CN1151368C - 具有改善了误差补偿的过程压力测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于改善了过程压力测量的误差补偿装置和方法。该装置和方法能够补偿膜片的形变(偏移)和存在于过程野外环境中的介电常数的变化。所述的过程压力传感器(56)充有介电填充流体(95)，它包括环绕膜片(102)放置的至少三个电容器(144、146、148、150)。至少两个电容极板(144、146)位于传导性膜片的一侧，而在该膜片(102)的另一侧放置一个电容极板(148、150)。该方法用以补偿膜片偏移和填充流体(95)的介电常数的变化。压力差误差补偿测量是所测的中心区域(140)处的膜片形变量减去所测的边缘区域(194)处的膜片形变量的函数。测量膜片形变的一种方法是测量该膜片每侧的两个电容器的电容变化，把所得的值相加，从而得到表示所施加压力差的误差补偿输出值(R)。

Description

具有改善了误差补偿的过程压力测量装置
技术领域
本发明涉及具有改善误差补偿的过程压力测量装置。
一般性定义，本文中所用的“过程变量”一词指物质的物理或化学状态或能量转换。例如，过程变量包括：压力、温度、流量、传导性、PH值以及其它特性。所用的“过程检测”一词指获取建立过程量量级的信息。压力被认为是一个基本过程变量，在进行流量(两个压力差)、梯度(level)(前或后压力)、甚至温度(热系统中的流体压力)检测中利用它。
背景技术
工业过程变送器是一种响应于感应元件所测得的变量、并把该变量转换成例如电信号或光信号或气压的标准传输信号的转换器，所述的电信号或光信号或气压都是所测变量的函数。工业过程传感器用于工业过程中的压力检测，例如：化学、浆液、石油、气体、药物、食品和其它流体加工工厂中悬浮体、液体、气化物和气体的测量。通常把工业过程传感器放在过程流体附近或野外应用。通常，所说的野外应用会受到严酷且易变的环境条件的影响，这就向这种传感器的设计者提出了挑战。
在计多压力传感器中，感应元件是一种电容传感器，它包括一个可形变的感应膜片(膜片)和两个电容电极。第一类感应元件包括一个膜片和分别位于该膜片两侧的两个电容电极，所述的膜片是一种相应于施加在该膜片两侧的随压力而变形的传导性弹性膜片。在电容板和膜片之间使用介电填充流体。由于有时候过程流体会变涩、腐蚀、弄脏或被玷污，所以需要使所述的填充流体同与该过程流体相接触的隔膜一起使用，以使该过程流体不与感应元件相互作用和避免可能引起的组件损坏。位于膜片一侧的第一电容电极与该传导性膜片一起形成第一电容器。位于膜片另一侧的第二电容电极与该传导性膜片一起形成第二电容器。每个电容器的电容与电容板和膜片之间距离成反比，所以，每个电容器的电容随着施加的压力所引起的膜片的形变而改变。形变量与所施加的两个压力间的差或压力差有关。检测每个电容板和传导性膜片之间的电容差，并利用它提供与压力差相关的标准传输信号。
感应元件特别用于过程野外环境中的膜片形变测量。电容C与一个电容板和膜片的间距X之间的关系约为：C＝εK/X，其中ε是介电常数，K是依赖于多种因素例如感应元件的几何结构的常数。典型的填充流体的介电常数ε在过程野外环境中很容易变化。通常，在过程野外环境中，介电常数ε的变化约高于填充流体通常的温度变化范围的15％。具有两个相应电容器的感应元件的结构使得其输出通常与变化的介电常数无关。感应元件中的两个电容器通常提供与(C1-C2)/(C1+C2)的比值相关的输出，其中C1表示感应元件中第一电容器的电容，C2表示感应元件中第二电容器的电容。分子中的介电常数ε约去了该比值的分母中的介电常数，从而，在过程野外环境中，感应元件通常对填充流体的温度变化不敏感。
第二类电容感应元件是已知的，但它与上述第一类感应元件不同，第二类感应元件不适于测量压力差，而第二类感应元件用于测量绝对压力。第二类感应元件具有两个位于膜片一侧而不是膜片的两侧、且形成电容器的电容板。第二类感应元件不使用填充流体。在相对电极侧的感应膜片上施加绝对过程压力。第二二类传感器包括一个陶瓷基板，其上在与不形变的传导性膜片相同距离处放置两个电容电极，这两个电容电极位于膜片一侧的平面上，以补偿陶瓷基板的不益移动。传感器的输出与电容差相关。传感器检测抛物线形弯曲的膜片的曲率，且该传感器的输出约去了或不考虑陶瓷基板的活塞式移动，而这种移动通常会引起温度的改变。第二类传感器不适于与膜片的电极侧填充流体一起使用，这是因为补偿基板活塞式移动的传递原理不适用于补偿因温度的改变而改变的填充流体的介电常数。
检测野外过程环境中弯曲膜片曲率的能力优于仅检测膜片形变量的能力。理论上讲，膜片的变形量与施加在膜片两侧的压力差成正比。遗憾的是，膜片不以理想方式弯曲。由于弹性薄膜中固有的物质力，所以膜片通常在弯曲之后就变形了。这种变形可描述为“偏移”，其中所述膜片最外缘部分的弯曲方式是使得该膜片的平面区域与一个电极之间的距离比理论的间距小，即，边缘的弯曲使得平面中央区域向一个或另一个电极突出。这种偏移不能仅通过第一类感应元件中的感应膜片形变来检测，且这种偏移使得对过程压力的读数不准确。至少有两个理由使得这种不准确的读数不能补偿。第一，对这些误差和所产生的膜片偏移的原因缺乏了解；第二，目前可用的感应元件和传感器不能把曲率从形变检测中的偏移中分离出来，而且也不能补偿由于过程野外环境中温度的改变所引起的介电常数的改变。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在过程压力测量中改进误差补偿的新装置和方法。所说的新装置和方法能够补偿膜片的偏移和存在于过程野外环境中变化的介电常数。早期的试验已经表明：所述的新装置和方法大大提高了过程压力测量的准确性，并且能够减少至少一个量级的偏移误差。
本发明的一个方面在于提供一种改进的感应元件或压力传感器。该压力传感器中填充有介电的填充流体，它包括置于膜片周围的至少三个电容电极。其中至少两个电容电极放在一个传导性膜片的一侧，且以与该膜片相应的特定方式放置；至少一个电容电极位于该膜片的另一侧。例如：传感器包括一个含有内腔的腔体，其中装有介电填充流体。具有传导区的可形变膜片跨过内腔，把该内腔分为两个小腔。至少有两个电极在所述两小腔的第一腔中与腔壁相接。其中的一个电极与腔壁中心的距离小于另一个电极与腔壁中心的距离，即：一个电极在“中心区域”，而另一个电极在“边缘区域”。在两小腔的第二个腔中，至少有一个电极与该腔壁相接。在这方面的一个实施例中，所述的两小腔中的每一个都包括两个与各自腔壁相接的电极。该实施例利用四个电容电极。
本发明的另一方面在于提供一种改进的过程压力传感器。该过程压力传感器包括与一个模数转换器电连接的压力传感器，使得压力传感器的电极向模数转换器提供输入信号。一类模数转换器是电容数字转换器。在一个实施例中，电极直接耦合或通过电路元件耦合，尔后提供给模数转换器。该实施例允许传感器与现有的模数电路相耦合。另一个实施例试图使用特别设计的模数电路。这种传感器适用于过程野外环境。
本发明的又一方面在于提供一种过程压力传感器中膜片形变检测的改进方法。特别是，该改进方法在检测膜片曲率时将其从偏移中分离出来，且补偿填充流体介电常数的变化。压力差的误差补偿检测值是所检测到的中央区域膜片形变量减去边缘区域膜片形变量的函数。一种方法是检测位于膜片各侧的两个电容电极的电容变化量，且把所得到的值加起来，从而得到表示所施加压力差的误差补偿输出。这种方法可以运用基本的转换函数。所述的基本转换函数可以以各种方式实施，且每一种方式都包括一个更具体的转换函数。可以通过硬件或软件来执行所述的函数转换。
本发明有效地减少了由于膜片的偏移所引起的误差或“偏移误差”。一种偏移误差称为“压力迟滞误差”。例如：当过程压力从较低值升到较高值时，传感器将输出该路径上多个点的值。但是，当该过程压力又从较高值降到较低值时，相同点上的输出值将不同。在上升过程和下降过程中对同一点的输出值的差异就是所说的压力迟滞误差。理论上的输出值，即与输入值完全相应的输出值，通常介于上升输出值和下降输出值之间，且实际输出值通常不能准确表示过程压力。已有技术中的传感器可能产生包含约为0.11％压力迟滞误差的输出值，而本发明所提供的输出值具有约小于0.01％的压力迟滞误差。本发明还有效地减少了已有技术中所知的一些偏移误差，例如：过压回零迟滞、零线压力误差、零点温度迟滞误差，并且改善了长期零点漂移。
附图说明
图1表示根据本发明建立的含有过程变送器的过程检测系统；
图2是图1的过程变送器的分解图；
图3是图1所示的过程变送器的功能块图；
图4是剖开的传感器组件和压力传感器的透视图，它们都是图1所示变送器的组成部分；
图5是图4的压力传感器的侧视图；
图6是图4的压力传感器的局部分解图；
图7-9是根据本发明建立的其它压力传感器的局部分解图；
图10是根据本发明建立的又一种压力传感器的侧视图；
图11-15是根据本发明建立的变送器结构示意图和实施图4的压力传感器的示意图；
图16-18是图4的压力传感器处于工作过程时的示意图；
图19是图4的压力传感器的简约示意图。
具体的实施方式
在以下的描述中，所述的描述是结合附图进行的。附图和说明书提供可以如何制得或利用或“实施”的特殊例子，或者“实施例”。本发明的范围包括特殊例子和其它例子，且不应当被限定为此处所描述的传感器、变送器或方法的实例，或者传感器、变送器或方法的任何特性。将结合传感器和变送器说明过程压力检测中的误差补偿方法。但这些方法不依赖于所述的传感器和变送器，并可以用于别的传感器和变送器，或其它还未知的传感器和变送器。可能还有其它例子，且即使它们在所公开的实例之后提出，也将落入本发明的范围。在不偏离所保护的发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施例进行修改，本发明的范围由所附的权利要求书限定。
图1一般性示意了过程检测系统32的环境条件。图1示意了其中盛装有加压流体的过程管道系统30，它与过程检测系统32相接，用于检测过程压力。所述的过程检测系统32包括与所述的管道30相连的冲量管系统(impulse piping)34，该冲量管系统34与过程压力变送器36相连。基本元件33，例如带孔隔板、文氏管、喷流嘴等，在冲量管系统34管道间的过程管道系统30中的某个位置与过程流体相接触。所述的基本元件33使得流体在经由基本元件33时流体中的压力发生变化。
变送器36是一种经冲量管系统34而接受过程压力的过程检测装置。变送器36感应过程压力，并把它转化为标准的传输信号，该信号是所述过程压力的函数。变送器也可以感应多个过程变量，或被设计为提供过程控制的功能。在这个例子中，变送器36是一个压力差变送器。压力差是指两个压力值之间的差异数值，例如，把两个过程压力之差输入变送器。压力差的检测包括表压测量，也包括绝对压力的测量，其中所述的表压是指此处输入给变送器的参考压为大气压，而所述的绝对压力是指输入给变送器的参考压为真空。图1示意了这种用于进行流体检测的变送器，但仍期望这种用于压力差检测的变送器能有其它用途。
过程回路38既向变送器36提供能量信号，又提供双向通讯，并且是根据若干过程通讯协议建成的。在所示的实例中，过程回路38是一个两线回路。正如其命名那样，两线回路仅用两条导线把变送器36同远程控制室40电连接起来。用4-20mA的信号，在正常过程中，采用这种两线回路能把所有的能量和所有的通讯传送给变送器36以及从变送器36中传送出去。从而，所示的变送器36经常被归为“两线变送器”。尽管其它例如三线和四线变送器等已经公知和期望。可以用4-20mA的模拟信号和能提供与4-20mA信号同步的数字通讯的开放协议HART@)(高速可寻址远程传感器)数字通讯格式来实现通讯。还可以用在场电平与控制器之间提供数字通讯连接的开放的和可通用的协议FOUNDATIONTM场总线来实现通讯。变送器36可以设计得能与其它过程协议一起使用，包括期间总线、传感器总线、设计总线(profibus)、以太网和其它世界上所用的协议。通过调制解调器44或其它网络接口，利用计算机42或别的信息处理系统与变送器36进行通讯。一个远程电压能量源46为变送器36供能。
图2是变送器36的分解视图。法兰50安装在传感器模块52上，与冲量管道系统34相接。传感器模块52包括一个螺纹罩53，所述的螺纹罩53采用全密封设计，以使其内部部件与过程介质和野外环境分开。图3是与图2所示变送器36相应的方框图。给传感器模块52施加过程压力54。过程传感器56与过程介质机械分离、电绝缘和热绝缘，它接收过程压力54，并提供一个与压力差相关的模拟电信号。在传感器模块电子线路62上处理信号58，并把它转换成数字信号，所述的传感器模块电子线路62包括一个模数转换器62和一个传感器模块存储器64。存储器64存储有关传感器模块52和该传感器模块的矫正系数的特殊信息。温度传感器63向传感器电子线路60提供表示环境温度的模拟信号。通过一个多插头电缆66输出该数字信号。如图2所示，该多插头电缆66为可伸缩的样式，它由传感器模块52的帽70上的盖68封装。
