FI89982B

FI89982B - Capacitive absolute pressure transducer

Info

Publication number: FI89982B
Application number: FI884644A
Authority: FI
Inventors: John A Denner; Richarh A Benson
Original assignee: Mks Instr Inc
Priority date: 1988-10-10
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1993-08-31
Also published as: FI884644A0; FI884644A; FI89982C

Description

8 9 9 8 28 9 9 8 2

Kapasitiivinen absoluuttipainemittariCapacitive absolute pressure gauge

Esillä oleva keksintö liittyy parannuksiin nestemäisen väliaineen paineiden kapasitanssipohjaisessa mit-5 tauksessa ja, eräänä erityispiirteenä, ainutkertaisiin, suorituskykyisiin absoluuttipainemuuttimiin, joissa hyvin erilaiset painealueet, kuten lähellä tyhjöä tai ilmakehän tasoilla tai lähellä niitä olevat paineet, karakterisoidaan edullisesti yhdellä, rakenteeltaan taloudellisella ja 10 yksinkertaisella kokoonpanolla, jossa pääkalvo toimii selvästi erotettavalla tavalla sekä liikkuvana kapasitanssi-elektrodina yhdellä näistä alueista ja välineenä vaihteluiden indusoimiseksi mekaanisesti lisäkapasitanssiryhmään toisella alueella.The present invention relates to improvements in capacitance-based measurement of liquid medium pressures and, in one aspect, to unique, high-performance absolute pressure transducers in which very different pressure ranges, such as near vacuum or atmospheric or , in which the main membrane acts in a clearly distinguishable manner and as a movable capacitance electrode in one of these regions and as a means for mechanically inducing variations in the additional capacitance group in the other region.

15 On tullut tavanomaiseksi käytännöksi mitata ja suo rittaa paineen suhteellisia mittauksia, ja erityisesti hyvin alhaisilla painetasoilla, kapasitanssien muodossa, jotka on muodostettu kahden lähekkäin toisistaan erilleen sijoitetun elektrodin väliin, joista elektrodeista toisen 20 asemaa säädetään suhteessa toiseen niihin liittyvään kalvoon vaikuttavissa paineissa esiintyvien erojen mukaisesti. Niin kutsuttujen kapasitiivisten painemanometrien tapauksessa yksi paine, jota pidetään referenssinä, on oleellisesti kaasuton ja tavallisesti lähellä täydellistä 25 tyhjöä, koska sellainen on mahdollista ja käytännöllistä muodostaa ja säilyttää kalvon toisella puolella. Jos kuitenkin jonkin tällaisen laitteen odotetaan mittaavan ja käyttökelpoisesti karakterisoivan paineita, jotka ovat hyvin pieniä, sen rakennepiirteet, joihin sisältyy suh-30 teellinen pieni elektrodien välimatka, pyrkivät tekemään sen sopimattomaksi paljon suurempien paineiden, joita esiintyy ympäristön ilmakehätasoilla tai lähellä niitä, luotettaviin osoituksiin. Kuitenkin luotettava tieto tällaisista ympäristöpaineista on tavallisesti melko tärkeä 35 käyttäjälle, jonka mm. täytyy kyetä määrittämään, milloin 2 89 982 kerran tyhjennetyt herkät järjestelmät, joita tarkkaillaan tarkasti kun ne ovat matalissa paineissa, tuodaan takaisin ilmakehän tasoille tai lähelle niitä, missä järjestelmän avaamiseen ja "tyhjentämiseen" voidaan turvallisesti us-5 kaltautua. Juuri näistä syistä on lämpöparityyppisiä li-sämittalaitteita käytetty antamaan järjestelmäoperaatto-reille ainakin karkeata informaatiota lähellä ilmakehän painetta olevista paineista ja hyvin herkät kapasitanssi-manometrit ovat tulleet käyttöön kaksittain samalla tavoin 10 konstruoitujen manometrien kanssa, jotka on suunniteltu toimimaan suuremmilla ilmakehätason paineilla. Viimeksi mainittuihin keinoihin liittyy kustannuksia, kokoa ja monimutkaisuutta, jotka tietenkin olisi edullista välttää.It has become common practice to measure and perform relative pressure measurements, and in particular at very low pressure levels, in the form of capacitances formed between two electrodes spaced apart from each other, the position of one of which is adjusted relative to the other associated membrane. In the case of so-called capacitive pressure manometers, one pressure, which is considered as a reference, is substantially gas-free and usually close to a complete vacuum, as it is possible and practical to form and maintain on the other side of the membrane. However, if any such device is expected to measure and usefully characterize pressures that are very small, its structural features, which include a relatively small electrode spacing, tend to make it unsuitable for reliable indications of much higher pressures at or near ambient atmospheric levels. However, reliable information on such environmental pressures is usually quite important for 35 users, e.g. must be able to determine when sensitive systems, which have been emptied 2 89 982 once and are closely monitored when they are at low pressures, are brought back to or near atmospheric levels where the opening and "emptying" of the system can be safely accessed by us-5. It is for these reasons that thermocouple type auxiliary measuring devices have been used to provide system operators with at least rough information on pressures close to atmospheric pressure, and very sensitive capacitance manometers have been introduced in two similarly with 10 manometers constructed at higher atmospheric pressures. The latter means involve cost, size, and complexity, which, of course, would be advantageous to avoid.

