DE2141185A1 - MEASURING DEVICE WITH A CAPACITIVE CONVERTER - Google Patents
MEASURING DEVICE WITH A CAPACITIVE CONVERTERInfo
- Publication number
- DE2141185A1 DE2141185A1 DE19712141185 DE2141185A DE2141185A1 DE 2141185 A1 DE2141185 A1 DE 2141185A1 DE 19712141185 DE19712141185 DE 19712141185 DE 2141185 A DE2141185 A DE 2141185A DE 2141185 A1 DE2141185 A1 DE 2141185A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transducer
- capacitance
- branches
- converter
- bridge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
- G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
- G01L1/144—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors with associated circuitry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
- G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
- G01L13/025—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements using diaphragms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/12—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
- G01L9/125—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor with temperature compensating means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
"Meßeinrichtung mit einem kapazitiven Wandler" Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung mit kapazitiven Wandlern. Die Einrichtung gemäß Ereindung kann in einem weiten Temperaturbereich und besonders vorteilhaft für Fernmessungen bei Umgebungstemperaturen oberhalb von 400°C verwendet werden."Measuring device with a capacitive transducer" The invention relates to a measuring device with capacitive transducers. The device according to the connection can in a wide temperature range and particularly advantageous for remote measurements Ambient temperatures above 400 ° C can be used.
Unter einem kapazitiven Wandler soll ein Wandler verstanden werden, welcher die zu messende physikalische Größe, z.B.A capacitive converter should be understood to mean a converter which the physical quantity to be measured, e.g.
eine Verschiebung, eine Beschleunigung oder einen Druck in elektrische Kapazität zwischen Teile des Wandlers umwandelt.a displacement, an acceleration or a pressure in electrical Converts capacitance between parts of the converter.
Solche Kapazitätsänderungen können z.B. mittels einer Brückenschaltung elektrisch gemessen werden und dadurch ist es möglich, ein den Anderungen der zu messenden physikalischen Größe entsprechendes elektrisches Signal zu schaffen.Such changes in capacitance can be made, for example, by means of a bridge circuit can be measured electrically and thereby it is possible to determine the changes in the to create an electrical signal corresponding to the physical quantity being measured.
Gemäß Erfindung ist ein kapazitiver Wandler mitTeilen vorgesehen, zwischen welchen entsprechend dem Wert der zu messenden physikalischen Größe eine erste Kapazität zunimmt und eine zweite Kapazität gleichzeitig abnimmt. Die erste und die zweite Kapazität bilden zwei Zweige einer Brücke mit vier Zweigen, deren zwei andere Zweige jeweils einen Ladungsverstärker, Einrichtungen, um der Verbindungsstelle der ersten und der zweiten Kapazität eine Wechselträgerspannung zuführen und eine Einrichtung zum Demodulieren des Differentialausgangs der beiden Ladungsverstärker, um einen dem Wert der physikalischen Größe entsprechenden Ausgang zu liefern, aufweisen.According to the invention a capacitive transducer is provided with parts between which one according to the value of the physical quantity to be measured first capacity increases and a second capacity decreases at the same time. The first and the second capacity form two branches of a bridge with four branches whose two other branches each have a charge amplifier, facilities to the junction the first and the second capacitance feed an alternating carrier voltage and a Device for demodulating the differential output of the two charge amplifiers, to provide an output corresponding to the value of the physical quantity.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wozu auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments explained, for which purpose reference is made to the accompanying drawings.
Fig. la und Ib zeigen schematische Ansichten von zwei Ausführungsformen gemäß Erfindung.La and Ib show schematic views of two embodiments according to Invention.
Fig. 2a und 2b zeigen jeweils eine schematische Teilansicht der Ausführungsform gemäß Fig. Ib und ein zugehöriges Diagramm.2a and 2b each show a schematic partial view of the embodiment according to Fig. Ib and an associated diagram.
Fig. 3 zeigt eine Schaltung gemäß Erfindung Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines kapazitiven Wandlers zum Messen von Druck gemäß Erfindung.Fig. 3 shows a circuit according to the invention. Fig. 4 shows a sectional view a capacitive transducer for measuring pressure according to the invention.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform entlang der Linie V-V.FIG. 5 shows a sectional view of the embodiment shown in FIG. 4 along the line V-V.
