によって作り出され、補正されるとともにおそらく増幅された信号は、電気コネクタ１３を介して前記データー収集システムへ転送することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この圧力センサ１には、製造費が比較的高価であるという欠点がある。とりわけ、導電性金属線１５１を、ひずみゲージ回路１１２あるいは膜体１１に傷がつかないようにして、圧力検出素子１１へ溶接しあるいは半田付けする作業は困難である。この点で、ひずみゲージ回路１１２を形成している層１１３、１１４がきわめて薄く、そのために比較的壊れやすいことから、傷がつく恐れを防止するためには溶接あるいは半田付けの際にかなり注意する必要がある、ということを認めるべきである。
【００１４】
導電性金属線１５１を圧力検出素子１１へ溶接しあるいは半田付けする作業は、このセンサが大きく振動する環境で使われるときに、とりわけ重要なものである。このため、このセンサが作動するときに生じる振動に導電性金属線１５１が耐えることができるように、導電性金属線１５１をひずみゲージ回路１１２へ固定することが必要である。この作業は技術的には可能であるが、それによってセンサのコストがかなり増大する。
【００１５】
さらにまた、図１に示された絶対圧力センサとしての圧力センサ１は、複雑であるばかりか、二つの相異なるチャンバ１６、１７と、これらを隔てるための気密封止板１５とを作る必要がある点で、製造費が高価である。この板１５には、この板を貫通する導電性ピン１５０も備わっていなければならず、従って、困難性が増大する。
【００１６】
この圧力センサ１における別の短所は、極低温流体における圧力を測定するにはほとんど適していないという事実にある。あいにく、たいていのロケットエンジンには、もともときわめて冷たい流体である液体酸素や液体水素のような推進剤が使われている。このため、圧力センサ１が作られているステンレス鋼は、その材質の熱伝導率がきわめて乏しいことから、このような流体を直接収容するためには適していない。ステンレス鋼は、極低温流体に触れると、このセンサに傷がつく恐れのある熱衝撃を、とりわけ、膜体１１１と回路１１２のひずみゲージとを備えているその感知部に受ける。加えて、ひずみゲージ回路１１２を支持している膜体１１１は、測定される圧力を受けたときに、さまざまなひずみゲージの温度にすみやかに適合することができない。圧力検出素子１１におけるひずみゲージの位置に左右されるが、これらのひずみゲージは、圧力が測定される時点ですべてが同じ温度にあるわけではない。このため、前記ひずみゲージ回路は釣り合いがとれておらず、測定値が誤って伝えられることから、このセンサの有効性および信頼性が大きく損なわれる。
【００１７】
これらの問題点を解消するために、ロケットエンジンからこの圧力センサへ推進剤の何分の一かを輸送する長いパイプによって、この圧力センサをロケットエンジンに接続することが知られている。この推進剤は、圧力センサに達すると、とりわけそのパイプに沿って移動していることで暖められているので、もはや極低温にはない。図２は、推進剤が流れているパイプ１Ｃによってロケットエンジン１Ｂに接続された圧力センサ１Ａの概略図である。圧力センサ１Ａは、熱分断装置からなる支持板１Ｄの上に取り付けられている。エンジンに接続されたパイプの端部（しるしＡの付けられた部分）では、この推進剤は極低温にある。圧力センサへの入口（参照符号Ｂ）では、その温度はより高く、約−４０℃にあるか、あるいはそれよりももっと高い。
【００１８】
極低温推進剤の圧力を測定するためのこのような解決法は、多数の長いパイプ（一つのパイプはこのエンジンによって使われた各圧力センサのためのものである）を使うことが必要であり、それによって全体構造が複雑になり、信頼性が欠如するとともに、かなりの製造・検査費が必要になるため、満足なものではない。
【００１９】
本発明の第１の目的は、安い費用で圧力センサを考案することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様では、この目的は、測定される圧力を受けるとともにその圧力を検出するように配置された圧力検出素子と、この圧力検出素子に電気的接続部によって接続されたプリント配線回路とを備えてなり、前記電気的接続部が、プリント配線回路に接続された第１の端部と圧力検出素子の対応電気接点に単に当接している第２の端部とを有している少なくとも１つの導電性可撓舌片を備えていることと、前記対応電気接点に当接している前記第２の端部の当接面が磨かれていることとを特徴とする圧力センサによって達成される。
【００２１】
このように、従来技術における、プリント配線回路を圧力検出素子へ接続するための導電性金属線および溶接接続部は、本発明では、圧力検出素子に固定されることなく単に押し付けられる導電性可撓舌片によって置き換えられている。このことによって、センサの組立がいっそう簡単になっている。それぞれの導電性可撓舌片の第２の端部と圧力検出素子との間にしっかりした接続がないにもかかわらず、前記第２の端部の当接面が磨かれているので、良好な電気的接触が得られている。
【００２２】
本発明の圧力検出素子は、例えばこの圧力検出素子の一つ以上の電装品における抵抗のような電気的数値を変更することによって、受けた圧力を検出する。