Esillä olevat opetukset antavat paineiden kapasi-15 tanssipohjäiset karakterisoinnit hyvin erilaisilla alueil la vain yhdellä yksinkertaisella muuntimellä. Tällaisen muuntimen ensisijaisessa fyysisessä muodossa tasomainen metallilevykalvo on sijoitettu oleellisesti tavanomaisena tiivistettynä asennuksena kaasusta tyhjennetyn vertailu-20 kammion ja aukon väliin, joka on yhteydessä mitattavien paineiden sijaintipaikan kanssa. Tämä kalvo itsessään toimii kondensaattorin elektrodina ja on tavanomaiseen tapaan siirrettävissä sijainniltaan suhteessa toiseen läheiseen, yhteistoiminnassa olevaan, suhteellisen paikallaan pysy-25 vään kondensaattorin elektrodiin, joka on sijoitettu kaasusta tyhjennettyyn vertailukammioon, mitatuissa paineissa tapahtuvien muutosten seurauksena. Tämä suhteellisen paikallaan pysyvä toinen kondensaattorielektrodi on kuitenkin tässä tapauksessa elementti, Jolla on ainutlaatuinen yh-30 distelmärakenne, jolloin sen eristävä tuki käsittää joustavan keraamisen kiekon, joka on periferisesti liitetty jäykkään keraamiseen runkoon, joka kannattaa vielä yhtä kondensaattorin elektrodia lyhyen välimatkan päässä kiekosta. Tämä yhdistelmärakenne, joka on edullisesti oleel-35 lisesti monoliittisen keraamisen kapselin, jossa on elek- 3 89982 trodit päällystettynä sen tietyille pinnoille, muodossa, sijaitsee täysin vertailukammion sisässä eikä sen joustava kiekko ole altistettu paine-eroille, jotka saattaisivat aiheuttaa sen taipumisen ja tällä tavoin muuttaa kapasi-5 tanssia sen elektrodien välissä; tällaisia kiekon taipumisia ja siitä seuraavia vaihteluita kapselin kapasitanssissa kuitenkin esiintyy, mutta hyvin eri tavalla seurauksena levyä vasten puristavan metallikalvon täysin mekaanisesta vaikutuksesta. Kun muutamat mitatun järjestelmän 10 paineet ovat hyvin matalalla alueella, kuten 0-10 torria, muuntimen kapasitanssi on pääasiallisesti kapasitanssi, joka muodostuu metallikalvon ja kiekkoelektrodin väliin, mutta kun järjestelmäpaine lähestyy paljon korkeampia il-makehätasoja, metallikalvo reagoi painumalla joustavaa 15 kiekkoa vasten ja pakottamalla sen pienentämään kapaseli-elektrodien välistä välimatkaa, niin että niiden muodostama kapasitanssi kasvaa. Yhdistetyt kapasitanssit voivat siten yhdessä muuntimessa selvästi erotettavalla tavalla karakterisoida mitattua painetta nollasta ympäristön pai-20 neeseen.The present teachings provide capacitive-15 dance-based characterizations of pressures in very different areas with just one simple transducer. In the primary physical form of such a transducer, the planar sheet metal film is disposed in a substantially conventional sealed installation between a gas-emptied reference chamber 20 and an orifice in communication with the location of the pressures to be measured. This membrane itself acts as a capacitor electrode and is conventionally displaceable relative to another nearby, cooperating, relatively stationary condenser electrode located in a gas-emptied reference chamber as a result of changes in measured pressures. However, this relatively stationary second capacitor electrode is in this case an element having a unique composite structure, wherein its insulating support comprises a resilient ceramic disk peripherally connected to a rigid ceramic body supporting another capacitor electrode a short distance from the disk. This composite structure, which is preferably in the form of a substantially monolithic ceramic capsule with electrically coated coatings on certain surfaces, is located completely inside the reference chamber and its flexible disc is not subjected to pressure differences which could cause it to bend and thus change the kapasi-5 dance between its electrodes; however, such disc deflections and consequent variations in the capacitance of the capsule occur, but in a very different way, as a result of the fully mechanical action of the metal film pressing against the plate. When a few pressures in the measured system 10 are in a very low range, such as 0-10 torr, the capacitance of the transducer is essentially the capacitance formed between the metal film and the disc electrode, but as the system pressure approaches much higher atmospheric levels, the metal film reacts by pressing against the flexible disc 15 to reduce the distance between the capillary electrodes so that the capacitance formed by them increases. The combined capacitances can thus clearly characterize the measured pressure from zero to ambient pressure in a single transducer.

Tämän mukaisesti on tämän keksinnön yhtenä päämääränä edistää ainutkertaisia ja edullisia kapasitanssi-manometrimittauksia laajoilla mitattujen paineiden alueilla käyttäen yhtä, pientä monielektrodista kokoonpanoa, 25 jolla on yksinkertainen edullinen rakenne, jossa on kaksi erilaista vastetyyppiä paineille.Accordingly, it is an object of the present invention to promote unique and inexpensive capacitance manometer measurements over a wide range of measured pressures using a single, small multi-electrode assembly having a simple preferred structure with two different types of response to pressures.

Lisäpäämääränä on aikaansaada uusi ja parannettu absoluuttipainemuunnin, joka yksinään kykenee karakterisoimaan sekä matalan herkän painealueen että hyvin paljon 30 korkeammat paineet ympäristön ilmakehän painetasoilla ja lähellä niitä.A further object is to provide a new and improved absolute pressure transducer which alone is capable of characterizing both a low sensitive pressure range and very much higher pressures at and near ambient atmospheric pressure levels.

Päämääränä on edelleen vähentää hyvin erilaisille alueille ulottuvien absoluuttipainemittauksen suorittamisen monimutkaisuutta ja vaikeutta kalvotyyppisen muun-35 timen avulla, joka ainutlaatuisesti toimii yhdessä elek- 8 9 9 3 2 4 trodikapselin kanssa kahdella tavalla, joista toisessa kalvo toimii täysin kondensaattorielektrodina, ja joista toisessa kalvo on voimaa käyttävä osa, joka mekaanisesti muuttaa toista kapasitanssia, joka esiintyy kapselin si-5 säilä.The aim is to further reduce the complexity and difficulty of performing absolute pressure measurements over very different areas with a membrane-type transducer that uniquely works in conjunction with an electrode capsule in two ways, one with the membrane acting fully as a capacitor electrode and the other with a force a driving member that mechanically alters the second capacitance present in the capsule si-5.

Vaikka tämän keksinnön ne piirteet, joita pidetään uusina, on ilmaistu oheisissa patenttivaatimuksissa, sen ensisijaisiin käytännön toteutuksiin ja lisäpäämääriin ja piirteisiin liittyvät yksityiskohdat on helpoimmin käsi-10 tettävissä seuraavan yksityiskohtaisen selityksen avulla, kun se suoritetaan oheisten piirrosten yhteydessä, joissa kuvio 1 on sivukuva, joka havainnollistaa parannetun absoluuttiarvoisen kapasitanssimanometrin komponentteja "hajoitettuina" pitkin pitkittäistä keskiakselia, 15 jolloin tietyt osat on poikkileikattu rakenteen yksityiskohtien paljastamiseksi lisää; kuvio 2 esittää yksielektrodisen kannattimen aikaisemman muodon, joka tunnettiin aikaisemmissa painemuunti-missa, jonka kannattimen ulkopuolisiin mittasuhteisiin 20 voidaan edullisesti sovittaa monikalvoinen monielektro-dinen kapseliyksikkö parannetussa absoluuttiarvoisessa kapasitanssimanometrissä; kuvio 3 esittää graafisessa muodossa ja kahdessa mittakaavassa esillä olevien opetusten mukaisesti raken-25 netun parannetun manometrin kapasitanssi/paine-käyrät; kuvio 4A on sivukuva, osittain poikkileikattuna, parannetun manometrin keraamisen kapseliyksikön kahdesta kokoamattomasta osasta yhdessä metallikalvo-osuuden kanssa; 30 kuvio 4B antaa tasokuvan kuvion 4A kapseliyksikön jäykästä ylemmästä elektrodiosasta; kuvio 4C antaa pohjakuvan samasta ylemmästä elektrodiosasta; kuvio 5A on tasokuva kuvion 4A kapseliyksikön ohu-35 estä ja joustavasta kalvotyyppisestä levyelektrodiosasta; 9 9 9 8 2 5 ja kuvio 5B on pohjakuva kapseliyksikön samasta levy-elektrodiosasta.Although those features of the present invention which are considered to be novel are set forth in the appended claims, details of its preferred practical embodiments and further objects and features will be best understood from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a side view illustrates the components of an improved absolute capacitance manometer "scattered" along a longitudinal central axis, with certain portions being cross-sectioned to further reveal structural details; Fig. 2 shows an earlier form of a single-electrode support known in previous pressure transducers, to which the multilayer multi-electrode capsule unit in an improved absolute capacitance manometer can be advantageously fitted to external dimensions 20 of the support; Fig. 3 shows in graphical form and on two scales the capacitance / pressure curves of an improved manometer constructed in accordance with the present teachings; Fig. 4A is a side view, partially in cross-section, of two non-assembled parts of the ceramic capsule unit of the improved manometer together with the metal film portion; Fig. 4B is a plan view of the rigid upper electrode portion of the capsule unit of Fig. 4A; Fig. 4C gives a plan view of the same upper electrode part; Fig. 5A is a plan view of the thin-film barrier and flexible film-type plate electrode portion of the capsule unit of Fig. 4A; 9 9 9 8 2 5 and Figure 5B is a plan view of the same plate electrode portion of the capsule unit.

