CN114323355B - 用于电容薄膜规的压力测量系统、方法及电容薄膜规 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电容薄膜规技术领域，具体提供了用于电容薄膜规的压力测量系统、方法及电容薄膜规，其包括：膜片；陶瓷基体,设置在膜片一侧；固定电极组，设置在陶瓷基体靠近膜片的端面上，用于根据其与膜片的距离生成测量电容信息；多个形变检测电极，设置在陶瓷基体上，且圆周阵列在固定电极组外侧，分别用于根据其与膜片的距离生成对应的检测电容信息；控制器，与固定电极组和形变检测电极电性连接，用于获取检测电容信息，还用于根据检测电容信息检测膜片形变是否均匀，还用于在膜片形变均匀时，获取测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值；有效地提高了用于电容薄膜规的压力测量系统测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

Description

用于电容薄膜规的压力测量系统、方法及电容薄膜规

技术领域

本申请涉及电容薄膜规技术领域，具体而言，涉及一种用于电容薄膜规的压力测量系统、方法及电容薄膜规。

背景技术

电容薄膜规是一种全压强真空测量仪器，由于其具有高稳定性、高精度和耐腐蚀性等优点，电容薄膜规被广泛应用在航天航空，核工业，半导体装备等重要领域。

现有技术的电容薄膜规包括壳体、弹性元件（一般为中心膜片）、陶瓷基体和固定电极组，膜片将壳体分为测量室和基准室，陶瓷基体设置在基准室内，固定电极组设置在陶瓷基体靠近膜片的端面上，固定电极组上形成的电容与固定电极组到膜片的距离关联。电容薄膜规的工作原理为：向测量室通入被测气体，理想情况下或者等待足够长的时间后，被测气体混合均匀且气压稳定，由于测量室内的气体压力与基准室内的气体压力不同，弹性元件在压差作用下产生均匀的形变，从而导致固定电极组上形成的电容的大小发生改变，通过固定电极组上形成的电容的变化量即可计算到被测气体的压力值。当出现膜片上作用的真空压力不平衡或者压力分布不均匀的情况时，膜片将产生不均匀的形变，由于固定电极组上形成的电容发生改变，因此仍可以通过固定电极组上形成的电容的变化量计算被测气体的压力值，由于现有技术的电容薄膜规无法获知膜片形变是否均匀的情况，因此此时电容薄膜规检测的被测气体的压力值并不能真实的反映被测气体的压力值，也即测量的被测气体压力值是不稳定且不可靠的。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于电容薄膜规的压力测量系统、方法及电容薄膜规，能够有效地提高压力测量的稳定性、准确性和可靠性。

第一方面，本申请提供了一种用于电容薄膜规的压力测量系统，用于压力测量，其包括：

膜片；

陶瓷基体,设置在上述膜片一侧；

固定电极组，设置在上述陶瓷基体靠近上述膜片的端面上，用于根据其与上述膜片的距离生成测量电容信息；

多个形变检测电极，设置在上述陶瓷基体上，且圆周阵列在上述固定电极组外侧，分别用于根据其与上述膜片的距离生成对应的检测电容信息；

控制器，与上述固定电极组和上述形变检测电极电性连接，用于获取上述检测电容信息，还用于根据上述检测电容信息检测上述膜片形变是否均匀，还用于在上述膜片形变均匀时，获取上述测量电容信息并根据上述测量电容信息计算压力值。

本申请提供的一种用于电容薄膜规的压力测量系统，先通过形变检测电极检测膜片形变是否均匀，只有当膜片形变均匀时，控制器才会获取固定电极组生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规的压力测量系统测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

可选地，上述形变检测电极的数量为4-12个。

本申请提供的一种用于电容薄膜规的压力测量系统包括4-12个形变检测电极，形变检测电极生成的检测电容信息能准确地反应膜片形变是否均匀，且不会由于形变检测电极的数量过多而造成用于电容薄膜规的压力测量系统功耗过大、浪费能源的问题。