【００２３】
本発明の導電性可撓舌片は、圧力検出素子にプリント配線回路から電気を供給し、および／または、圧力検出電気信号を圧力検出素子からプリント配線回路へ伝えるに役立つ。変形例では、導電性可撓舌片は、先に明記された目的のためだけではなく、圧力検出素子の上に配置された一つ以上の温度プローブによって作り出された電気信号をプリント配線回路へ伝えるにも、必要に応じて役立つことができる。
【００２４】
電気接点は、測定される圧力に対する感度が比較的悪い箇所で圧力検出素子の上に位置しているのが好ましい。その結果、電気接点は、測定される圧力が圧力検出素子に加えられたときに対応舌片の当接端部がまったく動かないか、あるいはほとんど動かないように、センサ組立体に対して実質的に静止した状態にとどまる。このように、同舌片の可撓性は、センサの組立の際における組立誤差とセンサの作動中におけるセンサのさまざまな要素どうしの間の熱膨脹差とを補償するために主として役立つ。
【００２５】
典型的には、圧力検出素子は、測定される圧力を第１の面で受けるとともに前記圧力の影響下で撓むように配置された膜体と、前記圧力の影響下で前記膜体とともに撓むように前記第１の面とは反対側の膜体の第２の面に設置され、かつ、前記電気接点に接続された少なくとも１つのひずみゲージとを備えている。
【００２６】
圧力検出素子は、前記膜体を構成する薄い中央部分と堅い周縁部とを有している支持体から構成することもでき、かつ、その、あるいはそれぞれの電気接点は、測定される圧力に対する感度が比較的悪い、前記膜体から充分離れた箇所で、その堅い周縁部に配置されているのが好ましい。
【００２７】
圧力検出素子とプリント配線回路との接続を分断するために、その、あるいはそれぞれの導電性可撓舌片の第１の端部が、プリント配線回路に接続された第２の端部を有している対応導電性ピンの第１の端部に単に係合していてもよい。
【００２８】
本発明の第１の実施形態では、圧力センサは、圧力検出素子が内部に配置された真空第１のチャンバと、前記プリント配線回路を収容している第２のチャンバとを備えている。これらの第１のおよび第２のチャンバの間には、気密封止板も設けられ、この気密封止板は、これを貫通し、かつ、第１の端部でその、あるいは一つの導電性可撓舌片に接続され、第２の端部で前記プリント配線回路に接続されている少なくとも１つの導電性要素を有している。一例として、この導電性要素は、前記導電性ピンによって構成されている。
【００２９】
本発明の第２の実施形態では、圧力検出素子およびプリント配線回路は、この圧力センサの内側における共用チャンバの中に配置されている。この共用チャンバは、本発明のセンサが絶対センサとして作用することが望ましいときには、真空排気される。この第２の実施形態では、プリント配線回路の電装品は圧力検出素子に対向している面に設置されているのが好ましい。加えて、その、あるいはそれぞれの導電性可撓舌片は、その第１の端部をプリント配線回路に直接固定するか、さもなければ、前記のように、その第１の端部をプリント配線回路に接続された第２の端部のある対応導電性ピンの第１の端部に係合させるかのいずれかによって、プリント配線回路に接続することができる。
【００３０】
本発明の圧力センサは、接続される電気機器をこの圧力センサに接続することができるとともに、対応接続スリーブに係合することによって前記プリント配線回路に接続された一方端部がある少なくとも１つの導電性ピンを有している電気コネクタを有していてもよい。
【００３１】
典型的には、この圧力センサは、前記圧力検出素子および前記プリント配線回路が固定されている本体を備え、この本体は、圧力が測定される流体をこの圧力センサの中へ入り込ませることのできる開口を有している。
【００３２】
本発明の導電性可撓舌片はベリリウム銅から作られているのが好ましい。ベリリウム銅によれば、良好な電気接点がもたらされるとともに、このセンサを製造する際にこの舌片の機械加工および切削加工を容易に行うことができる。
【００３３】
ベリリウム銅はまた、きわめて良好な機械的性質を示す。
【００３４】
本発明の第２の目的は、安い費用で絶対圧力センサを考案することにある。
【００３５】
本発明の第２の態様では、この目的は、本体、圧力検出素子、および圧力検出素子に電気的に接続されたプリント配線回路を備えており、その圧力検出素子およびプリント配線回路が、前記本体の内側における共用の真空チャンバの内側に配置されていることを特徴とする絶対圧力センサによって達成される。
【００３６】
このように、従来技術においてプリント配線回路を収容するために使われた特定のチャンバと、このチャンバを圧力検出素子が含まれている別のチャンバから隔てるための気密封止板とは、省略されている。本発明に従って、前記圧力検出素子および前記プリント配線回路のための単一チャンバを設けることは、センサの構造を簡単にするとともにその大きさを小さくするに役立つ。費用の面でのこのような利点に加えて、本発明のこの第２の態様における絶対圧力センサには、それがより少ない数の部品で作り上げられているので外部振動にいっそうよく耐えるという利点がある。
【００３７】
本発明の第３の目的は、極低温流体の圧力を測定するにいっそう適合している圧力センサを考案することにある。
【００３８】
