(57)【要約】【課題】複数個のワークの温度特性の校正を行うにあたり、高い精度での校正を実現させる。【解決手段】固有の温度特性を有する複数個のワーク（ＷＧ1〜ＷＧn）を同一の恒温槽Ｈ内に収容し、温度調整手段Ａによって各ワークの温度を所定温度に安定させた状態で、順次各ワークの温度特性の校正を行う温度特性校正システムである。予め校正作業の順番が定められたワークの中で直近の校正作業の対象となるワークの温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段で検出した温度がワークの温度特性の校正作業のために予め設定された所定温度に安定するように温度調整手段Ａの温度調整能力を制御する制御手段Ｃｏｎｔと、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有の温度特性を有する複数個のワークを同一の恒温槽内に収容し、温度調整手段によって各ワークの温度を所定温度に安定させた状態で、順次各ワークの温度特性の校正を行う温度特性校正システムであって、
予め校正作業の順番が定められた前記ワークの中で直近の校正作業の対象となるワークの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出した温度が前記ワークの温度特性の校正作業のために予め設定された所定温度に安定するように前記温度調整手段の温度調整能力を制御する制御手段と、を備える、
温度特性校正システム。
【請求項２】
前記ワークは、温度検出素子を有する圧力センサであり、
前記温度検出手段は、前記圧力センサの前記温度検出素子である、
請求項１に記載の温度特性校正システム。
【請求項３】
固有の温度特性を有する複数個のワークを同一の恒温槽内に収容し、温度調整手段によって各ワークの温度を所定温度に安定させた状態で、順次各ワークの温度特性の校正を行う温度特性校正方法であって、
予め校正作業の順番が定められた前記ワークの中で直近の校正作業の対象となるワークの温度を検出する温度検出工程と、
前記温度検出工程で検出した温度が前記ワークの温度特性の校正作業のために予め設定された所定温度に安定するように前記温度調整手段の温度調整能力を制御する制御工程と、を含む、
温度特性校正方法。
【請求項４】
前記ワークは、温度検出素子を有する圧力センサであり、
前記温度検出工程では、前記圧力センサの前記温度検出素子で温度を検出する、
請求項３に記載の温度特性校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度特性校正システム及び温度特性校正方法に関する。特に、所定の検査温度に設定される恒温槽内に収容され、この検査温度下における複数個のワーク（例えば圧力センサ）の出力に関わる温度特性を校正する温度特性校正システム及び温度特性校正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧力に応じた電気信号を出力するための圧力センサが種々提案されている。例えば、半導体基板を加工して形成されるダイアフラムにピエゾ抵抗を拡散形成し、印加される圧力によるダイアフラムの歪みをピエゾ抵抗の抵抗値の変化として検出する所謂ピエゾ抵抗拡散式の圧力センサ（半導体圧力センサ）がよく知られている。
【０００３】
このような圧力センサは、同じ圧力下にあっても温度によって出力が変化する温度特性を有し、製品出荷前に個々の圧力センサの温度特性を校正する必要がある。圧力センサの温度特性の校正は、供試品の圧力センサを所定の検査温度に設定される周知の恒温槽（あるいは恒温恒湿槽）内に入れ、校正のために決められた複数の所定温度下において、所定の圧力を印加したときの出力を測定することで行われている。
【０００４】
従来においては、効率良く温度校正を行うために複数個（例えば１００個）の圧力センサを同一の恒温槽に入れ、恒温槽に付属する加熱器・冷却器を用いて、恒温槽内の全ての圧力センサの温度を所定温度（温度校正を行うために定められた温度）に安定させた時点で、１個ずつ順番に校正作業を行うようにしていた。現在においては、このような校正作業を行う際に使用される温度特性検査装置が提案されている（特許文献１参照）。また、近年においては、恒温槽の送風装置の回転速度を可変制御する技術も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０―２８２５号公報
