JPS6316992Y2 - - Google Patents
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- JPS6316992Y2 JPS6316992Y2 JP14490280U JP14490280U JPS6316992Y2 JP S6316992 Y2 JPS6316992 Y2 JP S6316992Y2 JP 14490280 U JP14490280 U JP 14490280U JP 14490280 U JP14490280 U JP 14490280U JP S6316992 Y2 JPS6316992 Y2 JP S6316992Y2
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- JP
- Japan
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- pressure
- main body
- sensing chamber
- capacitor plate
- electrode
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は圧力に対応する変位量に応じてインピ
ーダンスが変化する可変容量素子を用いて圧力に
応じた電気信号を得る圧力変換装置に関するもの
である。
ーダンスが変化する可変容量素子を用いて圧力に
応じた電気信号を得る圧力変換装置に関するもの
である。
従来において、封液が封入された本体感知室内
に移動コンデンサ板を形成する第１の片持ばりを
配置すると共に、この感知室から本体両側あるい
は本体の片側に至る貫通穴を設け、本体両側面あ
るいは片側面に設けられた受圧ダイアフラムと上
記第１の片持ばりとをロツドで結合し、さらにこ
の第１の片持ばりを挟んで固定コンデンサ板を形
成する第２、第３の片持ばりを配置し、上記移動
コンデンサ板および固定コンデンサ板とで構成さ
れる可変容量部の容量変化によつて圧力に応じた
電気信号を得る圧力変換装置が本考案と同一出願
人によつて提案されている（特願昭55−33567
号）。
に移動コンデンサ板を形成する第１の片持ばりを
配置すると共に、この感知室から本体両側あるい
は本体の片側に至る貫通穴を設け、本体両側面あ
るいは片側面に設けられた受圧ダイアフラムと上
記第１の片持ばりとをロツドで結合し、さらにこ
の第１の片持ばりを挟んで固定コンデンサ板を形
成する第２、第３の片持ばりを配置し、上記移動
コンデンサ板および固定コンデンサ板とで構成さ
れる可変容量部の容量変化によつて圧力に応じた
電気信号を得る圧力変換装置が本考案と同一出願
人によつて提案されている（特願昭55−33567
号）。
ところで、このような構成の圧力変換装置にお
いて、上記感知室内の封液は非圧縮性のシリコン
油等が使用される。しかし、測定圧のうち静圧が
例えば100Kg／cm2程度になると、感知室内の封液
が若干圧縮され、その封液体積が減少し、受圧ダ
イアフラムが変形し、測定精度および測定圧の範
囲が変動してしまう欠点がある。
いて、上記感知室内の封液は非圧縮性のシリコン
油等が使用される。しかし、測定圧のうち静圧が
例えば100Kg／cm2程度になると、感知室内の封液
が若干圧縮され、その封液体積が減少し、受圧ダ
イアフラムが変形し、測定精度および測定圧の範
囲が変動してしまう欠点がある。
本考案はこのような欠点を解決するためになさ
れたもので、その目的は高い静圧下において測定
精度および測定圧の範囲の変動を補償し得るよう
にした圧力変換装置を提供することにある。
れたもので、その目的は高い静圧下において測定
精度および測定圧の範囲の変動を補償し得るよう
にした圧力変換装置を提供することにある。
このために本考案は、片持ばりを固定する封止
蓋の１部の肉厚を変え、静圧がかかつた際に片持
ばり固定部分に加わる応力を変化させて片持ばり
相互間の間隙を変え、高い静圧下における測定精
度および測定圧の範囲の変動を補償するようにし
