DE606954C

DE606954C - Electric pressure meter

Info

Publication number: DE606954C
Application number: DEH131826D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Glamann
Original assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Current assignee: Humboldt Deutzmotoren AG
Priority date: 1932-05-19
Filing date: 1932-05-19
Publication date: 1934-12-14

Description

Elektrischer Druckmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Druckmesser, bei dem der Druck auf eine aus halbleitenden Plättchen bestehende Säule wirkt, die von zwei eben geschliffenen Druckplatten begrenzt wird.Electric Pressure Gauge The invention relates to an electric pressure gauge Pressure gauge, where the pressure is applied to a column made of semiconducting plates acts, which is limited by two evenly ground pressure plates.

Für derartige Vorrichtungen, die beispielsweise zur Messung von Flüssigkeits- und Gasdrücken benutzt werden, haben sich als Halbleiterwerkstoff Graphit und Kohle als brauchbar erwiesen. Bisher bekannte Druckmesser dieser Art besitzen mehr oder weniger den Fehler, daß der elektrische Widerstand bei ansteigendem nicht der gleiche ist wie bei gleichem fallendem Druck. Es zeigen sich bleibende und elastische Nachwirkungen. Diese Erscheinungen zu beseitigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Es wurde festgestellt, daß die hauptsächlichen Fehlerquellen in der ungleichmäßigen Anlage des Halbleiters an den Druckplatten bestehen. Diese hat man bei den bisherigen Ausführungsformen selbst mit den .genauesten- Bearbeitungsweisen nicht beseitigen können. Dadurch wird eine über den ganzen Querschnitt gleichförmige mechanische wie auch elektrische Beanspruchung verhindert.For such devices, which are used, for example, to measure liquid and gas pressures have been used as semiconductor materials, graphite and carbon proven to be useful. So far known pressure gauges of this type have more or less the error that the electrical resistance is not the same when it increases is like with the same falling pressure. There are lasting and elastic after-effects. The object of the present invention is to eliminate these phenomena. It was found that the main sources of error in the uneven system of the semiconductor on the printing plates. This is what you have in the previous embodiments can not eliminate even with the .precise machining methods. Through this becomes a mechanical as well as an electrical one that is uniform over the entire cross-section Prevents stress.

Die Erfindung erreicht eine vollkommen gleichmäßige Druckübertragung durch Herstellung einer gleichmäßigen Anlage des Halbleiters. Sie besteht darin, daß die festliegenden Druckplatten durch ein planparallel geschliffenes Distanzstück im festen Abstand voneinander gehalten werden. Das Distanzstück wird zweckmäßig als ein den Halbleiter umgebender Ring ausgebildet.The invention achieves a perfectly uniform pressure transfer by producing a uniform installation of the semiconductor. It consists in that the fixed pressure plates by a plane-parallel ground spacer be kept at a fixed distance from each other. The spacer is useful designed as a ring surrounding the semiconductor.