电子线路腔71支承与传感器模块52和回路38相连的变送器组件。所述的多插头电缆66插入电子线路板72中。图3示意了该电子线路板，它包括用于进一步调节该数字信号的微处理系统74和存储器76。数模转换器78或数字通讯网路80用于产生和接收回路38中的模拟或数字转换信号，从而，常被称为“通讯电路”。如图2所示，回路38经开口82与变送器相连。终端程序块84与电子线路板72电连接，直接访问所产生的信号。电子线路腔71以O圈密封安装传感器模块52和帽86，为所装配的变送器36提供一个防暴露罩，以适于野外安装。所述的罩能保护传感器模块52中的变送器电子线路和所述的电子线路腔71。
图4是传感器模块52的截面图。在隔膜90处向传感器模块施加压力差，特别是以流体形式(气体或液体)。每个隔膜90在它所在的分离腔92中相应于所施加的压力54变形。所述的分离腔92与填充有填充流体95的分离管94相通，把所施加的压力传送给传感器56，所述的传感器在图3中也用附图标记56表示。隔膜90用于使传感器56免受过程流体的影响，它可能会使传感器56腐蚀或带来其它不利的影响。传感器56包括一个具有其间装有填充流体95的内腔100的腔体98。膜片102常用作传感膜，把内腔100分为两个相对且几乎相等的半腔，当过程压力54传送到内腔100时，它相应于该过程压力54变形。形变膜片100的偏移量与两个半腔间的压力差成正比。膜片102相对于腔100的位置由腔100中的电容电极(以下将描述)测量。导线104、106、108和110穿过开口111和113，使电容电极与含有传感器电子线路60的传感器电子线路板112相连。这样，传感器56就把压力差转换为模拟电信号，传感器电子线路60把该模拟电信号转换为数字电信号。
图5是把传感器56如图4那样剖开的详细的侧视图，图6是传感器56的局部分解透视图56。腔体98可以由制作电容型压力传感器的任何适宜材料制成。在所举的实施例中，腔体98包括一个金属腔114，所述金属腔114在组装前由两个半帽形116、118构成。所述的半帽形116、118的每一个中都填充有硬质绝缘体120，例如陶瓷或玻璃，它与金属腔114相熔接。绝缘体120包括与分离管94相通的开口122。每个开口122都与陶瓷管125中的开口124相通，其中所述的开口124穿过绝缘体120并伸入内腔100。每个半帽形116、118加工成至少在绝缘体120和管125上形成凹面。腔体98的一部分也加工成该实施例所示的凹面。该凹面用作第一半帽形116中的第一内壁126和第二半帽形118中的第二内壁128。实施例中所示的凹形内壁126。第二内壁128通常至少其部分为球形。凹形内壁126、128相对设置，且形成和限定所装配传感器96中的内腔100。作为凹面的替换方式，腔体可以包括一个形成两基本相对的内壁的矩形凹面。
膜片102位于两个半腔116、118之间被拉紧且以连续焊缝130焊接固定。焊缝130把两个半腔116、118连接且密封起来，形成腔体98。焊缝130还以一定的拉力支承膜片102，所以，它起到可形变弹簧元件的作用，在受到力作用时，它能趋向第一和第二内壁126、128中的一个或另一个。至少膜片102中的一部分含有导电材料。在图5和图6所示的实施例中，膜片102为薄金属膜，使得整个膜片都导电。作为参考，轴99从膜片102的中心垂直延伸且穿过腔体98。
膜片102把内腔100分成第一腔132和第二腔134。如实施例所示，膜片102和第一内壁126限定第一腔132，膜片102和第二内壁128限定第二腔134，且第二腔134通常与第一腔132相对于膜片设置。内壁126、128被分成相应的边缘区域136、138和相应的中心区域140、142。每个内壁126、128同内壁126、128与膜片102相接的区域邻近的部分为边缘区域136、138。同样，每个内壁126、128中含有轴线99穿过内壁126、128的区域的部分为中心区域140、142。每个内壁126、128的边缘区域136、138环绕相应的中心区域140、142。边缘区域136、138与中心区域140、142的面积比可以变化。在所示的实施例中，绝缘体120延伸向膜片，形成内壁126、128。在另一种变换中，绝缘体120不延伸到膜片102，且内壁126、128包括一个半帽形116、118中所形成的区域，该区域邻接膜片102。
介电填充流体95充入第一腔132、第二腔134、开口12、分离管94和分离腔92中的每一个。在制作传感器96的过程中，把填充流体95喷入传感器96中，以填充分离管94。该填充流体95与传感器56相容，且已知的介电填充流体的例子包括硅油、惰性卤化烃等。在该实施例中，在两个腔132、134中使用同种填充流体95。相对于气体填充装置，该介电填充流体95较大地增加了传感器96的电容，但该填充流体95的介电常数作为温度和压力的函数而变化。通常，第一腔132中的填充流体95的体积等于第二腔134中的填充流体95的体积。当一个或两个分离膜片90变形或扭曲时，填充流体95在腔132、134中移动，且该填充流体95产生一个与膜片102变形反向的力。该力通常与以可变过程压力54施加在分离膜片90上的力相应。膜片上产生的来自每个腔的力之差使得膜片变形或偏移。
在一种替换方式中，任一个分离膜片90在它们各自的分离腔92中完全变形之前和膜片将受到很大损坏之前，膜片102接触并支承任一个内壁126、128。在这种方式中，内壁126、128充当过压挡板保护膜片102。类似地，凹面内壁126、128的球面形状常常使得整个膜片102支承任一个内壁126、128，以保护膜片102不发生局部的永久性变形。
薄金属涂层或第一“电极”144与第一内壁126相接。在所示的额实施例中，第一电极144沉积在第一内壁126上且位于第一内腔132中。沉积这种电极的方法包括溅射、物理或化学蒸汽沉积、等离子体沉积、丝网印制或其它适宜的把该电极与内壁相接的方法。为清楚起见，图中夸大了该电极的厚度。电极144位于第一内壁126的中心区域140，与陶瓷管125邻近，且相对于膜片102与第一内腔126相对。第一电极144与导线104直接连接，导线104被埋在绝缘体120中且经开口111穿过陶瓷塞109。
第二电极146也以适当的沉积方法与第一内壁相接。在所示的实施例中，第二电极146被溅射到第一内腔132中的第一内壁126上，且相对于膜片102与第一内腔132相对。为清楚起见，图中夸大了该电极的厚度。第二电极146位于边缘区域136或位于沿内壁126与轴99相距的距离比第一电极114沿内壁126与轴99相距的距离还远处。电极144、146跨过绝缘体120相互之间和与膜片之间以定距离相间隔。在图6所示的实施例中，第二电极146绕第一电极144延伸。第二电极146直接与导线106相连，导线106与导线104相间一定距离，但不与导线104直接连接，且经开口111穿过陶瓷塞109。一氧化硅薄膜沉积物(未示出)或其它适宜的绝缘材料覆盖电极144、146，以避免过压状态下与膜片102的直接接触。
电极144、146、148、150可以是各种形状。图6示意了由边缘区域136中的两个半电极145、147形成的第二电极146，这两个半电极145、147围绕第一电极144。半电极145、147在第一内壁126上相互以定距离相隔，但在腔体98的绝缘体120中直接配合在一起且与导线106相连。图7-9示意了传感器56的其它实施例。图7中，电极1146与图6中的电极146相似，且是“第二电极”。电极1146仅部分环绕第一电极44延伸，且与导线106相接。图8中，电极2146是“第二电极”，且为环形，完全包围第一电极144。图9中，电极3146是“第二电极”，且在边缘区域136处为任意形状。第二电极还可以为其它形状。例如，“第二电极”可以仅为导线106暴露在内腔100中且没有其它与第一内壁126相连的金属涂层的一端。第二电极146的各种形状也可以用于第四电极150。类似地，第一和第三电极144、148可以有各种形状，例如第一和第三电极144、148可以是饼状或任意形状。
电极144、146用作电容元件或电容极板，且每个都经穿过介电填充流体95的电场与膜片102进行电连接，即“电容性耦合”。膜片102还用作另一电容极板，且在膜片102与任一电极144或146之间不直接连接。从而，第一电极144和膜片102形成第一电容器，第二电极146与膜片102形成第二电容器。“电容器”一词用于描述即使“电容极板”(包括膜片)不总充电的结构。所以，例如，第一电极144和膜片102被认为是“电容性耦合的”，即便是它们没有充电。膜片102用作第一和第二电容器的公共电容极板。电极144、146相对于可移动膜片102固定，因而第一和第二电容器是“可变电容器”。每个可变电容器的电容将随着膜片的形变而改变。特别地，一个电容器的电容通常与该电容器的电容极板之间的距离成反比。
在操作过程中，传感器电子线路60为膜片102提供一个充电信号。当该膜片102在内腔中相应于所施加的压力变形时，膜片与每个电极144、146之间的距离发生变化。由于间距是过程压力54的函数，所以就引起每个电容器的电容变化。导线104、106和膜片102中每个都与传感器电子线路板112直接连接。电极144和导线104上的电荷是第一电容器的电容的函数，电极146和导线106上的电荷是第二电容器的电容的函数。传感器电子线路60检测可变的电容，它可用于确定所施加的过程压力。
第三电极148与第二内壁128相接，且位于第二内腔134中。连接电极148的一种方法是通过溅射。为清楚起见，图中夸大了电极的厚度。第三电极148位于第二内壁128的中心区域142，且相对于膜片102与第二内腔128相对设置，它的大小和形状与第一电极144相似，且相对于第一电极144与内腔100相对。第三电极148相应于膜片102固定，且第三电极148和可形变膜片形成第三电容器。第三电极148与埋在绝缘体120中并经开口113穿过陶瓷塞115的导线108直接相连。
第四电极150与第二内腔中的第二内壁128在第二内壁128的边缘区域138相连。连接第四电极150的一种方法是通过溅射。为清楚起见，图中夸大了电极的厚度。第四电极150相对于膜片102与第二内腔128相对设置，它的大小和形状与第二电极146相似，且相对于第二电极146与内腔100相对。电极148、150跨过绝缘体120以定距离相隔且它们与膜片102以定距离相隔，这样使得电极148、150相互之间或与膜片之间不直接接触。第四电极150直接与导线110相连，该导线110与导线108相距且不直接接触，并且经开口113穿过陶瓷塞115。另外，第四电极150可以仅为暴露于腔128中的导线110的一端。
第三和第四电极148和150中的每一个都充当分离电容器的电容极板。第三电极148与膜片102电容耦合，形成第三可变电容器。第四电极150与膜片102电容耦合，形成第四可变电容器。第三和第四电容器都以与第一和第二电容器相似的方式形成，只是位于第二半腔118。还可以使第一内壁126上的电极144、146和第二内壁128上端额电极148、150缺乏对称性。图10所示的实施例不包括第四电极和相应的导线，从而也就不包括第四电容器。尽管这种结构中的第三电极可以位于第二内壁128上的任一位置，但在该实施例中，第三电极148与第一电极144相对。
图4示意了与电子线路板112相连的导线104、106、108、110。图3表示传感器56可操作地与模数转换器62例如电容—数字转换器相连。该模数转换器62与变送器36中的其它电子线路相连，参照上述结合图2和图3的描述。已知多种可以把模拟输入信号转换成数字输出信号的模数转换器，且都可以用于所述的过程压力变送器36。一种模数转换器62是希格玛—德尔塔，或用公知符号∑Δ表示。把希格玛—德尔塔电路从其它类型的模数转换器中区分出来的特征在于：希格玛—德尔塔转换器经一个与积分器相接的时钟控制器控制而提供一个具有极性的平衡电流。模数转换器62包括希格玛—德尔塔电路，并且能够作为一种应用特殊积分电路。在一种实施例中，该应用特殊积分电路设置在传感器电子线路板112且与传感器56邻近。但是，该应用特殊积分电路可以位于变送器36的防暴露腔中。该应用特殊积分电路可以根据需要或必要包括其它电路元件，以提供除该希格玛—德尔塔电路本身的功能之外的功能。这种功能的一种是可以确定传感器电容器的电容和提供为过程压力的函数的输出信号。
图11-14示意了多种传感器56的实施例，所述的传感器56与模数转换器62相连。在每个所示的实施例中，导线104、106、108和110以及电极144、146、148和150与模数转换器62电连接，且作为图11中的应用特殊积分电路151，与图12-14中的152相同，提供输出信号148。图11中的电路151包括电路152和其它电路元件或电连接线路。应用特殊积分电路152是已有技术，且可用于相关技术中的传感器。Minnesota州的Rosemount Inc.Of Eden Prairie公司制造和销售的Model3051C过程压力变送器中采用了这种电路152。图12-14中的电路152包括传感器激发输出端155，它与膜片102电连接，而使膜片带电，且在内腔100中产生电场。电路152还包括一个电容高输入端153、一个电容低输入端154和一个线性电容器激发终端156，其中，电容高输入端153和电容低输入端154与电极144-150电连接。
