CS228185B1

CS228185B1 - Electrostatic converter for pressure calibration of a pressure sensing unit

Info

Publication number: CS228185B1
Application number: CS204782A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Doc Ing Csc Skvor
Original assignee: Zdenek Doc Ing Csc Skvor
Priority date: 1982-03-24
Filing date: 1982-03-24
Publication date: 1984-05-14

Description

Vynález se týká elektrostatického měniče pro tlakovou kalibraci snímačů tlaku, například měřících mikrofonů.The invention relates to an electrostatic transducer for pressure calibration of pressure sensors, for example measuring microphones.

V současné době převážně používaná reciprocitnl a kalibrační přístroje v oblasti nízkých kmitočtů působí při kalibraci nesnáze tím, že vyžadují aplikaci obtížně stanovitelná paliytropická korekce. Známá kalibrační zařízení ralisovaná na principu elektrodynamickáho měniče e plstem o malá hmotnosti, zatíženým velmi malou datinou, má značnou nevýhodu v tom, že okraje pístu je třeba těsnit tenkou membránou. Obdobná nesnáz ee projevuje u zařízení pistonfonu, kdy těsnění mezi pístem a tlakovou komůrkou ee obtížně realizuje, zejména při infrazonických kmitočtech.Recently mainly used reciprocity and low frequency calibrating instruments cause difficulties in calibration by requiring the application of a difficult-to-determine paliythropic correction. The known calibration devices molded on the principle of an electrodynamic transducer with a low weight felt loaded with a very small date have the considerable disadvantage that the edges of the piston need to be sealed with a thin membrane. A similar difficulty is found in pistonfon devices where the sealing between the piston and the pressure chamber is difficult to realize, especially at infrasonic frequencies.

Uvedená nedostatky, odstraňuje elektrostatický měnič pro tlakovou kalibraci snímačů tlaku tvořený dvěma elektrodami, z nichž alespoň jedna je pevná, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že v alespoň jedná pevná elektrodě je vytvořen nejméně jeden průchozí otvor. Dalěí výhodu přináší, je-li pevná elektroda mezi průchozím otvorem a vzduchovou mezerou opatřena perforací.These drawbacks are overcome by an electrostatic transducer for pressure calibration of pressure sensors consisting of two electrodes, at least one of which is fixed, according to the invention. The principle is that at least one through hole is formed in at least one fixed electrode. Another advantage is that the fixed electrode is provided with a perforation between the through hole and the air gap.

Výhodou měniče pro tlakovou kalibraci je jeho jednoduchost a možnost kalibrace v oblasti středních, i nižších kmitočtů, ale 1 v oblasti kmitočtů infrazonických.The advantage of the converter for pressure calibration is its simplicity and the possibility of calibration in the range of middle and lower frequencies, but 1 in the range of infrazonic frequencies.

Stanovení kalibračního tlaku je zalošeno na měření geometrických rozměrů, kapacity a polarizačního a budícího napětí. Výhodná je to, že vzduchová mezera měniče je současně tlakovou komůrkou e membrána zastává kromě funkce mechanoekuetickáho předmětu táž aktivní funkci z hlediska elektrického buzení.The determination of calibration pressure is based on measurement of geometric dimensions, capacitance and polarization and excitation voltage. Advantageously, the air gap of the transducer is simultaneously a pressure chamber. The diaphragm has the same active function in terms of electrical excitation in addition to the function of the mechanoekuetic object.

Vynález je dále blíže popsán na příkladu jeho provedení pomocí výkresu, kde obr. 1, znázorňuje řez elektrostatickým měničem pro tlakovou kalibraci snímačů tlaku, obr. 3 měnič při měření více snímačů tlaku.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a cross section of an electrostatic transducer for pressure calibration of pressure sensors; FIG. 3 shows a transducer when measuring multiple pressure transducers.