たものである。
蓋の１部の肉厚を変え、静圧がかかつた際に片持
ばり固定部分に加わる応力を変化させて片持ばり
相互間の間隙を変え、高い静圧下における測定精
度および測定圧の範囲の変動を補償するようにし
たものである。
以下図面に従い本考案を詳細に説明する。第１
図は本考案の圧力変換装置における容量式圧力検
出部を示す斜視図、第２図は第１図に示す圧力検
出部の中心線を通るＡ−Ａ面で切断した断面図で
ある。
図は本考案の圧力変換装置における容量式圧力検
出部を示す斜視図、第２図は第１図に示す圧力検
出部の中心線を通るＡ−Ａ面で切断した断面図で
ある。
これらの図において、１は金属部材によつて形
成された円筒状の本体である。本体１にはその外
表面より中心部に至る孔２が感知室用に形成さ
れ、更に、この孔に直交して部品取付用の貫通孔
３が設けられている。尚、この孔は作業終了後本
体と同じ金属部材の栓４により封止される。更に
本体両側にはそこに取り付けられる受圧ダイアフ
ラム５，６の波形と同じ波形が形成され、その中
心から上記感知室に至る孔７，８が穿たれてい
る。
成された円筒状の本体である。本体１にはその外
表面より中心部に至る孔２が感知室用に形成さ
れ、更に、この孔に直交して部品取付用の貫通孔
３が設けられている。尚、この孔は作業終了後本
体と同じ金属部材の栓４により封止される。更に
本体両側にはそこに取り付けられる受圧ダイアフ
ラム５，６の波形と同じ波形が形成され、その中
心から上記感知室に至る孔７，８が穿たれてい
る。
９はコンデンサ板等の測定エレメントが予め組
み付けられた検出部分の円筒状金属ハウジングで
ある。このハウジングには本体１に設けられた感
知室２に至る貫通孔１０が設けられ、この孔のめ
くら蓋として管（封止蓋）１１が取付られてい
る。この管１１には移動電極としてのコンデンサ
板１２、並びにこれを挟んで一定間隔置いて固定
電極としてのコンデンサ板１３，１４が対向配置
され、ガラス１５の充填によつて管１１に固定さ
れている。
み付けられた検出部分の円筒状金属ハウジングで
ある。このハウジングには本体１に設けられた感
知室２に至る貫通孔１０が設けられ、この孔のめ
くら蓋として管（封止蓋）１１が取付られてい
る。この管１１には移動電極としてのコンデンサ
板１２、並びにこれを挟んで一定間隔置いて固定
電極としてのコンデンサ板１３，１４が対向配置
され、ガラス１５の充填によつて管１１に固定さ
れている。
ここで移動電極１２と固定電極１３，１４との
関係について少し詳しく説明する。第３図ａ，ｂ
は夫々移動電極１２、及び固定電極１３，１４を
受圧ダイアフラム５或は６側より見た正面図であ
る。上記移動電極１２と固定電極１３或は１４と
の関係は例えば第４図の拡大図で稍々誇張して示
す通り、固定電極１３（或は１４）は先端に行く
程移動電極１２との間隔が大きくなるように構成
し、どの部分をとつても移動電極１２と固定電極
１３との最初の間隙と移動電極１２の変位との比
が常に一定となるように構成する。このようにし
ておけば、差圧による変位と出力との関係がリニ
アになる。尚、ガラス１５によつて固定された移
動電極１２、固定電極１３，１４の根本部分には
夫々リード線１２ａ，１３ａ，１４ａが接続さ
れ、本体と絶縁されて外部に導出されている。
関係について少し詳しく説明する。第３図ａ，ｂ
は夫々移動電極１２、及び固定電極１３，１４を
受圧ダイアフラム５或は６側より見た正面図であ
る。上記移動電極１２と固定電極１３或は１４と
の関係は例えば第４図の拡大図で稍々誇張して示
す通り、固定電極１３（或は１４）は先端に行く
程移動電極１２との間隔が大きくなるように構成
し、どの部分をとつても移動電極１２と固定電極
１３との最初の間隙と移動電極１２の変位との比
が常に一定となるように構成する。このようにし
ておけば、差圧による変位と出力との関係がリニ
アになる。尚、ガラス１５によつて固定された移
動電極１２、固定電極１３，１４の根本部分には
夫々リード線１２ａ，１３ａ，１４ａが接続さ
れ、本体と絶縁されて外部に導出されている。