可选地，上述形变检测电极的形状为梯形、扇形、矩形、圆形和扇环形中的任意一种。

可选地，上述固定电极组的外电极的宽度与上述形变检测电极的宽度的比例为2:3-9:10。

可选地，上述固定电极组的内电极为圆形电极，上述固定电极组的外电极远离上述内电极的一侧到上述内电极的圆心的距离与上述形变检测电极远离上述内电极的一侧到上述内电极的圆心的距离的比例为2:3-4:5。

本申请提供的一种用于电容薄膜规的压力测量系统，将形变检测电极4设置在膜片张紧边缘，不仅提高了膜片张紧边缘的形变的利用率，还避免由于形变检测电极与固定电极组的距离过近而对固定电极组生成的测量电容信息的准确度造成影响的情况。

第二方面，本申请还提供了一种用于电容薄膜规的压力测量方法，用于测量压力，应用在用于电容薄膜规的压力测量系统中，上述用于电容薄膜规的压力测量系统包括膜片、陶瓷基体、固定电极组和多个形变检测电极，上述陶瓷基体设置在上述膜片一侧，上述固定电极组设置在上述陶瓷基体靠近上述膜片的端面上，上述固定电极组用于根据其与上述膜片的距离生成测量电容信息，上述形变检测电极设置在上述陶瓷基体上且圆周阵列在上述固定电极组外侧，上述形变检测电极分别用于根据其与上述膜片的距离生成对应的检测电容信息，上述用于电容薄膜规的压力测量方法包括以下步骤：

获取上述检测电容信息；

根据上述检测电容信息检测上述膜片是否形变均匀；

在上述膜片形变均匀时，获取上述测量电容信息，并根据上述测量电容信息计算压力值。

本申请提供的一种用于电容薄膜规的压力测量方法，先通过形变检测电极检测膜片形变是否均匀，只有当膜片形变均匀时，控制器才会获取固定电极组生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规的压力测量方法测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

可选地，当上述形变检测电极的数量为双数时，上述根据上述检测电容检测上述膜片是否形变均匀的步骤包括：

将对称的形变检测电极的检测电容信息进行差分处理以生成多个第一差分结果；

若所有第一差分结果均等于0时，视上述膜片形变均匀。

可选地，上述根据上述检测电容检测上述膜片是否形变均匀的步骤包括：

根据所有检测电容信息计算平均电容值；

将每一检测电容信息与上述平均电容值进行差分处理以生成多个第二差分结果；

若所有第二差分结果均小于等于预设的第一阈值时，视上述膜片形变均匀。

可选地，上述根据上述检测电容检测上述膜片是否形变均匀的步骤包括：

分别将每一检测电容信息与其他检测电容信息进行差分处理以生成多个第三差分结果，

若所有上述第三差分结果小于等于预设的第二阈值时，视上述膜片形变均匀。

第三方面，本申请还提供了一种电容薄膜规，用于测量压力，包括：

壳体；

波形垫圈；

压力测量系统，压力测量系统包括：

膜片，上述膜片设置在上述壳体内，上述膜片用于将上述壳体分为上腔体和下腔体，上述波形垫圈设置在上述上腔体内，上述下腔体设有进气口；

陶瓷基体，上述陶瓷基体设置在上述上腔体内；

固定电极组，上述固定电极组设置在上述陶瓷基体靠近上述膜片的端面上，上述固定电极组用于根据其与上述膜片的距离生成测量电容信息；

多个形变检测电极，设置在上述陶瓷基体上，且圆周阵列在上述固定电极组的外电极外，分别用于根据其与上述膜片的距离生成对应的检测电容信息；

控制器，与上述固定电极组和上述形变检测电极电性连接，用于获取上述检测电容信息，还用于根据上述检测电容信息检测上述膜片形变是否均匀，还用于在上述膜片形变均匀时，获取上述测量电容信息并根据上述测量电容信息计算压力值。

本申请提供的一种电容薄膜规，先通过形变检测电极检测膜片形变是否均匀，只有当膜片形变均匀时，控制器才会获取固定电极组生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