本発明の第３の態様では、この目的は、少なくとも一部がベリリウム銅から作り上げられていることを特徴とする圧力センサによって達成される。
【００３９】
ベリリウム銅は、約−２６０℃ないし約＋１５０℃までにわたる温度範囲および約５００バール（ｂａｒ）に達する圧力範囲で良好な性質を示す。従って、この材料によれば、圧力センサを、極端な温度および圧力の条件下に置くために、特に極低温流体、すなわち、約−１００℃よりも低いかあるいは約−１５０℃よりもっと低い温度にある流体に置くために、作ることができる。
【００４０】
加えて、従来技術に使われたようなステンレス鋼とは異なり、ベリリウム銅にはきわめて良好な熱伝導率が備わっており、従って、センサにおける熱衝撃の恐れが減少する。
【００４１】
さらにまた、ベリリウム銅は、ロケットエンジンにおける液体推進剤として使われることの多い液体酸素あるいは液体水素によって腐食されないので、本発明におけるこの第３の態様に係る圧力センサは、そのような推進剤の圧力を測定する場合に特に有利である。
【００４２】
本発明におけるこの第３の態様に係る圧力センサは、圧力が測定される流体を一つの面で受けるとともに前記圧力の影響下で撓むように配置された膜体と、前記圧力の影響下で前記膜体とともに撓むように前記の第１の面とは反対側の膜体の第２の面に設置された少なくとも１つのひずみゲージとを有しているのが普通である。この膜体はベリリウム銅から作られているのが好ましい。
【００４３】
ベリリウム銅のきわめて良好な熱伝導率によって、前記膜体および前記ひずみゲージを備えているこのセンサの感知部は、前記流体が前記膜体の第１の面に触れたときにきわめて迅速にその流体の温度に達することができる。この良好な熱伝導率によって、前記ひずみゲージの温度はきわめて迅速に一様になるので、圧力測定が前記ひずみゲージ回路における好ましくない温度差によってほとんどあるいはまったく妨げられない、こともまた保証される。さらにまた、ベリリウム銅によって、前記膜体に良好な機械的諸性質が与えられる。
【００４４】
より正確には、本発明におけるこの第３の態様に係る圧力センサは、薄い中央部分と堅い周縁部とを備える支持体とを含み、その薄い中央部分が、圧力の測定される流体をその両面の一方で受けるとともに前記圧力の影響下で撓むように配置された膜体として作用するものであって、それとともに少なくとも１つのひずみゲージが前記圧力の影響下で前記膜体とともに撓むように前記支持体の上に配置されたひずみゲージ回路とを有していてもよい。この支持体はベリリウム銅から作られているのが好ましい。
【００４５】
この圧力センサは、前記支持体および前記ひずみゲージ回路が配置されている内側に、前記流体をこの圧力センサの中へ入れることのできる開口を有している本体を有していてもよい。前記流体に触れるためのこの本体の少なくとも一部はベリリウム銅から作られているのが好ましい。
【００４６】
この圧力センサは、前記支持体に固定され、かつ、内部に、前記流体を受け入れるとともにその流体を前記支持体に向けて導くに適した管路が形成された圧力減少体をさらに備えていてもよい。この圧力減少体はベリリウム銅から作られているのが好ましい。
【００４７】
本発明におけるこの第３の態様に係る圧力センサの熱衝撃に耐える性能をさらに向上させるために、前記の圧力減少体と管路とによって構成された流体供給手段は、圧力が測定される流体をほとんどすべて前記支持体の堅い周縁部の表面へ向けて導くように構成することができ、また、その流体を前記膜体の前記の面に実質的に触れさせることができるようにするために、前記の堅い周縁部の前記表面を前記膜体の前記の面に連絡する連通手段を備えている。この連通手段は典型的には、前記支持体と前記流体供給手段との間に設置された空間を備えている。
【００４８】
このように、前記流体をこの圧力センサの感知部（膜体およびひずみゲージ回路）へ向けて導くための間接通路を形成することで、前記流体がこの感知部に急激に触れるのが前記流体供給手段および前記連通手段によって防止される。前記流体が前記の堅い周縁部に触れるとすぐに、前記支持体の内部で温度拡散が起きるので、感知部の温度は、その流体が感知部に達する前にすでにその流体の温度に近くなっている。
【００４９】
実際、この温度拡散効果を得るために、前記圧力減少体は、前記の堅い周縁部と前記膜体とによって規定された支持体のくぼみの中へ入り込む突起を有し、かつ、前記管路が、前記流体を受け入れるための開放端部と閉鎖端部とを有している第１の孔と、その閉鎖端部であるいはその閉鎖端部の近傍で第１の孔に連通し、かつ、第１の孔に対してある角度をなしている第２の孔とを有しており、この第２の孔は、前記突起における少なくとも一部に形成され、かつ、前記支持体の堅い周縁部の前記表面に事実上面している空間の中へ開放している。
【００５０】
本発明の第４の目的は、単純化されたロケットエンジンを考案することにある。
【００５１】
本発明の第４の態様では、この目的は、液体酸素あるいは液体水素のような一種類以上の極低温液体推進剤を使うために設計されたロケットエンジンであって、少なくとも一種類の極低温液体推進剤の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサを有していることと、前記の少なくとも１つの圧力センサが、前記の少なくとも一種類の極低温液体推進剤を受けたときに、その推進剤がまだ極低温にあるように配置されていることとを特徴とするロケットエンジンによって達成される。
