(57)【要約】【課題】圧力検出範囲における低圧側のセンサ出力の高精度化と圧力検出範囲の拡大との両立を図ることができる圧力センサを提供する。【解決手段】第１増幅部３０は、センシング部１０から入力した検出信号を所定の増幅率で増幅して圧力信号として出力する。判定部４０は、第１増幅部３０から圧力信号を入力し、圧力検出範囲を二分割する基準値に対して圧力信号の信号値が当該基準値よりも低圧側の値であるか否かを判定する。信号出力部６０は、判定部４０によって圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値ではないと判定された場合、圧力信号の信号値が基準値よりも高圧側の値であることを示す高圧信号を出力する。これにより、低圧側の圧力を第１増幅部３０によって高精度に検出できる。また、センシング部１０の構造が高圧側の値によって制限されないので、圧力検出範囲を従来よりも広く設定できる。【選択図】図２
2016205989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力検出範囲における圧力を検出すると共に、前記圧力に応じた検出信号を出力するセンシング部（１０）と、
前記センシング部（１０）から前記検出信号を入力し、前記検出信号を所定の増幅率で増幅して圧力信号として出力する増幅部（３０）と、
前記増幅部（３０）から前記圧力信号を入力し、前記圧力検出範囲を二分割する基準値に対して前記圧力信号の信号値が当該基準値よりも低圧側の値であるか否かを判定基準に従って判定する判定部（４０）と、
前記判定部（４０）によって前記圧力信号の信号値が前記基準値よりも低圧側の値ではないと判定された場合、前記圧力信号の信号値が前記基準値よりも低圧側の値でないことを示す判定信号を出力する信号出力部（６０）と、
を備えていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記判定部（４０）によって前記圧力信号の信号値が前記基準値よりも低圧側の値であると判定された場合には前記圧力信号を外部に出力可能にする一方、前記判定部（４０）によって前記圧力信号の信号値が前記基準値よりも低圧側の値でないと判定された場合には前記判定信号を外部に出力可能にするように出力経路を切り替える信号切替部（７０）を備え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】
前記信号出力部（６０）は、前記判定信号として前記圧力信号の信号値が前記基準値よりも高圧側の値であることを示す高圧信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記センシング部（１０）は、圧力の印加に応じて抵抗値が変化する第１抵抗（１１ａ）、第２抵抗（１１ｂ）、第３抵抗（１１ｃ）、及び第４抵抗（１１ｄ）によって構成されたブリッジ回路部（１１）と、前記第１抵抗（１１ａ）と前記第２抵抗（１１ｂ）との第１中点（１１ｅ）に接続された第１配線（１３）と、前記第３抵抗（１１ｃ）と前記第４抵抗（１１ｄ）との第２中点（１１ｆ）に接続された第２配線（１４）と、を有し、前記ブリッジ回路部（１１）に印加される入力電圧に基づいて前記第１配線（１３）と前記第２配線（１４）との電位差を前記検出信号として出力し、
前記判定部（４０）は、前記判定基準に従って、前記圧力信号の信号値が前記第１配線（１３）の断線を示す値であるか否かを判定する一方、前記圧力信号の信号値が前記第２配線（１４）の断線を示す値であるか否かを判定し、
前記信号出力部（６０）は、前記判定部（４０）によって前記第１配線（１３）が断線していると判定された場合、前記判定信号として前記第１配線（１３）の断線を示す第１断線信号を出力する一方、前記判定部（４０）によって前記第２配線（１４）が断線していると判定された場合、前記判定信号として前記第２配線（１４）の断線を示す第２断線信号を出力することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記センシング部（１０）はセンサチップ（１）に形成され、前記増幅部（３０）は回路チップ（２）に形成されており、
前記第１配線の一部及び前記第２配線の一部は、前記センサチップ（１）の前記センシング部（１０）と前記回路チップ（２）の前記増幅部（３０）とを電気的に接続する第１ボンディングワイヤ（４）及び第２ボンディングワイヤ（５）として構成されており、