In Fig. la ist ein Gegenstand 10 gezeigt, welcher z.B. eine Welle sein kann. Der Gegenstand 10 befindet sich in einem festen Körper 11, welcher beispielsweise ein Gehäuse für die Welle bilden kann. An dem Körper 11 sind zwei diametral gegenüberliegende Platten 121 und 122 vorgesehen, welche einen gemeinsamen Leiter in einem mineralisch isolierten Kabel 12 aufweisen. An dem Körper sind ferner zwei diametral gegenüberliegende Akzeptorplatten 131 und 132 angebracht, an welche jeweils ein eigener Leiter in einem mineralisch isolierten Kabel 13 angeschlossen ist. Zwischen den Platten 121/131 bzw. 122/132 sind Erdplatten 14 bzw. 15 vorgesehen. Der Gegenstand 10 und die Abschirmungen der Kabel 12 und 13 sind geerdet, Die Kabelanschlüsse sind jeweils mit A, B und C bezeichnet (s. auch Fig. 3). Die Platten 121/131 bilden zusammen ein Paar, zwischen welchen eine Streukapazität besteht, und die Platten 122/132 bilden ein anderes entsprechendes Paar.In Fig. La an object 10 is shown which, for example, is a shaft can be. The object 10 is located in a solid body 11, which for example can form a housing for the shaft. On the body 11 are two diametrically opposed Plates 121 and 122 are provided which share a common conductor in one mineral have insulated cable 12. On the body there are also two diametrically opposed Acceptor plates 131 and 132 attached, each of which has its own conductor in a mineral insulated cable 13 is connected. Between the plates 121/131 and 122/132, earth plates 14 and 15 are provided. The item 10 and the shields the cables 12 and 13 are grounded, the cable connections are marked with A, B and C (see also Fig. 3). The plates 121/131 together form a A pair between which there is a stray capacitance and which form the plates 122/132 another matching pair.
Der Wert der Streukapazität hängt von der Breite des veränderlichen Spalts zwischen dem Gegenstand 10 und den Platten 14 oder 15 ab.The value of the stray capacitance depends on the width of the variable Gap between the object 10 and the plates 14 or 15 from.
In Fig. lb sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1a verwendet. Die Platten 121, 122, 131 und 132 werden nun jedoch von dem Gegenstand 10 getragen, welcher z.B. ein herausnehmbares bzw. austauschbares Kernbrennstoffelement sein kann, und nicht mehr von dem festen Körper 11, welcher z.B. die feststehende Konstruktion eines Kernreaktors sein kann. Gemäß Fig. 2a ist der Körper 11 geerdet, wohingegen gemäß Fig.The same reference numerals are used in FIG. 1b as in FIG. 1a. However, the plates 121, 122, 131 and 132 are now supported by the object 10, which e.g. be a removable or replaceable nuclear fuel element can, and no longer from the fixed body 11, which e.g. the fixed structure of a nuclear reactor. According to Fig. 2a, the body 11 is grounded, whereas according to Fig.
la der Gegenstand 10 geerdet war.la object 10 was grounded.
Fig. 2a zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Teiles von Fig. lb. Die Wirkungsweise der Erfindung wird insbesondere in bezug auf die von der Erdplatte 14/15 eingenommene Position betrachtet. In Fig. 2a ist die Länge, um welche die Erdplatte 14/15 über die Platten 122/132 hinausragt, mit der Größe d bezeichnet. Der Abstand zwischen dem Rand der Platte 14/15 und dem geerdeten Körper 11 ist mit der Größe D bezeichnet. In Fig. 2b sind drei Kurven a, b und c gezeigt, welche die Wirkungsweise der Erfindung bei den verschiedenen angegebenen Verhältnissen von d/D zeigen.FIG. 2a shows an enlarged illustration of part of FIG. The operation of the invention is particularly in relation to that of the tectonic plate 14/15 considered position. In Fig. 2a is the length by which the Earth plate 14/15 protrudes beyond the plates 122/132, labeled with the size d. The distance between the edge of the plate 14/15 and the grounded body 11 is with of size D. In Fig. 2b three curves a, b and c are shown which the Operation of the invention at the various specified ratios of d / D show.