Viitaten piirroksiin, joissa samat numerot ja mer-5 kit kuvaavat identtisiä tai vastaavia osia tai piirteitä useissa kuvissa, ja erityisesti piirrosten kuvioon 1, jossa on havainnollistettu useita komponentteja, jotka yhdesä muodostavat parannetun, kapasitanssityyppisen absoluutti-paineanturin tai -kennon 6, jossa yhden yksikön mittaus-10 alue ulottuu lähellä tyhjöä olevalta erityisen kiinnostavalta ja herkältä matalalta alueelta aina suhteellisen korkeisiin ilmakehän paineisiin saakka ne mukaanlukien. Yleiseltä muodoltaan ja kooltaan kokoonpanon ulkopuoli ja suuri osa sisäpuolesta on edullisesti oleellisen identti-15 nen sen kanssa, mitä löydetään tunnetusta aikaisemmasta kapasitanssimonometristä, joka palvelee vain yhtä rajoitettua aluetta, ja tämä pätee esimerkiksi sen yhteenlii-tettyihin (hitsattuihin tai muulla tavoin liitettyihin) metallisiin päärunko-osiin 7 ja 8, näiden runko-osien vä-20 Iissä pidettävään ja niillä tiivistettyyn ohueen, tasomaiseen metallilevykalvoon 9, tiivistettyyn sovitetteeseen tai putkeen 10, jonka kautta kalvon yksi puoli on neste-kytketty johonkin kokoomatilaan ja täten altistettu sijoituspaikan paineilla, jotka anturilla on karakterisoi-25 tava, sekä päällimmäisenä olevaan metallikanteen 11, joka on pysyvästi liitetty välissä olevaan runko-osaan 7 ja tiivistetty sen kanssa ja joka toimii asennusalustana tavanomaiselle tiivistetyllä kaasunpoistoputkelle 12, kaasu-jätteen poistomahdollisuuden 13 ja eristetyn sähköjohtimen 30 läpivientinastan 14, joka liittyy pienivoimaiseen, elektrodia koskettavaan jouseen 14A. Viimeksi mainittu jousi riippuu kannen sisäpuolesta (alapuolesta), mihin se on sijoitettu kytkeytymään kapasitanssin elektrodin kanssa ja olemaan kaasusta tyhjennetyn, tiivistetyn kammion si-35 säliä ylläpitämässä lähellä tyhjöä olevaa vertailupaine- 6 8^932 tilaa kalvon 9 yläpuolella. Juuri yllä selostettujen tyyppisten komponenttien muodostamaa kokoonpanoa on menestyksellisesti käytetty ja käytetään edelleen monoliittisen sisäelektrodirakenteen yhteydessä, kuten kuvion 2 rakenne, 5 jossa olakkeinen, kiekkomainen, keraaminen eriste-elementti 15 kannattaa pinnoitettua metallielektrodikerrosta 16 tasomaisella alapinnallaan vastakkain toisistaan erillään olevassa asemassa läheisen ympyrämäisen metallilevy-kalvon 9 (joka vastaa edellä mainittua kalvoa 9) tasomai-10 sen yläpinnan kanssa. Kalvo ja sen yläpuolella oleva pinnoitettu metallikerros muodostavat kondensaattorin elektrodit, jonka kondensaattorin muodostama kapasitanssi kaikkina aikoina muuttuu kalvon pohjaan vaikuttavan, mitatun paineen funktiona, samalla kun (lähellä tyhjöä oleva) 15 vertailupaine vaikuttaa sen vastakkaisella yläpinnalla; kun reunoistaan kiinnitetty tiivistetty kalvo taipuu ylöspäin suuria määriä seurauksena kasvaneista mitatuista paineista, sen välimatkat kiinteästä "elektrodilevystä" 16 pienenevät ja tällä tavoin aiheuttavat sen, että konden-20 saattori omaa suuremmat sähkökapasitanssiarvot, jotka perinteinen lisäelektroniikkapiiristö sitten muuntaa näytöiksi, jotka karakterisoivat näitä mitattuja paineita. Fyysiset välimatkat ovat tietenkin hyvin kriittisiä, yhtä paljon kuin niiden kontrolloimattomat muutokset aiheutta-25 vat virhettä, ja olakkeisen keramiikkaelementin 15 tarkka mitoitus ja asennus runko-osaan, sellaiseen kuten runko-osa 7, ovat tämän vuoksi vastaavasti kriittisiä. Tämän mukaisesti sekä elementin 15 olake 15A ja muut osat sekä siihen sopivat anturin rungon sisäolake 7A ja muut mitoi-30 tuksellisesti vastaavat osat on muodostettu tiukimmilla käytännöllisesti mahdollisilla toleransseilla. Ottaessaan hyödyn vakiintuneista hyvin tarkoista fyysisistä parametreistä, jotka jo esiintyvät tällaisen anturin rungon ja kaivorakenteen suunnittelussa, esillä olevien opetusten 35 tarjoamat parannukset ilmaistaan hyvin hyödyllisesti kap- •'0 9 8 2 7 selimaisen yhdistelmäelektrodirakenteen 17 avulla, joka ulkopuolelta näyttää paljolti samanlaiselta kuin aikaisempi osa 15 ja jolla on samanlainen olake 17A ja joka on muutoin sopivasti niin identtinen tietyiltä mitoiltaan 5 voidakseen korvata sen erilaisia alueita kattavien muun-timien kokoonpanolinjalla.Referring to the drawings, in which like numerals and mer-5 kits describe identical or similar parts or features in a plurality of figures, and in particular Figure 1 of the drawings, illustrating a plurality of components together forming an improved capacitance type absolute pressure sensor or cell 6 with a single unit the measurement-10 range extends from a particularly interesting and sensitive shallow region close to the vacuum up to and including relatively high atmospheric pressures. In general shape and size, the exterior of the assembly and much of the interior is preferably substantially identical to that found in the prior art capacitance meter, which serves only one limited area, and this applies, for example, to its interconnected (welded or otherwise joined) metal main body. parts 7 and 8, a thin, planar sheet metal film 9, a sealed fitting or a tube 10 held between and sealed by these body parts, through which one side of the film is fluidly connected to a collection space and thus exposed to the site pressures exerted by the sensor. characteristic, as well as an uppermost metal cover 11 permanently connected to and sealed with the intermediate body 7 and serving as a mounting base for a conventional sealed degassing pipe 12, a gas debris discharge option 13 and an insulated electrical conductor. n 30 a lead-through pin 14 associated with a low-power, electrode-contacting spring 14A. The latter spring depends on the inside (below) of the cover, where it is arranged to engage with the capacitance electrode and to be in a gas-emptied, sealed chamber si-35 maintaining a near-vacuum reference pressure space above the diaphragm 9. An assembly of components of the type just described has been successfully used and continues to be used in connection with a monolithic inner electrode structure such as the structure of Figure 2, where the shouldered, disc-shaped, ceramic insulator 15 supports a coated metal electrode layer 16 with its planar lower surface facing each other at a spaced apart (corresponding to the above-mentioned film 9) with its planar surface 10. The film and the coated metal layer above it form capacitor electrodes, the capacitance of the capacitor of which changes at all times as a function of the measured pressure acting on the bottom of the film, while the (near vacuum) reference pressure acts on its opposite upper surface; when the sealed film attached at its edges bends upwards in large amounts as a result of increased measured pressures, its distances from the fixed "electrode plate" 16 decrease and thus cause the condenser 20 to have higher electrical capacitance values which are then converted to conventional displays by conventional auxiliary electronics. The physical distances are, of course, very critical, as much as their uncontrolled changes cause an error, and the precise sizing and installation of the shoulder ceramic element 15 in a body part, such as a body part 7, is therefore correspondingly critical. Accordingly, both the shoulder 15A of the element 15 and the other parts, as well as the corresponding inner shoulder 7A of the sensor body and other dimensionally corresponding parts, are formed with the strictest practically possible tolerances. Taking advantage of the well-established physical parameters already present in the design of the body and well structure of such a sensor, the improvements offered by the present teachings 35 are very usefully expressed by a capsular composite electrode structure 17 which looks much similar to the previous part 15 from the outside. and having a similar shoulder 17A and otherwise suitably so identical in certain dimensions 5 to be replaced by a line of converters covering different areas.