由上可知，本申请提供的一种用于电容薄膜规的压力测量系统、方法及电容薄膜规，先通过形变检测电极检测膜片形变是否均匀，只有当膜片形变均匀时，控制器才会获取固定电极组生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规的压力测量系统测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为现有技术的电容薄膜规的结构示意图。

图2为现有技术的陶瓷基体、固定电极组和膜片沿竖直方向的剖面图。

图3为现有技术的固定电极组的俯视结构示意图。

图4为现有技术的电容薄膜规膜片形变均匀时的结构示意。

图5为现有技术的电容薄膜规膜片形变不均匀时的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的一种用于电容薄膜规的压力测量系统沿竖直方向的剖面结构示意图。

图7为本申请实施例提供的固定电极组和形变检测电极的俯视结构示意图。

图8为本申请实施例提供的一种用于电容薄膜规的压力测量方法的流程图。

图9为本申请实施例提供的一种电容薄膜规的结构示意图。

图10为本申请实施例提供的一种电容薄膜规的局部放大图。

附图标记：1、膜片；2、陶瓷基体；3、固定电极组；31、内电极；32、外电极；4、形变检测电极；5、壳体；51、上腔体；52、下腔体；6、波形垫圈。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图5所示，图1为现有技术的电容薄膜规的结构示意图，图2为现有技术的陶瓷基体、固定电极组和膜片沿竖直方向的剖面图，图3为现有技术的固定电极组的俯视结构示意图，图4为现有技术的电容薄膜规膜片形变均匀时的结构示意图，图5为现有技术的电容薄膜规膜片形变不均匀时的结构示意图。现有技术的电容薄膜规包括壳体、弹性元件（一般为中心膜片）、陶瓷基体和固定电极组，固定电极组包括内电极和外电极，内电极一般为圆形电极，外电极一般为圆环形电极，内电极和外电极同心设置。膜片将壳体分为测量室和基准室，陶瓷基体设置在基准室内，固定电极组设置在陶瓷基体靠近膜片的端面上，固定电极组上形成的电容与固定电极组到膜片的距离关联。电容薄膜规的工作原理为：固定电极组生成膜片没有产生形变时的电容值为初始电容值；在理想情况下，向测量室通入被测气体或者向测量室通入被测气体且等待足够长的时间后，测量室内的被测气体混合均匀且气压稳定，由于测量室内的气体压力与基准室内的气体压力不同，弹性元件在压差作用下产生均匀的形变，从而导致固定电极组上形成的电容值发生改变，该电容值为被测电容值，通过初始电容值和被测电容值得到固定电极组上形成的电容值的变化量，再通过电容值的变化量计算出被测气体的压力值。当出现膜片上作用的真空压力不平衡或者压力分布不均匀的情况时，膜片将产生不均匀的形变，由于固定电极组上形成的电容发生改变，因此仍可以通过固定电极组上形成的电容的变化量计算被测气体的压力值，由于现有技术的电容薄膜规无法获知膜片形变是否均匀的情况，因此此时电容薄膜规检测的被测气体的压力值并不能真实的反映被测气体的压力值，也即测量的被测气体压力值是不稳定且不可靠的。

第一方面，如图6和图7所示，本申请提供了一种用于电容薄膜规的压力测量系统，用于压力测量，其包括：

膜片1；

陶瓷基体2,设置在上述膜片1一侧；

固定电极组3，设置在上述陶瓷基体2靠近上述膜片1的端面上，用于根据其与上述膜片1的距离生成测量电容信息；

多个形变检测电极4，设置在上述陶瓷基体2上，且圆周阵列在上述固定电极组3外侧，分别用于根据其与上述膜片1的距离生成对应的检测电容信息；

控制器（图中未示出），与上述固定电极组3和上述形变检测电极4电性连接，用于获取上述检测电容信息，还用于根据上述检测电容信息检测上述膜片1形变是否均匀，还用于在上述膜片1形变均匀时，获取上述测量电容信息并根据上述测量电容信息计算压力值。

