即使在设置有加热电阻和测温电阻体的基板的膜片部产生变形，也能够减少因变形而产生的连接有测温电阻体的电桥电路的信号变动。在具有基板、基板上形成的膜片（13）、膜片上形成的发热电阻体（2）和温度检测电阻体（7～10），通过对发热电阻体加热而检测被测定流体的流量的热式流量传感器中，相对于膜片上的发热电阻体，在被测定流体的流动的上游一侧和下游一侧，形成有变形检测电阻体（11、12），由变形检测电阻体检测膜片上产生的变形量，基于检测到的变形量进行上述发热电阻体和上述温度检测电阻体检测到的流量信号的变形补偿。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用发热电阻体计测流量的流量传感器。例如涉及检测机动车用发动机吸入的空气量的流量测定装置。
技术介绍
现有技术中，机动车等的内燃机吸入空气通路中设置的计测吸入空气量的流量传感器，主要使用热式的流量传感器。这是由于热式的流量传感器能够直接计测质量流量。近年来，出于地球环境保护的观点，低燃耗、排放尾气限制变得严格。为此，对于计测吸入空气量的流量传感器，高精度化、逆流检测、动态范围扩大等需求变得显著化。在对应这样的需求的热式的流量传感器中，使用半导体微细加工技术在硅等半导 体基板上制造的计测流量的传感元件近年来受到关注。这是由于，这种传感元件相对容易大量生产，因此较经济，可以小型化并且能够以低的消费电力驱动。这样的流量传感器中，有专利文献I所记载的流量传感器。专利文献I所记载的流量传感器的情况下，传感元件在硅基板上隔着绝缘层形成传感电阻，为了使电阻体热绝缘而除去硅基板的一部分形成薄膜部(膜片部)。通过在该膜片部上配置作为加热器驱动的电阻体而形成发热电阻体。流量检测采用温差方式，将该发热电阻体夹住，在空气流的上游一侧和下游一侧形成测温电阻体，基于配置在上游和下游的测温电阻体的温差而检测流量和方向。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2002-48616号公报
技术实现思路
专利文献I中，电阻体使用多晶硅。多晶硅这样的半导体材料具有电阻值因形状的变形所产生的形变而变化的压电效应。该压电效应的影响量由该材料所具有的应变系数决定，对白金等金属材料也存在影响。因此，半导体式流量传感器中，存在易于因该压电效应而发生输出异常的问题。于是，本专利技术的目的在于即使设置有加热电阻和测温电阻体的基板的膜片部发生变形，也减少因该变形而产生的连接有测温电阻体的电桥电路的信号变动。上述目的通过权利要求所记载的专利技术而达成。例如，上述目的能够通过在具有基板、上述基板上形成的膜片、上述膜片上形成的发热电阻体和温度检测电阻体，通过对上述发热电阻体加热而检测被测定流体的流量的热式流量传感器上，设置以下结构而达成。相对于上述膜片上的上述发热电阻体，在被测定流体的流动的上游一侧和下游一侧形成有变形检测电阻体。由上述变形检测电阻体检测上述膜片上产生的变形量，基于上述检测到的变形量进行上述发热电阻体和上述温度检测电阻体检测到的流量信号的变形补偿。由此，能够除去变形影响的部分，不容易发生输出异常。专利技术效果根据本专利技术，即使设置有加热电阻和测温电阻体的基板的膜片部发生变形，也能够减少因该变形而产生的连接有测温电阻体的电桥电路的信号变动。附图说明图I是本专利技术的第一实施方式的流量传感器的传感元件的示意图。图2是本专利技术的第一实施方式的流量传感器的电路结构图。图3是表示本专利技术的第一实施方式的流量传感器的内部运算处理的图。图4是本专利技术的第二实施方式的流量传感器的传感元件的示意图。图5是本专利技术的第二实施方式的流量传感器的电路结构图。 图6是本专利技术的第三实施方式的流量传感器的传感元件的示意图。图7是本专利技术的第三实施方式的流量传感器的电路结构图。图8是本专利技术的第四实施方式的流量传感器的传感元件的示意图。图9是表示本专利技术的实施方式的流量传感器受到的安装应力影响的图。图10是本专利技术的实施方式的流量传感器实际使用的状态下的安装截面示意图。具体实施例方式如上所述，半导体式流量传感器中，存在易于因该压电效应而发生输出异常的问题。