SU593674A3 - Датчик давлени - Google Patents

Description

(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к области контрольно-измеритедьной техники, в частности к датчикам давлени  с емкост ми преобразовател ми.

Известные датчики давлени , содержащие упругий чувствительный элемент-мембрану, на которой размещены в центральной части кольцевые электроды одного измерительного конденсатора , а на периферийной части другого, не обеспечивают высокой точности измерени  1.

Известны датчики давлени , содержащие герметичную камеру, образованную двум  изготовленными из диэлектрического материала, например кварца, зеркально-симметричнарасположенными элементами с упругими стенками, на которых рйзмещены преобразователи деформаций в электрический сигнал, например, тензорезисторные 2.

Эти датчики не обеспечивают розможности компенсации погрещностей, св занных с изменением температуры.

С целью повышени  точности путем уменьшени  температурных погрешностей преобразователь деформаций выполнен в виде измерительного и эталонного конденсаторов, причем электроды первого размещены друг против друга на центральных, а второго - на периферийных част х противолежащих упругих стенок, а

внутренн   полость герметичной камеры вакуумирована .

На фиг. 1 изображен описываемый датчик , вид сверху; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - принципиальна  электрическа  схема .

Датчик давлени  состоит из корпуса, Выполненного в виде, двух изготовленных из диэлектрического материала, например кварца, и расположенных зеркально-симметгрично чашеобразных элементов 1 с упругими стенками 2, соединенных, например спа нных, по контуру и образующих герметичную камеру 3, котора  может быть вакуумирована.

На противоположных внутренних поверхност х упругих стенок нанесены, например, напылением в вакууме друг против друга электроды измерительного 4 и эталонного 5 конденсаторов , которые включены в электрическую схему с помощью проводников 6-9.

Claims (2)

1. Емкостное сопротивление С измерительного конденсатора 4 и емкостное сопротивление С эталонного конденсатора 5 делаютс  . ми на самом низком уровне измер емого давлени , что достигаетс  идентичным выполнением поверхностей пластин конденсаторов 4 и 5 и сохранение.м одинакового рассто ни  между пластинами этих конденсаторов. Однако, если емкостное сопротивление С конденсатора измен етс  согласно формуле где А - площадь пластин, S - рассто ние между пластинами, К-коэффициент пропорциональности, то рассто ние между пластинами конденсатора и их площад ми может варьироватьс  в соответствии с формулой и поддерживаетс  емкостное сопротивление, равное С и С,. Изменение рассто ни  между пластинами конденсаторов, вызванное температурным расщирением упругих стенок 2, в св зи с изменени ми температуры вли ет на оба емкостные сопротивлени  Cji и Сз по существу в равной степени, исключа  изменени  в соотношении выходного сигнала, которые могут происходить из-за теплового расщирени . Пластины конденсатора 4 круглые и расположены в центре на противоположных внутренних плоскост х упругих стенок 2, а пластины конденсатора 5 кольцеобразные и расположены по периферии противоположных внутренних поверхностей упругих стенок.-При таком расположении изменение давлени , приложенного к корпусу датчика извне, вызывает перемещение пластин конденсатора одна по отнощению к другой и обеспечивает сигнал, соответствующий приложенному давлению, в то врем  как пластины конденсатора 5 в сущности неподвижны , изменение давлени  на них не вли ет и они обеспечивают эталонный сигнал. Прогиб под давлением круглых пластин конденсатора 4 определ етс  по формуле (- -П- (2) где Р - давление, а - радиус чащеобразного элемента (до внутренней части спа ), г - радиальное рассто ние прогиба Y, 1 - толщина чащеобразного элемента, Е - модуль Юнга, m - величина, обратна  коээффициенту Пуансона. Максимальный прогиб упруги.хстенок в центре (г 0) и коэффициент отклонени  любой точки и в центре составл ет У/Умакс (Q2-r2)2 (3) Дл  того, чтобы избежать ввода активной емкости проводников в электрические из.мерени  на .внешние поверхности корпуса может быть нанесена тонка  пленка металлического покрыти , образующа  электрический экран. Из схемы, представленной на фиг. 3, видно, что эталонный конденсатор 5 присоединен к входу усилител  10, а измерительный конденсатор 4 - в цепь обратной св зи этого усилител . Конденсаторы, питаемые трансформатором И, который имеет первичные обмотки 12, 13, подсоединенные к источнику переменного тока и индуктивно св занные со вторичными обмотками 14, 15, подсоединены к конденсаторам 4 и 5 соответственно. Схема обеспечивает на выходе усилител  10 сигнал V, который пропорционален отнощению емкостного сопротив.тени  Си измерительного конденсатора 4 к емкостному сопротивлению Cj эталонного конденсатора 5. Так как емкостное сопротивление Си измен етс  с изменением давлени , а емкостное сопротивление Сэ посто нно, сигнал V  вл етс  функцией давлени .. При создании эталонного и измерительного конденсаторов как интегральных частей датчика оба конденсатора подвержены в равной степени изменени м температуры и погрещность в выходном сигнале из-за изменени  температуры незначительна или отсутствует совсем. Кроме того, датчики обладают комплектной конструкцией . Формула изобретени  1.Датчик давлени , содержащий герметичную камеру, образованную двум  изготовленными из диэлектрического материала, например кварца, зеркально-симметрично расположенными элементами с упругими стенками, на которых размещены преобразователи деформаций в электрический сигнал, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности путем уменьщени  температурных погрещностей, преобразователь деформаций выполнен в виде измерительного и эталонного конденсаторов, причем электроды первого размещены друг против друга на центральных , а второго - на периферийных част х противолежащих упругих стенок. 2.Датчик давлени  по п. 2, отличающийс  тем, что внутренн   полость герметичной камеры вакуумирована. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: . 1. Авторское свидетельство СССР № 279132, кл. G 01 L 9/12, 1969.
2. 2. Патент Франции № 2076539, кл. G 01 L 9/00, 1971.

   ZT

   ) f

   в 7

   . 2