其中，膜片1的起始状态为水平放置且没有产生形变，陶瓷基体2可以设置在膜片1的上方或下方中的任意一侧。固定电极组3包括外电极32和内电极31，内电极31是形状为圆形的圆形电极，外电极32是形状为圆环的环形电极，环形电极与圆形电极同心，环形电极与圆形电极之间存在一定的间隙，圆形电极和环形电极均设置在陶瓷基体2靠近膜片1的端面上，固定电极组3能根据其与膜片1的距离生成测量电容信息。用于电容薄膜规的压力测量系统包括多个形变检测电极4，多个形变检测电极4均设置在陶瓷基体2靠近膜片1的端面上，形变检测电极4均以膜片2的中心为圆心圆周阵列在固定电极组3外侧，具体地，形变检测电极4均圆周阵列在环形电极外侧，形变检测电极4均能根据其与膜片1的距离生成相应的检测电容信息。控制器与固定电极组3和形变检测电极4电性连接，控制器不仅能够获取多个形变检测电极4生成的检测电容信息并根据多个检测电容信息检测膜片1形变是否均匀，还能够获取固定电极组3生成的测量电容信息。

上述技术方案的工作流程为：1.获取所有形变检测电极4生成的检测电容信息；2.根据检测电容信息检测上述膜片1形变是否均匀；3.在膜片1形变均匀时，获取固定电极组3生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值。由于检测电容信息与膜片及形变检测电极的距离有关，因此检测电容信息能够反映膜片的形变，步骤2中若每两个检测电容信息的差值（即膜片的形变）位于允许的误差范围内，则认为膜片形变均匀；若每两个检测电容信息的差值（即膜片的形变）位于允许的误差范围外，则认为膜片形变不均匀；例如：比较多个检测电容信息之间的大小，当所有检测电容信息的大小均相同时,每两个检测电容信息的差值为0，则视膜片1形变均匀；当任意检测电容信息的大小不同时，每两个检测电容信息的差值不为0，则视膜片1形变不均匀。步骤3中，获取固定电极组3生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值为现有技术。本申请的技术方案只有在膜片1变形均匀时，控制器才会获取固定电极组3生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组3生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规的压力测量系统测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

在另一些实施例中，形变检测电极4可以设置在膜片1的另一侧，即形变检测电极4和固定电极组3分别设置在膜片1的两侧。该实施例的形变检测电极4检测膜片1形变是否均匀的原理与上述技术方案的形变检测电极4检测膜片1形变是否均匀的原理相同。

在一些实施例中，当形变检测电极4的数量为双数时，根据检测电容信息检测膜片1形变是否均匀的原理为：控制器将每两个以膜片2的中心为对称中心对称设置的形变检测电极4生成的检测电容信息进行差分处理并生成第一差分结果，控制器根据第一差分结果检测膜片1形变是否均匀。当所有第一差分结果均等于0时，则对称的形变检测电极4生成的检测电容信息相等，即对称的形变检测电极4与膜片1的距离相同，因此可以视膜片1形变均匀；当任一第一差分结果不等于0时，则至少两个对称的形变检测电极4生成的检测电容信息不相等，即对称的形变检测电极4与膜片1的距离不相同，因此可以视膜片1形变不均匀。

在一些实施例中，根据检测电容信息检测膜片1形变是否均匀的流程为：1.控制器根据获取的所有检测电容信息计算平均电容值；2.控制器将每一检测电容信息与平均电容值进行差分处理并生成第二差分结果；3.控制器将第二差分结果与预设的第一阈值进行比较以检测膜片1形变是否均匀。步骤3中的第一阈值为申请人经过大量实验得到的膜片1形变均匀时形变检测电极4生成的检测电容信息的算术平均值，当所有第二差分结果均小于等于第一阈值时，视膜片1形变均匀；当任一第二差分结果大于第一阈值时，视膜片1形变不均匀。