【特許文献２】特開平１１―２３１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、恒温槽内といっても、全ての圧力センサの温度を所定の同一温度にすることはきわめて困難である。多くの圧力センサを同時に収容するためには恒温槽内の容積を大きくする必要があるが、恒温槽に付属する加熱器や冷却器は通常各１基であることから、恒温槽の容積が大きくなると恒温槽内では２〜３℃程度の温度差が生じてしまうからである。このような恒温槽内の温度差は時間の経過に伴って小さくなるが、加熱器や冷却器には常に温度ムラが存在するため、長時間経過後も複数ワークの間には１〜２℃の温度ムラが存在してしまうという問題がる。
【０００７】
一方、前記した特許文献２に記載されているように恒温槽の送風装置の回転速度を可変制御して恒温槽内の温度差を縮小することも考えられる。しかし、仮にこのような技術を採用しても、恒温槽内に同時に多数の圧力センサを収容する場合には、加熱器や冷却器によって効率良く温度調整される圧力センサと、他の圧力センサの存在の影響を受けて温度調整が効率良く行われず設定温度に到達しない圧力センサと、が混在することとなる。設定温度に到達しない圧力センサを設定温度に到達したものとして校正作業を行っても、高い精度での校正を実現させることはできない。
【０００８】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、複数個のワークの温度特性の校正を行うにあたり、高い精度での校正を実現させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るシステムは、固有の温度特性を有する複数個のワークを同一の恒温槽内に収容し、温度調整手段によって各ワークの温度を所定温度に安定させた状態で、順次各ワークの温度特性の校正を行う温度特性校正システムであって、予め校正作業の順番が定められたワークの中で直近の校正作業の対象となるワークの温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段で検出した温度がワークの温度特性の校正作業のために予め設定された所定温度に安定するように温度調整手段の温度調整能力を制御する制御手段と、を備えるものである。
【００１０】
また、本発明に係る方法は、固有の温度特性を有する複数個のワークを同一の恒温槽内に収容し、温度調整手段によって各ワークの温度を所定温度に安定させた状態で、順次各ワークの温度特性の校正を行う温度特性校正方法であって、予め校正作業の順番が定められたワークの中で直近の校正作業の対象となるワークの温度を検出する温度検出工程と、温度検出工程で検出した温度がワークの温度特性の校正作業のために予め設定された所定温度に安定するように温度調整手段の温度調整能力を制御する制御工程と、を含むものである。
【００１１】
かかる構成及び方法を採用すると、予め各ワークの校正作業の順番を定め、直近の校正作業の対象となるワークの温度が校正作業のために予め設定された所定温度に安定するように、温度調整手段の温度調整能力を制御することができる。従って、全てのワークの温度を、校正作業を行う際に所定温度に安定させることができるので、所定温度に安定していない状態でワークの校正作業が行われることを防ぐことができる。この結果、高い精度での校正を実現させることができる。
【００１２】
本発明に係る温度特性校正システム（温度特性校正方法）において、温度検出素子を有する圧力センサをワークとして採用し、圧力センサの温度検出素子を温度検出手段とする（温度検出工程において圧力センサの温度検出素子で温度を検出する）ことができる。
【００１３】
圧力センサは圧力の出力信号を補正するための温度検出素子を有しており、この温度検出素子の温度検出値を温度調整手段の温度調整能力の制御に使用することにより、各圧力センサの温度を検出する温度センサを別途設ける必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数個のワークの温度特性の校正を行うにあたり、高い精度での校正を実現させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態に係る温度特性校正システムによって温度特性が校正される圧力センサ（ワーク）の外観図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す圧力センサの出力の温度特性を表すグラフである。