移動電極１２と受圧ダイアフラム５，６とはロ
ツド１６，１７で接続されているが、この接続の
方法について少し詳しく説明する。ロツド１６，
１７は予め受圧ダイアフラム５，６の中心に溶接
されており受圧ダイアフラムが本体１に取り付け
られるとき、本体両側の孔７，８より感知室２内
に挿入される。移動電極１２の先端にはロツド１
６，１７を固定するための金属製ボス１８が絶縁
材を介し取り付けられている。ロツド１６，１７
の先端は本体１に設けられた作業用の孔３を使つ
て、ボス１８内に案内され、孔３内に入れられた
溶接機を用いてロツド１６，１７がボス１８に溶
接される。この後孔３には栓４が圧入され、封止
される。
ツド１６，１７で接続されているが、この接続の
方法について少し詳しく説明する。ロツド１６，
１７は予め受圧ダイアフラム５，６の中心に溶接
されており受圧ダイアフラムが本体１に取り付け
られるとき、本体両側の孔７，８より感知室２内
に挿入される。移動電極１２の先端にはロツド１
６，１７を固定するための金属製ボス１８が絶縁
材を介し取り付けられている。ロツド１６，１７
の先端は本体１に設けられた作業用の孔３を使つ
て、ボス１８内に案内され、孔３内に入れられた
溶接機を用いてロツド１６，１７がボス１８に溶
接される。この後孔３には栓４が圧入され、封止
される。
尚、感知室２、孔１０等の空間には非圧縮性封
液が充填され、本体１の両側には一点鎖線で示す
取付用フランジ１９，２０が取り付けられる。
液が充填され、本体１の両側には一点鎖線で示す
取付用フランジ１９，２０が取り付けられる。
次にこのような構成の本考案の容量式圧力検出
部の動作について説明する。圧力P1，P2が夫々
受圧ダイアフラム５，６に加わり、差圧によつて
移動電極１２が変位すると固定電極１３との間並
びに固定電極１４との間隙が変わり、これら電極
間の容量C1，C2が差動的に変化する。
部の動作について説明する。圧力P1，P2が夫々
受圧ダイアフラム５，６に加わり、差圧によつて
移動電極１２が変位すると固定電極１３との間並
びに固定電極１４との間隙が変わり、これら電極
間の容量C1，C2が差動的に変化する。
一般に圧力検出部後段の変換回路では差圧に対
応する出力としてC1−C2／C1＋C2に比例する電気信号を 得ているが、差圧に対してリニアな出力を得るた
めには移動電極１２と固定電極１３，１４との間
に容量C1，C2が以下のような関係になるように
電極を構成する必要がある。
応する出力としてC1−C2／C1＋C2に比例する電気信号を 得ているが、差圧に対してリニアな出力を得るた
めには移動電極１２と固定電極１３，１４との間
に容量C1，C2が以下のような関係になるように
電極を構成する必要がある。
即ち、第４図で示すように、D0を零点のとき
の固定電極１３の先端における間隔、Ｅを移動電
極１２の上記固定電極先端の位置での変位、d0を
零点のとき電極の任意の位置における間隙、ｅを
移動電極１２の上記任意の位置における変位と
し、零点における電極の間隙と移動電極１２の変
位との比が電極のどの位置においても常に一定に
なるように構成すれば以下の関係が成立し、 ｅ（Ｓ）／d0（Ｓ）＝Ｅ／D0 …(1) 移動電極１２と固定電極１３間の容量C1は、 C1＝∫Sε0・ε／d0−ｅds …(2) によつて求めることができ（但し、Ｓ：電極面
積、ε0：真空誘電率、ε：封液の比誘電率）、(2)
式は更に(1)式を用いて以下のように書き改めるこ
とができる。
の固定電極１３の先端における間隔、Ｅを移動電
極１２の上記固定電極先端の位置での変位、d0を
零点のとき電極の任意の位置における間隙、ｅを
移動電極１２の上記任意の位置における変位と
し、零点における電極の間隙と移動電極１２の変
位との比が電極のどの位置においても常に一定に
なるように構成すれば以下の関係が成立し、 ｅ（Ｓ）／d0（Ｓ）＝Ｅ／D0 …(1) 移動電極１２と固定電極１３間の容量C1は、 C1＝∫Sε0・ε／d0−ｅds …(2) によつて求めることができ（但し、Ｓ：電極面
積、ε0：真空誘電率、ε：封液の比誘電率）、(2)