Bei bekannten Druckmessern, bei denen die Druckplatten frei-auf der Säule liegen oder in zylindrischen Teilen geführt sind, ist es üblich, eine möglichst gleichmäßige Anlage über die Endflächen lediglich durch einen genauen Angriff der Druckübertragung in der Mitte auf der Rückseite der Druckplatfen herzustellen, z. B. durch Körnerspitzen oder kugelige Auflagerung. Mit derartigen Druckmessern angestellte Versuche ergaben jedoch die eingangs aufgezählten Meßfehler. Es ist ferner bekannt, bei einem aus getrennten KÖr-, nern bestehenden Halbleiter, die zwischen einer Druckplatte und der Meßniembran liegen, einen Distanzring zwischen der Membran und einem hinter der Druckplatte befindlichen Deckel anzuordnen. Wegen der körnigen sich anschmiegenden Gestalt des Halbleiters ist jedoch eine genau parallele Lage der Druckplatte gegenüber der Membran im Sinne des Erfindungsgegenstandes nicht erforderlich. Im übrigen sind aber auch die Druckplatte- und der dahinterliegende Deckel bei diesem bekannten Druckmesser nicht über die ganze Stirnfläche eben, sondern mit einem vorstehenden Rand ausgebildet, so daß Bearbeitung durch Schleifen nicht möglich ist, und endlich hält der Distanzring den Abstand nur mittelbar über den Deckel und eine größere Zahl von Anlageflächen ein.In known pressure gauges in which the pressure plates free-on the Column or are guided in cylindrical parts, it is customary to use one as possible uniform plant over the end faces only by a precise attack of the Establish pressure transfer in the middle on the back of the pressure plates, e.g. B. by center points or spherical support. Employees with such pressure gauges However, attempts have shown the measurement errors listed at the beginning. It is also known in the case of a semiconductor consisting of separate cores, which are sandwiched between a pressure plate and the Meßniembran lie, a spacer ring between the membrane and one behind to arrange the cover located on the pressure plate. Because of the granular clinging However, the shape of the semiconductor is an exactly parallel position opposite the pressure plate the membrane in the sense of the subject matter of the invention is not required. Otherwise are but also the pressure plate and the cover behind it in this known one Pressure gauge not flat over the entire face, but with a protruding one Edge formed so that machining by grinding is not possible is, and finally the spacer ring keeps the distance only indirectly via the cover and a larger number of contact surfaces.

Schließlich ist es bekannt, die Quarze von piezoelektrischen Druckmessern in einem Gehäuse zwischen einer Druckplatte und einer im festen Abstand davon befindlichen Plattenmembran anzuordnen. Da der feste Abstand durch das topfartige Gehäuse selbst bestimmt wird, ist es nicht möglich, durch Schleifen parallele Ebenen höchster Genauigkeit zu schaffen. Ferner sind bei dieser Ausführung mehrere Einstellschrauben für die Druckplatte vorhanden, so daß ohnehin keine Planparallelität erhalten bleiben kann.Finally, the quartz crystals of piezoelectric pressure gauges are known in a housing between a pressure plate and one located at a fixed distance therefrom Arrange plate membrane. Since the fixed distance through the pot-like housing itself is determined, it is not possible by grinding parallel planes of the highest precision to accomplish. Furthermore, several adjustment screws for the Pressure plate available so that no plane parallelism can be maintained anyway.

Auf der Zeichnung ist ein Druckmesser mit der erfindungsgemäßen Lagerung der Halbleitersäule in einem Längsschnitt (Abb. z) und einer Draufsicht (Abb. a) dargestellt.On the drawing is a pressure gauge with the storage according to the invention of the semiconductor pillar in a longitudinal section (Fig. z) and a top view (Fig. a) shown.