Elektrostatický měnič podle obr. 1 je tvořen dvěma elektrodami, pevnou elektrodou £ a pohyblivou elektrodou 1, která jsou rovnoběžně uloženy v izolantu J a mezi kterými ja vytvořena vzduchová mezera 2· V pevná elektrodě £ je vytvořen kolmo na pohyblivou elektrodu i průchozí otvor 2· Pohyblivá elektroda 1, která je vytvořena jako membrána z plastická hmoty, je mimo oblast nad průchozím otvorem 2 opatřena kovovou vrstvou £.The electrostatic transducer according to FIG. 1 is formed by two electrodes, a fixed electrode 6 and a movable electrode 1, which are arranged in parallel in the insulator J and between which an air gap 2 is formed. The movable electrode 1, which is formed as a plastic membrane, is provided with a metal layer 6 outside the area above the through hole 2.

Do průchozího otvoru 2 ae zasouvá měření mikrofon I. Tímto uspořádáním vzniká jednočinný měnič. Při kalibraci se odstraňuje ochranný kryt měřeného mikrofonu Z, aby nedotlo k nežádoucímu zkreslení objemu mezi pohyblivou- elektrodou i, pevnou elektrodou £ a měřeným mikrofonem Z«A microphone I is inserted into the through hole 2 ae. This arrangement results in a single-acting transducer. During calibration, the protective cover of the measured microphone Z is removed to avoid undesirable volume distortion between the moving electrode i, the fixed electrode 6 and the measured microphone Z «.

Elektrostatický měnič podle obr. 2 je vytvořen pevnou elektrodou £ a pohyblivou elektrodou i, která jaou rovnoběžně uloženy v isolantu 2» ^a mezi kterými je vytvořena vzduchová mezera 6. ^v pevné elektrodě £ je vytvořen kolmo na pohyblivou elektrodu 1 průchozí otvor 2- Pevná elektroda £ je mezi průchozím otvorem 2 a vzduchovou mezerou 6 opatřena perforací §. Uprostřed tohoto průchozího otvoru 2 je vytvořeno těsnění Z. Pohyblivá elektroda 1 je elektricky vodivá po celá ploše a je vyrobena z tenká kovová anebo pokovená plastická fólie. Činnost tohoto zařízení je obdobná jako v předchozím příkladě.The electrostatic transducer according to FIG. 2 is formed by a fixed electrode 6 and a movable electrode 1 which are arranged parallel to the insulator 2 ^and between which an air gap 6 is formed ^{in the} fixed electrode 6 a through hole 2 is formed perpendicular to the movable electrode 1. 6 is provided with a perforation 8 between the through hole 2 and the air gap 6. A seal Z is formed in the middle of the through hole 2. The movable electrode 1 is electrically conductive over the entire surface and is made of a thin metal or metallized plastic film. The operation of this device is similar to the previous example.

Elektrostatický měnič podle Obr. 3 je vytvořen phyblivou elektrodou 1,která je umístěna symetricky mezi pevnými elektrodami £, 44. které jsou uloženy v isolantu 2, 33. Mezi pohyblivou elektrodou 1 a pevnými elektrodami £ a 44 vznikají vzduchové masery £ a 66.The electrostatic transducer of FIG. 3 is formed by a movable electrode 1, which is located symmetrically between the fixed electrodes 4, 44, which are embedded in the insulator 2, 33. Air massers 6 and 66 are formed between the movable electrode 1 and the fixed electrodes 6 and 44.

V průchozích otvorech 2 ⁸ která jsou vytvořeny v pevných elektrodách £, 44 jsou umístěny kalibrované mikrofony Z ^a 73. jejichž membrány jsou spojeny perforací 8 pevné elektrody £ a mezerou £ a perforovanou částí 88 pevná elektrody 44 s maaarou 66. Činnost tohoto zařízení je obdobná jako v prvním příkladě a umožňuje současnou kalibraci více snímačů tlaku.Calibrated microphones Z ^and 73 are disposed in the through holes ²⁸ formed in the fixed electrodes 48, 44, the membranes of which are connected by perforation 8 of the fixed electrode 6 and the gap 6 and the perforated portion 88 of the fixed electrode 44 with the maaara 66. as in the first example and allows multiple pressure sensors to be calibrated simultaneously.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An electrostatic pressure transducer for pressure sensors comprising at least two electrodes, at least one of which is fixed, characterized in that at least one through-hole (5, 55) is formed in at least one fixed electrode (4, 44).

Electrostatic transducer according to Claim 1, characterized in that the fixed electrode (4,

44) is perforated between the through hole (5, 55) and the air gap (6, 66)