图12和13示意了第一和第四电极144、150和以及第二和第三电极146、148，第一和第四电极在内腔100外的第一节点161处电连接在一起，第二电极和第三电极在内腔100外的第二节点162处电连接在一起。第一和第二节点161、162与电路152电连接。特别地，第一节点161直接与电容高输入端153电连接，第二节点162直接与电容低输入端154电连接。线性电容器157、158分别接在节点161、162与节点159之间，节点159连接终端156。图12示意了把导线104和110连接在一起形成节点161，把导线106和108连接在一起形成节点162。图13中，把第一调节电容165电连接在第四电极150和第一节点161之间，并且，把第二调节电容167连接在第二电极146与第二节点162之间。
图14示意了第一电极和第二电极144、146以及第三电极和第四电极148、150，第一电极和第二电极在内腔100外的第三节点163处电连接在一起，第三和第四电极在内腔100外的第四节点164处电连接在一起。第一换向充电放大器166与第二电极146电连接，且把它的输出信号提供给第三节点163。第二换向充电放大器168与第四电极150电连接，且把它的输出信号提供给第四节点164。换向充电放大器是公知的已有技术，通常由它们对充电信号极性的放大和改变功能来定义。第三和第四节点163、164分别直接与电容高、低输入端153、154电连接。
图12-14还示意了传感器电路外侧的电路元件和节点与应用特殊积分电路152相分离的情形。这些电路元件可以位于传感器电子线路板112上，且与仍位于该电路板112上的电路相连。图11示意了这样一个例子，其中的应用特殊积分电路151包括单片形式的电路152和其它电路元件，这使得图12-14所示的实施例可以做成一个微电子芯片。如果有特殊的用途，电路151也可以包括其它电路元件。导线104、106、108和110直接与电路151的输入端170、172、174和176连接。电路151包括分别在图12和13中所示的节点和电容器以及图14所示的换向充电放大器。
图15示意了传感器的导线104、106、108和110在输入端180、182、184和186与应用特殊积分电路178相连。电路178还包括传感器激发输出端81和电路输出端183，这与电路151和152类似。电路178与电路151不同的是：电路178采用的是特殊的希格玛—德尔塔转换器，而不像电路152中的那样。
图5中所示的膜片102平且直，说明施加在第一和第二腔132、134中的压力相等。当这两个腔132、134间存在压力差时，例如情134中的压力大于腔132中的压力时，膜片102将从它的原始位置，如图16所示的位置，开始变形。为清楚起见，图中夸大了电极的厚度。理论上讲，变形膜片102的形状为抛物线形，如图16所示。变形膜片的这种理想抛物线形状通常与第一内壁126的球形曲面相配(同样，如果压力反向，则变形膜片的形状通常将与第二内壁128的曲面相配)。作为第一内壁外形的百分之一的膜片的理想形变通常发生在该膜片的所有局部单元。可变电容的比率变化也与膜片偏向该实施例中的第一内壁126比率相同。由此，当膜片偏向第一内壁126时，第一和第二电容器将检测电容的比值变化，且该电容与施加的过程压力有关。
但是，膜片102不是以这种理想的抛物线形状的方式变形。相反，在初始形变之后，膜片102发生偏移而不是变成平面。例如，图17示意了当两个腔132、134上的压力相等时的膜片形变。膜片102伸入其中的一个腔或另一个腔，在理想状态下，膜片102整体为平面。图17和18所示的偏移量仅为示意性的且夸大了实际变形量。一般情况下，这种偏移是由产生于区域152的边缘卷曲力矩所致，在区域152处膜片102与第一和第二内壁126、128物理接触。所述的边缘卷曲力矩包括边缘摩擦力矩和弯曲或滑动力矩。为清楚起见，也夸大了膜片上的卷曲量。例如，所使用的传感器96中的所有电极144、146、148和150都典型地设置在偏移膜片102的平面区域的相对侧。图18示意了当腔134中的压力大于腔132中的压力时的膜片形变。膜片102以抛物线形方式变形，但形变是从偏移状态开始的，从而所产生的形变包括了偏移的部分。膜片的形变量变为由于所施加压力差引起的抛物线形形变与由于边缘卷曲力矩所引起的膜片形变量之和。
将结合图19来描述误差补偿过程，图19是传感器56的简约示意图。误差补偿始于检测膜片相对于一个选定位置或参考平面的两个距离，然后用一个距离减去另一个距离，以获得与误差矫正输出值成正比的值。例如，所选定的位置可以是表示处于自由状态下的理想膜片的参考平面。在该实施例中，膜片包括一个通常相对于第一内壁126中心区域140的中心区域192和一个通常相对于第一内壁126的边缘区域136的边缘区域194。第一距离X1是指膜片中心区域192与平面190间的距离。第二距离X2是指膜片边缘区域194与平面190间的距离。第一距离X1减去第二距离X2，得到一个与压力差检测的误差矫正输出值成正比的值或R。一般地，R＝K(X1-X2)。
K值可以为整数或其它常数。一般地，K值用作标度输出，且通常等于或介于(-1)和〔1〕之间。在一个实施例中，K值等于内壁中心区域与平面190之间的距离X01加上内壁边缘区域136与平面190之间的距离X02所得值的倒数。一般地，K＝1/(X01+X02)。在使用传感器96时，X01是通过检测中心电极144、148间的距离除以2而得的。在使用传感器96时，X02是通过检测边缘电极146、150间的距离除以2而得的。据此，R＝(X1-X2)/(X01+X02)。如果内壁弯曲，则X01不等于X02。上述的转换函数可用于各种含有介电填充流体的传感器，以补偿膜片的形变和填充流体介电常数的改变。使其本身采用上述转换函数的传感器是图5中的四电极传感器。图10中的三电极传感器所用的转换函数中，没有X02值，从而，K＝1/X01。因此，R＝(X1-X2)/X01。这些运算和输出可以通过各种信号处理装置中的任一种以及上述的应用特殊积分电路来完成。
用于图2的变送器、以提供过程压力检测中的误差补偿的转换函数的基本形式利用了传感器56所提供的四个电容检测值。第一电容器的电容与第一电极144处的电信号相关，且用第一电容或C1表示。第二电容器的电容与第二电极146处的电信号相关，且用第二电容或C2表示。第三电容器的电容与第三电极148处的电信号相关，且用第三电容或C3表示。第四电容器的电容与第四电极150处的电信号相关，且用第四电容或C4表示。
基本转换函数的输出值R表示补偿膜片形变的压力差检测值。等式A为该基本转换函数的表达式：
[A]R＝((C1-C3)-(C2-C4))/((C1+C3)-(C2+C4))
等式A中，第二电容C2减去第四电容C4得到第一差值(C2-C4)；第一电容C1减去第三电容C3得到第二差值(C1-C3)。第一差值减去第二差值得到分子。分母包括第一与第三电容的第二和数(C1+C3)减去第二与第四电容的第一和数(C2+C4)。分母除以分子得到输出值R。这些步骤可以以另一种次序执行或几步同时执行。
等式A的基本转换函数与基于形变距离的误差补偿有关，参见前面结合图19的描述。可以选择边缘电极的电容与中心电极的电容的比例，以改善传感器的性能。例如，如果X01/X02＝(C2+C4)/(C1+C3)，或C2/C1＝C4/C3＝X01/X02，那么，R＝(X1-X2)/(X01+X02)。在实际应用中，建议位于边缘区域的电极，即当电极146、150为圆环或半圆环的结构时，其尺寸很小或很薄。得到这种结果的另一种方法是：假定在对这些电容进行函数转换之前，对与各个电信号相关的四个电容中的一部分或全部进行放大、衰减或这两种操作。衰减也是一种放大，特别地，它是乘以小于整数1的倍数。从而，实际存在于电极144、146、148、150中的每一个“初始”电信号都可以被放大选定的倍数，以提供表示四个电容的电信号，以适于进行函数转换。在图5所示的传感器中，对电极146和150的初始电信号乘以小于整数1的倍数，以提供用于函数转换的信号。
图14示意了一种实现基本函数转换的方法。电路152接收两个表示电容高、低输入端153、154的电容的输入信号，这两个电容简写为CH和CL。电路152接收输入信号并提供一个由等式B表示的输出信号RL：
[B]R1＝(CL-CH)/(CH+CL)
输入端153接收信号等于(C1-C2)的CL，输入端154接收等于(C3-C4)的CH，因此，电路152的输出信号由等式C表示为：
[C]R1＝((C1-C2)-(C3-C4))/((C1-C2)+(C3-C4))
通常，在传感器96的电容检测中引入寄生电容。其结果是，等式A中的每个电容项都包括一个表示电极与膜片102之间的主电容项和一个寄生电容。例如，第一电容可以包括第一主电容和第一寄生电容，例如C1＝(C1M+C1S)，类似地，C2＝(C2M+C2S)，C3＝(C3M+C3S)，C4＝(C4M+C4S)。
图14所示的实施方式将产生寄生电容现象。当把换向充电放大器166、168的增益设为(-1)时，该实施方式中的函数转换将独立于寄生电容，即使C1S＝C2＝C3S＝C4S。但是，通常第一换向充电放大器166使C2的极性改变，且使其放大A1倍；第二换向充电放大器168使C4的极性改变，且使其放大A2倍。因此，图14所示结构的输出值的表达式与基本转换函数一致，为：
R 1 = ( ( C 1 M + C 1 S ) - A 1 ( C 2 M + C 2 S ) ) - ( ( C 3 M + C 3 S ) - A 2 ( C 4 M + C 4 S ) ) ( ( C 1 M + C 1 S ) - A 1 ( C 2 M + C 2 S ) ) + ( ( C 3 M + C 3 S ) - A 2 ( C 4 M + C 4 S ) )
可以通过调节倍数A1和A2来进行适当的补偿。可以以最佳设计来减少寄生电容的影响，并且可以独立地分别调节倍数A1和A2，以补偿任何由不对称带来的缺陷。
图12和13示意了实施基本函数转换的两个例子。等式D表示基本转换函数：
[D]R＝((C1+C4)-(C2-C3))/((C1+C4)+(C2+C3))
等式E与等式A的表达式一致。在等式D中，第一电容C1与第四电容C4相加得到第一和值(C1+C4)。第二电容C2与第三电容C3相加得到第二和值(C2+C3)。第一和值与第二和值相加得到分母，第一和值减去第二和值得到分子。分子除以分母得到输出值R。
在图12所示实例中的函数转换实施方法中包括其它电容值。这种方法仍然易受寄生电容的影响。在一种传感器结构中，四个寄生电容相等；在另一种结构中，寄生电容被有效地抑制。该实施例中还包括两个线性电容器157、158，分别用线性电容CL1和CL2表示，它们将影响转换函数。因此，图12所示结构的输出值R2中考虑了线性电容和寄生电容，其表达式为：
R 2 = ( ( C 1 M + C 1 S ) + ( C 4 M + C 4 S ) - CL 1 ) - ( ( C 2 M + C 2 S ) + ( C 3 M + C 3 S ) - CL 2 ) ( ( C 1 M + C 1 S ) + ( C 4 M + C 4 S ) - CL 1 ) + ( ( C 2 M + C 2 S ) + ( C 3 M + C 3 S ) - CL 2 )
等式D中，第一电容C1与第四电容C4相加的步骤包括从第一或第四电容中减去与第一线性电容器157处的电信号有关的第一线性电容CL1而得到第一和值。并且，等式D中，第三电容C3与第二电容C2相加的步骤包括从第二或第三电容中减去与第二线性电容器158处的电信号有关的第二线性电容CL2而得到第二和值。
在图13所示实例中的函数转换实施方法中仍然包括其它电容值。该实施例包括两个调节电容器165、167，分别引入调节电容CA1和CA2，这将影响转换函数。因此，图13所示结构的输出值R3表达式为：
R 3 = ( ( C 1 M + C 1 S ) + ( C 4 E ) - CL 1 ) - ( ( C 2 E ) + ( C 3 M + C 3 S ) - CL 2 ) ( ( C 1 M + C 1 S ) + ( C 4 E ) - CL 1 ) + ( ( C 2 E ) + ( C 3 M + C 3 S ) - CL 2 )
等式D中的第二电容C2变成等式E中的第二等效电容C2E，其表达式为：
C2E＝C2A(C2M+C2S)/(CA2+C2M+C2S)
第二等效电容C2E包括第二调节电容CA2与第二主电容C2M同第二寄生电容C2S之和的乘积除以第二调节电容CA2、第二主电容C2M和第二寄生电容C2S之和。