Elektrodirakenne 17 ei ole selvästi erilainen ainoastaan yhdistelmärakenteensa osalta, vaan sen yhteistoiminta, mekaanisesti ja sähköisesti, tavallisen anturi-10 kalvon 9 kanssa on myös ainutlaatuista. Tarkemmin sanottuna yhdistelmäelektrodirakenne 17 muodostaa matalan, oleellisesti sylinterimäisen kapselin, jossa on erillinen sisäinen säädettävä kondensaattori, jonka kaksi toisistaan erillään olevaa, tasomaista kondensaattorielektrodia 18 15 ja 19A ovat ohuita metallikalvoja jäykän keraamisen kap-seliosan 17C syvennyksellä varustetulla pohjapinnalla 17B ja vastaavasti suhteellisen ohuen ja elastisesti muotoaan muuttavan keraamisen, kiekkomaisen kapseliosan 19 päällä (kuvio 4A). Näitä kahta kondensaattorielektrodia tukevat 20 kapseliosat altistuvat aina samalle, lähellä tyhjöä olevalle vertailupaineelle, koska tiivistetty kalvo 9 erottaa ne paineista, jotka esiintyvät mittauspaikoilla, ja koska paine sisäonkalon 20 sisällä, joka on muodostettu jäykän ylemmän kapseliosan 17C ja varmasti kiinnitetyn kiekko-25 maisen alemman kapseliosan 19 väliin, on sama kuin ver-tailupaine, mikä aina tasapainotetaan kapselireikien 17D ja 19B kautta. Tämän vuoksi, vaikka kapselin elastisella kiekolla 19 on ohut tasainen paineherkän kalvon muoto, se ei käyttäydy odotetulla tavalla, niin kauan kuin se ei koe 30 mitään paine-eroja; sitä vastoin se on osa, johon vaikuttaa mekaanisesti kohdistettu voima ja joka voidaan taivuttaa lähemmäksi elektrodia 13, kun läheinen elastinen kalvo 9 on sen alla olevien mitattavien paineiden riittävästi venyttämä koskettaakseen sitä ja liikuttaakseen sitä fyy-35 sisesti ylöspäin olevassa suunnassa, johon viitataan muun- j '93 2 8 timen pituussuuntaisena keskiakselina 21-21 (kuvio 1).The electrode structure 17 is clearly not only different in terms of its composite structure, but its interaction, mechanically and electrically, with the conventional sensor-10 membrane 9 is also unique. More specifically, the composite electrode structure 17 forms a low, substantially cylindrical capsule with a separate internal adjustable capacitor, the two spaced apart planar capacitor electrodes 18 and 19A being thin metal foils with a rigid ceramic capsule portion 17C on top of the transforming ceramic, disc-shaped capsule part 19 (Fig. 4A). The capsule portions 20 supporting the two capacitor electrodes are always subjected to the same reference pressure close to vacuum because the sealed membrane 9 separates them from the pressures present at the measurement sites and because the pressure inside the inner cavity 20 formed by the rigid upper capsule portion 17C and securely attached lower disc 19 is the same as the reference pressure, which is always balanced through the capsule holes 17D and 19B. Therefore, although the elastic disk 19 of the capsule has a thin, uniform shape of the pressure-sensitive film, it does not behave as expected, as long as it does not experience any pressure differences; on the other hand, it is a part which is affected by a mechanically applied force and which can be bent closer to the electrode 13 when the proximal elastic membrane 9 is sufficiently stretched by the measurable pressures below it to contact it and move it physically in the upward direction referred to '93 2 8 as a longitudinal central axis 21-21 (Fig. 1).