【００５２】
典型的には、この圧力センサは、ロケットエンジンの内側に取り付けられ、あるいはロケットエンジンの壁に直接取り付けられている。
【００５３】
このように、本発明のロケットエンジンでは、圧力センサをエンジンから遠くにずらすために、従来技術におけるような複雑な管路系を使うことは必要ではない。
【００５４】
本発明におけるこの第４の態様では、その、あるいはそれぞれの圧力センサは、圧力検出素子と、少なくとも１つの導電性可撓舌片を介して互いに接続されたプリント配線回路とを備えていてもよく、その少なくとも１つの導電性可撓舌片は、前記プリント配線回路に接続された第１の端部と、前記圧力検出素子の対応電気接点に単に当接している第２の端部とを有している。このような環境下では、その、あるいはそれぞれの導電性可撓舌片は、エンジンの振動に充分に耐えることができるように、約１２キロヘルツ（ｋＨｚ）より小さくはない共振振動数を有している。
【００５５】
変形例では、例えば溶接あるいは半田付けで前記圧力検出素子および前記プリント配線回路にそれぞれ固定された端部を有している少なくとも１本の電気金属線によって、前記圧力検出素子を前記プリント配線回路に連結することができきる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
図３および図４は、本発明の第１の実施形態を構成している圧力センサを示している。
【００５７】
全体が参照符号２で示されたこの圧力センサは、圧力減少体２０を有しており、この圧力減少体２０には、その中に形成された開口２０ａ、圧力検出素子２１、プリント配線回路２２、電気コネクタ２３、保護用本体２４および、気密的に封止されかつ電気的に絶縁されている板すなわちブッシング２５がある。
【００５８】
開口２０ａには、流体入口２００と、圧力の測定される流体が流体入口２００から圧力検出素子２１へ向かって流れることのできる管路２０１とがある。
【００５９】
保護用本体２４は、上部２４０と下部２４１とから構成され、両者は互いに固定されている。保護用本体２４と気密封止板２５とは、圧力減少体２０と相まって、圧力検出素子２１が収容される第１のチャンバ２６を規定しており、また、電気コネクタ２３とも相まって、プリント配線回路２２が収容される第２のチャンバ２７も規定している。プリント配線回路２２は、保護用本体２４の上部２４０の内壁に設けられた棚２４２の上に固定されている。典型的にはガラスあるいはセラミックから作られた気密封止板２５もまた、保護用本体２４の上部２４０の内壁に固定されており、この気密封止板２５によって、第１のチャンバ２６が第２のチャンバ２７から隔てられている。実際に、第１のチャンバ２６は従来の手段によって真空排気される。
【００６０】
図４に示されたように、電気コネクタ２３は、本体２３０、この本体２３０の内壁に固定された電気絶縁板２３２、および本体２３０の軸に平行であって絶縁板２３２を貫通しているいくつかの導電性ピン２３１によって構成されている。絶縁板２３２は、例えばガラスあるいはセラミックから作り上げられている。コネクタ２３の本体２３０は、上部が開口し、このセンサからのデーターを収集するための器具（図示略）で電気的接続をすることができるようになっており、また、本体２３０の下端は保護用本体２４の上部２４０に固定されている。導電性ピン２３１は、これらの下端で、接続スリーブ２２０に係合することによって、プリント配線回路２２に電気的に接続されている。
【００６１】
圧力減少体２０、保護用本体２４、およびコネクタ２３の本体２３０によって、このセンサの本体全体が構成されている。これらの本体２０、２４、２３０は、典型的には金属から作られている。これらの要素どうしの間における接続は、溶接、半田付けあるいは接着剤によって行うことができる。
【００６２】
圧力検出素子２１は、図３において参照符号２８で示されたように、圧力減少体２０に溶接されあるいは半田付けされている。この素子２１は、単一片であるのが好ましい支持体２１０と、この支持体２１０の上面の上に配置されて気密封止板２５に対向し、かつ前記上面に固定されたひずみゲージ回路すなわち変形回路２１２とを備えてなる。支持体２１０は一般に、中央にくぼみ２１５がある直方体の形態にある（図４参照）。さらに詳しく説明すると、支持体２１０は、くぼみ２１５の端壁を構成し、かつ厚さがより厚くて堅い周縁部２１６とともに可撓性膜体として作用する薄い中央部分２１１によって構成されている。
【００６３】
図４および図５によれば、ひずみゲージ回路２１２は、例えばシリカから作り上げられた電気絶縁性の薄い基板２１４を備え、この基板２１４の上に、ホイートストンブリッジとして接続され、この回路の給電タブとして機能する電気接点２１３ａと、出力タブとして機能する電気接点２１３ｂとに接続された４つの抵抗器Ｒ１〜Ｒ４がある。
【００６４】
この回路２１２は、支持体２１０の上に薄い絶縁性基板２１４を形成し、続いて、スパッタリング法を用いて、例えばニクロムあるいは金の種類からなり、薄い絶縁性基板２１４の上に２〜３オングストローム（Å）の厚さのある薄い金属薄膜２１３を蒸着させ、その後、所望パターンを得るためにその金属薄膜２１３をエッチングすることによって、得られている。