等式D中的第四电容C4变成为等式E中的第四等效电容(C4E)，其表达式为：
C4E＝CA1(C4M+C4S)/(CA1+C4M+C4S)
第四等效电容C4E包括第一调节电容CA1与第四主电容C4M同第四寄生电容C4S之和的乘积除以第一调节电容CA1、第四主电容C4M和第四寄生电容C4S之和。
等式A可以以多种方式实现。例如，图15的电路178接收来自导线104、106、108和110且与第四电容有关的电信号。然后，电路178处理这些信号，以产生一个与等式A所示的基本转换函数一致的输出信号。
上述的等式R＝(X1-X2)/X01可用于具有三个电容的传感器，它与图10中的传感器相似。第一电容器的电容与第一电极144处的电信号有关，且用第一电容或C1表示；第二电容器的电容与第二电极146处的电信号有关，且用第二电容或C2表示；第三电容器的电容与第三电极148处的电信号有关，且用第三电容或C3表示。
采用这种传感器的转换函数的输出值R为：
R = C 1 - C 3 - AC 1 C 3 / C 2 C 1 + C 3 + B
在该等式中，第一电容C1乘以第三电容C3和第一常数A，而得到第一值(AC1C3)，所述的第一值除以第二电容C2而得到第二值(AC1C3/C2)。第三电容C3减去第二值而得到第四值，第一电容C1减去第四值得到分子。分子除以第一电容C1、第三电容C3与第二常数B之和。选择常数A和B，使得R＝(X1-X2)/X01。

Claims (42)

1、一种压力传感器，所述压力传感器包括：
一个具有第一内壁和第二内壁的腔体，所述第二内壁通常与所述第一内壁相对，所述第一和第二内壁限定一个内腔；
一个具有传导区的可形变膜片，所述膜片在所述第一和第二内壁间与所述腔体相连，所述膜片把所述内腔分成第一腔和第二腔；
其中所述第一腔由所述第一内壁和所述膜片限定，所述第二腔通常与所述第一腔相对，且由所述第二内壁和所述膜片限定；
其中所述的第一和第二腔中都盛装有一种介电填充流体，所采用的填充流体都接受一个压力，并对所述膜片施加相应的力，所述膜片相应于所述第一和第二腔中填充流体所接受到的压力差产生形变；
其中所述第一内壁包括一个边缘区域和一个中心区域，所述边缘区域环绕所述中心区域；
一个通常在所述中心区域和所述第一腔中与第一内壁相连的第一电极，所述第一电极通常与所述膜片的传导区相对，且与所述传导区电容耦合，以形成第一可变电容器；
一个通常在所述边缘区域与所述第一内壁相连的第二电极，所述第二电极通常与所述膜片的传导区相对，且与所述传导区电容耦合，以形成第二可变电容器；
一个与所述第二内壁相连的第三电极，所述第三电极与所述传导区电容耦合，以形成第三可变电容器。
2、如权利要求1所述的压力传感器，其中所述的腔体由含有所述第一内壁的第一半腔和含有所述第二内壁的第二半腔形成，且所述膜片在所述的两个半腔间拉伸。
3、如权利要求2所述的压力传感器，其中所述膜片与所述腔体相接，且与所述第一和第二内壁相邻。
4、如权利要求2所述的压力传感器，其中所述第一和第二内壁的一部分由一种绝缘材料制成。
5、如权利要求4所述的压力传感器，其中所述电极溅射到所述第一和第二内壁的所述绝缘材料上。
6、如权利要求1所述的压力传感器，其中所述的可形变膜片是一种薄金属膜，所述传导区包含所述的整体膜片。
7、如权利要求1所述的压力传感器，其中所述的介电填充流体是硅油。
8、一种压力传感器，所述压力传感器包括：
一个具有凹形的第一内壁和凹形的第二内壁的腔体，所述第二内壁通常与所述第一内壁相对，其中所述第一和第二内壁都包含一个边缘区域和一个中心区域，每个内壁上的所述边缘区域环绕所述中心区域，所述第一和第二内壁限定一个内腔；
一个传导性的可形变膜片，所述膜片在所述第一和第二内壁间与所述腔体相连，所述膜片把所述内腔分成第一腔和第二腔；
其中所述第一腔由所述第一内壁和所述膜片限定，所述第二腔通常与所述第一腔相对，且由所述第二内壁和所述膜片限定；
其中所述的第一和第二腔中都盛装有一种介电填充流体，所采用的填充流体用于接受一个压力，并对所述膜片施加一个力，所述膜片相应于所述第一和第二腔中填充流体所接受到的压力差产生形变；
其中所述第一内壁包括一个边缘区域和一个中心区域，所述边缘区域环绕所述中心区域；
一个通常在所述中心区域与第一内壁相连的第一传导板，所述第一传导板与所述传导膜片电容耦合，以形成第一可变电容器；
一个通常在所述边缘区域与所述第一内壁相连的第二传导板，所述第二传导板与所述第一传导板以一定距离相间隔，且通常与所述传导膜片电容耦合，以形成第二可变电容器；
一个通常在所述中心区域与所述第二内壁相连且与所述第一传导板相对的第三传导板，所述第三传导板与所述传导膜片电容耦合，以形成第三变电容器；
一个通常在所述边缘区域与所述第二内壁相连的第四传导板，所述第四传导板与所述第三传导板以一定距离相间隔，所述第四传导板与所述传导膜片电容耦合，以形成第四可变电容器。
9、如权利要求8所述的压力传感器，其中所述的凹形第一和第二内壁通常为球形。
10、如权利要求9所述的压力传感器，其中所述的凹形第一和第二内壁提供一个过压挡板，用于使所述膜片在所述压力差下变形。
11、如权利要求8所述的压力传感器，其中从所述膜片的中心垂直延伸的轴线穿过所述第一和第二内壁的中心区域。
12、如权利要求11所述的压力传感器，其中所述第一电极与所述轴线沿所述第一内壁的第一间距小于所述第二电极与所述轴线沿所述内壁的第二间距。
13、如权利要求11所述的压力传感器，其中所述第一电极基本为圆形，且具有一个与所述第一内壁的所述轴线相应的中心，所述第二电极至少为半圆形，且与所述第一电极相应设置。
14、如权利要求13所述的压力传感器，其中所述第二电极为一个整圆。
15、如权利要求11所述的压力传感器，其中所述的第三电极基本为圆形，且具有一个与所述第二内壁的所述轴线相应的中心，所述第四电极至少为半圆形，且与所述第三电极相应设置。
16、一种压力传感器，所述压力传感器包括：
一个具有通常相对设置的凹形第一内壁和第二内壁的腔体，所述的第一和第二内壁至少部分地限定一个内腔；
一个具有传导区的可形变膜片，所述膜片与所述腔体相连，形成一个由所述第一内壁与所述膜片限定的第一腔，所述的第二内壁与所述膜片限定、形成第二腔；
其中所述第一腔和第二腔都用于接受一个施加给所述膜片的可变压力，且所述膜片相应于所述第一和第二腔中所接受到的压力差产生形变；
一个与所述第一内壁相连的第一电极，它与所述膜片的传导区电容耦合，形成第一可变电容器；
一个与所述第一内壁相连的第二电极，它与所述第一电极以一定距离相间隔，所述第二电极与所述膜片电容耦合，形成第二可变电容器；
一个与所述第二内壁相连的第三电极，它与所述膜片的传导区电容耦合，形成第三变电容器。
17、一种压力变送器，包括：
置于壳体中的变送器电子线路，所述变送器电子线路包括与处理系统耦合的通讯电路；
置于所述壳体中的模数转换器，所述模数转换器与所述变送器电子线路电连接；
压力传感器，包括：
一个具有第一内壁和第二内壁的腔体，所述第二内壁通常与所述第一内壁相对，所述第一和第二内壁限定一个内腔；
一个具有传导区的可形变膜片，所述膜片在所述第一和第二内壁间与所述腔体相连，所述膜片把所述内腔分成第一腔和第二腔；
其中所述第一腔由所述第一内壁和所述膜片限定，所述第二腔通常与所述第一腔相对，且由所述第二内壁和所述膜片限定；
其中所述的第一和第二腔中都盛装有一种介电填充流体，所采用的填充流体都接受一个压力，并对所述膜片施加相应的力，所述膜片相应于所述第一和第二腔中填充流体所接受到的压力差产生形变；
其中所述第一内壁包括一个边缘区域和一个中心区域，所述边缘区域环绕所述中心区域；
一个通常在所述中心区域与第一内壁相连的第一电极，所述第一电极与所述传导区电容耦合，以形成第一可变电容器；
一条与所述第一电极相连且从所述腔体伸出的第一导线；
一个通常在所述边缘区域与所述第一内壁相连的第二电极，所述第二电极与所述传导区电容耦合，以形成第二可变电容器；
一条与所述第二电极相连且从所述腔体伸出的第一导线；
一个通常在所述中心区域与所述第二内壁相连的第三电极，所述第三电极与所述膜片的传导区电容耦合，以形成第三变电容器；
一条与所述第三电极相连且从所述腔体伸出的第一导线；
一个通常在所述第二内壁的边缘区域与所述第二内壁相连的第四电极，所述第四电极与所述传导区电容耦合，以形成第四可变电容器；
一条与所述第四电极相连且从所述腔体伸出的第一导线；
其中所述第四导线与所述模数转换器电连接。
18、如权利要求17所述的压力变送器，其中所述的第一和第四电极在所述腔体外的第一节点电连接，所述的第二和第三电极在所述腔体外的第二节点电连接。
19、如权利要求18所述的压力变送器，其中所述的第一和第二节点与所述的模数转换器电连接。
20、如权利要求18所述的压力变送器，其中所述的第一和第二节点位于所述模数转换器中。
21、如权利要求18所述的压力变送器，其中在所述第四电极和第一节点之间电连接一个第五电容器，在所述第二电极和第二节点之间电连接一个第六电容器。
22、如权利要求17所述的压力变送器，其中所述的第二电极与所述腔体外的第一换向充电放大器电连接，所述的第一换向充电放大器在第三节点处与所述的第一电极电连接，所述的第四电极在所述的腔体外与第二换向充电放大器电连接，所述的第二换向充电放大器在第四节点处与所述的第三电极电连接。
23、如权利要求22所述的压力变送器，其中所述的第一和第四节点与所述的模数转换器电连接。
24、如权利要求22所述的压力变送器，其中所述的换向充电放大器位于所述模数转换器中。
25、一种测量压力差的方法，包括：
向一个可形变膜片的第一侧上的填充流体施加第一过程压力；
向所述可形变膜片的第二侧上的填充流体施加第二过程压力；
从一个选定位置测量所述膜片中心区域的形变量；
从一个选定位置测量所述膜片边缘区域的形变量；
用中心区域的形变量减去边缘区域的形变量。
26、如权利要求25所述的方法，其中所述的选定位置为膜片自由状态时所处的平面。
27、如权利要求25所述的方法，其中还包括产生一个基本与中心区域形变量减去边缘区域形变量的值相关的输出值的步骤。
28、如权利要求25所述的方法，其中所述的膜片相对于一个具有壁边缘区域和壁中心区域的腔壁，所述的壁边缘区域与所述膜片的边缘区域相对，所述的壁中心区域与所述膜片的中心区域相对，该方法还包括：
用中心区域形变量减去边缘区域形变量所得的结果除以一个等于所述壁边缘区域到所选定位置的距离与所述壁中心区域到所选定位置的距离之和的值。
29、如权利要求28所述的方法，其中所述的壁边缘区域到所选定位置的距离不等于所述壁中心区域到所选定位置的距离。
30、如权利要求25所述的方法，其中所述的膜片相对于一个具有与所述膜片的中心区域相对的壁中心区域的腔壁，该方法还包括：
用中心区域形变量减去边缘区域形变量所得的结果除以一个等于所述壁中心区域到所选定位置的距离的值。
31、一种用传感器测量压力差中的误差补偿方法，所述的传感器具有：一个传导性的可形变膜片、位于所述膜片一侧的第一和第二电极、以及位于所述膜片另一侧的第三和第四电极，其中所述的四个电极都与所述膜片电连接，形成四个电容器，该方法包括：
把与所述第一电极处的电信号相关的第一电容信号加到与所述第四电极处的电信号相关的第四电容信号中，得到第一和值；
把与所述第三电极处的电信号相关的第三电容信号加到与所述第二电极处的电信号相关的第二电容信号中，得到第二和值；
把所述的第一和值与第二和值相加得到分母；
用所述第一和值减去第二和值得到分子；
根据用分子除以分母提供误差补偿的压力差输出。
32、如权利要求31所述的方法，其中：
所述第一电容信号包括第一主电容信号和第一寄生电容信号；
所述第二电容信号包括第二主电容信号和第二寄生电容信号；
所述第三电容信号包括第三主电容信号和第三寄生电容信号；
所述第四电容信号包括第四主电容信号和第四寄生电容信号。
33、如权利要求32所述的方法，其中所述电极的所述第一、第二、第三、和第四电信号都乘以一个倍数。
34、如权利要求33所述的方法，其中所述的第一、第二、第三、和第四寄生电容信号在输出值中相互抵消。
35、如权利要求32所述的方法，其中：把所述第一电容信号与所述第四电容信号相加的步骤中包括从所述第一或第四电容信号中减去一个与第一线性电容器处的电信号相关的第一线性电容信号，得到所述第一和值；
其中把所述第三电容信号与所述第二电容信号相加的步骤中包括从所述第二或第三电容信号中减去一个与第二线性电容器处的电信号相关的第二线性电容信号，得到所述第二和值。
36、如权利要求35所述的方法，其中所述的第二电容信号是第二等效电容信号，它包括一个与第二调节电容器处的电信号相关的第二调节电容信号乘以所述第二主电容信号与第二寄生电容信号之和，然后除以所述第二调节电容信号、第二主电容信号与第二寄生电容信号之和；所述的第四电容信号是第四等效电容信号，它包括一个与第一调节电容器处的电信号相关的第一调节电容信号乘以所述第四主电容信号与第四寄生电容信号之和，然后除以所述第一调节电容信号、第四主电容信号与第四寄生电容信号之和。