前記判定部（４０）は、前記第１ボンディングワイヤ（４）及び前記第２ボンディングワイヤ（５）のいずれかの断線の有無を判定することを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記センシング部（１０）は、圧力の印加に応じて抵抗値が変化する第１抵抗（１１ａ）、第２抵抗（１１ｂ）、第３抵抗（１１ｃ）、及び第４抵抗（１１ｄ）によって構成されたブリッジ回路部（１１）と、前記ブリッジ回路部（１１）に入力電圧を印加する入力配線（１２）と、を有し、前記入力電圧に基づいて前記検出信号を出力し、
前記判定部（４０）は、前記判定基準に従って、前記圧力信号の信号値が前記入力配線（１２）の断線を示す値であるか否かを判定し、
前記信号出力部（６０）は、前記判定部（４０）によって前記入力配線（１２）が断線していると判定された場合、前記判定信号として前記入力配線（１２）の断線を示す入力断線信号を出力することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記センシング部（１０）はセンサチップ（１）に形成され、前記入力電圧を生成する電源部（２０）が回路チップ（２）に形成されており、
前記入力配線の一部は、前記センサチップ（１）の前記センシング部（１０）と前記回路チップ（２）の前記電源部（２０）とを電気的に接続する入力ボンディングワイヤ（３）として構成されており、
前記判定部（４０）は、前記入力ボンディングワイヤ（３）の断線の有無を判定することを特徴とする請求項６に記載の圧力センサ。
【請求項８】
前記判定部（４０）の判定に用いられる前記判定基準が記憶された記憶部（５０）を備え、
前記判定部（４０）は、前記記憶部（５０）に記憶された前記判定基準を用いて判定を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記判定基準は、前記記憶部（５０）において書き換え可能に記憶されていることを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力を測定するための圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、センサウェハの一部が局所的に薄く形成されたダイヤフラムを有する圧力測定デバイスが、例えば特許文献１で提案されている。この圧力測定デバイスは、圧力媒体の圧力によって変形するダイヤフラムの変形量に対応した電気的に測定することにより、圧力値に対応したセンサ出力を取得する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９１２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、圧力媒体の圧力が小さい場合にはダイヤフラムの変形量も小さい。この場合のダイヤフラムの変形は非線形の度合いが小さいので、ダイヤフラムの変形量に対応したセンサ出力はほぼ線型的に変化する。しかしながら、圧力媒体の圧力が大きくなるほどダイヤフラムの変形は非線形の度合いが大きくなるので、ダイヤフラムの変形量に応じたセンサ出力に含まれる非線形成分が大きくなってしまう。
【０００５】
そこで、必要とする圧力検出範囲ではセンサ出力に含まれる非線形成分が一定範囲に収まるようにダイヤフラムのサイズや厚みを調整することでダイヤフラムにおける非線形の変形を抑えることが考えられる。しかし、圧力検出範囲における低圧側ではダイヤフラムの変形そのものが非常に小さいために増幅回路によるセンサ出力の増幅が必要になる。また、圧力検出範囲の上限値に合わせた増幅率で低圧側のセンサ出力を増幅することになるので、低圧側の圧力を高精度に検出することができないという問題がある。さらに、ダイヤフラムの変形量の範囲を大きくすることができないので、検出可能な圧力検出範囲が限られてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、圧力検出範囲における低圧側のセンサ出力の高精度化と圧力検出範囲の拡大との両立を図ることができる圧力センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧力検出範囲における圧力を検出すると共に、圧力に応じた検出信号を出力するセンシング部（１０）と、センシング部（１０）から検出信号を入力し、検出信号を所定の増幅率で増幅して圧力信号として出力する増幅部（３０）と、を備えている。
【０００８】
また、増幅部（３０）から圧力信号を入力し、圧力検出範囲を二分割する基準値に対して圧力信号の信号値が当該基準値よりも低圧側の値であるか否かを判定基準に従って判定する判定部（４０）を備えている。