式は更に(1)式を用いて以下のように書き改めるこ
とができる。
C1＝∫Sε0・ε／d0−do／Do・Ｅds
＝ε0・ε・D0／D0−Ｅ∫S１／d0ds＝Ｋ／D0−Ｅ…
(3) 但し、Ｋは定数。
(3) 但し、Ｋは定数。
同様に、移動電極１２と固定電極１４間の容量
C2は、 C2＝ε0・ε・D0／D0＋Ｅ∫S１／d0ds＝Ｋ／D0＋Ｅ…
(4) により求めることができる。上記(3)，(4)式を上記
C1−C2／C1＋C2の式に代入すれば C1−C2／C1＋C2＝Ｋ／Do−Ｅ−Ｋ／Do＋Ｅ／Ｋ／Do−
Ｅ＋Ｋ／Do＋Ｅ＝Ｅ／D0…(5) となり、D0は定数、Ｅは差圧に比例した値なの
で、出力は差圧に比例する。
C2は、 C2＝ε0・ε・D0／D0＋Ｅ∫S１／d0ds＝Ｋ／D0＋Ｅ…
(4) により求めることができる。上記(3)，(4)式を上記
C1−C2／C1＋C2の式に代入すれば C1−C2／C1＋C2＝Ｋ／Do−Ｅ−Ｋ／Do＋Ｅ／Ｋ／Do−
Ｅ＋Ｋ／Do＋Ｅ＝Ｅ／D0…(5) となり、D0は定数、Ｅは差圧に比例した値なの
で、出力は差圧に比例する。
ところで、無圧下における容量C1，C2が例え
ば100Kg／cm2程度の静圧を加えた時に、C1＝（C1
−ΔC1），C2＝（C2−ΔC2）に減少した場合、すな
わち電極間ギヤツプが大きくなつた場合、この変
動分を補償すれば測定精度および測定圧の範囲に
変動を起すことはない。
ば100Kg／cm2程度の静圧を加えた時に、C1＝（C1
−ΔC1），C2＝（C2−ΔC2）に減少した場合、すな
わち電極間ギヤツプが大きくなつた場合、この変
動分を補償すれば測定精度および測定圧の範囲に
変動を起すことはない。
そこで、本考案ではこのような場合には第５図
ａに示すように管１１の外周部に感知室２と連通
するリング状の段部を設け、更に管１１の開口部
分の肉厚を根本部分の肉厚より薄くし、静圧によ
り薄肉部分に矢印Ａで示す方向の大きな圧縮力を
加え、電極間ギヤツプ容量の減少分ΔC1，ΔC2に
対応して小さくさせる。
ａに示すように管１１の外周部に感知室２と連通
するリング状の段部を設け、更に管１１の開口部
分の肉厚を根本部分の肉厚より薄くし、静圧によ
り薄肉部分に矢印Ａで示す方向の大きな圧縮力を
加え、電極間ギヤツプ容量の減少分ΔC1，ΔC2に
対応して小さくさせる。
逆に、容量C1，C2がC1＝（C1＋ΔC1），C2＝（C2
＋ΔC2）に増加した場合、すなわち電極間ギヤツ
プが小さくなつた場合、第５図ｂに示すように管
１１の根本部分の肉厚を開口部分の肉厚より薄く
する。これによつて肉厚が薄い根本部分に矢印Ｂ
で示す方向の大きな圧縮力が加わり、電極間ギヤ
ツプが大きくなる。この場合、電極間ギヤツプの
調整の程度は、静圧下における容量C1，C2の変
動分を勘案し、管１１の薄肉部分の位置およびそ
の肉厚を適宜変化させることによつて決められ
る。
＋ΔC2）に増加した場合、すなわち電極間ギヤツ
プが小さくなつた場合、第５図ｂに示すように管
１１の根本部分の肉厚を開口部分の肉厚より薄く
する。これによつて肉厚が薄い根本部分に矢印Ｂ
で示す方向の大きな圧縮力が加わり、電極間ギヤ
ツプが大きくなる。この場合、電極間ギヤツプの
調整の程度は、静圧下における容量C1，C2の変
動分を勘案し、管１１の薄肉部分の位置およびそ
の肉厚を適宜変化させることによつて決められ
る。
以上のように本考案は、移動電極および固定電
極としての片持ばりを固定する封止蓋の１部の肉
厚を変え、静圧が加えられた際に片持ばりの固定
部分に加わる応力を変化させて片持ばり相互間の
間隙を変えるようにしたものである。このため、
高い静圧下においても測定精度および測定圧の範
囲の変動を補償し得る優れた利点がある。
極としての片持ばりを固定する封止蓋の１部の肉
厚を変え、静圧が加えられた際に片持ばりの固定
部分に加わる応力を変化させて片持ばり相互間の
間隙を変えるようにしたものである。このため、
高い静圧下においても測定精度および測定圧の範
囲の変動を補償し得る優れた利点がある。
第１図は本考案における容量式圧力検出部を示
