SU1765734A1 - Capacitive pressure sensor - Google Patents

Capacitive pressure sensor Download PDF

Info

Publication number
SU1765734A1
SU1765734A1 SU904877662A SU4877662A SU1765734A1 SU 1765734 A1 SU1765734 A1 SU 1765734A1 SU 904877662 A SU904877662 A SU 904877662A SU 4877662 A SU4877662 A SU 4877662A SU 1765734 A1 SU1765734 A1 SU 1765734A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
membrane
pressure sensor
capacitive pressure
plate
housing
Prior art date
Application number
SU904877662A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дисан Васильевич Лебедев
Петр Петрович Степанов
Ольга Сергеевна Бачурина
Original Assignee
Научно-исследовательский институт физических измерений
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт физических измерений filed Critical Научно-исследовательский институт физических измерений
Priority to SU904877662A priority Critical patent/SU1765734A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1765734A1 publication Critical patent/SU1765734A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

где Сх- емкость измерительного конденсатора .where Cx is the capacitance of the measuring capacitor.

Дл  датчиков, мембрана которых имеет жесткий центр, эта функци  линейна относительно прогиба, однако эти датчики имеют неудовлетворительную абсолютную чувствительность , малую начальную емкость и, как следствие, невысокую помехозащищенность , так как величина измерительной емкости Сх ограничиваетс  площадью жесткого центра, а при увеличении радиуса жесткого центра уменьшаетс  чувствительность мембраны.For sensors whose membrane has a hard center, this function is linear relative to the deflection, however these sensors have insufficient absolute sensitivity, small initial capacitance and, as a result, low noise immunity, since the size of the measuring capacitance C is limited by the area of the hard center center decreases membrane sensitivity.

Датчики с плоской мембраной имеют удовлетворительные чувствительность и помехозащищенность , но функци  преобразовани  у них нелинейна.Flat membrane sensors have satisfactory sensitivity and noise immunity, but their conversion function is nonlinear.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  емкостный датчик давлени , содержащий закрепленную по периферии мембрану и скрепленную с ней в центре плоскую пластину, образующие измерительный конденсатор. Этот датчик имеет высокую чувствительность и хорошую помехозащищенность .Closest to the present invention is a capacitive pressure sensor that contains a membrane fixed on the periphery and a flat plate attached to it in the center, forming a measuring capacitor. This sensor has high sensitivity and good noise immunity.

Существенным недостатком этого датчика  вл етс  нелинейность характеристики , обусловленна  тем, что подвижный электрод располагаетс  над деформируемым участком мембраны и имеет плоскую поверхность.A significant disadvantage of this sensor is the non-linearity of the characteristic, due to the fact that the movable electrode is located above the deformable section of the membrane and has a flat surface.

30thirty

(i-p2)2(i-p2) 2

(2)(2)

где у - координата по оси симметрии; do - прогиб центра пластины; , г- рассто ние от оси вращени , R - радиус мембраны.where y is the coordinate along the axis of symmetry; do - plate center deflection; , g is the distance from the axis of rotation, R is the radius of the membrane.

Нафиг.1 изображена конструкци  емкостного датчика давлени ; на фиг.2 - схема, по сн юща  расчет емкости измерительного конденсатора; на фиг.З - приведен график зависимости отношени  начальныхFigure 1 shows the design of a capacitive pressure transducer; Fig. 2 is a schematic diagram explaining the calculation of the capacitance of the measuring capacitor; FIG. 3 is a plot of the ratio of initial

емкостей измерительного конденсатора предлагаемого датчика Сн и прототипа Сн от относительного значени  меньшего радиуса, ограничивающего электрод, приthe capacitances of the measuring capacitor of the proposed sensor CH and the prototype CH from the relative value of the smaller radius limiting the electrode, with

..

Датчик содержит плоскую мембрану 1,The sensor contains a flat membrane 1,

изготовленную за одно целое с корпусом 2, с расположенным на ней электродом 3 измерительного конденсатора, пластину 4,соединенную с мембраной по центру,made in one piece with the housing 2, with the electrode 3 of the measuring capacitor located on it, the plate 4 connected to the membrane in the center,

например, точечной сваркой 5 и имеющую спрофилированную по закону (2) поверхность б, на которой расположен второй электрод 7 измерительного конденсатора, кольцевую пластину 8, скрепленную с корпусом , например, точечной сваркой 9 в нескольких точках, с размещенным на ней электродом 10 опорного конденсатора, второй электрод 11 которого расположен на недеформируемой торцовой части корпуса.for example, spot welding 5 and having a profile b profiled (2) surface on which the second electrode 7 of the measuring capacitor is located, an annular plate 8 bonded to the housing, for example, spot welding 9 at several points, with a reference capacitor 10 placed on it , the second electrode 11 of which is located on the non-deformed front part of the body.