【０００９】
さらに、判定部（４０）によって圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値ではないと判定された場合、圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値でないことを示す判定信号を出力する信号出力部（６０）を備えていることを特徴とする。
【００１０】
これによると、圧力検出範囲において基準値よりも低圧側の圧力信号は増幅部（３０）によって増幅されるので、圧力検出範囲における低圧側の圧力を高精度に検出することができる。また、圧力を検出するためのセンシング部（１０）の構造を制限する必要がないので、圧力検出範囲がセンシング部（１０）の構造によって制限されない。すなわち、圧力検出範囲を従来よりも広く設定することができる。したがって、圧力検出範囲における低圧側の信号値の高精度化と圧力検出範囲の拡大との両立を図ることができる。
【００１１】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力センサの構成を示した図である。
【図２】圧力センサの全体回路構成を示した図である。
【図３】圧力媒体の圧力と圧力信号の信号値及び閾値との関係を示した図である。
【図４】圧力検出範囲における低圧側のセンサ出力と高圧側のセンサ出力とを示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る圧力センサの構成を示した図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る圧力センサの構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る圧力センサは、圧力媒体の圧力を検出するものである。図１に示されるように、圧力センサは、センサチップ１及び回路チップ２を備えている。
【００１５】
センサチップ１と回路チップ２とは、ＶＳワイヤ３、ＶＰワイヤ４、及びＶＭワイヤ５によって電気的に接続されている。各ワイヤ３〜５は、ボンディングワイヤである。センサチップ１及び回路チップ２に圧力センサを構成する回路が形成されている。
【００１６】
具体的には、図２に示されるように、圧力センサは、センシング部１０、電源部２０、第１増幅部３０、判定部４０、記憶部５０、信号出力部６０、信号切替部７０、及び第２増幅部８０を備えている。このうちのセンシング部１０はセンサチップ１に形成されている。一方、電源部２０、第１増幅部３０、判定部４０、記憶部５０、信号出力部６０、信号切替部７０、及び第２増幅部８０は回路チップ２に形成されている。
【００１７】
センサチップ１及び回路チップ２はシリコン基板等の半導体基板を元に形成されている。すなわち、圧力センサの各構成は半導体プロセスによってセンサチップ１及び回路チップ２に形成されている。センサチップ１及び回路チップ２は、図示しないケースに収容される。
【００１８】
センシング部１０は、圧力検出範囲における圧力を検出するセンシング手段である。センシング部１０は、例えばセンサチップ１の一部が薄肉化された図示しないダイヤフラムに形成されている。圧力検出範囲は予め設定された範囲であり、例えば０Ｐａ〜数ＭＰａの範囲である。圧力検出範囲は、ダイヤフラムの厚みやサイズ等によって調整されている。なお、電源の電圧範囲を０Ｖ〜５Ｖとすると、圧力検出範囲は例えば０．５Ｖ〜４．５Ｖである。
【００１９】
また、センシング部１０は、ブリッジ回路部１１、ＶＳ配線１２、ＶＰ配線１３、及びＶＭ配線１４を有している。ブリッジ回路部１１は、圧力の印加に応じて抵抗値が変化する第１抵抗１１ａ、第２抵抗１１ｂ、第３抵抗１１ｃ、及び第４抵抗１１ｄによって構成されている。第１抵抗１１ａと第２抵抗１１ｂとが直列接続され、第３抵抗１１ｃと第４抵抗１１ｄとが直列接続されている。各抵抗１１ａ〜１１ｄは、センサチップ１のダイヤフラムに形成されたＰ＋＋型領域やＮ−−型領域等の拡散抵抗である。
【００２０】
ＶＳ配線１２は、ブリッジ回路部１１に入力電圧を印加するための配線である。ＶＳ配線１２の一部が上記のＶＳワイヤ３として構成されている。
【００２１】
ＶＰ配線１３は、一方が第１抵抗１１ａと第２抵抗１１ｂとの第１中点１１ｅに接続され、他方が第１増幅部３０に接続されている。ＶＰ配線１３の一部が上記のＶＰワイヤ４として構成されている。
【００２２】