す斜視図、第２図は第１図に示す圧力検出部を検
出部の中心線を通るＡ−Ａ面で切断した断面図、
第３図ａ，ｂは夫々移動電極、及び固定電極を受
圧ダイアフラム側から見た正面図、第４図は移動
電極と固定電極との関係を示す部分拡大図、第５
図ａ〜ｂは測定精度および測定圧の範囲の変動を
補償するための封止蓋の構造を示す図である。 １……本体、５，６……受圧ダイアフラム、１
１……管（封止蓋）、１２……移動電極、１３，
１４……固定電極。
す斜視図、第２図は第１図に示す圧力検出部を検
出部の中心線を通るＡ−Ａ面で切断した断面図、
第３図ａ，ｂは夫々移動電極、及び固定電極を受
圧ダイアフラム側から見た正面図、第４図は移動
電極と固定電極との関係を示す部分拡大図、第５
図ａ〜ｂは測定精度および測定圧の範囲の変動を
補償するための封止蓋の構造を示す図である。 １……本体、５，６……受圧ダイアフラム、１
１……管（封止蓋）、１２……移動電極、１３，
１４……固定電極。
Claims (1)
- 本体と、この本体の内部の設けられ封液が充填
された感知室と、該感知室より前記本体の両側へ
開口する貫通孔と、前記本体の側面に取付けられ
前記貫通孔を覆う受圧ダイアフラムと、前記感知
室と外部とを連通する挿入用の孔と、該挿入用の
孔に挿入され該挿入用の孔を閉ぐ金属よりなる有
底筒状の封止蓋と、該封止蓋に充填されたガラス
と、前記封止蓋に前記ガラスを介して一端が固定
され他端側が前記感知室に配置され移動電極をな
す第１のコンデンサ板と、該第１のコンデンサ板
をはさんで該第１のコンデンサ板に対向して配置
され一端が前記ガラスを介して前記封止蓋に固定
され固定電極をなす第２、第３のコンデンサ板
と、前記第１のコンデンサ板の他端と前記受圧ダ
イアフラムとを結合するロツドとを具備する圧力
変換装置において、前記封止蓋の外周にリング状
に設けられ前記感知室と連通する段部と、該段部
に静圧に応じて設けられた薄肉部とを具備したこ
とを特徴とする圧力変換装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14490280U JPS6316992Y2 (ja) | 1980-10-11 | 1980-10-11 | |
| FR8105330A FR2482296A1 (fr) | 1980-03-17 | 1981-03-17 | Transducteur de pression |
| DE19813110295 DE3110295A1 (de) | 1980-03-17 | 1981-03-17 | Druckwandler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14490280U JPS6316992Y2 (ja) | 1980-10-11 | 1980-10-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5766741U JPS5766741U (ja) | 1982-04-21 |
| JPS6316992Y2 true JPS6316992Y2 (ja) | 1988-05-13 |
Family
ID=29504582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14490280U Expired JPS6316992Y2 (ja) | 1980-03-17 | 1980-10-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6316992Y2 (ja) |
-
1980
- 1980-10-11 JP JP14490280U patent/JPS6316992Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5766741U (ja) | 1982-04-21 |
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