Gemäß Fig. 3 ist das Kabel 12 an einen 20 KHz Oszillator 20 angeschlossen, welcher eine Trägerwelle liefert und über einen Leiter 21 an einen phasenempfindlichen Demodulator 22 angeschlossen ist. Die Kapazitäten 131/132 können als zwei Zweige einer Brücke btrachtet werden, deren zwei andere Zweige Ladungsverstärker 231 und 232 sind, welche durch das Kabel 13 an die Kapazitäten 131/132 angeschlossen sind, Die Kondensatoren 240, 241, 242 bilden eine Eich- und Abgleichschaltung, wobei ein Schalter 243 als Eichschalter dient. Ein Ladungsverstärker ist ein Gleichstromverstärker mit hoher Verstärkung und kapazitiver Rückkopplung, welcher eine der Änderung der Ladung an seinen Eingangsanschluß direkt proportionale Ausgangsspannung liefert. Der Kondensator 241 ist zum Nullabgleich einstellbar. Der Ausgang der Ladungsverstärker ist auf einen Differentialverstärker 25 mit veränderlicher Verstärkung geführt und von dort auf einen Bandpassfilter, dessen Bandbreite mittig zur Oszillatorfrequenz von 20 KHz 5 KHz beträgt. Der Ausgang von dem Demodulator 22 ist auf einen anderen Differentialverstärker 27 mit veränderlicher Verstärkung und von dort zu einem Tiefpassfilter 28 geführt, welcher nur Signale bis zu 2,5 KHz durchläßt. Der Ausgang wird auf einem Meßinstrument 29 berwacht, welches in Verachiebungaeinheiten des Gegenstands 10 geeicht sein kann. Der Ausgang könnte aber auch auf einem an den Ausgangsanschluß 0 angeschlossenen Magnetband für eine nachfolgende Analyse aufgezeichnet werden.According to FIG. 3, the cable 12 is connected to a 20 KHz oscillator 20 connected, which delivers a carrier wave and via a conductor 21 to a phase sensitive Demodulator 22 is connected. The capacities 131/132 can be used as two branches a bridge, the two other branches of which are charge amplifiers 231 and 232, which are connected by the cable 13 to the capacitors 131/132, The capacitors 240, 241, 242 form a calibration and balancing circuit, wherein a Switch 243 serves as a calibration switch. A charge amplifier is a DC amplifier with high gain and capacitive feedback, which is one of the changes in the Charge provides directly proportional output voltage to its input terminal. The capacitor 241 can be adjusted for zero balancing. The output of the charge amplifier is fed to a differential amplifier 25 with variable gain and from there to a bandpass filter, the bandwidth of which is centered on the oscillator frequency of 20 KHz is 5 KHz. The output from the demodulator 22 is to another Differential amplifier 27 with variable gain and from there to a low pass filter 28, which only allows signals up to 2.5 KHz to pass. The exit will be on a Measuring instrument 29 monitors which in displacement units of the object 10 can be calibrated. The output could also be connected to the output connection 0 connected magnetic tape can be recorded for subsequent analysis.
Die Kabel 12 und 13 können eine beträchtliche Länge erreichen, was ein Merkmal der Erfindung ist. Diese große Länge ist durch die Leitungsunterbrechung der Kabel dargestellt.The cables 12 and 13 can reach a considerable length, What is a feature of the invention. This great length is due to the line interruption the cable shown.