Емкостный датчик давлени  работает следующим образом. При действии давлени  мембрана 1 прогибаетс  и перемещает скрепленную с ней пластину 4. При этом емкость кольцевого элемента измерительного конденсатора будет составл тьThe capacitive pressure sensor operates as follows. Under the action of pressure, the membrane 1 bends and moves the plate 4 bonded to it. In this case, the capacitance of the ring element of the measuring capacitor will be

d Cxd Cx

2 jrrdr Ј02 jrrdr Ј0

d0(i +A)1 -(1 V)d0 (i + A) 1 - (1 V)

где Јо - диэлектрическа  проницаемость воздуха;where O is the dielectric constant of air;

А -- - глубина модул ции зазора;A - is the modulation depth of the gap;

dodo

(L, - прогиб центра мембраны. Интегриру  это выражение в пределах от п до Г2, получаем(L, - deflection of the center of the membrane. Integra this expression in the range from n to G2, we get

Сх Cx

-ХН-HN

1 +1 +

где Схwhere is cx

R2Ј° R2Ј °

2do П 2do P

- начальное- initial

значение емкости измерительного конденсатора .capacitance value of the measuring capacitor.

При функци  преобразовани  (1)With the conversion function (1)

(C0/Cx)K(1-A)(C0 / Cx) K (1-A)

линейна относительно А.linear with A.

Использование данного изобретени  позвол ет увеличить точность измерени  за счет уменьшени  погрешности нелинейности . The use of this invention allows to increase the measurement accuracy by reducing the nonlinearity error.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Емкостный датчик давлени , содержащий изготовленную за одно целое с корпусом мембрану и скрепленную с ней в центре пластину, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешности нелинейности , он снабжен опорным конденсатором, один электрод которого расположен на недеформируемой торцовой части корпуса, а другой - на введенной плате, скрепленной с корпусом, при этом пластина выполнена вогнутой и ее поверхность, обращенна  к мембране, выполнена в виде поверхностиA capacitive pressure sensor containing a membrane made in one piece with the housing and a plate bonded to it in the center, characterized in that, in order to reduce the nonlinearity error, it is equipped with a reference capacitor, one electrode of which is located on the nondeformable front part of the housing, and the other on the inserted board, bonded to the housing, while the plate is made concave and its surface facing the membrane is made in the form of a surface вращени  образующа  которой определена в соответствии с соотношениемrotation is formed in accordance with the ratio (1-p2)2,(1-p2) 2, где у - координата по оси симметрии; do - прогиб центра пластины;where y is the coordinate along the axis of symmetry; do - plate center deflection; 30thirty P--Rг - рассто ние от оси вращени ; R - радиус мембраны.P - Rg is the distance from the axis of rotation; R is the radius of the membrane. 1one фиг. 2FIG. 2 i (lii-   i (lii- - t, -, Г -V 1 V - .  - t, -, -V 1 V -. - i0,1- i0,1 -irt- y, Ј f -irt- y, Ј f . J % г н  . J% g n СнSn 0,20.2 0,3 0.3 Фиг.ЗFig.Z
SU904877662A 1990-08-24 1990-08-24 Capacitive pressure sensor SU1765734A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904877662A SU1765734A1 (en) 1990-08-24 1990-08-24 Capacitive pressure sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904877662A SU1765734A1 (en) 1990-08-24 1990-08-24 Capacitive pressure sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1765734A1 true SU1765734A1 (en) 1992-09-30

Family

ID=21542469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904877662A SU1765734A1 (en) 1990-08-24 1990-08-24 Capacitive pressure sensor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1765734A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU593674A3 (en) Pressure pickup
US4295376A (en) Force responsive transducer
US4523474A (en) Capacitive pressure sensor
US4357834A (en) Displacement converter
SE8803590D0 (en) ABSOLUTELY CAPACITANS MANOMETER
SE8700556L (en) PRESSURE TRANSMITTER
SE7503078L (en) CAPACITIVE POWER SENSING BODY.
SU1765734A1 (en) Capacitive pressure sensor
US5445031A (en) Pressure-measuring arrangement with high linearity
JPS62121312A (en) Electrostatic capacity/voltage converting circuit
RU1793286C (en) Capacitive pressure transducer
SU1719942A1 (en) Pressure pickup
SU1744539A1 (en) Capacitive pressure transducer
SU1675703A1 (en) Capacitive pressure transducer
RU1812461C (en) Capacitance-type pressure pickup
RU1818559C (en) Capacitance pressure transducer
SU1732201A1 (en) Capacitive pressure sensor and method of manufacturing the same
SU669237A1 (en) Pressure transducer
SU1755074A1 (en) Apparatus for metering pressure
SU1725070A1 (en) Capacitive microdisplacement sensor
RU2010198C1 (en) Capacitive transducer of pressure difference
SU1527529A1 (en) Pressure transducer
SU1663461A1 (en) Pressure sensor
SU1599644A1 (en) Differential capacitive transducer of displacements
SU1760415A1 (en) Pressure transducer