また、ＶＭ配線１４は、一方が第３抵抗１１ｃと第４抵抗１１ｄとの第２中点１１ｆに接続され、他方が第１増幅部３０に接続されている。負極配線の一部が上記のＶＭワイヤ５として構成されている。
【００２３】
そして、センシング部１０は、ブリッジ回路部１１に印加される入力電圧に基づいて第１中点１１ｅの第１電圧と第２中点１１ｆの第２電圧との電位差を検出信号として出力する。センサチップ１のダイヤフラムに印加される圧力の大きさに応じて検出信号の信号値が変化するので、圧力の大きさに対応した第１電圧がＶＰ配線１３に印加されると共に第２電圧がＶＭ配線１４に印加される。
【００２４】
なお、ダイヤフラムで検出される圧力は絶対圧でも差圧でも良い。絶対圧は、ダイヤフラムの一方の面に真空圧が印加され、他方の面に圧力媒体の圧力が印加されることで検出される。また、差圧はダイヤフラムの両面に印加される圧力によって検出される。
【００２５】
電源部２０は、一定の電流を生成する定電流源として構成されている。電源部２０は、定電流（ｉ）をＶＳ配線１２を介してブリッジ回路部１１に供給する。これにより、ブリッジ回路部１１に入力電圧が印加される。なお、電源部２０は、定電流源でも定電圧源でも良い。
【００２６】
第１増幅部３０は、センシング部１０から検出信号を入力し、検出信号を所定の増幅率で増幅して圧力信号として出力するものである。具体的には、第１増幅部３０は、ブリッジ回路部１１から第１電圧及び第２電圧を入力し、第１電圧と第２電圧との差電圧を所定の増幅率で増幅するように構成された差動増幅回路部である。本実施形態では、第１増幅部３０は圧力信号の信号値をＡ倍する。
【００２７】
判定部４０は、第１増幅部３０から圧力信号を入力し、圧力検出範囲を二分割する基準値に対して圧力信号の信号値が当該基準値よりも低圧側の値であるか否かを判定基準に従って判定するものである。ここで、判定基準とは、圧力信号の信号値に対して予め設定された閾値である。
【００２８】
また、「圧力検出範囲を二分割する」とは、圧力検出範囲を二等分する場合に限られない。例えば圧力検出範囲を１／３と２／３とに二分割する場合も含まれる。本実施形態では、圧力検出範囲を二分割する基準値は、圧力検出範囲を二等分する中央値とする。これにより、判定部４０は、圧力信号の信号値が基準値を基準として低圧側の値であるか、または高圧側の値であるかを判定する。
【００２９】
さらに、判定部４０は、ＶＳ配線１２、ＶＰ配線１３、及びＶＭ配線１４の断線の有無を判定する機能を有している。すなわち、判定部４０は、判定基準に従って、圧力信号の信号値がＶＳ配線１２の断線を示す値であるか否かを判定する。同様に、判定部４０は、判定基準に従って、圧力信号の信号値がＶＰ配線１３またはＶＭ配線１４の断線を示す値であるか否かを判定する。
【００３０】
記憶部５０は、判定部４０の判定に用いられる判定基準が記憶された記憶手段である。本実施形態では、判定基準は、圧力信号の信号値に対して設定された第１〜第４閾値の４つの閾値を含んでいる。これらの閾値は第１閾値が最も小さい値であり、第２閾値、第３閾値、第４閾値の順に大きな値になっている。
【００３１】
第１閾値は、ＶＰ配線１３の断線の有無を判定するために用いられる。第１閾値及び第２閾値は、圧力信号の信号値が低圧側の値であるかを判定するために用いられる。第２閾値は、圧力検出範囲を二等分する圧力信号の信号値に対応した閾値である。
【００３２】
第２閾値及び第３閾値は、圧力信号の信号値が高圧側の値であるかを判定するために用いられる。第３閾値及び第４閾値は、ＶＳ配線１２の断線を判定するために用いられる。第４閾値は、ＶＭ配線１４の断線を判定するために用いられる。
【００３３】
記憶部５０は、データの書き込み及び消去が可能なメモリである。すなわち、判定基準は、記憶部５０において書き換え可能に記憶されている。これにより、製品の製造後、圧力センサが使用される状況や環境、測定対象等に応じた判定基準の書き込みが可能になり、圧力センサの汎用性が向上する。
【００３４】
そして、判定部４０は、記憶部５０に記憶されたこれらの判定基準を用いて判定を行う。また、判定部４０は判定結果を信号出力部６０及び信号切替部７０に出力する。
【００３５】
信号出力部６０は、判定部４０によって圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値ではないと判定された場合、判定部４０の判定結果に応じた判定信号を発生及び出力するものである。判定信号は、圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値でないことを示す信号である。本実施形態では、判定信号は、圧力信号の信号値が高圧側を示す信号や、各配線１２〜１４の断線を示す信号である。