37、如权利要求31所述的方法，其中至少所述第一、第二、第三和第四电极处的一些电信号被放大，以提供表示所述第一、第二、第三和第四电容信号的信号。
38、如权利要求37所述的方法，其中所述的第二和第四电极处的电信号乘以小于整数1的倍数。
39、一种用含有传感器的过程测量变送器测量压力差中的误差补偿方法，其中所述的传感器产生代表第一、第二、第三和第四电容信号的多个电信号，该方法包括：
从所述的第二电容信号减去所述的第四电容信号，得到第一差值；
从所述的第一电容信号减去所述的第三电容信号，得到第二差值；
从所述的第二差值减去所述第一差值，得到分子；
根据用所述的分子除以分母提供误差补偿的压力差输出，其中所述的分母包括所述第二与第四电容信号的第一和值减去所述第一与第三电容信号的第二和值。
40、如权利要求39所述的方法，其中所述的第一和值与所述的第二和值相加得到第三和值，且所述的分母包括所述第三和值减去线性电容而得的第四和值。
41、如权利要求39所述的方法，其中诉述的第四电容信号都包括一个主信号和一个寄生电容信号。
42、一种用传感器测量压力差的误差补偿方法，所述的传感器具有：一个传导性的可形变膜片、位于所述膜片一侧的第一和第二电极、以及位于所述膜片另一侧的第三电极，其中所述的三个电极都分别与所述膜片电连接，形成三个电容器，该方法包括：
用与所述第一电极处的第一电信号有关的第一电容信号乘以与所述第三电极处的第三电信号有关的第三电容信号和一个第一常数，得到第一值；
用所述的第一值除以与所述第二电极处的第二电信号有关的第二电容信号，得到第二值；
用所述的第三电容信号减去所述的第二值，得到第四值；
用所述的第一电容信号减去所述的第四值，得到分子；
根据用分子除以所述第一电容信号、第三电容信号和第二常数之和提供误差补偿的压力差输出。
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Families Citing this family (132)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6508131B2 (en) 1999-05-14 2003-01-21 Rosemount Inc. Process sensor module having a single ungrounded input/output conductor
US6484107B1 (en) 1999-09-28 2002-11-19 Rosemount Inc. Selectable on-off logic modes for a sensor module
JP3798693B2 (ja) 1999-09-28 2006-07-19 ローズマウント インコーポレイテッド 周囲密封式の計器ループ用アダプタ
US6571132B1 (en) 1999-09-28 2003-05-27 Rosemount Inc. Component type adaptation in a transducer assembly
US6487912B1 (en) 1999-09-28 2002-12-03 Rosemount Inc. Preinstallation of a pressure sensor module
US6765968B1 (en) 1999-09-28 2004-07-20 Rosemount Inc. Process transmitter with local databus
US6546805B2 (en) 2000-03-07 2003-04-15 Rosemount Inc. Process fluid transmitter with an environmentally sealed service block
US6504489B1 (en) 2000-05-15 2003-01-07 Rosemount Inc. Process control transmitter having an externally accessible DC circuit common
US6516672B2 (en) * 2001-05-21 2003-02-11 Rosemount Inc. Sigma-delta analog to digital converter for capacitive pressure sensor and process transmitter
JP2002350258A (ja) * 2001-05-24 2002-12-04 Mitsubishi Electric Corp 圧力センサ
US6813954B2 (en) * 2001-05-25 2004-11-09 Panametrics, Inc. High sensitivity pressure sensor with long term stability
US6509746B1 (en) * 2001-06-04 2003-01-21 Rosemount Inc. Excitation circuit for compensated capacitor industrial process control transmitters
US6684711B2 (en) 2001-08-23 2004-02-03 Rosemount Inc. Three-phase excitation circuit for compensated capacitor industrial process control transmitters
US20030080757A1 (en) * 2001-11-01 2003-05-01 Groover Thomas A. Proximity sensor
DE10202028A1 (de) * 2002-01-18 2003-07-24 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Transmitter
US6720777B2 (en) * 2002-02-15 2004-04-13 Rosemount Inc. Bridged capacitor sensor measurement circuit
US6839546B2 (en) 2002-04-22 2005-01-04 Rosemount Inc. Process transmitter with wireless communication link
US6910381B2 (en) * 2002-05-31 2005-06-28 Mykrolis Corporation System and method of operation of an embedded system for a digital capacitance diaphragm gauge
US6843133B2 (en) 2002-06-18 2005-01-18 Rosemount, Inc. Capacitive pressure transmitter
DE10227479A1 (de) * 2002-06-19 2004-01-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmeßgerät
US7773715B2 (en) 2002-09-06 2010-08-10 Rosemount Inc. Two wire transmitter with isolated can output
US7109883B2 (en) * 2002-09-06 2006-09-19 Rosemount Inc. Low power physical layer for a bus in an industrial transmitter
US6834258B2 (en) * 2002-12-31 2004-12-21 Rosemount, Inc. Field transmitter with diagnostic self-test mode
US6907790B2 (en) * 2003-03-21 2005-06-21 Rosemount Inc. Gage pressure output from an absolute pressure measurement device
US6873277B1 (en) * 2003-09-19 2005-03-29 Rosemount, Inc. Multi-phase measurement system with synchronized sigma delta converters
US6935156B2 (en) * 2003-09-30 2005-08-30 Rosemount Inc. Characterization of process pressure sensor
US6901803B2 (en) * 2003-10-02 2005-06-07 Rosemount Inc. Pressure module
CN1954138B (zh) 2004-03-02 2011-02-16 罗斯蒙德公司 具有改进电能产生的过程设备
US8538560B2 (en) 2004-04-29 2013-09-17 Rosemount Inc. Wireless power and communication unit for process field devices
US8145180B2 (en) 2004-05-21 2012-03-27 Rosemount Inc. Power generation for process devices
CA2822175C (en) * 2004-05-28 2016-10-18 Enginivity Llc Flow control and gas detection and gas removal in an intravenous fluid delivery system
US8160535B2 (en) 2004-06-28 2012-04-17 Rosemount Inc. RF adapter for field device
US8787848B2 (en) 2004-06-28 2014-07-22 Rosemount Inc. RF adapter for field device with low voltage intrinsic safety clamping
US7262693B2 (en) * 2004-06-28 2007-08-28 Rosemount Inc. Process field device with radio frequency communication
US6968744B1 (en) * 2004-10-18 2005-11-29 Silverbrook Research Pty Ltd Capacitative pressure sensor with close electrodes
US7121145B2 (en) * 2004-10-18 2006-10-17 Silverbrook Research Pty Ltd Capacitative pressure sensor
US7234357B2 (en) * 2004-10-18 2007-06-26 Silverbrook Research Pty Ltd Wafer bonded pressure sensor
US7980481B2 (en) * 2004-12-08 2011-07-19 Rosemount Inc. Thermally controlled process interface
US7680460B2 (en) * 2005-01-03 2010-03-16 Rosemount Inc. Wireless process field device diagnostics
US7295131B2 (en) * 2005-01-07 2007-11-13 Rosemount Inc. Diagnostic system for detecting rupture or thinning of diaphragms
US9184364B2 (en) 2005-03-02 2015-11-10 Rosemount Inc. Pipeline thermoelectric generator assembly
US7334484B2 (en) * 2005-05-27 2008-02-26 Rosemount Inc. Line pressure measurement using differential pressure sensor