【図２】本発明の実施形態に係る温度特性校正システムを構成するワーク設置台と、このワーク設置台に設置された複数個の圧力センサと、を示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る温度特性校正システムを構成する恒温槽の内部構成を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る温度特性校正システムを採用した場合における圧力センサの温度変化の時間履歴を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
最初に、図１を用いて、本実施形態において温度特性が校正されるワークについて説明する。本実施形態においては、図１（Ａ）に示すような圧力センサＷをワークとして採用することとする。圧力センサＷは、所謂ピエゾ抵抗拡散式の圧力センサ（半導体圧力センサ）であり、圧力（差圧）の出力信号を補正するための温度検出素子を内部に搭載している。
【００１８】
圧力センサＷは、同じ圧力下にあっても温度によって出力が変化する固有の温度特性を有している。具体的には、図１（Ｂ）に示すように、圧力センサＷの温度が常温（例えば２５℃程度）の場合には、実際の圧力と出力との関係は曲線ＣA（破線）のようになる。これに対し、圧力センサＷの温度が高温（例えば６５℃程度）の場合には、実際の圧力と出力との関係は曲線ＣH（一点鎖線）のようになり、低温（例えば−１５℃程度）の場合には曲線ＣL（二点鎖線）のようになる。このため、圧力センサＷの出力を温度に応じて補正する必要がある。そして、かかる補正を行うためには、圧力センサＷの出力の温度特性（図１（Ｂ）に示す曲線形状）を知るための校正作業が必要となる。本実施形態に係る温度特性校正システム（温度特性校正方法）は、複数個の圧力センサＷの温度特性の校正を行うにあたり、高い精度での校正を実現させるものである。
【００１９】
次に、図２及び図３を用いて、本実施形態に係る温度特性校正システムの構成について説明する。
【００２０】
本実施形態に係る温度特性校正システムは、複数個の圧力センサＷを図２に示すようなワーク設置台Ｓに設置した状態で、図３に示すような単一の恒温槽Ｈの内部に収容し、温度調整手段Ａによって圧力センサＷの温度を所定温度に安定させた状態で温度特性の校正を行うものである。
【００２１】
ワーク設置台Ｓには、図２に示すように、水平方向にｍ個の圧力センサＷを水平方向に１列に並べて設置することを可能とするワーク設置棚が、鉛直方向に沿ってｎ段設けられている。このような構成を有するワーク設置台Ｓには、計ｍ×ｎ個の圧力センサＷが設置されることとなる。以下、説明の便宜上、ワーク設置台Ｓの最上部のワーク設置棚に設置されたｍ個の圧力センサＷを「第１ワーク群ＷＧ1」、上から２番目のワーク設置棚に設置されたｍ個の圧力センサＷを「第２ワーク群ＷＧ2」、……、最下部のワーク設置棚に設置されたｍ個の圧力センサＷを「第ｎワーク群ＷＧn」と呼ぶこととする。
【００２２】
恒温槽Ｈの内部には、図３に示すように、温度調整手段Ａを構成する加熱器Ａ1、冷却器Ａ2及び送風機Ａ3が設けられており、加熱器Ａ1から発生する高温の空気や冷却器Ａ2から発生する低温の空気は、送風機Ａ3によって水平方向に送られる（流れＦ1）。また、恒温槽Ｈの内部には、送風機Ａ3から送られてきた空気を鉛直方向下方へと誘導するための所定断面積を有する流路Ｐが形成されている。送風機Ａ3から水平方向に送られてきた空気（流れＦ1）は、流路Ｐへの流入により高速になった状態で鉛直方向下方へと誘導される（流れＦ2）。
【００２３】
恒温槽Ｈの流路Ｐの内部には、ワーク設置台Ｓに設置されたｍ×ｎ個の圧力センサＷが収容される。この際、ワーク設置台Ｓを立てて設置することにより、図３に示すように、第１ワーク群ＷＧ1が恒温槽Ｈの最上部に、第ｎワーク群ＷＧnが恒温槽Ｈの最下部に、各々位置することとなる。本実施形態においては、このようなワーク群の配置と、温度調整手段Ａ及び流路Ｐの配置と、の関係により、ワークの校正作業の順番が予め定められる。すなわち、本実施形態においては、恒温槽Ｈの最上部に位置する第１ワーク群ＷＧ1の校正作業を最初に行い、その後第２ワーク群ＷＧ2、第３ワーク群ＷＧ3……と上から順番に校正作業を行うこととする。
【００２４】
各ワーク群に含まれる圧力センサＷの内部には、前述のように温度検出素子が搭載されている。本実施形態においては、各ワーク群に含まれる何れか一つの圧力センサＷの温度検出素子を用いて、各ワーク群の温度を代表的に検出することとする。すなわち、圧力センサＷの温度検出素子は、本発明における温度検出手段に相当するものである。
【００２５】