Kun paineet mittauspaikalla, jotka paineet esiintyvät myös sisääntulossa 10, muuttuvat äärimmäisen matalan, lähellä 0 torria olevan paineen ja jonkin korkeamman 5 arvon välillä, kuten noin 10 torria, erityisen kiinnostavalla alhaisella mittausalueella, kapasitanssi, joka esiintyy metallilevykalvon 9 ja kiekolla 19 olevan, läheisen metallisen pohjaelektrodifilmin 19C välillä, ja muun-timen ulostulokapasitanssi vaihtelee melko tasaisesti suu-10 rin piirtein siten kun on esitetty katkoviivakäyrällä 22 kuviossa 3 (pikofaradeina). Tämä ulostulokapasitanssi edustaa yhdistelmää (summaa), joka pääasiallisesti muodostuu kalvon 9 ja filmielektrodin 19C välisestä ensimmäisestä kapasitanssista, joka tällä alhaisella alueella pyr-15 kii olemaan suhteellisen suuri muuttuva arvo, ja kapselin filmielektrodien 19A ja 18 välisestä lisäkapasitanssista, joka tällä samalla alhaisella alueella pyrkii pysymään oleellisesti kiinteänä ja joka ei ole niin suuri, että se peittäisi ensimmäisen kapasitanssin vaihtelut. Kun erityi-20 sen kiinnostavan, alhaisen mittausalueen jokin suhteellisen alhainen yläraja saavutetaan, selostetun muuntimen sisäänrakennetut fyysiset parametrit varmistavat, että ympyränmuotoisen kalvon 9 päällimmäinen keskiosa koskettaa ensimmäisenä fyysisesti kapselirakenteen 17 pohjan keski-25 osaa ja tämän jälkeen taivuttaa sen kiekkoa 19 ylöspäin lähemmäksi kohti elektrodia 18, kun paineet yhä edelleen kasvavat. Lopulta kun saavutetaan ilmakehän paine, kalvo on painanut taipuisaa kiekkoa ylöspäin oleellisesti suurimman tarvittavan määrän, jolloin pienentyneestä tilasta, 30 joka tällöin esiintyy sen ylemmän elektrodifilmin 19A ja kiinteän elektrodin 18 välissä, on seurauksena suurin mahdollinen yhdistetty ulostulokapasitanssi, jonka muunnin näyttää. Kuviossa 3 käyrä 23 karakterisoi toisessa ja laajemmassa mittakaavassa muuntimen ulostulokapasitanssia, 35 joka nousee terävästi kiinnostavan alhaisen mittausalueen 9 39982 yli, kuten on esitetty käyräosuudella 23A, ja hitaammin ylemmän alueen yli, joka kasvaa ilmakehän paineeseen (noin 760 torria) ja sen läpi, kuten on esitetty käyräosuudella 23B. "Polvialue" 23C edustaa siirtymävaihetta, jossa me-5 tallilevykalvo 9 koskettaa kapselia 17 ja alkaa painaa sen pohjaa vasten.When the pressures at the measuring point, which are also present at inlet 10, vary between an extremely low pressure close to 0 torr and a higher value 5, such as about 10 torr, in a particularly interesting low measuring range, the capacitance present on the sheet metal film 9 and on the disc 19 between the base electrode film 19C, and the output capacitance of the transducer varies fairly evenly by approximately 10 as shown by the broken line curve 22 in Fig. 3 (as picofarads). This output capacitance represents a combination (sum) consisting mainly of the first capacitance between the film 9 and the film electrode 19C, which tends to be a relatively large variable value in this low range, and the additional capacitance between the film electrodes 19A and 18 of the capsule which tends to remain in this same low range. substantially fixed and not so large as to cover variations in the first capacitance. When a relatively low upper limit of the particular low measurement range of interest is reached, the built-in physical parameters of the transducer described ensure that the upper central portion of the circular film 9 first physically contacts the central portion 25 of the bottom of the capsule structure 17 and then bends the disc 19 further upwards. , as pressures continue to rise. Eventually, when atmospheric pressure is reached, the membrane has pushed the flexible disc upward to substantially the required amount, resulting in the reduced space that then occurs between its upper electrode film 19A and the fixed electrode 18 resulting in the highest possible output capacitance displayed by the transducer. In Figure 3, curve 23 characterizes on a second and wider scale the transducer output capacitance 35, which rises sharply over the low measuring range 9,39982 of interest, as shown in curve portion 23A, and more slowly over the upper range, which increases to atmospheric pressure (about 760 torr) and shown by curve portion 23B. The "knee region" 23C represents a transition phase in which the me-5 stable plate membrane 9 contacts the capsule 17 and begins to press against its bottom.