【００３６】
具体的には、信号出力部６０は、判定信号として圧力信号の信号値が基準値よりも高圧側の値であることを示す高圧信号を出力する。また、信号出力部６０は、判定信号としてＶＳ配線１２の断線を示すＶＳ断線信号を出力する。さらに、信号出力部６０は、判定信号としてＶＰ配線１３の断線を示すＶＰ断線信号を出力し、判定信号としてＶＭ配線１４の断線を示すＶＭ断線信号を出力する。
【００３７】
判定信号である高圧信号、ＶＳ断線信号、ＶＰ断線信号、及びＶＭ断線信号は、例えばＤｕｔｙ比が異なる信号である。なお、これらの判定信号は、判定結果に応じた三角波、Ｓｉｎ波、矩形波等の波形の信号でも良い。このように、信号出力部６０は、判定結果に応じた複数の判定信号を発生する回路である。
【００３８】
信号切替部７０は、判定部４０に判定結果に従って、第１増幅部３０の出力と信号出力部６０の出力とのいずれか一方が外部装置に出力されるように出力経路を切り替えるものである。このため、信号切替部７０は、第１スイッチ７１及び第２スイッチ７２を有している。第１スイッチ７１は、第１増幅部３０と第２増幅部８０とを接続している。第２スイッチ７２は、信号出力部６０と出力端子９０とを接続している。各スイッチ７１、７２は例えば半導体スイッチとして構成されている。
【００３９】
具体的には、判定部４０によって圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値であると判定された場合、信号切替部７０は第１スイッチ７１をＯＮして第２スイッチ７２をＯＦＦすることにより圧力信号を外部に出力可能にする。一方、判定部４０によって圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値でないと判定された場合、信号切替部７０は第１スイッチ７１をＯＦＦして第２スイッチ７２をＯＮすることにより判定信号を外部に出力可能にする。これにより、圧力信号及び判定信号のいずれか一方を圧力センサから外部に出力することができる。
【００４０】
第２増幅部８０は、第１増幅部３０から圧力信号を入力し、圧力信号を所定の増幅率で増幅してセンサ出力として出力するものである。第２増幅部８０は例えば差動増幅回路部として構成されている。また、第２増幅部８０は圧力信号の信号値をＢ倍する。したがって、圧力センサは圧力信号を２段増幅してセンサ出力として外部に出力する。以上が、本実施形態に係る圧力センサの全体構成である。
【００４１】
次に、圧力センサの作動について説明する。まず、各配線１２〜１４に断線がない正常時について説明する。センサチップ１のダイヤフラムに圧力媒体の圧力が印加されることでセンシング部１０から圧力の大きさに応じた検出信号が出力される。検出信号は第１増幅部３０でＡ倍されて圧力信号として出力される。
【００４２】
図３に示されるように、圧力信号の信号値は第１閾値と第３閾値との範囲にある。また、圧力信号の信号値は、圧力値に対してほぼ線形的に変化する。そして、判定部４０によって圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値であるか否かが判定される。すなわち、圧力信号の信号値が第１閾値から第２閾値までの範囲に含まれるか否かが判定される。なお、図３では圧力検出範囲を０％〜１００％の範囲で示している。
【００４３】
圧力信号の信号値が第１閾値から第２閾値までの範囲に含まれる場合は圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値である。この場合、判定部４０によって第１スイッチ７１がＯＮされ、第２スイッチ７２がＯＦＦされる。これにより、低圧側の圧力信号は第２増幅部８０でさらにＢ倍されてセンサ出力として出力される。つまり、図４に示されるように、圧力信号の信号値が低圧側の値の場合、圧力値に応じてほぼ線形的に変化する圧力信号がセンサ出力として出力される。
【００４４】
一方、圧力信号の信号値が第２閾値よりも大きい場合、すなわち圧力信号の信号値が第２閾値から第３閾値までの範囲に含まれる場合は圧力信号の信号値が基準値よりも高圧側の値である。この場合、判定部４０によって第１スイッチ７１がＯＦＦされ、第２スイッチ７２がＯＮされる。これにより、圧力信号は出力されない。また、判定部４０の判定結果に応じて信号出力部６０から判定信号として高圧信号が出力される。つまり、図４に示されるように、圧力信号の信号値が高圧側の値の場合、所定のＤｕｔｙ比の信号がセンサ出力として出力される。