Das Kabel 12 ist vorzugsweise ein Thermoelementkabel, welches die Temperatur an dem durch A, B und C dargestellten Wandlers zusätzlich zu seiner Hauptfunktion, nämlich der Zuleitung des 20 KHz-Signals zum Wandler überwacht. Das Kabel 12 ist an einen Differentialverstärker 30 angeschlossen, dessen Ausgang direkt proportional zur Wandlertemperatur ist. Dieser Ausgang wird über ein Tiefpassfilter 31 (5 Hz? ) auf e in einen Temperaturkompensationsmultiplier 32 geführt, welcher auch mit dem Verschiebungsausgang vom Filter 28 verbunden ist. An der Klemme P des Multipliers 32 erscheint ein hinsichtlich der Temperatur kompensiertes Signal.The cable 12 is preferably a thermocouple cable, which the Temperature at the transducer represented by A, B and C in addition to its main function, namely the feed line of the 20 KHz signal to the converter is monitored. The cable 12 is connected to a differential amplifier 30, the output of which is directly proportional to the converter temperature. This output is via a low pass filter 31 (5 Hz? ) out to e in a temperature compensation multiplier 32, which is also with is connected to the displacement output from filter 28. At terminal P of the multiplier 32 a temperature compensated signal appears.
Im Betrieb führt der Oszillator 20 auch die Platten 121 und 122 ein 20 KHz-Trägersignal. Diese Platten besitzen Streukapazitäten bezüglich der Platten 131 bzw. 132. Diese Streukapazitäten ändern sich durch jede Verschiebung des Gegenstandes 10, da sich mit einer Verschiebung die Breite der Spalte an den Rändern der Platten 14 und i5 ändert. Somit werden die auf den Leitern des Kabels 13 über die Kapazitäten geführten Trägerwellenformen durch die Verschiebung des Gegenstands 10 moduliert. Bei diametraler anordnung der Platten 131 und 132 und einer mechanischen und elektrischen Gesamtsymmetrie liegen die modulierten Signale in den beiden Leitern in Gegenphase. Diese Signale werden in den Verstärkern 231 und 232 verstärkt. Vom Verstärker 25 wird dann ein Differentialsignal erhalten. Der Ausgang von dem Filter 26 wird demoduliert und es wird festgestellt, ob die jeweiligen Ausgänge des Demodulators 22 positiv oder negativ sind. Der Verstärker 27 liefert einen Gleichstromausgang.In operation, the oscillator 20 also introduces the plates 121 and 122 20 KHz carrier signal. These disks have stray capacities with respect to the disks 131 or 132. These stray capacitances change with every shift of the object 10, because with a shift the width of the column at the edges of the panels 14 and i5 changes. Thus, the on the conductors of the cable 13 over the capacitance guided carrier waveforms are modulated by the displacement of the object 10. With a diametrical arrangement of the plates 131 and 132 and a mechanical and electrical Overall symmetry the modulated signals are in the two conductors in antiphase. These signals are amplified in amplifiers 231 and 232. From the Amplifier 25 then receives a differential signal. The output from the filter 26 is demodulated and it is determined whether the respective outputs of the demodulator 22 are positive or negative. The amplifier 27 provides a direct current output.
Die Platten 121, 122, 131, 132 können vorteilhaft eine Größe von 6;25 cm2 besitzen, was eine Kapazität von 0,05 pF ergibt.The plates 121, 122, 131, 132 can advantageously have a size of 6; 25 cm2, which gives a capacitance of 0.05 pF.
Der Kondensator 242 hat eine Kapazität von 10 pF und der Kondensator 241 besitzt eine Kapazität zwischen 5 und 20 pF. Der Kondensator 240 besitzt eine Kapazität von 10.000 pF.The capacitor 242 has a capacitance of 10 pF and the capacitor 241 has a capacitance between 5 and 20 pF. The capacitor 240 has a Capacity of 10,000 pF.
Für den Betrieb der Temperaturkompensationsschaltung steuert das von dem Filter 31 erhaltene Temperatursignal in dem Multiplier 32 die Amplitude des von dem Filter 28 erhaltenen Verschiebungssignals durch Änderung eines Multiplierkoeffizienten.This controls the operation of the temperature compensation circuit the filter 31 obtained temperature signal in the multiplier 32 the amplitude of the shift signal obtained from the filter 28 by changing a multiplying coefficient.