WO2007002769A1 (en) 2005-06-27 2007-01-04 Rosemount Inc. Field device with dynamically adjustable power consumption radio frequency communication
US7379792B2 (en) * 2005-09-29 2008-05-27 Rosemount Inc. Pressure transmitter with acoustic pressure sensor
US7415886B2 (en) * 2005-12-20 2008-08-26 Rosemount Inc. Pressure sensor with deflectable diaphragm
US7324029B2 (en) * 2006-01-26 2008-01-29 Emerson Process Management Capacitance-to-digital interface circuit for differential pressure sensor
US7319421B2 (en) * 2006-01-26 2008-01-15 Emerson Process Management Foldback free capacitance-to-digital modulator
US7236113B1 (en) 2006-01-26 2007-06-26 Emerson Process Management Capacitance-to-digital modulator with sensor failure-mode detection
US7308830B2 (en) * 2006-01-26 2007-12-18 Rosemount Inc. Pressure sensor fault detection
US8212655B2 (en) * 2006-03-30 2012-07-03 Rosemount Inc. System and method for identification of process components
US7913566B2 (en) 2006-05-23 2011-03-29 Rosemount Inc. Industrial process device utilizing magnetic induction
US20070288125A1 (en) * 2006-06-09 2007-12-13 Mks Instruments, Inc. Power Over Ethernet (Poe) - Based Measurement System
US8188359B2 (en) 2006-09-28 2012-05-29 Rosemount Inc. Thermoelectric generator assembly for field process devices
US7692539B2 (en) * 2006-12-28 2010-04-06 Rosemount Inc. Automated mechanical integrity verification
US7591184B2 (en) * 2007-03-16 2009-09-22 Rosemount Inc. Industrial pressure sensor having enhanced dielectric fill fluid
US7437939B1 (en) * 2007-04-13 2008-10-21 Rosemount Inc. Pressure and mechanical sensors using titanium-based superelastic alloy
US8079269B2 (en) * 2007-05-16 2011-12-20 Rosemount Inc. Electrostatic pressure sensor with porous dielectric diaphragm
US8898036B2 (en) 2007-08-06 2014-11-25 Rosemount Inc. Process variable transmitter with acceleration sensor
US7624642B2 (en) * 2007-09-20 2009-12-01 Rosemount Inc. Differential pressure sensor isolation in a process fluid pressure transmitter
US7484416B1 (en) * 2007-10-15 2009-02-03 Rosemount Inc. Process control transmitter with vibration sensor
US7779698B2 (en) * 2007-11-08 2010-08-24 Rosemount Inc. Pressure sensor
US8099856B2 (en) * 2007-12-28 2012-01-24 Rosemount Inc. Self-crimping fill tube assembly
JP2009258088A (ja) 2008-03-18 2009-11-05 Canon Anelva Technix Corp 静電容量型隔膜真空計及び真空処理装置
US8250924B2 (en) 2008-04-22 2012-08-28 Rosemount Inc. Industrial process device utilizing piezoelectric transducer
US8929948B2 (en) 2008-06-17 2015-01-06 Rosemount Inc. Wireless communication adapter for field devices
WO2009154756A1 (en) 2008-06-17 2009-12-23 Rosemount Inc. Rf adapter for field device with variable voltage drop
US8694060B2 (en) 2008-06-17 2014-04-08 Rosemount Inc. Form factor and electromagnetic interference protection for process device wireless adapters
WO2009154749A1 (en) 2008-06-17 2009-12-23 Rosemount Inc. Rf adapter for field device with loop current bypass
US7918134B2 (en) * 2008-10-06 2011-04-05 Rosemount Inc. Thermal-based diagnostic system for process transmitter
US8387463B2 (en) * 2008-10-06 2013-03-05 Rosemount Inc. Pressure-based diagnostic system for process transmitter
US20100302008A1 (en) * 2008-10-22 2010-12-02 Rosemount Inc. Sensor/transmitter plug-and-play for process instrumentation
US7977924B2 (en) 2008-11-03 2011-07-12 Rosemount Inc. Industrial process power scavenging device and method of deriving process device power from an industrial process
US7870791B2 (en) * 2008-12-03 2011-01-18 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using quartz crystal
US7954383B2 (en) * 2008-12-03 2011-06-07 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using fill tube
US8327713B2 (en) * 2008-12-03 2012-12-11 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using magnetic property
US8061213B2 (en) * 2009-01-22 2011-11-22 Kulite Semiconductor Products, Inc. High temperature, high bandwidth pressure acquisition system
US8626087B2 (en) 2009-06-16 2014-01-07 Rosemount Inc. Wire harness for field devices used in a hazardous locations
US9674976B2 (en) 2009-06-16 2017-06-06 Rosemount Inc. Wireless process communication adapter with improved encapsulation
US8245562B2 (en) * 2009-07-31 2012-08-21 Freescale Semiconductor, Inc. Circuit and method for pressure sensor testing
WO2011038753A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Abb Technology Ag Pressure transmitter for measuring the pressure of a process fluid and related method
US8371175B2 (en) * 2009-10-01 2013-02-12 Rosemount Inc. Pressure transmitter with pressure sensor mount
DE102009055149A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Endress + Hauser GmbH + Co. KG, 79689 Überlastsicherer, Drucksensor, insbesondere Differenzdrucksensor
US8334788B2 (en) 2010-03-04 2012-12-18 Rosemount Inc. Process variable transmitter with display
US8429978B2 (en) * 2010-03-30 2013-04-30 Rosemount Inc. Resonant frequency based pressure sensor
US9281088B2 (en) * 2010-06-07 2016-03-08 Rosemount Inc. Instrument for nuclear power facility
US8234927B2 (en) 2010-06-08 2012-08-07 Rosemount Inc. Differential pressure sensor with line pressure measurement
US8276458B2 (en) 2010-07-12 2012-10-02 Rosemount Inc. Transmitter output with scalable rangeability
US8132464B2 (en) * 2010-07-12 2012-03-13 Rosemount Inc. Differential pressure transmitter with complimentary dual absolute pressure sensors
US10761524B2 (en) 2010-08-12 2020-09-01 Rosemount Inc. Wireless adapter with process diagnostics
US8448519B2 (en) 2010-10-05 2013-05-28 Rosemount Inc. Industrial process transmitter with high static pressure isolation diaphragm coupling