【００６５】
抵抗器Ｒ１〜Ｒ４は、膜体２１１の上に、より正確には、膜体２１１の上に形成された基板２１４の中央部の上に設置されている。これに対して、電気接点２１３ａ、２１３ｂは、膜体２１１からある距離を置いて、支持体２１０、すなわち、剛性構造のために、測定される圧力に対する感度が比較的悪い支持体２１０の周縁に配置されている。その結果、圧力の測定される流体が管路２０１を通って膜体２１１の下面に触れると、ホイートストンブリッジであるＲ１〜Ｒ４は膜体２１１とともに変形し、一方、電気接点２１３ａ、２１３ｂは圧力減少体２０に対して静止した状態あるいはほとんど静止した状態にとどまる。実際、約６ミリメートル（ｍｍ）の直径のある膜体２１１について電気接点２１３ａ、２１３ｂと膜体２１１の前記周縁との間の１ミリメートル（ｍｍ）の距離によって、変形の点では充分であるこれらの要素Ｒ１〜Ｒ４、２１３ａ〜２１３ｂの間における分断を得ることができる、ということが認められた。
【００６６】
膜体２１１、この膜体２１１の上に設置された基板２１４の中央部、およびひずみゲージＲ１〜Ｒ４によって、圧力検出素子２１の「感知」部、すなわち測定される圧力で乱される部分が構成されている。周縁部２１６、この周縁部２１６の上に設置された基板２１４の周縁部、および電気接点２１３ａ、２１３ｂによって、圧力検出素子２１の「非感知」部、あるいは感度が比較的悪い部分が少なくとも構成されている。
【００６７】
膜体２１１によって受けられた圧力の影響でひずみゲージＲ１〜Ｒ４が変形すると、ホイートストンブリッジの全体抵抗が変化する。ホイートストンブリッジの抵抗は、ひずみゲージ回路２１２の上面における圧力（すなわち、チャンバ２６の内側で得られるゼロの真空圧力）と膜体２１１の下面における圧力（すなわち、測定される流体の圧力）との差に比例している。ひずみゲージ回路２１２からの出力信号は電気接点２１３ｂの間における電圧の形態で捕捉され、それは、前記抵抗、従ってその流体の圧力に比例している。
【００６８】
この出力信号は、製造上の欠陥によるずれおよび乱れを補償するために、従来の方法でプリント配線回路２２によって補正される。この目的のために、プリント配線回路２２には、このセンサを調整する工程の際に選ばれた抵抗の受動抵抗器が備わっている。プリント配線回路２２の上には、圧力検出素子２１の上における温度プローブ（図示略）に関連して、温度補償回路を任意に設けることもまた可能であり、従って、圧力測定の際にひずみゲージ回路２１２における温度変動の結果を補償することができる。
【００６９】
本発明によれば、プリント配線回路２２によってひずみゲージ回路２１２に電力供給をすることができるようにかつそこから圧力検出信号を受けることができるように機能する、ひずみゲージ回路２１２とプリント配線回路２２との間の電気的接続部には、いくつかの導電性可撓舌片２９が備わっている（図３にはそれらの一つだけが示されている）。
【００７０】
それぞれの可撓舌片２９には、スリーブの形態にある第１の端部２９０と、第２の端部２９１とがある。第１の端部２９０は、屈曲部２９２と平坦な長方形部２９３とを順に介して、第２の端部２９１につながっている。このスリーブ２９０は、その第１の端部で対応する導電性ピン２５０に連結されており、このピン２５０は、気密封止板２５を貫通しており、また、プリント配線回路２２に電気的に接続された第２の端部を有している。それぞれの可撓舌片２９の第２の端部２９１は、ひずみゲージ回路２１２の対応入力タブ２１３ａあるいは対応出力タブ２１３ｂの上に載っている。第２の端部２９１を対応するその入力タブあるいはその出力タブに接触させるために、溶接、半田付けあるいは接着剤のような特別な固定手段は何も用いられていない。
【００７１】
ひずみゲージ回路２１２とプリント配線回路２２との間の電気的接続を分断可能にするために、それぞれの可撓舌片２９のスリーブ２９０は、溶接、半田付け、接着剤、あるいはねじ固締のような他のどのような固定形態も用いることなく、対応する導電性ピン２５０の前記第１の端部に単に係合させることができる。
【００７２】
作動の際には、測定される圧力に対する感度が比較的悪く、また、その結果、本体２０、２４、２３０に対して実質的に静止状態にとどまる支持板の上に電気接点２１３ａ、２１３ｂが配置されているため、それぞれの舌片２９の第２の端部２９０は、膜体２１１が変形を受けるにもかかわらず、対応する電気接点２１３ａ、２１３ｂに接触した状態に残る。加えて、舌片２９によって生じた当接力がほとんどすべて堅い周縁部２１６に加わるので、膜体２１１は、圧力測定を妨げる恐れのあるどのような妨害力も受けることがない。
【００７３】
舌片２９の可撓性によって、組立誤差が補償されるとともに、このセンサのさまざまな要素どうしの間の熱膨脹差が補償される。
【００７４】
長期間における舌片２９のクリープの恐れを減らすために、これらの舌片は、電気接点２１３ａ、２１３ｂに加わる当接力が高くなりすぎないような方法で、寸法が決められているのが好ましい。
【００７５】
参照符号２９４で表された舌片２９の当接面、すなわちそれらのコーナー部は、丸みを帯びており、また、前記舌片２９と電気接点のタブ２１３ａ、２３１ｂとの電気的接触を改善するように、磨かれている。