Wenn somit die Temperatur steigt, sinkt dieser Koeffizient, und wenn die Temperatur sinkt, wird der Koeffizient größer.Thus, if the temperature rises, this coefficient falls, and if so the temperature decreases, the coefficient increases.
Die Temperaturkompensation ist dann vorteilhaft, wenn der Wanet ler als Beschleunigungsmesser oder -Barometer verwendet wird, da dann Änderungen der Temperatur des dynamischen Young'schen Modul in den Materialien des Wandlers kompensiert werden können Der in den Fig. 4 und 5 gezeigte Wandler eignet sich für die Messung von Differentialdrucken. Er weist ein Druckgehäuse 40 aus vier Teilen auf, welche, z.B. bei Anwendungen unter hoher Temperatur und hohem Druck, miteinander verschweißt sein können. In dem Gehäuse 40 sind zwei Membranen 41, 42 vorgesehen, welche das Gehäuse in drei Kammern 43, 44 und 45 unterteilen.The temperature compensation is advantageous if the Wanet ler is used as an accelerometer or barometer as it changes the Temperature of the dynamic Young's modulus compensated in the materials of the transducer The transducer shown in FIGS. 4 and 5 is suitable for the measurement of differential pressures. It has a pressure housing 40 from four parts which, e.g. in applications under high temperature and high pressure, with each other can be welded. Two membranes 41, 42 are provided in the housing 40, which divide the housing into three chambers 43, 44 and 45.
An die Kammer 43 und 45 sind jeweils Differentialdruckrohrleitungen 46, 47 angeschlossen. Die mittlere Kammer steht mit entweder dem Umgebungsdruck oder einem anderen geeigneten Druck nahe dem Druck in den Leitungen 46, 47 in Verbindung.Differential pressure pipelines are connected to the chambers 43 and 45, respectively 46, 47 connected. The middle chamber stands with either the ambient pressure or another suitable pressure close to the pressure in lines 46,47.
Die Verformbarkeit der Membranen ist hauptsächlich auf ihre Randbereiche begrenzt, während ihre Mittelbereiche steif ausgebildet sind und mit Schubstangen 48, 49 versehen sind, welche gegen einen Arm 50 drücken. Der Arm trägt zwei damit verbundene Kondensatorplatten 121, 122, welche von dem Arm isoliert sind. Die Platten 131, 132 sind in einer Entfernung von 0,5 mm von den Platten 121 und 122 angeordnet und sind mit dem Wandlerkörper physikalisch verbunden aber von ihm isoliert.The deformability of the membranes is mainly due to their edge areas limited, while their central areas are rigid and with push rods 48, 49 are provided which press against an arm 50. The arm carries two with it connected capacitor plates 121, 122 which are isolated from the arm. The plates 131, 132 are arranged at a distance of 0.5 mm from the plates 121 and 122 and are physically connected to but isolated from the transducer body.
Eine mineralisch isolierte Doppelleitung 13 verbindet die Platten 131, 132 mit Ladungsverstärkern (wie in Fig. 3) und ein Thermopaarkabel 12 führt das Oszillatorträgersignal auf die Platten 121, 122.A mineral-insulated double line 13 connects the plates 131, 132 with charge amplifiers (as in Fig. 3) and a thermocouple cable 12 leads the oscillator carrier signal to the plates 121, 122.
Der Betrieb erfolgt in der für Differentialdruckwandler bekannten Weise. Der Arm 50 wird entsprechend den Differentialdrücken in den Kammern 43 und 45 in Folge der Einwirkung der Druckstangen ausgelenkt, welche sich entsprechend der Auslenkung der Membranen 41, 42 bewegen. Die Bewegung des Arms 50 vergrößert die Kapazität zwischen den Platten 122 und 132 und setzt die Kapazität zwischen den Platten 121 und 131 herab, oder umgekehrt, was von der Auslenkungsrichtung des Arms abhängt. Die beiden Kapazitäten sind in eine Brücke mit vier Zweigen entsprechend Fig. 3 eingeschaltet, und die Auslenkung des Arms bildet ein Maß für den Differentialdruck.The operation takes place in the one known for differential pressure transducers Way. The arm 50 is according to the differential pressures in the chambers 43 and 45 as a result of the action of the Push rods deflected, which move according to the deflection of the membranes 41, 42. The movement of the Arms 50 increases the capacity between plates 122 and 132 and sets the Capacity between plates 121 and 131 decreases, or vice versa, depending on the direction of deflection of the arm depends. The two capacities are corresponding in a bridge with four branches Fig. 3 switched on, and the deflection of the arm forms a measure of the differential pressure.