在一些实施例中，根据检测电容信息检测膜片1形变是否均匀的流程为：1.控制器分别将每一检测电容信息与其他检测电容信息进行差分处理并生成第三差分结果；2.控制器将第三差分结果与预设的第二阈值进行比较以检测膜片1形变是否均匀。步骤2中的第二阈值为申请人经过大量实验得到的膜片1形变均匀时每一形变检测电极4生成的检测电容信息与其他形变检测电极4生成的检测电容信息之差的算术平均值，当所有第三差分结果均小于或等于第二阈值时，视膜片1形变均匀；当任一第三差分结果大于第二阈值时，视膜片1形变不均匀。

若形变检测电极4的数量过少，形变检测电极4生成的检测电容信息不能够准确地反映膜片1形变是否均匀；形变检测电极4的数量越多，用于电容薄膜规的压力测量系统的功耗越大，因此若形变检测电极4的数量过大，会造成用于电容薄膜规的压力测量系统功耗过大、浪费能源的问题。

为了解决上述问题，在一些实施例中，上述形变检测电极4的数量为4-12个，该数量范围为申请人通过大量实验得到的。该实施例的技术方案中，形变检测电极4生成的检测电容信息能准确地反应膜片1形变是否均匀，且不会由于形变检测电极4的数量过多而造成用于电容薄膜规的压力测量系统功耗过大、浪费能源的问题。应当理解的是，形变检测电极4的数量越多，形变检测电极4生成的检测电容信息越能准确地反映膜片1形变是否均匀。在一些优选实施例中，形变检测电极4的数量为8个。

在一些实施例中，上述形变检测电极4的形状为梯形、扇形、矩形、圆形和扇环形中的任意一种。在一些优选实施例中，形变检测电极4的形状为扇环形，当形变检测电极4的数量为8个时，扇环形的形变检测电极4的两个侧边形成的夹角的角度为30°。

在一些实施例中，当形变检测电极4为扇环形时，外电极32的宽度为外电极32的外直径与内直径的差值，形变检测电极4的宽度为形变检测电极4的外直径与内直径的差值上述固定电极组3的外电极32的宽度与上述形变检测电极4的宽度的比例为2:3-9:10。在一些优选实施例中，固定电极组3的外电极32的宽度与形变检测电极4的宽度的比例为7:8，具体地，固定电极组3的外电极32的宽度为3.5mm，形变检测电极4的宽度为4mm。

膜片1产生形变时，膜片1张紧边缘处的应力分布较大，膜片1张紧边缘产生的形变小于膜片1中心产生的形变，膜片1张紧边缘的形变虽然并不能够用于测量压力，但仍可以反映膜片1的压力分布，因此可以将形变电极检测4设置在膜片1张紧边缘处以检测膜片1形变是否均匀。

为了解决上述问题，在一些实施例中，当固定电极组3的内电极31为圆形电极时，上述固定电极组3的外电极32远离上述内电极31的一侧到上述内电极31的圆心的距离与上述形变检测电极4远离上述内电极31的一侧到上述内电极31的圆心的距离的比例为2:3-4:5，该比例为申请人通过大量实验得到的。该实施例的技术方案将形变检测电极4设置在膜片1张紧边缘，不仅提高了膜片1张紧边缘的形变的利用率，还避免由于形变检测电极4与固定电极组3的距离过近而对固定电极组3生成的测量电容信息的准确度造成影响的情况。在一些优选实施例中，固定电极组3的外电极32远离上述内电极31的一侧到内电极31的圆心的距离与形变检测电极4远离上述内电极31的一侧到内电极31的圆心的距离的比例为29:39，具体地，内电极31的直径为20mm，固定电极组3的外电极32远离上述内电极31的一侧到固定电极组3的圆心的距离为14.5mm，形变检测电极4远离上述内电极31的一侧到内电极31的圆心的距离为19.5mm。

由上可知，本申请提供的一种用于电容薄膜规的压力测量系统，先通过形变检测电极4检测膜片1形变是否均匀，只有当膜片1形变均匀时，才会获取固定电极组3生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组3生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规的压力测量系统测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