Tällainen pohjan painaminen pyrkii olemaan hieman kriittistä, koska metallikalvon ja kapselin rajapintojen kosketukset ja toisistaan irtoamiset voivat sisältää ei-10 toivottua "hystereesiä" (ts. ne eivät ole aina tarkalleen samat samoilla paineenmuutoksilla); koskettavien kapseli-pintojen väistämätön karheus edesauttaa tätä ongelmaa, ja parannus saadaan aikaan, kun kosketuspinta-ala pidetään tarkoituksella pienenä sen sijaan että sen sallittaisiin 15 levitä suurimmalle osalle kapselin paljastetusta pohjapin-ta-alasta. Tämä pieni kosketuspinta-ala kehittää myös kiekolle 19 edullisen taipumisominaisuuden, ja sopiva tapa edistää näitä haluttuja vaikutuksia on muotoilla matala mutta joka tapauksessa ulkoneva "nappi" 19D kapselikiekon 20 pohjaan. Taipuisa eristävä kiekko 19 on edullisesti keraamista materiaalia, kuten alumiinioksidia, jolla on tunnettu käyttökelpoisuus aikaisemmissa kapasitanssimanometri-rakenteissa, ja sama pätee sen kanssa yhdessä toimivaan olakkeiseen, jäykkään kapseliosaan 17, jonka kanssa se on 25 ympäryskehältään täydellisesti yhdistetty. Materiaalit ja liitostekniikat, jotka liittyvät tällaisiin keraamisiin aineisiin, ovat alalla hyvin vakiintuneita, eikä niitä tämän vuoksi käsitellä laajemmin tässä; tämä sama pätee myös metallisten, filmivahvuisten elektrodien muodostami-30 seen, jotka esiintyvät niiden eri pinnoilla. Edellä mainittu litteä eristävä "nappi" tai ulkonema 19D voi käsittää erillisen ohuen ympyränmuotoisen keramiikka- tai lasi-osan, joka on liitetty kiekon 19 alapuolelle, tai kuten on havainnollistettu, se voi olla poltetun lasitepinnoit-35 teen 19F muodossa. Ympyränmuotoiset keskielektrodipinnoit- 10 ‘"982 teet 19A ja 19C kiekolla 19 ovat edullisesti samankokoiset ja suhteellisen pienet verrattuna kiekon kokonaishalkaisi-jaan, kuten esimerkiksi noin 1/3, tai tyypillisesti halkaisijaltaan noin puoli tuumaa verrattuna todelliseen kie-5 kon halkaisijaan, joka on noin 1,5 tuumaa; "napin" 19D edullisesti tasainen lasitepinnoite 19E on juuri ja juuri alemman elektrodikalvon 19C päällä (kuvio 5B). Kiekon 19 läpi ulottuva pieni (tyypillisesti 1/16 tuumaa) keskireikä 19B mahdollistaa metallisten filmipinnoitteiden, jotka 10 muodostavat ylemmän elektrodin 19A ja alemman elektrodin 19C, liittämisen sähköisesti samanlaisella ja samanaikaisesti seostetulla metallifilmillä, joka ulottuu tämän reiän läpi. Monet parannetun muuntimen eduista voidaan realisoida, jos käytetään ainoastaan päällä olevaa elek-15 trodia, sellaista kuten 19A, koska alumiinioksidia olevalla keraamisella kiekolla 19 on hyvin suuri dielektrisyys-vakio (noin 9,5, kun tyhjöllä on kertoimena 1) ja se täten toimii kuin se olisi ainoastaan noin 1/10 todellisesta pienestä paksuudestaan, joka on vain noin 0,045 tuumaa. 20 Nykyisin kuitenkin näyttää olevan parempana käytäntönä pitää alempi elektrodi 19C paikallaan muodostamassa herkän alueen pääkapasitanssi metallikalvon 9 kanssa; lasite 19E tietenkin estää tämän kalvon sähköisen oikosulun elektrodin 19C kanssa, kun ne koskettavat ja kalvo painautuu poh-25 jaa vasten, samalla kun se pakottaa taipuisan kiekon ylöspäin suuripaineisten mittausolosuhteiden alaisena.Such base pressing tends to be somewhat critical because the contact and detachment of the metal foil and capsule interfaces may involve undesired "hysteresis" (i.e., they are not always exactly the same with the same pressure changes); the inevitable roughness of the contact capsule surfaces contributes to this problem, and improvement is achieved when the contact area is intentionally kept small rather than allowed to spread over most of the exposed bottom surface area of the capsule. This small contact area also develops a favorable bending property for the disc 19, and a suitable way to promote these desired effects is to form a low but in any case protruding "button" 19D on the bottom of the capsule disc 20. The flexible insulating disc 19 is preferably of a ceramic material, such as alumina, which has known utility in previous capacitance manometer designs, and the same applies to the cooperating shouldered, rigid capsule portion 17 with which it is perfectly connected in its circumference. The materials and joining techniques associated with such ceramic materials are well established in the art and will therefore not be discussed further herein; the same is true for the formation of metallic, film-reinforced electrodes present on their various surfaces. The above-mentioned flat insulating "button" or protrusion 19D may comprise a separate thin circular ceramic or glass part connected below the disc 19 or, as illustrated, may be in the form of a fired glaze coating 19F. The circular center electrode coatings 19A and 19C on the disk 19 are preferably the same size and relatively small relative to the total diameter of the disk, such as about 1/3, or typically about half an inch in diameter relative to the actual disk diameter of about 1 The "button" 19D preferably has a flat glass coating 19E just on top of the lower electrode film 19C (Figure 5B) .The small (typically 1/16 inch) central hole 19B extending through the disc 19 allows metallic film coatings 10 to form the upper electrode 19A and Many of the advantages of the improved transducer can be realized by using only an on-board electrode, such as 19A, because the alumina ceramic wafer 19 has a very high dielectric value of the lower electrode 19C, by electrically similar and simultaneously doped metal film extending through this hole. constant (about 9, 5 when the vacuum has a factor of 1) and thus acts as if it were only about 1/10 of its actual small thickness, which is only about 0.045 inches. Today, however, it seems to be a better practice to hold the lower electrode 19C in place to form the main capacitance of the sensitive area with the metal film 9; the glaze 19E, of course, prevents this film from short-circuiting with the electrode 19C when they contact and the film presses against the bottom 25, while forcing the flexible disk upwards under high pressure measurement conditions.

Metallilevykalvon 9 muodostama elektrodi on sähköisesti ja fyysisesti liitetty muuntimen metallikoteloon tai runko-osiin 7 ja 8, esimerkiksi ympäryskehältä hitsaamal-30 la, ja ne on myös saatettu omaamaan hyvä sähköinen kytkentä kapselin sisällä olevan ylemmän sisäpuolisen kapseli-elektrodin 18 kanssa päällystetyn metallisen renkaan 17E avulla (kuvio 4B), joka on jäykän keraamisen olakkeen 17A ylemmän kehäpinnan ympärillä. Tämä rengas on liitetty 35 elektrodiin 18 päällysteläpiviennillä 17F, joka kulkeeThe electrode formed by the metal plate film 9 is electrically and physically connected to the metal housing or body portions 7 and 8 of the transducer, for example by circumferential welding-30a, and is also made to have good electrical connection with the upper inner capsule electrode 18 inside the capsule. (Fig. 4B) around the upper circumferential surface of the rigid ceramic shoulder 17A. This ring is connected to the electrode 35 by a coating passage 17F which passes