【００４５】
続いて、各配線１２〜１４が断線した場合について説明する。各配線１２〜１４の断線は、各ワイヤ３〜５の断線の可能性が最も高い。もちろん、各配線１２〜１４のうちセンサチップ１や回路チップ２に形成された部分の断線の可能性もある。
【００４６】
図３に示されるように、ＶＳ配線１２の断線時は、判定部４０によって圧力信号の信号値が第３閾値から第４閾値までの範囲に含まれるか否かが判定される。圧力信号の信号値が第３閾値から第４閾値までの範囲に含まれる場合はＶＳ配線１２が断線している。
【００４７】
また、ＶＰ配線１３の断線時は、判定部４０によって圧力信号の信号値が第１閾値よりも小さい値であるか否かが判定される。圧力信号の信号値が第１閾値よりも小さい値の場合はＶＰ配線１３が断線している。
【００４８】
また、ＶＭ配線１４の断線時は、判定部４０によって圧力信号の信号値が第４閾値よりも大きい値であるか否かが判定される。圧力信号の信号値が第４閾値よりも大きい値の場合はＶＭ配線１４が断線している。
【００４９】
このような断線時では、判定部４０によって第１スイッチ７１がＯＦＦされ、第２スイッチ７２がＯＮされる。また、信号出力部６０から判定信号が出力される。ＶＰ配線１３の断線時は信号出力部６０からＶＳ断線信号が出力され、ＶＰ配線１３の断線時は信号出力部６０からＶＰ断線信号が出力され、ＶＭ配線１４の断線時は信号出力部６０からＶＭ断線信号が出力される。これらの判定信号はそれぞれ異なるＤｕｔｙ比に設定されている。そして、これらの判定信号がセンサ出力として外部に出力される。
【００５０】
上記のように圧力センサから出力されたセンサ出力は、圧力値を制御に用いる外部装置に入力される。そして、外部装置においてセンサ出力の内容が識別され、制御等に用いられる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態では、センシング部１０で検出可能な圧力検出範囲において基準値よりも低圧側の圧力信号は第１増幅部３０によって増幅されるので、圧力検出範囲における低圧側の圧力を高精度に検出することができる。本実施形態では、圧力信号は第２増幅部８０によっても増幅されるので、圧力信号の信号値の精度を向上させることができる。
【００５２】
また、圧力検出範囲において圧力信号の信号値が基準値よりも低圧側の値ではない場合、判定信号が生成される。言い換えると、圧力検出範囲の高圧側の圧力値については精度が不要である。このため、高圧側の圧力値を高精度に検出できるようにセンシング部１０の構造を制限する必要がない。つまり、圧力検出範囲のおける低圧側の圧力値の精度を、高圧側の圧力値の精度に合わせる必要が無いので、圧力検出範囲を従来よりも広く設定することができる。したがって、圧力検出範囲における低圧側の信号値の高精度化と圧力検出範囲の拡大との両立を図ることができる。
【００５３】
さらに、本実施形態では、各配線１２〜１４に断線が無い場合であって圧力信号の信号値が基準値よりも高圧側の場合はセンシング部１０に高圧側の圧力が印加されていることを示す高圧信号が圧力センサから出力される。このため、圧力検出範囲の全体で高精度なセンサ出力が必要ではなく低圧側では高精度なセンサ出力が要求される一方、圧力検出範囲の高圧側では圧力印加の有無のみを検出できれば良い、という圧力測定のニーズに対応することができる。
【００５４】
具体的には、車両において圧力センサを使用するシステムでは、例えばＡＴ油圧が測定される。この場合、圧力検出範囲は０〜１ＭＰａの範囲である。そして、実際に精度良く圧力検出したい範囲は０〜０．３ＭＰａ程度である。このようなシステムにおいて、０．３ＭＰａより高圧側では高い圧力が印加されていることが高圧信号によって判別可能になる。したがって、本実施形態に係る圧力センサは圧力測定だけでなく、圧力スイッチとしても機能させることができる。
【００５５】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１増幅部３０が特許請求の範囲の「増幅部」に対応する。また、ＶＳワイヤ３が特許請求の範囲の「入力ボンディングワイヤ」に対応し、ＶＰワイヤ４が特許請求の範囲の「第１ボンディングワイヤ」に対応し、ＶＭワイヤ５が特許請求の範囲の「第２ボンディングワイヤ」に対応する。
【００５６】