【００７６】
このセンサが全体として強い振動を受ける用途では、舌片２９はまた、高い共振振動数、特に励起振動数よりも高い共振振動数が備わるように設計されている。このため、本発明のセンサが例えばロケットエンジンに使われるときには、この可撓舌片には１２キロヘルツ（ｋＨｚ）に満たない共振振動数が備わっているのが好ましい。高い共振振動数が備わっている可撓舌片を使うと、電気接点のタブ２１３ａ、２３１ｂに固定されていない端部２９１が同タブに対して動くのが防止され、かつ、このセンサに作用する外部振動によって引き起こされた共振効果のためにそれらの当接箇所での接触が失われるのが防止される。
【００７７】
本発明の舌片２９は金属、好ましくはベリリウム銅（Ｕｂｅ２）から作られている。ベリリウム銅によれば、良好な電気的接触が可能になり、また、このセンサを製造する際にその舌片の機械加工および成形が容易になる。ベリリウム銅はまた、良好な機械的諸性質を示す。
【００７８】
圧力検出素子２１の支持体２１０、圧力減少体２０、および保護用本体２４の下部２４１のような、このセンサの他の構成要素もまた、ベリリウム銅から作られているのが有利である。一般に、圧力の測定される流体に触れる、このセンサの少なくともそれらの部分がベリリウム銅から作られていることは、きわめて有利である。それにもかかわらず、保護用本体２４の上部２４０および電気コネクタ２３の本体２３０はステンレス鋼から作られているのが好ましいが、その理由は、この金属が、電気絶縁板２５、２３２を構成するガラスあるいはセラミックへの接合操作にいっそう適しているからである。
【００７９】
本発明のこのような変形例では、いずれもベリリウム銅から作られた支持体２１０および圧力減少体２０は、溶接あるいは半田付けによって互いに固定することができる。同じことが、圧力減少体２０を保護用本体２４の下部２４１に固定する際にも当てはまる。
【００８０】
ベリリウム銅から作られた下部２４１と保護用本体２４のステンレス鋼から作られた上部２４０との間の接続は、溶接、半田付けあるいは接着剤によって行うことができる。この目的に適した接着剤は、例えば供給業者ＨＢＭによって販売されている接着剤ＥＰ２５０からなる。
【００８１】
ベリリウム銅を使うことによって、本発明のセンサは、温度および圧力の極限条件に耐えることができ、特に、極低温の環境に配置することができる。一般に、ベリリウム銅は、約−２６０℃ないし約＋１５０℃までにわたる温度範囲および約５００バール（ｂａｒ）に達する圧力範囲で良好な性質を示す。
【００８２】
加えて、従来技術で使われたステンレス鋼とは異なり、ベリリウム銅はきわめて良好な熱伝導率を示し、それによって、熱衝撃、特に、きわめて冷たいか、きわめて熱い流体がこのセンサの中へ入り込んだときに圧力検出素子２１の感知部における熱衝撃の恐れが減少する。実際に、このセンサの内部における熱衝撃を防止することは重要であるが、その理由は、熱衝撃にはある種の構成要素を傷つけたり、これらの構成要素どうしの間における接続を壊したりする作用があるからである。
【００８３】
ベリリウム銅におけるこのようなきわめて良好な熱伝導率によって、ひずみゲージＲ１〜Ｒ４は、極低温流体が膜体２１１に触れた後に同じ温度にすべてとどまることと、従って、圧力測定はひずみゲージ回路２１２における好ましくない温度差によって妨げられないこともまた保証される。この圧力センサ２を作るためにベリリウム銅を使うと、極低温流体を用いるロケットエンジンの中にあるいは直接その表面に圧力センサ２を配置することが可能になり、従って、同センサをエンジンの外側にずらせて配置するために従来技術の複雑な管路系を使う必要がなくなる。加えて、ベリリウム銅は液体酸素および液体水素によって腐食されず、それゆえ、ロケットエンジンの内側のようなきびしい条件に対してよく適合している。
【００８４】
図６は、図３および図４に示された型の圧力センサ２Ａ、２Ｂが組み込まれているロケットエンジンの一部を示している概略図である。圧力減少体の管路はその壁２Ｃを直角に貫通するように、圧力センサ２Ａはロケットエンジンの壁２Ｃに直接取り付けられている。従って、圧力センサ２Ａは、壁２Ｃによって規定された同エンジンの空間２Ｅを移動する一種類以上の推進剤を受ける（矢印２Ｄ）ことができる。一例として、空間２Ｅは、極低温推進剤の供給パイプ、あるいはサーボポンプの寒冷部である。圧力センサ２Ｂは、同エンジンの内側、すなわち空間２Ｅの内側に取り付けられている。両センサ２Ａ、２Ｂは極低温にある推進剤を受ける。
【００８５】
圧力センサ２の別の特性について、再び図３および図４を参照すると、圧力減少体２０とその管路２０１とは、圧力が測定される流体を、ほとんどすべて、好ましくは単独で、参照符号２１７で表されている堅い周縁部２１６の内側表面へ向けて導くようにして、配置されている。
【００８６】
図３からわかるように、圧力減少体２０には、支持体２１０のくぼみ２１５の中へ入り込む突起２０２であって、この突起２０２の外側表面とくぼみ２１５の内側表面との間にわずかな空間２１８を残す突起２０２がある。この空間２１８によって、突起２０２に対向している堅い周縁部２１６および膜体２１１のそれぞれの表面が互いに通じるようになる。