第二方面，如图8所示，本申请还提供了一种用于电容薄膜规的压力测量方法，用于测量压力，应用在用于电容薄膜规的压力测量系统中，上述用于电容薄膜规的压力测量系统包括膜片1、陶瓷基体2、固定电极组3和多个形变检测电极4，上述陶瓷基体2设置在上述膜片1一侧，上述固定电极组3设置在上述陶瓷基体2靠近上述膜片1的端面上，上述固定电极组3用于根据其与上述膜片1的距离生成测量电容信息，上述多个形变检测电极4设置在上述陶瓷基体2上且圆周阵列在上述固定电极组3外侧，上述形变检测电极4分别用于根据其与上述膜片1的距离生成对应的检测电容信息，上述用于电容薄膜规的压力测量方法包括以下步骤：

S1、获取检测电容信息；

S2、根据检测电容信息检测膜片1是否形变均匀；

S3、在膜片1形变均匀时，获取测量电容信息，并根据测量电容信息计算压力值。

其中，本申请实施例提供的用于电容薄膜规的压力测量方法的原理与上述第一方面提供的用于电容薄膜规的压力测量系统的原理相同，此处不再进行详细论述。本申请实施例提供的一种用于电容薄膜规的压力测量方法，先通过形变检测电极4检测膜片1形变是否均匀，只有当膜片1形变均匀时，才会获取固定电极组3生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组3生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规的压力测量方法测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

在一些实施例中，当上述形变检测电极4的数量为双数时，步骤S2包括以下子步骤：

S201、将对称的上述形变检测电极4的检测电容信息进行差分处理以生成多个第一差分结果；

S202、若所有第一差分结果均等于0时，视上述膜片1形变均匀。

其中，该实施例判断膜片1形变是否均匀的原理与上述第一方面提供的用于电容薄膜规的压力测量系统判断膜片1形变是否均匀的原理相同，此处不再进行详细论述。

在一些实施例中，步骤S2包括以下子步骤：

S203、根据所有检测电容信息计算平均电容值；

S204、将每一检测电容信息与上述平均电容值进行差分处理以生成多个第二差分结果；

S205、若所有第二差分结果均小于等于预设的第一阈值时，视上述膜片1形变均匀。

其中，该实施例判断膜片1形变是否均匀的原理与上述第一方面提供的用于电容薄膜规的压力测量系统判断膜片1形变是否均匀的原理相同，此处不再进行详细论述。

在一些实施例中，上述根据上述检测电容检测膜片1是否形变均匀的步骤包括：

S206、将每一检测电容信息与其他检测电容信息进行差分处理以生成多个第三差分结果，

S207、若所有第三差分结果大于预设的第二阈值时，视上述膜片1形变均匀。

其中，该实施例判断膜片1形变是否均匀的原理与上述第一方面提供的用于电容薄膜规的压力测量系统判断膜片1形变是否均匀的原理相同，此处不再进行详细论述。

第三方面，如图9和图10所示，本申请还提供了一种电容薄膜规，用于测量压力，其包括：

壳体5；

波形垫圈6；

压力测量系统，压力测量系统包括：

膜片1，上述膜片1设置在上述壳体5内，上述膜片1用于将上述壳体5分为上腔体51和下腔体52，上述波形垫圈6设置在上述上腔体51内，上述下腔体52设有进气口；

陶瓷基体2，上述陶瓷基体2设置在上述上腔体51内；

固定电极组3，上述固定电极组3设置在上述陶瓷基体2靠近上述膜片1的端面上，上述固定电极组3用于根据其与上述膜片1的距离生成测量电容信息；

多个形变检测电极4，设置在上述陶瓷基体2上，且圆周阵列在上述固定电极组3的外电极32外，分别用于根据其与上述膜片1的距离生成对应的检测电容信息；

控制器，与上述固定电极组3和上述形变检测电极4电性连接，用于获取上述检测电容信息，还用于根据上述检测电容信息检测上述膜片1形变是否均匀，还用于在上述膜片1形变均匀时，获取上述测量电容信息并根据上述测量电容信息计算压力值。

