RU1789896C - Датчик давлени - Google Patents

Abstract

Датчик давлени  относитс  к авиационному приборостроению и может быть использовано в самолетных бортовых системах. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Сущность изобретени : датчик давлени  содержит корпус 1 со штуцером 2, крышкой 10 и мембраной 3, кожух 13с электрическими выводами 15-17, четыре изолированных электрода 5, 7, 8, 9, закрепленных на мембране 3, корпусе 1 и крышке 10. Дл  уменьшени  емкостной св зи неподвижные электроды измерительного 8 и эталонного 9 конденсаторов расположены в гнездах, выполненных в крышке 10, подвижные электроды измерительного 5 и эталонного 7 конденсаторов разделены экраном 12, выводы 15-17 экранированы материалом крышки 10. Дл  уменьшени  вли ни  краевых эффектов гнездо крышки, в котором установлен неподвижный электрод 8, перекрыто подвижным электродом 5. Положительный эффект: снижаетс  емкостна  св зь между измерительным и эталонным конденсаторами, улучшаетс  линейность выходной характеристики, обеспечиваетс  высока  собственна  частота мембраны 3 с электродом 5 и широкий температурный диапазон работы. 1 з.п. ф- лы, 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к авиационному приборостроению и может быть использовано в самолетных бортовых системах.

Известен емкостной датчик давлени , содержащий упругую мембрану, эталонную пластину, кольцеобразные электроды на мембране и пластине и крышку, соединенную по периметру с мембраной.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  датчик давлени , содержащий корпус и упругую мембрану со стойкой в центре. На стойке с помощью винта закреплен керамический диск, на нижней поверхности которого размещены два плоских электропровод щих концентричных кольца. Между диском и мембраной в параллельной

им плоскости под внешним электропровод щим кольцом расположено плоское электропровод щее кольцо, соединенное с упругой оболочкой, установленной над мембраной и по периферии соединенной с корпусом . В известном датчике четыре изолированных электрода, закрепленных на мембране, корпусе и крышке, образуют чувствительный к давлению измерительный конденсатор и нечувствительный - эталонный конденсатор. Массы, св занные с эталонным и измерительным конденсаторами, уравновешены таким образом, что при повороте датчика вверх дном они одинаково ре- агируют на изменение положени  и действие силы т жести. Недостатком извеXI 00 Ю 00 О О

стного датчика  вл етс  больша  величина емкостной св зи между электродами измерительного и эталонного конденсаторов, что создает дополнительную погрешность при измерени х. Другим недостатком известного датчика  вл етс  по вление краевых эффектов, ухудшающих линейность выходной характеристики датчика, а следовательно , снижающих точность измерений.

Цель изобретени ;- повышение точности измерений.

Цель достигаетс  благодар  двум особенност м конструкции. Во-первых, дл  исключени  или уменьшени  емкостной св зи между конденсаторами, неподвижные электроды измерительного и эталонного конденсаторов расположены в гнездах крышки, экранированы этой крышкой, а подвижные электроды разделены кольцевым экраном, закрепленным на крышке и электрически соединенным с ней. Выводы с расположенных на мембране электродов измерительного и эталонного конденсаторов проведены через отверсти , выполнен- ные в зеркально расположенных электродах и крышке, и экранированы материалом крышки. Во-вторых, дл  уменьшени  вли ни  краевых эффектов в емкостном преобразователе, в датчике давлени  гнездо крышки, в котором установлен неподвижный электрод, перекрыто подвижным электродом измерительного конденсатора, который выполнен с большим диаметром, чем неподвижный электрод.

Изобретение по сн етс  чертежом.

Датчик давлени  содержит корпус 1, сваренный в нижней своей части электронно-лучевой сваркой со штуцером 2. Мембрана 3, имеюща  жесткий центр 4 в виде грибка, выполнена за одно целое с корпусом 1, На грибке мембраны с помощью плавленного стекла закреплен дисковый электрод 5 измерительного конденсатора. К центральной части электрода 5 лазерной сваркой приварен жесткий токоподвод 6. На периферийной утолщенной части мембраны плавленным стеклом закреплен кольцевой электрод 7 эталонного конденсатора. Неподвижные электроды 8 и 9, соответственно , измерительного и эталонного конденсаторов , выполненные в виде плоских колец, утоплены в крышке 10 и жестко соединены с ней с помощью плавленного стекла . Дл  спа  металлов подобрано

специальное стекло, обеспечивающее надежное механическое крепление электродов и имеющее согласованный с ними коэффициент температурного линейного

расширени . Дл  обеспечени  гарантированной толщины сло  стекла, между смежными плоскост ми электродов, грибка, корпуса и крышки применены прокладки из слюды мерной толщины и площади. Зазор

между электродами конденсаторов обеспечиваетс  кольцевой прокладкой 11, котора  по внешнему контуру свариваетс  лазерной сваркой с корпусом и крышкой. Между электродами 5 и 7 установлен кольцевой экран

12. В кожухе 13 с помощью аргоно-дуговой сварки вмонтирован герметичный электроразъем 14. Электроды конденсаторов соединены со штыр ми электроразьема 14 с помощью жестких электровыводов 15, 16,

17 и гибких микропроводов 18. Внутренний объем кожуха отвакуумирован и загермети- зирован.

Датчик давлени  работает следующим

образом.

Измер емое давление через отверстие в штуцере 2 подводитс  во внутреннюю полость корпуса и воздействует на мембрану 3. Прогиб мембраны вызывает перемещение ее центра и изменение зазора между электродами 5 и 8. При этом емкость измерительного конденсатора измен етс , а емкость эталонного остаетс  посто нной. Выходной сигнал датчика, после обработки

в электронном преобразователе, измен етс  пропорционально измер емому давлению . Благодар  тому, что электроды в описанном датчике экранированы,исключаетс  или снижаетс  емкостна  св зь между

конденсаторами. Поскольку подвижный электрод измерительного конденсатора выполнен с большим радиусом, чем неподвижный , и перекрывает гнездо крышки, в котором установлен неподвижный электрод , уменьшаетс  вли ние краевых эффектов на линейность выходной характеристики датчика. Рассматриваема  конструкци  обеспечивает получение высокой собственной частоты подвижной системы (мембраны с электродом) и широкий температурный диапазон эксплуатации. Эти особенности конструкции позвол ют повысить точность измерений с помощью описанного датчика давлени .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Датчик давлени , содержащий корпус со штуцером, крышкой и мембраной, кожух

   с электрическими выводами, четыре изолированных электрода, закрепленных на мембране , корпусе и крышке, которыми

   образованы чувствительный к давлению измерительный конденсатор и нечувствительный - эталонный конденсатор емкостного преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет уменьшени  емкостной св зи между конденсаторами, неподвижные электроды измерительного и эталонного конденсаторов расположены в гнездах, выполненных в крышке, и экранированы крышкой, подвижные электроды измерительного и эталонного конденсаторов разделены введенным в датчик кольцевым экраном, а выводы с расположенных на

   мембране электродов измерительного и эталонного конденсаторов проведены через отверсти , выполненные в зеркально расположенных электродах и крышке, и экранированы материалом крышки.
2. 2. Датчик по п.1,отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет уменьшени  вли ни  краевых эффектов в емкостном преобразователе, в нем гнездо крышки, в котором установлен неподвижный электрод, перекрыто подвижным электродом измерительного конденсатора , который выполнен с большим диаметром, чем неподвижный электрод.