また、本実施形態においては、この温度検出素子で検出した温度が所定温度（圧力センサＷの温度特性の校正作業のために予め設定された温度）に安定するように、制御装置Ｃｏｎｔによって温度調整手段Ａの温度調整能力（加熱器Ａ1の加熱能力、冷却器Ａ2の冷却能力、送風機Ａ3の風量）を制御する。すなわち、制御装置Ｃｏｎｔは、本発明における制御手段に相当するものである。圧力センサＷの温度検出素子で検出した温度に係る情報は、有線又は無線の通信手段を介して制御装置Ｃｏｎｔに送られる。制御装置Ｃｏｎｔは、送られた検出温度と、圧力センサＷの温度特性の校正作業のために予め設定された所定温度と、に基づいて温度調整手段Ａの温度調整能力を制御する。
【００２６】
続いて、本実施形態に係る温度特性校正方法について説明する。
【００２７】
まず、作業者は、恒温槽Ｈの内部に設置した温度調整手段Ａを作動させる。本実施形態においては、冷却器Ａ2及び送風機Ａ3を作動させることにより、例えば図４に示すように初期温度ｔ（℃）の各ワーク群を設定温度ｔ−２０（℃）に変更して安定させるものとする。図４に示す複数の曲線Ｃ1〜Ｃ3は、第１ワーク群ＷＧ1〜第３ワーク群ＷＧ3の温度の時間履歴を示すものである（ｎ＝３の場合）。
【００２８】
次いで、制御装置Ｃｏｎｔは、第１ワーク群ＷＧ1に含まれる何れか一つの圧力センサＷに搭載された温度検出素子を介して、最初の校正作業の対象となる第１ワーク群ＷＧ1の温度を検出する（温度検出工程）。そして、制御装置Ｃｏｎｔは、温度検出工程で検出した第１ワーク群ＷＧ1の温度が設定温度に到達して安定するように、温度調整手段Ａの温度調整能力を制御する（制御工程）。この後、第１ワーク群ＷＧ1の検出温度が設定温度に安定した時点（図４に示す「Ｔ1」）で、第１ワーク群ＷＧ1の温度特性の校正を行う。
【００２９】
次いで、制御装置Ｃｏｎｔは、第２ワーク群ＷＧ2に含まれる何れか一つの圧力センサＷに搭載された温度検出素子を介して、二番目の校正作業の対象となる第２ワーク群ＷＧ2の温度を検出する（温度検出工程）。そして、制御装置Ｃｏｎｔは、温度検出工程で検出した第２ワーク群ＷＧ2の温度が設定温度に到達して安定するように、温度調整手段Ａの温度調整能力を制御する（制御工程）。この後、第２ワーク群ＷＧ2の検出温度が設定温度に安定した時点（図４に示す「Ｔ2」）で、第２ワーク群ＷＧ2の温度特性の校正を行う。
【００３０】
以下、第３ワーク群ＷＧ3についても同様に温度検出工程及び制御工程を実施し、検出温度が設定温度に安定した時点（図４に示す「Ｔ3」）で、温度特性の校正を行う。以上の工程群を経て、全てのワークの温度特性の校正作業を終了する。
【００３１】
以上説明した実施形態に係る温度特性校正システムにおいては、予め各ワークの校正作業の順番を定め、直近の校正作業の対象となるワークの温度が校正作業のために予め設定された所定温度に安定するように、温度調整手段Ａの温度調整能力を制御することができる。従って、全てのワークの温度を、校正作業を行う際に所定温度に安定させることができるので、所定温度に安定していない状態でワークの校正作業が行われることを防ぐことができる。この結果、高い精度での校正を実現させることができる。
【００３２】
また、以上説明した実施形態に係る温度特性校正システムにおいては、温度検出素子を有する圧力センサＷをワークとして採用し、圧力センサＷの温度検出素子で温度を検出しているため、各圧力センサＷの温度を検出する温度センサを別途設ける必要がなくなる。
【００３３】
なお、以上の実施形態においては、ワークとして、ピエゾ抵抗拡散式の圧力センサを採用した例を示したが、ワークの種類はこれに限られるものではなく、例えば、静電容量式の圧力センサを採用することもできる。また、本発明に係る温度特性校正システム及び温度特性校正方法は、圧力センサの校正のみに適用されるものではなく、固有の温度特性を有する各種センサ（流量計や温度センサ）の校正にも同様に適用することができる。
【００３４】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、この実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素（ワーク設置台Ｓ、恒温槽Ｈ、温度調整手段Ａ、流路Ｐ等）及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ…温度調整手段
Ａ1…加熱器
Ａ2…冷却器
Ａ3…送風機
Ｃｏｎｔ…制御装置（制御手段）
Ｈ…恒温槽
Ｐ…流路
Ｓ…ワーク設置台
Ｗ…圧力センサ（ワーク）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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