Емкостной датчик давления электростатического типа Советский патент 1993 года по МПК G01L9/12 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления при повышенной температуре окружающей среды.

Известны емкостные датчики давления электростатического типа. Наиболее близким к изобретению является емкостный датчик с переменным зазором. Такой датчик имеет сложную конструкцию, большие габариты и может работать в узком диапазоне температур.

Цель изобретения - повышение чувствительности, уменьшение габаритных размеров датчика и расширение диапазона рабочих температур.

Цель достигается тем, что в емкостном датчике давления электростатического типа, содержащем две обкладки с изолирующим элементом, одна из которых выполнена с возможностью перемещений относительно другой, которые через выводные концы подключены к измерительной аппаратуре, подвижная обкладка выполнена в виде тарельчатой мембраны, жестко закрепленной по образующей окружности и опирающейся центральной плоской частью через изолирующий элемент на неподвижную обкладку. Для повышения чувствительности, неподвижная обкладка может быть также выполнена тарельчатой, с углом раскрытия обкладок градусов. Для расширения пределов измерения, подвижная обкладка, выполненная в виде тарельчатой мембраны, может иметь, по крайней мере, одну кольцевую гофру, охватывающую плоскую часть тарельчатой мембраны. Изолирующий элемент может быть выполнен в виде пленки, нанесенной на неподвижную обкладку. В качестве материала изолирующего элемента может быть использована алюмооксидная керамика, а также пьезоке- рзмика, например; ЦТС-19, либо кремний- органический каучук с толщиной слоя не менее 20 мкм. Обкладки могут быть выполнены в виде пленок, нанесенных на формо- образующие элементы. Изолирующий элемент может быть нанесен на подвижную обкладку,

На фиг. 1 приведен общий вид емкостного Датчика давления; на фиг. 2 - дана расчетная зависимость емкости датчика от измеряемого давления.

Датчик (фиг.1) содержит тарельчатую мембрану 1 с жестким центром, на нижнюю поверхность которой налы лен слой 2 с высокой электропроводностью (например, пленка из серебра или золота). Этот слой 2

имеет отвод 3 и служит одной из обкладок конденсатора. Мембрана 1 опирается на выступ 4, фиксирующий ее положение относительно основания 5. Плоская центральная часть б тарельчатой мембраны 1 опирается

на тонкий слой 7 изолирующего материала, покрывающего вторую обкладку 8 конденсатора, от которой сделан второй вывод 9 через отверстие 10 в основании 5. Слой 7 может быть выполнен в виде керамической

пленки толщиной от единиц микрон до 0,1 мм, либо кремнийорганического каучука толщиной не менее 20 мкм. Вторая обкладка 8 конденсатора выполняется аналогично первой. По краям мембрана 1 развальцовывается с уплотнителем или заделывается герметизирующим составом, что обеспечивает герметичность внутренней полости 11, которая может быть вакуумирована.

Датчик работает следующим образом.

При повышении давления измеряемой среды, тарельчатая мембрана 1 прогибается в средней части, при этом емкость датчика увеличивается благодаря увеличению эквивалентной площади конденсатора и уменьшению расстояния между обкладками 2 и 8. .Изменение емкости от давления близко к квадратичной зависимости (фиг.2). Датчик может иметь наружный диаметр 4-8 мм, толщину 1,5мм, возможно интегральное исполнение. Возможный диапазон рабочих температур составляет от -100 до +500°С. Наличие дополнительной центральной опоры у подвижной обкладки повышает жесткость и расширяет частотный диапазон

емкостного датчика.

Особенности конструкции описанного датчика обеспечивают его повышенную на- дежность и низкую стоимость.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления при повышенной температуре окружающей среды. Цель изобретения - повышение чувствительности, уменьшение габаритных размеров датчика и расширение диапазона рабочих температур, Сущность изобретения: емкостный датчик давления электростатического типа содержит тарельчатую мембрану 1 с жестким центром, на нижнюю поверхность которой напылен слой 2 серебра или золота, который служит одной из обкладок конденсатора и имеет отвод 3. Мембрана 1 опирается на выступ 4, фиксирующий ее положение относительно основания 5. Центральная часть 6 мембраны t опирается на слой 7 изолирующего материала, нанесенного на вторую обкладку 8 конденсатора, от которой выполнен второй вывод 9 через отверстие 10 в основании 5. Внутренняя полость 11 датчика может быть вакуумированэ. Рассматриваются варианты изготовления отдельных конструктивных элементов датчика. 8 з.п.ф-лы, 2 ил. ел с

Формула изобретения 1. Емкостный датчик давления электростатического типа, содержащий две обкладки с изолирующим элементом, одна из которых выполнена с возможностью перемещения относительно другой, которые че-.

рез выводные концы подключены к измерительной аппаратуре, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, уменьшения габаритных размеров датчика и расширения диапазона рабочих температур, в нем подвижная обкладка выполнена в виде тарельчатой мембраны, жестко закрепленной по образующей окружности и опирающейся центральной плоской частью через изолирующий элемент на неподвижную обкладку.

(датчика

изолирующего элемента использована алю- мооксидная керамика.

9. Датчик давления по пп. 1 и 6, о т л и- чающийся тем, что, изолирующий элемент нанесен на подвижную обкладку.