【００８７】
管路２０１には、流体入口２００から突起２０２の中へ、膜体２１１に対して垂直に延びる止まり孔２０３がある。膜体２１１に対して平行に延びる第２の孔２０４が、止まり孔２０３の閉鎖端部と空間２１８とを通じさせて、周縁部２１６の内側表面２１７に対向し、かつ、膜体２１１に対向しないように、この空間２１８の中へ開放している。
【００８８】
作動時には、流体は、流体入口２００を形成しているその開放端部を経て止まり孔２０３の中へ入り込み、その後、圧力検出素子２１が圧力減少体２０に接続するための継目２８の近傍にもたらされて静止するに先立って、くぼみ２１５の内側表面を流れるように、第２の孔２０４を経て空間２１８へ向かって移動する。
【００８９】
圧力減少体２０とその管路２０１とのこのような配置は、流体が膜体２１１に急激に触れるのを防止する温度拡散体として機能する。従って、この膜体における熱衝撃の恐れは少なくなるが、それは、流体によって膜体２１１が変形し始めるまでに流体がほとんどすべて周縁部２１６に当たるからである。流体が周縁部２１６の内側表面２１６に達した後に支持体２１０の中で温度拡散が起きることで、膜体２１１と流体との間の温度差は、流体が膜体２１１に達する前に減少することができる。
【００９０】
このようにして、本発明の温度拡散体２０、２０１、２１８によれば、圧力センサが、図６に示されたセンサ２Ａ、２Ｂのように、極低温推進剤を用いるロケットエンジンの中にあるいは直接その表面に設置されているときに、特に有利である。
【００９１】
上で説明された圧力センサ２の実施形態の内側に気密封止ブッシング２５によって隔てられた相異なる二つのチャンバ２６、２７が設けられているという事実によって、このセンサを調整する前段階の間に、必要な電装品を、すでに真空圧力にさらされた圧力検出素子２１とともにプリント配線回路２２の上に植設することができる、という利点がもたらされる。従って、その調整段階の間に、圧力検出素子２１、特に膜体２１１とひずみゲージＲ１〜Ｒ４とによって構成された感知部が、このセンサの通常作動の間に置かれるであろう圧力条件と同じ圧力条件に置かれ、従って、調整を有効に行うことができるということが保証される。
【００９２】
図７には、本発明の第２の実施形態を構成する圧力センサが示されている。
【００９３】
参照符号３で特定された図７の圧力センサは、図３および図４に示された圧力センサ２とは、特に、圧力検出素子およびプリント配線回路が参照符号３６で表された共用チャンバの中に配置されている点で、異なっている。
【００９４】
それぞれ参照符号３１、３２および３０で表された圧力検出素子、プリント配線回路および圧力減少体は、図３および図４に示された圧力センサ２の要素２１、２２および２０と同じである。
【００９５】
チャンバ３６は、単一片として形成された保護用本体３４、電気コネクタ３３および圧力減少体３０によって規定されている。実際に、このチャンバは真空排気される。
【００９６】
第１の実施形態における電気コネクタ２３と同じように、電気コネクタ３３には、本体３３０、電気絶縁板３３２、およびこの電気絶縁板３３２を貫通する接続ピン３３１が備わっている。電気絶縁板３３２は、チャンバ３６の内側を真空に維持する気密封止ブッシングとして機能する。
【００９７】
プリント配線回路３２は、保護用本体３４に固定されたコネクタ３３の延長部の内側壁に溶接されている。圧力センサ２とは異なり、プリント配線回路３のいくつかの電装品は、圧力検出素子３１に対向しているその内側面に配置されている。
【００９８】
圧力検出素子３１とプリント配線回路３２とは、例えば溶接あるいは半田付けによってプリント配線回路３２の下面に直接固定された第１の端部と、圧力検出素子３１の支持体３１０の上に設置されたひずみゲージ回路３１２の対応電気接点に対して単に当接している第２の端部とを夫々が有している一つ以上の導電性可撓舌片３９によって、互いに電気的に接続されている。
【００９９】
可撓舌片３９、圧力検出素子３１の支持体３１０、圧力減少体３０、および保護用本体３４は、ベリリウム銅から作られているのが好ましい。コネクタ３３の本体３３０は、ステンレス鋼から作ってもよく、また、保護用本体３４の上に溶接しあるいは半田付けしてもよく、あるいは、接着剤によってその上に積層してもよい。支持体３１０および保護用本体３４は、溶接あるいは半田付けによって圧力減少体３０にそれぞれ固定することができる。同様に、可撓舌片３９の第１の端部は、溶接あるいは半田付けによってプリント配線回路３２に接合することができる。
【０１００】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の構造体よりも簡単である構造体が構成されるので、製造コストを低減することができる。この第２の実施形態によれば、二つのチャンバを互いに隔てるために、このセンサの内側に気密封止ブッシングを使う必要がなくなる。
【０１０１】
加えて、この第２の実施形態は第１の実施形態よりも少ない数の部品で作り上げることができるので、圧力センサ３は外部振動によって乱されることが少ないが、これはそのような振動にさらされる部品がほとんどないからである。
【０１０２】
それにもかかわらず、圧力センサ３にただ一つのチャンバが備わっていると仮定すると、圧力センサ２についてと同じような方法でこのセンサの調整段階を実施することはできない。