Es ist leicht einzusehen, dap anders als entsprechend den Fig. 1 und 2 der Wandler entsprechend den Fig. 4 und 5 keine Änderungen der Streukapazität ausnutzt.It is easy to see that this differs from that in FIGS. 1 and 2 of the transducers according to FIGS. 4 and 5 show no changes in the stray capacitance exploits.
Nach einer anderen weniger vorgezogenen Ausführungsform eines Differentialdruckwandlers werden Änderungen der Streukapazität zwischen Paaren von zueinander feststehenden Teilen entsprechend den Fig. 1 und 2 gemessen. Bei dieser Ausführungsform eines Wandlers wird der Arm 50 weggelassen und die Membranen 41, 42 werden durch Balgen mit größerem Auslenkungsweg ersetzt, deren "freiett Enden die Streukapazitäten bei ihrer Bewegung steuern. Diese Steuerung erfolgt auf die gleiche Weise wie bei der Bewegung des Gegenstands 10 in bezug auf die Paare von Platten gemäß Fig. ia. Die Balgen mit großem Auslenkungsweg ergeben jedoch eine weniger robuste Konstruktion und außerdem gehen ihre Balgeneigenschaften in das Meßergebnis ein. Im Gegensatz dazu sind die Membranen 41» 42 gemäß Fig. 4 und 5 hauptsächlich Druckgrenzen mit sehr kleiner Auslenkung und besitzen eine geringe Federkonstante im Vergleich mit dem Arm 50.According to another less preferred embodiment of a differential pressure transducer are changes in stray capacitance between pairs of fixed to each other Parts measured according to FIGS. 1 and 2. In this embodiment one Transducer arm 50 is omitted and the diaphragms 41, 42 are made by bellows replaced with a larger deflection, whose "free ends the stray capacitances at control their movement. This control is carried out in the same way as the Movement of the object 10 with respect to the pairs of plates according to Fig. Ia. the However, bellows with a large deflection result in a less robust construction and also their bellows properties are included in the measurement result. In contrast for this purpose, the membranes 41 »42 according to FIGS. 4 and 5 are mainly pressure limits very smaller Deflection and have a low spring constant compared to arm 50.
Eine Vorrichtung mit einem Wandler, welcher einen Kragarm wie in den Fig. 4 und 5 aufweist, kann als Beschleunigungsmesser verwendet werden. Der in den Fig. 4 und 5 gezeigte Arm ist mit einem Ende am Gehäuse festgelegt, und sein anderes Ende ist frei. Die Membranen und Schubstangen können dann weggelassen werden, und das freie Ende des Arms kann entsprechend massiv bzw. schwer ausgebildet werden.A device with a transducer which has a cantilever arm as in the Figures 4 and 5 can be used as an accelerometer. The one in the 4 and 5 arm shown is fixed at one end to the housing, and its other The end is free. The membranes and push rods can then be omitted, and the free end of the arm can be made correspondingly solid or heavy.
Gemäß Erfindung kann ein Kabel 12/13 mit großer Länge, z.B.According to the invention a cable 12/13 of great length, e.g.
30m, verwendet werden, da das unvermeidlich in diesen Kabeln erzeugte und von außen aufgenommene Rauschen unterdrückt wird, und die Leiter/Erde-Kapazität dieser Kabel, welche bis zu 4.000 pF betragen kann, joule Bedeutung ist. Das Filter 26 trägt zur Unterdrückung des Umgebungsrauschens bei.30m, as this inevitably generated in these cables and noise picked up from the outside is suppressed, and the line-to-ground capacitance this cable, which can be up to 4,000 pF, is joule meaning. The filter 26 helps suppress ambient noise.