*' Λ Π ^ O* 'Λ Π ^ O

j .·' > o 2 11 kapselissa 17 olevan reiän 17D läpi, ja se löytää sähköisen kytkennän muuntimen runkoon, samoin kuin kalvoon 9, johtavien reittien kautta, kuten niiden kautta, jotka on muodostettu päällä olevan kiinteän erotinaluslaatan 24 ja 5 kimmoisan metallikudosaluslaatan 25 avulla, jotka molemmat on sijoitettu olakerenkaan 17E ja metallikannen 11 (kuvio 1) väliin, joka on hitsattu runko-osaan 7, kun muuntimen kokoonpano on lähes lopussa. Sekä kalvo 9 että liikkumat-tomasti sijoitettu elektrodi 18 muodostavat edellä maini-10 tut tärkeät säädettävät kapasitanssisuhteet yhteenliitet-tyjen kiekkoelektrodien 19C vastaavasti 19A kanssa, ja on tietenkin tarpeellista, että näiden yhteenliitettyjen elektrodien välillä on varma ja erillinen sähköinen kytkentä; sisäpuolinen johtava jousi 14A, joka liittyy ulko-15 puolelta käsiksi päästävään ulostulojohtimeen 14, muodostaa tällaisen kytkennän koskettamalla ja muodostamalla hyvän kontaktin päällystetyn johtavan säteittäiskaistaleen 19F kanssa (kuvio 5A), joka on yhtenäinen kiekkoelektrodin 19A (ja 19C) kanssa ja seostettu samanaikaisesti sen kans-20 sa. Tätä tarkoitusta varten kontaktijousen 14A täytyy tavoittaa kaistale 19F kapseliosan 17 läpi koskettamatta mitään metallipäällystettä, joka liittyy sen elektrodiin 18 ja kytkentärenkaaseen 17 ja päällysteläpivientiin 17F, ja se tekee tämän kulkemalla vapaasti suhteellisen suuren 25 vastaanottavan reiän 17D läpi ja puristamalla lujasti kaistaletta 19F vasten. Ylempi elektrodi 18, kapselin 17 sisäpuolella, on oleellisesti samanmuotoinen ja -kokoinen kuin sen kanssa yhdessä toimiva, samansuuntainen alempi, sisäinen kapselielektrodi 19A, ja normaali välimatka nii-30 den välillä, kun kiekkoelementti 19 on taivuttamaton, on tyypillisesti vain hyvin pieni, kuten esimerkiksi noin muutaman tuhannen suuruusluokkaa (esimerkiksi: 0,008 tuumaa). Tämä välimatka määräytyy pääasiallisesti kapselin ontelon 20 syvyydestä, filmielektrodien itsensä ollessa 35 erittäin ohuita. Jopa pienempi normaali välimatka taivut- 12 , I 'Λ Λ o r\ );·' o l tamattoman kalvon 9 ja sen yläpuolella olevan kapselielek-trodipinnan 19C välillä säilytetään sopivilla dimensioilla, jotka vaikuttavat vastakkainoleviin kapselin ulkopintoihin ja muuntimen rungon 7 sisäpuolisiin olakepintoihin, 5 avustettuna, kun se voi olla tarpeellista, aluslevymäisel-lä lisätiivistelevyllä 26 (kuvio 1).j. · '> o 2 11 through the hole 17D in the capsule 17, and finds electrical connection to the transducer body, as well as to the membrane 9, through paths such as those formed by the resilient metal weave plate 25 and 5 of the resilient metal separator washer 25 and 5 , both placed between the shoulder ring 17E and the metal cover 11 (Fig. 1) welded to the body portion 7 when the transducer assembly is almost complete. Both the membrane 9 and the stationary electrode 18 form the above-mentioned important adjustable capacitance relationships with the interconnected disc electrodes 19C, respectively 19A, and it is, of course, necessary that there be a secure and separate electrical connection between these interconnected electrodes; the inner conductive spring 14A associated with the externally accessible output conductor 14 forms such a connection by contacting and making good contact with the coated conductive radial strip 19F (Fig. 5A) integral with and simultaneously doped with the disc electrode 19A (and 19C); 20 sa. For this purpose, the contact spring 14A must reach the strip 19F through the capsule part 17 without touching any metal coating associated with its electrode 18 and the coupling ring 17 and the coating bushing 17F, and does so by passing freely through a relatively large receiving hole 17D and pressing firmly against the strip 19F. The upper electrode 18, inside the capsule 17, is substantially the same shape and size as the cooperating lower parallel inner capsule electrode 19A, and the normal distance between them when the disc element 19 is unbent is typically only very small, such as about the order of a few thousand (for example: 0.008 inches). This distance is mainly determined by the depth of the cavity 20 of the capsule, the film electrodes themselves being 35 very thin. Even a smaller normal distance between the non-bending membrane 9 and the capsule electrode surface 19C above it is maintained by suitable dimensions affecting the opposing outer surfaces of the capsule and the inner shoulder surfaces 5 of the transducer body 7, assisted by when necessary, with an additional washer-like sealing plate 26 (Figure 1).

Muissa rakenteissa päällystetyillä filmimäisillä elektrodeilla voi olla paksumpia ja/tai erityisellä tavalla erilaisia johtavia materiaalialueita, ja kapseli voi 10 sisältää metallilevykalvotyyppisen osan eikä keraamista kiekkoa. Taipuisaa johdinlankaa voidaan käyttää havainnoi-listettun kontaktijousen sijasta ja vastaanottoaukko sen läpikulkua varten kapselin sisätilaan voi olla erillään päällystetystä johdinläpiviennistä. Erilliset johtimet 15 voivat itsenäisesti tuoda ulos kaksi muuttuvaa kapasitanssia, milloin tämä on sopivaa. Juoksevaa väliainetta oleva täyte, sellainen kuten silikonitäyte, voi olla käytössä edistämässä kapselikiekon hyvää taivuttamista pääkalvon avulla. Lisäksi samoja rakenneperiaatteita ja -piirteitä 20 voidaan soveltaa muissakin kapasitiivisissa paineantureissa kuin absoluuttiarvotyyppiset paineanturit. Täten pitäisi ymmärtää, että tämän selityksen yhteydessä selostetut tietyt suoritusmuodot ja käytännöt on esitetty vain selostuksen muodossa eikä rajoituksena ja että alan ammat-25 timiehet voivat suorittaa erilaisia muutoksia, yhdistämisiä ja korvaamisia poikkeamatta sen paremmin hengeltään kuin suojapiiriltäänkään tästä keksinnöstä sen laajemmissa muodoissa ja sellaisena kuin se on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa .In other constructions, the coated film-like electrodes may have thicker and / or differently different areas of conductive material, and the capsule may contain a metal plate film type part and not a ceramic disc. The flexible conductor wire may be used in place of the observed contact spring, and the receiving opening for its passage into the interior of the capsule may be separate from the coated conductor lead-through. The separate conductors 15 can independently output two variable capacitances when appropriate. A filler in a fluid medium, such as a silicone filler, may be used to promote good bending of the capsule disc by the main film. In addition, the same design principles and features 20 can be applied to capacitive pressure sensors other than absolute value type pressure sensors. Thus, it is to be understood that certain embodiments and practices described in connection with this disclosure are presented by way of illustration only and not by way of limitation, and that various modifications, combinations, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the spirit or scope of the invention. are set out in the appended claims.

Claims

A capacitive pressure transducer device comprising a membrane (9) for a liquid medium in a tight, separating position with respect to regions where different pressure conditions of the liquid medium occur, the membrane (9) including electrically conductive condensing electrode surfaces moving therewith; characterized by a composite capacitor means (17) arranged in one of the regions, the combination means (17) comprising a flexible part (19) having electrically conductive capacitor electrode surfaces (19A, 19C) which move with it a small distance apart from the membrane (9) forming a first adjustable capacitor with this, and a relatively rigid portion (17C) supporting relatively stationary electrically conductive capacitor electrode surfaces (18) spaced apart from the electrode surfaces (19A, 19C) of the flexible portion (19) and forming a second adjustable capacitor. a capacitor with this 20; and means (7) for mounting the combined capacitor means relative to the membrane (9) so that the membrane could physically bend the flexible portion (19) as a result of and within the inter-region pressure pressures outside the predetermined measuring range. in relative amounts, wherein the first adjustable condenser represents capacitances proportional to pressures within a predetermined measuring range, and the second adjustable condenser represents capacitances proportional to pressure differences outside the measuring range.

