Емкостный датчик давления Советский патент 1993 года по МПК G01L9/12 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения давления, силы опорных реакций и т.д. при аэродинамических испытаниях авиационной техники. Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности.

Технический результат достигается тем что в емкостном датчике давления,содержащем пакет полиимидных диэлектрических слоев пленки, основной экран, размещенный между первым и вторым слоями пленки, обкладки с выводами и дополнительные экраны, при этом третий слой полиимидной диэлектрической пленки перфорирован, а число пленок не менее четырех, полиимид- ные диэлектричекие слои пленки, обкладки и экраны выполнены круглыми, а по оси симметрии в каждой из них выполнено отверстие, npvi этом каждая обкладка с выводами размещена между двумя последующими слоям, начиная со второго и третьего, а Дополнительные экраны выполнены с радиальными прорезями и: каждый из них охватывает соответствующую обкладку, при этом вывод обкладки расположён в прорези дополнительного экрана, а диаметры обклз- док, пленок и экранов определены из соотГ)о

ношений ch/d 1, 1,26 3, Оз/Ог 1,

где d - диаметр отверстия дополнительного экрана; d i - диаметр отверстия полиимидной диэлектрической пленки; D2 - наружный диаметр обкладки, размещенной между вторым и третьим слоями пленки; Оз - наружный диаметр обкладки между третьим и четвертым слоями пле нок.

На фиг. 1 показана конструкция датчика в сборе; на фиг. 2-5 показаны отдельные узлы конструкции датчика; на фиг, б показан

СО

ю

00

датчик, смонтированный на поверхности изделий.

Первая диэлектрическая пленка 1 содержит сплошной экран 2. Вторая диэлектрическая пленка 3 является изолятором Между экраном 2 и третьей диэлектрической пленкой 4, на нижней поверхности которой - металлизированный вывод 5 для съема Сигнала, экран 6, обкладки 7. На верхней поверхности третьей диэлектрической пленки 4 металлизирован вывод 8, экран 9 и обкладка 10. Четвертая диэлектрическая пленка 11 защищает обкладку 10, вывод 8 и экран 9 от механических повреждений.

Условно, датчик в сборке (позиция 12), выводы из проволоки 13, заклепки 14 и пластинки 15. При необходимости датчики могут быть одновременно смонтированы и между пластинками 15i

Расстояние между внутренней и наружной кромками на поверхности пленок 1,4 выбирают ,5...0,8 мм и ,..1,5. Их отношение hi/h2 1,25... 3.

Диаметр D сплошного экрана 2 выбирают таким, чтобы обкладки 7, 10 были защи- щены от проникновения внешних электромагнитных помех, т.е. ОУОз. Для исключения краевых эффектов между обклад- ками 7,10 наружный диаметр обкладки 10 выбирают больше наружного диаметра обкладки 7, т.е. , таким чтобы в краях обкладки были подавлены линии индукции электрического поля. Размеры ЧЭ датчика, находящегося между диаметрами di и D2, выбирают исходя из размеров исследуемого изделия di d2 и 02 04 (см, фиг, 2), Отношение наружного диаметра D 2 обкладки 7 к внутреннему диаметру di диэлектрической пленки 4 находится в пределах D4/d2 1,26...3, при условии, что площадь обкладки 7 намного больше или равна 24 мм . Отношение D2/di 1,26 получим из гаечных соединения ,6 мм, мм.

Работа датчика происходит следующим образом. Вследствие внешнего воздействия изменяется толщина ЧЭ под обкладками 7,10, что приводит к соответствующему изменению электрической емкости. При этом выходной сигнал, снимаемый с выхода вывода 5, изменяется пропорционально из- менению давления, относительному прираАСщению емкости и напряжению

поляризации, подаваемому к выводу 8. Формула изобре.тения

1. Емкостный датчик давления, содержащий пакет полиимидных диэлектрических слоев пленки, основной экран, размещенный между первым и вторым слоями пленки, обкладки с выводами и дополнительные экраны, при этом третий слой полиимидной диэлектрической пленки перфорирован, а число слоев пленки не менее четырех, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения и

повышения надежности, в нем полиимид- ные диэлектрические слои пленки, обкладки и экраны выполнены круглыми, а по оси симметрии в каждой из них выполнено отверстие, при этом каждая обкладка с выводами размещена между двумя последующими слоями, начиная с второго и третьего, а дополнительные экраны выполнены с радиальными прорезями и каждый

из них охватывает соответствующую обкладку, при этом вывод обкладки расположен в прорези дополнительного экрана, а диаметры обкладок, пленок и экранов определены из соотношений

di/di 1 , 1,26 D2/di 3;D3/D2 1,

где d - диаметр отверстия дополнительного экрана; f

di - диаметр отверстия полиимидной диэлектрической пленки;

Da - наружный диаметр обкладки, размещенной между вторым и третьим слоями пленки;

Оз - наружный диаметр обкладки между третьим и четвертым слоями пленок.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давления при аэродинамических испытаниях. Изобретение позволяет измерить давление в: таких труднодоступных местах, как заклепочное и болтовое соединение. Емкостный датчик давления разработан на базе четырех металлизированных и неметаллизированных круглых пленок. Чувствительный элемент датчика выполнен из твердой диэлектрической пленки, Размеры датчика выбирают исходя и размеров того ;йли другого вида соединения. В зависимости от величины и условия измеряемого давления выбирают необходимую конструкцию датчика, б ил.