Das Druckmessergehäuse a ist an seinem unteren Ende mit einem Gewindeansatz b versehen, der zum Einschrauben in das betreffende Gefäß dient, dessen innerer Druck gemessen werden soll. Eine Membran c ist mit Hilfe der Ringmutter d im Gewindeansatz befestigt. Die Halbleitersäule e -liegt im oberen Teil des Gehäuses a. Sie besteht beispielsweise aus zN-#,ei Kohleplättchen mit einem dazwischenliegenden Graphitplättchen. Die Druckübertragung von der Membran c auf die Halbleitersäule erfolgt über den Bolzen f, g. Die Halbleitersäule wird von zwei eben geschliffenen Druckplatten la, j begrenzt, deren fester Abstand voneinander zur Erreichung einer gleichmäßigen Anlage der ganzen Endflächen des Halbleiters durch einen planparallel geschliffenen Distanzring h gehalten wird. Dadurch, daß der Distanzring h wie auch die Halbleiterplättchen e über ihre ganze Stirnfläche eben geformt sind, also keinerlei Ansatz besitzen, ist es möglich, durch Schleifen eine so genaue Bearbeitung zu erreichen, wie 'sie bei bisher bekannten Druckmessern nicht erzielt werden konnte. Die Druckplatten h, j sind ihrerseits am Rande zwischen dein Gehäuse a und dem Deckel n2 mit Hilfe der Bolzen va eingespannt. Die elektrische Isolierung wird einerseits durch den zwischengelegten Glimmerring o und andererseits durch Hülsen p und Unterlegscheiben q aus isolierendem Werkstoff gebildet, so daß der elektrische Strom vom Gehäuse a zum Deckel m nur über die Halbleitersäule e gehen kann.The pressure gauge housing a is provided at its lower end with a threaded extension b which is used to screw into the vessel in question, the internal pressure of which is to be measured. A membrane c is fastened in the threaded attachment with the aid of the ring nut d. The semiconductor pillar e lies in the upper part of the housing a. It consists, for example, of zN - #, a carbon plate with a graphite plate in between. The pressure transfer from the membrane c to the semiconductor column takes place via the bolts f, g. The semiconductor column is delimited by two evenly ground pressure plates la, j whose fixed distance from one another is kept by a plane-parallel ground spacer ring h in order to achieve uniform contact between the entire end surfaces of the semiconductor. Because the spacer ring h as well as the semiconductor wafers e are flat over their entire end face, ie have no approach, it is possible to achieve such precise machining by grinding as could not be achieved with previously known pressure gauges. The pressure plates h, j are in turn clamped at the edge between the housing a and the cover n2 with the help of the bolts va. The electrical insulation is formed on the one hand by the interposed mica ring o and on the other hand by sleeves p and washers q made of insulating material, so that the electrical current from the housing a to the cover m can only go through the semiconductor column e.

Zur Einregulierung der Vorspannung des Halbleiters dient eine bei Druckmessern an sich bekannte Druckschraube r, die sich über die Stahlkugel s auf die obere Druckplatte 1z abstützt. Von der Unterseite der Druckplatte j wird der Druck gleichfalls über eine Stahlkugel t übertragen. Zwischen den Teilbolzen f und g ist eine weitere Membran u eingespannt, die auf ihrem äußeren Umfange von einer Ringmutter v im Gehäuse gehalten wird. Der Bolzen f, g ist dabei etwa im Schwerpunkt aufgehängt, so daB in keiner Lage des Druckmessers eine ungünstige Beanspruchung der empfindlichen Meßmembran c auftritt. Die Membran u begrenzt ferner einen den Bolzenteil g umgebenden Kühlraum. Während der untere Teil f des Bolzens in gleicher Weise wie der Gewindeansatz b den Temperaturen des Meßgefäßes und einer entsprechenden Wärmedehnung ausgesetzt ist, wird der Teil g von einem Kühlstrom umflossen, der .für eine Gleicherhaltung der Meßbedingungen sorgt. Der Kühlmittelzu- und -abfluß erfolgt über die Anschlußrohre w und x.A pressure screw r, which is known per se in pressure gauges and is supported on the upper pressure plate 1z via the steel ball s, is used to regulate the bias of the semiconductor. The pressure is also transmitted from the underside of the pressure plate j via a steel ball t. A further membrane u is clamped between the sub-bolts f and g, the outer circumference of which is held in the housing by a ring nut v. The bolt f, g is suspended approximately in the center of gravity, so that there is no unfavorable stress on the sensitive measuring membrane c in any position of the pressure gauge. The membrane u also delimits a cooling space surrounding the bolt part g. While the lower part f of the bolt is exposed to the temperatures of the measuring vessel and a corresponding thermal expansion in the same way as the thread extension b, part g is surrounded by a cooling stream which ensures that the measuring conditions are maintained. The coolant inflow and outflow takes place via the connecting pipes w and x.

Claims

PATENT CLAIMS Electric pressure gauge, in which the pressure acts on a column consisting of semiconducting plates which is delimited by two evenly ground pressure plates, characterized in that; that the fixed pressure plates (h, j) are held at a fixed distance from each other by a plane-parallel ground spacer (k).