其中，波形垫圈6为现有技术，其设置在陶瓷基体2和上腔体51的上端面之间，用于压紧陶瓷基体2，以避免电容薄膜规移动时陶瓷基体2晃动的情况。下腔体52的下端面设有进气口，该进气口与被测气体提供装置连接，被测气体提供装置通过进气口朝下腔体52内输送被测气体。本申请实施例中，固定电极组3的内电极31为圆形电极，固定电极组3的外电极32为环形电极，形变检测电极4的数量为8个，形变检测电极4的形状为扇环形，圆形电极的直径为20mm，环形电极远离圆形电极的一侧到圆形电极的圆心的距离为11mm，环形电极的宽度为3.5mm，形变检测电极4远离圆形电极的一侧到圆形电极的圆心的距离为19.5mm，形变检测电极4的宽度为4mm，形变检测电极4的两个侧边形成的夹角的角度为30°。本申请实施例提供的电容薄膜规中的压力测量系统的工作原理与上述第一方面提供的用于电容薄膜规的压力测量系统的工作原理相同，此处不再进行详细论述。本申请提供的一种电容薄膜规，先通过形变检测电极4检测膜片1形变是否均匀，只有当膜片1形变均匀时，才会获取固定电极组3生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组3生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

由上可知，本申请提供的一种用于电容薄膜规的压力测量系统、方法及电容薄膜规，先通过形变检测电极4检测膜片1形变是否均匀，只有当膜片1形变均匀时，才会获取固定电极组3生成的测量电容信息并根据测量电容信息计算压力值，此时固定电极组3生成的测量电容信息能够准确地反映被测压力值，从而有效地提高了用于电容薄膜规的压力测量系统测量压力的稳定性、准确性和可靠性。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于电容薄膜规的压力测量系统，用于压力测量，包括膜片（1）、陶瓷基体（2）和固定电极组（3），所述陶瓷基体（2）设置在所述膜片（1）一侧，所述固定电极组（3）设置在所述陶瓷基体（2）靠近所述膜片（1）的端面上，所述固定电极组（3）用于根据其与所述膜片（1）的距离生成测量电容信息，所述固定电极组（3）包括内电极（31）和外电极（32），其特征在于，所述用于电容薄膜规的压力测量系统还包括：

多个形变检测电极（4），设置在所述陶瓷基体（2）上，且圆周阵列在所述固定电极组（3）外侧，分别用于根据其与所述膜片（1）的距离生成对应的检测电容信息；

所述固定电极组（3）的外电极（32）的宽度与所述形变检测电极（4）的宽度的比例为2:3-9:10；

所述固定电极组（3）的内电极（31）为圆形电极，所述固定电极组（3）的外电极（32）远离所述内电极（31）的一侧到所述内电极（31）的圆心的距离与所述形变检测电极（4）远离所述内电极（31）的一侧到所述内电极（31）的圆心的距离的比例为2:3-4:5；

控制器，与所述固定电极组（3）和所述形变检测电极（4）电性连接，用于获取所述检测电容信息，还用于根据所述检测电容信息检测所述膜片（1）形变是否均匀，还用于在所述膜片（1）形变均匀时，获取所述测量电容信息并根据所述测量电容信息计算压力值。