Mit größeren Platten 121, 122, 131, 132 würde es möglich sein, Bewegungen von Menschen, welche sich zwischen den Platten bewegen, festzustellen. Auf diese Weise könnte ein Einbruchsalarmsystem geschaffen werden. Da die Erfindung auf der KapazitEtsmessung beruht, könnten auch dielektrische Verschiebungen festgestellt werden, wie sie etwa auftreten, wenn ein Luftdielektrikum mit einer bestimmten Feuchte durch ein Dielektrikum einer anderen Feuchte ersetzt wird.With larger plates 121, 122, 131, 132 it would be possible to move by people moving between the plates. To this Way, a burglar alarm system could be created. Since the invention is based on the Capacitance measurement is based, dielectric shifts could also be determined as they occur when an air dielectric with a certain humidity is replaced by a dielectric of a different moisture content.
Patentanaprüche:Patent claims:
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712141185 DE2141185A1 (en) | 1971-08-17 | 1971-08-17 | MEASURING DEVICE WITH A CAPACITIVE CONVERTER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712141185 DE2141185A1 (en) | 1971-08-17 | 1971-08-17 | MEASURING DEVICE WITH A CAPACITIVE CONVERTER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2141185A1 true DE2141185A1 (en) | 1973-03-01 |
Family
ID=5816982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712141185 Pending DE2141185A1 (en) | 1971-08-17 | 1971-08-17 | MEASURING DEVICE WITH A CAPACITIVE CONVERTER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2141185A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0253180A1 (en) * | 1986-07-05 | 1988-01-20 | Jürgen Blumenauer | Accelerometer for the measurement of the acceleration of moving bodies, especially of air planes (gliders) |
-
1971
- 1971-08-17 DE DE19712141185 patent/DE2141185A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0253180A1 (en) * | 1986-07-05 | 1988-01-20 | Jürgen Blumenauer | Accelerometer for the measurement of the acceleration of moving bodies, especially of air planes (gliders) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0569573B1 (en) | Capacitive manometer with a highly linear response | |
EP0065511B1 (en) | Transducer with a piezo-electric sensitive element | |
EP0229933B1 (en) | Vortex flow meter | |
DE2641758A1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING A LINEAR SIZE | |
DE3200362C2 (en) | Test device for determining the vibration properties of transducers or recording systems with piezoelectric measuring elements | |
DE2900382A1 (en) | VOLTAGE METER PRESSURE TRANSDUCER DEVICE | |
DE4024052A1 (en) | Capacitive sensor for measuring geometric abnormalities - has differential electronic sensor stage coupled to measuring and reference capacitor electrodes | |
WO1992018856A1 (en) | Integratable conductivity measuring device | |
DE3901997A1 (en) | ELECTRIC INCLINATION SENSOR AND MONITORING CIRCUIT FOR THE SENSOR | |
DE2640057B2 (en) | Device for measuring small mechanical displacements | |
DE3438332A1 (en) | PRESSURE MEASURING DEVICE | |
DE2423484B2 (en) | Capacitive pressure transducer | |
DE102007038225B4 (en) | Highly stable capacitive measuring system for extreme operating conditions | |
DE2359527A1 (en) | METHOD AND ARRANGEMENT FOR CAPACITY MEASUREMENT | |
DE3642771C2 (en) | ||
EP0764839A1 (en) | Pressure or differential pressure measuring device | |
DE2922566A1 (en) | PRESSURE CONVERTER, IN PARTICULAR ACTUATOR | |
DE2903688C3 (en) | Capacity difference meter | |
DE2552325A1 (en) | CONVERTER | |
DE2904834C2 (en) | Difference capacitance meter | |
DE1264819B (en) | Piezoelectric pressure transducer | |
DE4107345C2 (en) | Pressure measuring arrangement | |
EP0711978B1 (en) | Method and apparatus for determining the current position of a body by capacitive scanning | |
EP0015368B1 (en) | Air pressure measuring device | |
DE2141185A1 (en) | MEASURING DEVICE WITH A CAPACITIVE CONVERTER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHA | Expiration of time for request for examination |