作为其理由，能够列举由于膜片部的膜厚只有大约I 2μπι，所以承受(I)将传感元件与支撑体接合时的应力，(2)将支撑体接合安装到外壳等时的应力，(3)由于因环境温度的变化产生的安装部件的线性膨胀系数差而产生的应力，(4)使加热器发热引起的热变形等各种变形。特别是夹住加热器形成的测温电阻体，性能上优选其为高电阻值。因此，形状上需要使电阻体形成为宽度窄、长度长。由此，易于受到上述应力引起的压电效应。结果，存在夹住加热器形成的测温电阻体分别变为不同的电阻值、发生输出异常的可能性。此外，加热温度检测电阻也需要配置在加热电阻的附近，形状上需要与上述测温电阻体同样地形成为宽度窄、长度长。结果，加热温度检测电阻体的电阻值发生变化，变得不能正确地检测出加热温度。结果，不能将加热温度控制为规定的温度，存在发生输出异常的可能性。以下，使用图I 图10说明本专利技术的实施方式。图I是表示本专利技术的第一实施方式的流量传感器中的流量检测元件的平面结构的图。图I中，检测元件I中，在硅、陶瓷等导热率良好的材料构成的基板的背面形成有空洞部，在该空洞部中形成有用于检测空气流量的膜片13。空洞部通过使用碱性溶剂等从基板的背面一侧进行蚀刻加工而形成。在膜片13上，配置有作为流量检测用电阻体的加热电阻体2，以围绕加热电阻体2周围的方式配置有加热温度检测电阻体3。此外，相对于加热电阻体2，在流动的上游一侧配置有上游侧测温电阻体7、8，在下游一侧配置有下游侧测温电阻体9、10。进而，变形检测电阻11、12配置在测温电阻体7 10和用于与外部端子连接的接合端子14 32之间的膜片13上。在膜片13周围的基板上，形成有固定电阻5、6和测温电阻体4。这些检测元件I上构成的电阻体由电阻值根据温度变化的多晶硅等的半导体膜、白金等的金属膜制成。此夕卜，这些元件与外部的连接通过接合端子14 32进行。由此，能够提供能排除膜片13上的电阻体所产生的变形的影响，或缓和了因变形而产生的应力的流量输出。其中，使加热电阻体2和加热温度检测电阻体3、上游侧测温电阻体7、8、下游侧测温电阻体9、10、检测变形量的电阻体即变形检测电阻体11、12、固定电阻5、6、测温电阻体4全部由相同材料构成。由此，无需提高成本，就能够构成能提供排除了安装时等膜片13上的电阻体产生的变形的影响的流量输出的流量传感器。图2是表示本专利技术的第一实施方式的流量传感 器的电路结构的图。在图2中，流量传感器具备检测空气流量、空气温度和膜片13上产生的变形量的检测元件I ;用于将空气流量和变形量转换为电信号并将排除了变形量后的空气流量调整为规定的特性的ASIC电路35。由加热温度检测电阻体3、测温电阻体4、固定电阻5、6形成的电桥电路与电源38连接。表示加热温度检测电阻体3与固定电阻6的连接点的电位的接合端子25和表示测温电阻体4与固定电阻5的连接点的电位的接合端子31，与运算放大器37的输入端子连接。为了使它们的电位相同，运算放大器37对向加热电阻体2供给的加热电流进行反馈控制。此处的加热电流由被运算放大器37控制的晶体管36供给。此外，相对于加热电阻体2在空气的流动方向的上游一侧配置的电桥电路与电源38连接。电桥电路由电阻值因来自加热电阻体2的热的影响而变化的测温电阻体7、8、和相对于加热电阻体2在空气的流动方向的下游一侧配置的测温电阻体9、10形成。进而，检测膜片13上产生的变形量的变形检测电阻11、12和由固定电阻33、34形成的电桥电路与电源38连接。关于与空气流量相应的差动信号，表示测温电阻体7与10的接点的电位的接合端子16 (或28)和表示测温电阻体8与9的连接点的电位的接合端子30 (或17)与AD转换器39连接。此外，关于与膜片13上产生的变形量相应的差动信号，表示变形检测电阻体11与固定电阻33的连接点的电位的接合端子2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤亮，半泽惠二，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：
国别省市：
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