また、ＶＳ配線１２が特許請求の範囲の「入力配線」に対応し、ＶＰ配線１３が特許請求の範囲の「第１配線」に対応し、ＶＭ配線１４が特許請求の範囲の「第２配線」に対応する。さらに、ＶＳ断線信号が特許請求の範囲の「入力断線信号」に対応し、ＶＰ断線信号が特許請求の範囲の「第１断線信号」に対応し、ＶＭ断線信号が特許請求の範囲の「第２断線信号」に対応する。
【００５７】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図５に示されるように、信号出力部６０は、各判定信号をそれぞれ生成及び出力する構成になっている。すなわち、信号出力部６０は、高圧信号を生成及び出力する第１信号出力部６１、ＶＳ断線信号を生成及び出力する第２信号出力部６２、ＶＰ断線信号を生成及び出力する第３信号出力部６３、ＶＭ断線信号を生成及び出力する第４信号出力部６４を有している。各信号出力部６１〜６４は、常時、信号を出力している。
【００５８】
また、信号切替部７０は、第１信号出力部６１に対応した第３スイッチ７３、第２信号出力部６２に対応した第４スイッチ７４、第３信号出力部６３に対応した第５スイッチ７５、第４信号出力部６４に対応した第６スイッチ７６を有している。
【００５９】
このような構成によると、信号出力部６０は判定部４０の判定結果に応じた判定信号を生成する必要がなく、判定結果に応じた各スイッチ７１、７３〜７６のいずれかをＯＮし、その他をＯＦＦすれば良い。以上のように、信号出力部６０は一つの構成ではなく、複数に分割されていても良い。
【００６０】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図６に示されるように、圧力センサは、信号切替部７０を備えていない構成になっている。具体的には、信号出力部６０は各判定信号に対応した出力端子９１〜９４に接続されている。そして、信号出力部６０は、判定部４０の判定結果に応じて高圧信号を出力端子９１に出力し、ＶＳ断線信号を出力端子９２に出力し、ＶＰ断線信号を出力端子９３に出力し、ＶＭ断線信号を出力端子９４に出力する。
【００６１】
このような構成では、第２増幅部８０から常に圧力信号がセンサ出力として出力される一方、判定部４０の判定結果に応じて判定信号が出力される。出力端子９０〜９４の数は多くなるが、信号切替部７０を不要とすることができる。なお、外部装置は圧力センサから入力される信号を識別して制御に用いることになる。
【００６２】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された圧力センサの構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、センシング部１０を構成する各抵抗１１ａ〜１１ｄは拡散抵抗ではなく、圧力に応じて抵抗値が変化する他の構成でも良い。
【００６３】
上記各実施形態では、第２増幅部８０が設けられていたが、これは圧力信号をさらに増幅して高精度化を図った構成である。したがって、第１増幅部３０で十分な信号増幅が可能である場合は圧力センサに第２増幅部８０が設けられていなくても良い。
【００６４】
上記各実施形態では、各配線１２〜１４の断線を検出する構成になっていたが、これは圧力センサの構成の一例である。したがって、圧力センサは断線検出機能を有しない構成でも良い。この場合、圧力センサは、低圧側の圧力信号を出力するか、または高圧信号を出力する構成となる。
【００６５】
また、圧力センサはセンサチップ１と回路チップ２との２チップ構成に限られず、１チップに形成されていても良いし、３チップに形成されていても良い。１チップの場合は各ワイヤ３〜５は不要となるので、判定部４０は１チップ内に形成された各配線１２〜１４の断線が検出されることになる。一方、３チップ以上の場合は、各チップを繋ぐボンディングワイヤの断線の可能性が高いので、ボンディングワイヤの断線が検出されることになる。
【００６６】
上記各実施形態では、判定基準は記憶部５０に記憶されていたが、判定基準は判定部４０に設定されていても良い。また、記憶部５０に記憶された判定基準は書き換え可能でなくても良い。すなわち、判定基準のデータは記憶部５０に固定されていても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１０  センシング部
３０  第１増幅部
４０  判定部
６０  信号出力部
【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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