US8485040B2 (en) 2011-03-14 2013-07-16 Rosemount Inc. Flame arrestor for process transmitter
DE102011078557A1 (de) 2011-07-01 2013-01-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Absolut- oder Relativdrucksensors mit einem kapazitiven Wandler
US9310794B2 (en) 2011-10-27 2016-04-12 Rosemount Inc. Power supply for industrial process field device
DE102012103585A1 (de) * 2012-04-24 2013-10-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmessaufnehmer
US9057659B2 (en) 2012-05-22 2015-06-16 Rosemount Inc. Pressure transmitter with hydrogen getter
US8752433B2 (en) 2012-06-19 2014-06-17 Rosemount Inc. Differential pressure transmitter with pressure sensor
US9038476B2 (en) * 2012-09-27 2015-05-26 Rosemount Inc. Pressure transmitter with fill tube
US9778074B2 (en) * 2013-03-14 2017-10-03 Rosemount Inc. Process measurement system with variable amplitude sensor excitation
US9048901B2 (en) 2013-03-15 2015-06-02 Rosemount Inc. Wireless interface within transmitter
FI125447B (en) * 2013-06-04 2015-10-15 Murata Manufacturing Co Improved pressure sensor
DE102013113594A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Differenzdrucksensor
US9593995B2 (en) * 2014-02-28 2017-03-14 Measurement Specialties, Inc. Package for a differential pressure sensing die
US9347846B2 (en) * 2014-03-25 2016-05-24 Kionix, Inc. Capacitance-based pressure sensor including pressure vessel(s)
US9316553B2 (en) * 2014-03-26 2016-04-19 Rosemount Inc. Span line pressure effect compensation for diaphragm pressure sensor
DE102014108748A1 (de) 2014-06-23 2015-12-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kapazitiver Differenzdrucksensor und Verfahren zu seiner Herstellung
US10635064B2 (en) * 2014-06-30 2020-04-28 Rosemount Inc. Hysteretic process variable sensor compensation
US9541462B2 (en) * 2014-08-29 2017-01-10 Kionix, Inc. Pressure sensor including deformable pressure vessel(s)
US9752946B2 (en) * 2014-09-23 2017-09-05 Rosemount Inc. Cooling for industrial process variable transmitters
US9857259B2 (en) * 2014-09-30 2018-01-02 Rosemount Inc. Differential pressure sensor with high pressure capabilities
US9772246B2 (en) 2014-09-30 2017-09-26 Rosemount Inc. Fill fluid thermal management
CN105043639B (zh) * 2015-08-15 2022-10-14 重庆布莱迪仪器仪表有限公司 一种简易抗压压力表
RU2610818C1 (ru) * 2015-10-21 2017-02-15 Александр Владимирович Фетисов Датчик перепада давления с защитой от высокого перегрузочного давления (варианты)
DE102015122287A1 (de) 2015-12-18 2017-07-06 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kapazitiver Differenzdrucksensor
US11226242B2 (en) 2016-01-25 2022-01-18 Rosemount Inc. Process transmitter isolation compensation
DE102016109645A1 (de) * 2016-05-25 2017-11-30 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Drucksensorelement und kapazitiver Drucksensor
RU167905U1 (ru) * 2016-08-24 2017-01-11 Акционерное общество Энгельсское опытно-конструкторское бюро "Сигнал" им. А.И. Глухарева Емкостный датчик перепада давления
US11226255B2 (en) * 2016-09-29 2022-01-18 Rosemount Inc. Process transmitter isolation unit compensation
RU172339U1 (ru) * 2017-02-07 2017-07-04 Акционерное общество "Промышленная группа "Метран" Электронный блок датчика давления
DE102017213520A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Infineon Technologies Ag Referenzkammer für einen Fluidsensor, Fluidsensor, Vorrichtung mit einem Fluidsensor und Verfahren zum Bereitstellen einer Referenzkammer sowie zum Bestimmen einer Atmosphäreneigenschaft in einer Referenzkammer
DE102017217647A1 (de) * 2017-10-05 2019-04-11 Robert Bosch Gmbh Drucksensor für ein Fahrzeug
CN107976279A (zh) * 2017-12-15 2018-05-01 北京创昱科技有限公司 一种真空测量装置
JP6981885B2 (ja) * 2018-01-23 2021-12-17 アズビル株式会社 静電容量型圧力センサの異常検知方法および装置
US11371899B2 (en) 2018-05-17 2022-06-28 Rosemount Inc. Measuring element with an extended permeation resistant layer
US11137308B2 (en) 2019-01-02 2021-10-05 Baker Hughes, A Ge Company, Llc High sensitivity pressure sensor package
US11041773B2 (en) * 2019-03-28 2021-06-22 Rosemount Inc. Sensor body cell of a pressure sensor
US11181403B2 (en) 2019-09-24 2021-11-23 Rosemount Inc. Process variable sensor testing
US11226253B2 (en) 2019-12-23 2022-01-18 Rosemount Inc. High range differential pressure sensor
US11287342B2 (en) * 2020-03-20 2022-03-29 Mks Instruments, Inc. Capacitance manometer with improved baffle for improved detection accuracy
KR102258580B1 (ko) * 2020-04-16 2021-06-01 한국원자력연구원 압력 트랜스미터
CN112506241B (zh) * 2020-12-10 2023-01-20 北京天智航医疗科技股份有限公司 施力构件控制方法、装置、恒力系统、介质及电子设备
RU207048U1 (ru) * 2020-12-17 2021-10-08 Общество с ограниченной ответственностью "ФОТИС" Тепловой датчик давления
CN114279622A (zh) * 2021-11-30 2022-04-05 浙江中控技术股份有限公司 差压传感器

Family Cites Families (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2533339A (en) 1946-06-22 1950-12-12 Jabez Burns & Sons Inc Flammable vapor protection
US3012432A (en) 1957-09-23 1961-12-12 Richard H Moore Leak tester
GB1023042A (en) 1962-05-07 1966-03-16 Wayne Kerr Lab Ltd Improvements in or relating to pressure responsive apparatus
US3232712A (en) 1962-08-16 1966-02-01 Continental Lab Inc Gas detector and analyzer
US3374112A (en) 1964-03-05 1968-03-19 Yeda Res & Dev Method and apparatus for controlled deposition of a thin conductive layer
US3249833A (en) 1964-11-16 1966-05-03 Robert E Vosteen Capacitor transducer
US3557621A (en) 1969-07-07 1971-01-26 C G S Scient Corp Inc Variable capacitance detecting devices
GB1354025A (en) 1970-05-25 1974-06-05 Medicor Muevek Capacitive pressure transducer