【０１０３】
図８には、本発明におけるこのような第２の実施形態で使う圧力センサを調整するための装置４が示されている。この調整装置には、第１に、このセンサを収容するに適した閉鎖容器４０が、第２に、真空ポンプ４１と、閉鎖容器４０に接続された圧力発生器４２とが、備わっている。
【０１０４】
いっそう正確に言うと、閉鎖容器４０には、圧力センサ３の一部を受けるための下部４００と、この下部４００に固定され、かつ、その上端部で圧力センサ３のコネクタ３３と同じ型の電気コネクタ４３によって閉鎖された上部４０１とが備わっている。
【０１０５】
閉鎖容器４０の中に挿入された圧力センサ３の一部には、圧力減少体３０、圧力検出素子３１（図８では示されていない）および保護用本体３４が、基本的に備わっている。言い換えると、調整段階は、この圧力センサが完全に組み立てられる前に、特に、この圧力センサにそのプリント配線回路および電気コネクタ２２がまだ設けられていないときに、行われる。このセンサ部の圧力検出素子は、閉鎖容器４０を閉鎖する電気コネクタ４３に、取り外し可能な導電性金属線４４によって電気的に接続されている。
【０１０６】
この調整装置は次のように使われる。
【０１０７】
真空ポンプ４１を使って、閉鎖容器４０の中に含まれた空気が、この閉鎖容器から真空排気されるように引き出される。その後、このセンサ部の中における圧力減少体３０の管路へ、圧力発生器４２によって試験圧力Ｐｅが印加される。導電性金属線４４は、この試験圧力Ｐｅの印加に応じて圧力検出素子３１によって送出された電気信号を伝達し、その電気信号は、この信号を収集しかつ解析するための外部電子機器（図示略）へもたらされるように、電気コネクタ４３を通過する。この外部電子機器によって受けられた電気信号の関数として、この圧力センサのプリント配線回路の上に組み込まれる受動素子の数値は、従来の方法で決定される。次いで、このセンサ部は閉鎖容器４０から引き出すことができ、また、決定された前記の数値がある受動素子を備えているプリント配線回路３２と電気コネクタ３３とは、組立を仕上げるために、このセンサの前記部分に取り付けられる。
【０１０８】
圧力センサの二つの前記実施形態はともに絶対センサである。それにもかかわらず、本発明は絶対センサに限定されることはない。一例として、この第２の実施形態は、圧力検出素子３１とプリント配線回路３２との共用チャンバが大気圧にさらされるように改変してもよい。
【０１０９】
導電性可撓舌片２９、３９は、前記ひずみゲージに電力供給し、かつ圧力検出信号を捕捉すること以外の目的のために使うことができ、例えば、これらの舌片は、圧力検出素子２１、３１の上の温度プローブによって生成されたひずみゲージ検出信号を集めるために使ってもよい。
【０１１０】
本発明はまた、特定種類のひずみゲージを使うことに限定されるものではない。図５に示された抵抗器Ｒ１〜Ｒ４以外の種類のひずみゲージは当業者に知られている。
【０１１１】
本発明に係る圧力センサの主要な諸特徴、すなわち、特に、圧力検出素子２１、３１およびプリント配線回路２２、３２をまとめて接続するための導電性可撓舌片２９、３９の使用、このセンサの少なくとも一部を作るためのベリリウム銅の使用、および圧力検出素子３１とプリント配線回路３２とを収容するための単一チャンバ３６が備わっている絶対圧力センサの製造は、互いに独立して実施することができる。例えば、前記圧力検出素子および前記プリント配線回路のための共用チャンバを備え、前記圧力検出素子の上のひずみゲージ回路を前記プリント配線回路に接続するための従来技術におけるものと同じ型のケーブルを使う圧力センサを考案してもよい。
【０１１２】
本発明はロケットエンジンについて説明されているが、当業者は、本発明の圧力センサを、ロケットエンジンの中に流れる流体の圧力を測定すること以外の諸用途のために使うことができる、ということもわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術の圧力センサを示している。
【図２】図２は、ロケットエンジンの一部に接続された従来技術の圧力センサを示している概略図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態を構成している圧力センサの切欠断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態を構成している前記圧力センサを断面で部分的に示している分解斜視図である。
【図５】図５は、本発明の前記圧力センサに使われたひずみゲージ回路を示している。
【図６】図６は、ロケットエンジンの表面および内部に取り付けられた本発明の圧力センサを示している概略図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態を構成している圧力センサを示している。
【図８】図８は、本発明の前記第２の実施形態における前記圧力センサを調整するための装置を示している。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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