2.根据权利要求1所述的用于电容薄膜规的压力测量系统，其特征在于，所述形变检测电极（4）的数量为4-12个。

3.根据权利要求1所述的用于电容薄膜规的压力测量系统，其特征在于，所述形变检测电极（4）的形状为梯形、扇形、矩形、圆形和扇环形中的任意一种。

4.一种用于电容薄膜规的压力测量方法，用于测量压力，其特征在于，应用在用于电容薄膜规的压力测量系统中，所述用于电容薄膜规的压力测量系统包括膜片（1）、陶瓷基体（2）、固定电极组（3）和多个形变检测电极（4），所述陶瓷基体（2）设置在所述膜片（1）一侧，所述固定电极组（3）设置在所述陶瓷基体（2）靠近所述膜片（1）的端面上，所述固定电极组（3）用于根据其与所述膜片（1）的距离生成测量电容信息，所述固定电极组（3）包括内电极（31）和外电极（32），所述形变检测电极（4）设置在所述陶瓷基体（2）上且圆周阵列在所述固定电极组（3）外侧，所述多个形变检测电极（4）分别用于根据其与所述膜片（1）的距离生成对应的检测电容信息，所述固定电极组（3）的外电极（32）的宽度与所述形变检测电极（4）的宽度的比例为2:3-9:10，所述固定电极组（3）的内电极（31）为圆形电极，所述固定电极组（3）的外电极（32）远离所述内电极（31）的一侧到所述内电极（31）的圆心的距离与所述形变检测电极（4）远离所述内电极（31）的一侧到所述内电极（31）的圆心的距离的比例为2:3-4:5，所述用于电容薄膜规的压力测量方法包括以下步骤：

获取所述检测电容信息；

根据所述检测电容信息检测所述膜片（1）是否形变均匀；

在所述膜片（1）形变均匀时，获取所述测量电容信息，并根据所述测量电容信息计算压力值。

5.根据权利要求4所述的用于电容薄膜规的压力测量方法，其特征在于，当所述形变检测电极（4）的数量为双数时，所述根据所述检测电容检测所述膜片（1）是否形变均匀的步骤包括：

将对称的所述形变检测电极（4）的所述检测电容信息进行差分处理以生成多个第一差分结果；

若所有所述第一差分结果均等于0时，视所述膜片（1）形变均匀。

6.根据权利要求4所述的用于电容薄膜规的压力测量方法，其特征在于，所述根据所述检测电容检测所述膜片（1）是否形变均匀的步骤包括：

根据所有所述检测电容信息计算平均电容值；

将每一所述检测电容信息与所述平均电容值进行差分处理以生成多个第二差分结果;

若所有所述第二差分结果均小于等于预设的第一阈值时，视所述膜片（1）形变均匀。

7.根据权利要求4所述的用于电容薄膜规的压力测量方法，其特征在于，所述根据所述检测电容检测所述膜片（1）是否形变均匀的步骤包括：

分别将每一所述检测电容信息与其他所述检测电容信息进行差分处理以生成多个第三差分结果，

若所有所述第三差分结果小于等于预设的第二阈值时，视所述膜片（1）形变均匀。

8.一种电容薄膜规，用于测量压力，包括壳体（5）、波形垫圈（6）和压力测量系统，所述压力测量系统包括：膜片（1）、陶瓷基体（2）和固定电极组（3），所述膜片（1）设置在所述壳体（5）内，所述膜片（1）用于将所述壳体（5）分为上腔体（51）和下腔体（52），所述波形垫圈（6）和所述陶瓷基体（2）均设置在所述上腔体（51）内，所述固定电极组（3）设置在所述陶瓷基体（2）靠近所述膜片（1）的端面上，所述固定电极组（3）用于根据其与所述膜片（1）的距离生成测量电容信息，所述固定电极组（3）包括内电极（31）和外电极（32），所述下腔体（52）上设有进气口，其特征在于，所述压力测量系统还包括：

多个形变检测电极（4），设置在所述陶瓷基体（2）上，且圆周阵列在所述固定电极组（3）的外电极（32）外，分别用于根据其与所述膜片（1）的距离生成对应的检测电容信息；

所述固定电极组（3）的外电极（32）的宽度与所述形变检测电极（4）的宽度的比例为2:3-9:10；

所述固定电极组（3）的内电极（31）为圆形电极，所述固定电极组（3）的外电极（32）远离所述内电极（31）的一侧到所述内电极（31）的圆心的距离与所述形变检测电极（4）远离所述内电极（31）的一侧到所述内电极（31）的圆心的距离的比例为2:3-4:5；

控制器，与所述固定电极组（3）和所述形变检测电极（4）电性连接，用于获取所述检测电容信息，还用于根据所述检测电容信息检测所述膜片（1）形变是否均匀，还用于在所述膜片（1）形变均匀时，获取所述测量电容信息并根据所述测量电容信息计算压力值。

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