Capacitive pressure transducer device according to claim 1, characterized in that the membrane (9) comprises a metal plate part with its conductive electrode surfaces on the side exposed to one of the regions, and that the device comprises means for maintaining one of the regions at low reference pressure and means (10). ) to supply the pressures to be measured to one of the zones.

Capacitive pressure transducer device according to claim 2, characterized in that the low reference pressure is substantially evacuated from the gases and maintained under near-vacuum conditions, and that a predetermined pressure range extends close to vacuum to the highest low measuring pressure of interest, and that the second adjustable capacitor represents measurable capacitances which are proportional to the pressures at atmospheric levels occurring in one of the 10 regions.

Capacitive pressure transducer device according to claim 1, characterized in that the film (9) comprises a metal plate part, its conductive electrode surfaces on its side exposed to one of the regions, and insulating means electrically separating the conductive electrode surfaces of the film from the conductive electrode surfaces of the flexible part, when the membrane contacts and physically bends the flexible portion as a result of differences in pressures outside a predetermined range.

Capacitive pressure transducer device according to claim 4, characterized in that the composite capacitor means comprises as a flexible part (19) a relatively thin and flat flexible insulating disk having capacitor electrode surfaces formed on a conductive metal thinly deposited thereon and a rigid part (17C) , a body of insulating material having capacitor electrode surfaces (18) formed with a conductive metal thinly deposited on its substantially planar surface oriented very close to a spaced, substantially parallel position relative to the disk.

Capacitive pressure transducer device according to claim 5, characterized in that the composite capacitor means is in the form of a hollow capsule, or with the wooden disc (19) and the hard insulating body (17C) connected to a fixed position at their peripheral edges, where their bounded between the inner cavity, the capacitor electrode surfaces (19A, 19C) of the disc and the insulating body being opposite each other across the inner cavity and thus forming a second adjustable capacitor.

Capacitive pressure transducer device according to claim 6, characterized in that the insulating disc (19) and the insulating body (17C) are of ceramic material, that the capacitor electrode surfaces (19A, 19C) are coated on the ceramic material, and further comprise means (7). , 8) which electrically connect the capacitor electrode surfaces of the film (9) and the insulating body (17C), wherein the total capacitance present between the capacitor electrode surfaces of the disc and the interconnected surfaces of the film and the insulating body is substantially the capacitance of the first and second adjustable capacitors.

7. B 2 14

Capacitive pressure transducer device 20 according to claim 7, characterized in that the disc (19) and the insulating body (17C) having circular contours and connected to each other give the hollow capsule a substantially cylindrical shape, and that the capacitor electrode surfaces of the capsule are substantially circular and centered. disc and insulating body (17C), the diameters of the circular electrode surfaces (19A, 19C) being substantially the same, and that the distance between the electrode surfaces (18) of the insulating body (17C) and the non-bent disc (19) is greater than that of the non-bent disc (19) and the unbent film (9).

Capacitive pressure transducer device according to claim 7, characterized in that the disc (19) and the insulating body (17C) have circular contours and are connected to each other to give the capsule a substantially cylindrical shape, and that the capsule the capacitor electrode surfaces are substantially circular and in the center of the disc and the insulating body, and that the electrode surfaces (19A, 19C) 5 of the disc (19) include coated additional surfaces on the side of the disc adjacent the film with insulating means interposed between these coated additional surfaces and the film (9).

Capacitive pressure transducer device 10 according to claim 9, characterized in that the thin disc (19) has an opening (19B) extending therethrough, and that the same material coated to form electrode surfaces on both sides of the disc (19) is coated with the opening (19B) electrically to the electrode surfaces (19A, 19C) on either side of the disc (19), and that the electrode surfaces (19A, 19C) on both sides of the disc (19) have substantially the same diameter.

Capacitive pressure transducer device 20 according to claim 10, characterized in that the insulating body comprises a relatively thin insulating glaze (19E) on the electrode surfaces on the side of the disc (19) adjacent to the film (9).

Capacitive pressure transducer device according to claim 11, characterized in that the diameter of the electrode surfaces (19A, 19C) is about 1/3 of the diameter of the insulating disc, and that the disc and the insulating body (19C) are alumina and the glaze (19E) is glass and forms a flat thin button-like protrusion 30 with a diameter slightly larger than the electrode surfaces (19A, 19C) on the side of the disc (19) adjacent to the film (9).

Capacitive pressure transducer device according to Claim 9, characterized in that the electrode surface (19A) is on the side of the disc (19) which is cavity; / S 2 facing the groove, associated with a relatively thin radial conductive strip (19F) integral therewith, and that the insulating body (17C) has at least one opening (17D) extending therethrough into a cavity aligned with the disc 5 (19) with the radial strip (19F), and that the device further includes a flexible electrical contact (14A) extending out of the radial strip through an opening (17D) in the cavity insulating body (17C).

13 ϋ 9 982

A capacitive pressure transducer device 10 according to claim 13, characterized by an additional conductive electrical contact coated outside the insulating body and extending through an opening (17D) in the insulating body (17C) and electrically connected to the electrode surfaces (19A, 19C) of the insulating body (17C). on the si-15 side, with the flexible electrical contact (14A) extending through the opening in the insulating body without touching the coating (17F) through the opening.

15. A method for measuring capacitively over a wide measuring range, the method comprising exposing opposite sides of 20 membranes to pressures occurring in different areas of the membrane and therefore causing relative deflections of the membrane, characterized by forming a first adjustable capacitance of the first 25 moving membranes. between the capacitor electrode surfaces and the other capacitor electrode surfaces supported by the flexible insulating body in one of the regions, and forming a second adjustable capacitance between these second capacitor electrode surfaces and the third capacitor electrode surfaces while the third electrode surfaces are held in place; physically bending the flexible insulating body according to the bends of the film when the cal-35 von ta bumps exceed a predetermined range. 18 · "'0 ^

A method for capacitively characterizing pressures according to claim 15, characterized in that it comprises maintaining a substantially degassed condition in one of the regions and exposing one of the regions to pressures to be measured in absolute pressure, and that the step of forming a second adjustable capacitance , includes physically bending the flexible portion of the electrode surfaces by electrical insulation to prevent electrical coupling of the first and second electrode surfaces, and that the method further comprises summing the first and second adjustable capacitances to capacitively characterize pressures in one of the regions in absolute pressure. 15 19; ": 'vC2