US3924219A (en) 1971-12-22 1975-12-02 Minnesota Mining & Mfg Gas detection device
US3808480A (en) 1973-04-16 1974-04-30 Bunker Ramo Capacitive pressure transducer
US4008619A (en) 1975-11-17 1977-02-22 Mks Instruments, Inc. Vacuum monitoring
US4177496A (en) 1976-03-12 1979-12-04 Kavlico Corporation Capacitive pressure transducer
US4158217A (en) 1976-12-02 1979-06-12 Kaylico Corporation Capacitive pressure transducer with improved electrode
US4168518A (en) 1977-05-10 1979-09-18 Lee Shih Y Capacitor transducer
US4227419A (en) 1979-09-04 1980-10-14 Kavlico Corporation Capacitive pressure transducer
US4434451A (en) 1979-10-29 1984-02-28 Delatorre Leroy C Pressure sensors
US4322775A (en) 1979-10-29 1982-03-30 Delatorre Leroy C Capacitive pressure sensor
US4287553A (en) 1980-06-06 1981-09-01 The Bendix Corporation Capacitive pressure transducer
US4336567A (en) 1980-06-30 1982-06-22 The Bendix Corporation Differential pressure transducer
US4370890A (en) 1980-10-06 1983-02-01 Rosemount Inc. Capacitive pressure transducer with isolated sensing diaphragm
US4358814A (en) 1980-10-27 1982-11-09 Setra Systems, Inc. Capacitive pressure sensor
US4422335A (en) 1981-03-25 1983-12-27 The Bendix Corporation Pressure transducer
US4458537A (en) 1981-05-11 1984-07-10 Combustion Engineering, Inc. High accuracy differential pressure capacitive transducer
US4389895A (en) 1981-07-27 1983-06-28 Rosemount Inc. Capacitance pressure sensor
US4455874A (en) 1981-12-28 1984-06-26 Paroscientific, Inc. Digital pressure transducer
US4422125A (en) 1982-05-21 1983-12-20 The Bendix Corporation Pressure transducer with an invariable reference capacitor
DE3340834A1 (de) 1983-11-11 1985-05-23 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Schaltungsanordnung zur konstanthaltung der temperaturabhaengigen empfindlichkeit eines differenzdruckmessgeraetes
US4490773A (en) 1983-12-19 1984-12-25 United Technologies Corporation Capacitive pressure transducer
US4542436A (en) 1984-04-10 1985-09-17 Johnson Service Company Linearized capacitive pressure transducer
US4562742A (en) 1984-08-07 1986-01-07 Bell Microcomponents, Inc. Capacitive pressure transducer
US4670733A (en) 1985-07-01 1987-06-02 Bell Microsensors, Inc. Differential pressure transducer
US4860232A (en) 1987-04-22 1989-08-22 Massachusetts Institute Of Technology Digital technique for precise measurement of variable capacitance
US4785669A (en) * 1987-05-18 1988-11-22 Mks Instruments, Inc. Absolute capacitance manometers
US4875369A (en) 1987-09-08 1989-10-24 Panex Corporation Pressure sensor system
US4878012A (en) 1988-06-10 1989-10-31 Rosemount Inc. Charge balanced feedback transmitter
US4977480A (en) * 1988-09-14 1990-12-11 Fuji Koki Mfg. Co., Ltd. Variable-capacitance type sensor and variable-capacitance type sensor system using the same
JPH0297643A (ja) * 1988-09-30 1990-04-10 Kubota Ltd クリープ抵抗の高い耐熱鋳造合金
US4926674A (en) 1988-11-03 1990-05-22 Innovex Inc. Self-zeroing pressure signal generator
US4944187A (en) * 1988-12-23 1990-07-31 Rosemount Inc. Multimodulus pressure sensor
US4951174A (en) * 1988-12-30 1990-08-21 United Technologies Corporation Capacitive pressure sensor with third encircling plate
JPH0297643U (zh) * 1989-01-23 1990-08-03
US5194819A (en) * 1990-08-10 1993-03-16 Setra Systems, Inc. Linearized capacitance sensor system
US5094109A (en) 1990-12-06 1992-03-10 Rosemount Inc. Pressure transmitter with stress isolation depression
JPH04370729A (ja) * 1991-06-19 1992-12-24 Mitsubishi Electric Corp 圧力センサ
US5168419A (en) 1991-07-16 1992-12-01 Panex Corporation Capacitor and pressure transducer
DE4124662A1 (de) 1991-07-25 1993-01-28 Fibronix Sensoren Gmbh Relativdrucksensor
US5230250A (en) 1991-09-03 1993-07-27 Delatorre Leroy C Capacitor and pressure transducer
US5233875A (en) 1992-05-04 1993-08-10 Kavlico Corporation Stable capacitive pressure transducer system
US5329818A (en) 1992-05-28 1994-07-19 Rosemount Inc. Correction of a pressure indication in a pressure transducer due to variations of an environmental condition
US5492016A (en) 1992-06-15 1996-02-20 Industrial Sensors, Inc. Capacitive melt pressure measurement with center-mounted electrode post
US5542300A (en) 1994-01-24 1996-08-06 Setra Systems, Inc. Low cost, center-mounted capacitive pressure sensor
US5642301A (en) 1994-01-25 1997-06-24 Rosemount Inc. Transmitter with improved compensation
US5637802A (en) 1995-02-28 1997-06-10 Rosemount Inc. Capacitive pressure sensor for a pressure transmitted where electric field emanates substantially from back sides of plates
US5705978A (en) 1995-09-29 1998-01-06 Rosemount Inc. Process control transmitter
DE19648048C2 (de) 1995-11-21 2001-11-29 Fuji Electric Co Ltd Detektorvorrichtung zur Druckmessung basierend auf gemessenen Kapazitätswerten
US5757608A (en) 1996-01-25 1998-05-26 Alliedsignal Inc. Compensated pressure transducer
US5911162A (en) 1997-06-20 1999-06-08 Mks Instruments, Inc. Capacitive pressure transducer with improved electrode support
ATE213326T1 (de) 1998-04-09 2002-02-15 Heinz Ploechinger Kapazitive druck- oder kraftsensorstruktur und verfahren zur herstellung derselben

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Publication number Publication date
MXPA01011531A (es) 2002-06-04
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EP1413868A3 (en) 2004-10-27
EP1408317A2 (en) 2004-04-14
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DE60023688T2 (de) 2006-07-20
CN1350636A (zh) 2002-05-22
EP1418413A3 (en) 2004-10-27
EP1413865A2 (en) 2004-04-28

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