Емкостной датчик давления Советский патент 1983 года по МПК G01L9/12 

Изобретение относится к .приборостроению и предназначается для изме,рения давления воздушных ударных волн.

Известен емкостной датчик давления, содержащий корпус с двумя мембранами, которыми размещен перфорированный фольгированный диск, образующий емкости с соответствующими поверхностями мембран. Межэлектродное пространство его заполнено диэлектрической жидкостью 1.

Недостатками датчика являются нелинейность характеристики и дискретная регулировка емкостных зазоров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является емкостный датчик давления, содержащий корпус с кольцевым пазом, размещенным подмембраной, причем на его противоположных торцах нанесены электроды, чувствительный элемент в виде кольца с электродами на противоположных торцах, размещенный с возможностью свободного перемещения в пазу и закрепленный жестко на штоке, установленноммежду мембраной и диафрагмой, систему регулирования.

величины емкостных зазоров и электрическую схему измерения емкостей 2.

Недостатком известного датчика являет низкая точность измерения давления, вследствие- ограниченности возможности регулировки зазоров при емкостном дифференциальном преобразовании.

Цель изобретения - повышение точ10ности измерения давления за счет регулирования неидентичности зазоров при емкостном дифференциальном .преобразовании.

Указанная цель достигается тем,

15 что в емкостной датчик давления, содержащий корпус с кольцевым пазом, размещенным под мембраной, причем на его противоположных торцах нанесены электроды, чувствительный эле20мент в виде кольца с электродами-на противоположных торцах, размещенный с возможностью свободного перемещения в пазу и закрепленный жестко на штоке, установленном между («ембра25 ной и диафрагмой, систему регулирования величины емкостных зазоров и электрическую схему измерения емкостей, в него введен полый цилиндр с внутренней перегородкой с централь30ным отверстием и внешним кольцевым буртом, установленный между мембраной и диафрагмой на резьбе в последней, причем чувствительный элемент размещен на бурте, а перегородка свя зана со штоком через упорные подшипники, На чертеже представлен датчик,раз рез. Чувствительный элемент выполнен в виде полого цилиндра 1, состоящего из двух частей, разделенных перегородкой 2. в верхней части полый цилиндр 1 имеет кольцевой буртик 3, верхние и нижние поверхности которо.1го покрыты напыленными на подложку электродами 4 и5, Нижней частью полый цилиндр 1 резьбой соединен со штоком 6, положение которого фиксируется контргайкой 7. Снизу по -наружной стороне полый цилиндр 1 на резьбе соединен с диафрагмой 8, положение которой фиксируется контргайкой 9. .Диафрагма на резьбе установлена в корпусе 10, который, в сво очередь, закреплен на резьбе вОсновании 11. Положение корпуса 10 относительно основания 11 фиксируется контргайкой 12. Для получения фиксированного емкостного зазора применяется шайба 13, изготовленная из фоль ги. Одна емкость дифференциального конденсатора датчика образуется между дном корпуса 10 и электродом 4, а другая - между торцом диафрагмы 8и электродом 5. Внутренняя перегород ка полого цилиндра 1 через пару упор ных подшипников 14 соединена со штоком 6 и фиксируется разрезной гайкой 15 и винтом 16. Сверху полый цилиндр 1 закрывается силопередающё- изо ляционной мембраной 17. Для герметизации конструкции использована шайба 18, изготовленная из фольги и прикрепленная между мембраной 17 и .корпусрм 10, На диафрагме 8 на резьбе установлена переходная втулка 19, на которой с помощью вин-тов 20 закреплена печатная плата 21 с подсоединен ными проводами емкостей диффереициального конденсатора. Средней точкой соединенных емкостей является металлическая часть конструкции датчика. Емкостной датчик давления работает следующим образом. Измеряемое давление передается через мембрану 17 тонким стенкам вер ней части полого цилиндра 1 и деформирует их..Это приводит к плоскопара лельному перемещению кольцевого бурта 3 с закрепленными электродами 4 и 5 относительно корпуса 10 и диафра мы 8 и изменению емкостей дифференциального конденсатора, измеряемому электрической схемой. По величине изменения емкостей дифференциального конденсатора судят об измеряемом давлении. Предлагаемая конструкция чувствительного элемента в виде полого цилиндра с электродами 4 и 5 на бурте 3 и внутренней перегородкой 2, соединенной через-упорные подшипники 14 со штоком б/ позволяет производить, за счет растяжения или сжатия нижней части полого цилиндра 1, более точную регулировку идентичности емкостных зазоровв Датчике. Применение упорных подшипников 14 позволяет исключить кручение и смятие нижней части полого цилиндра 1, тем самым рас ширяя возможности регулирования. i Предлагаемая конструкция датчика позволяет производить измерения давления в ударных воздушных волнах с (фронтом нарастания в пределах 18 120 МКС. Формула изобретения Емкостной датчик давления, содержащий корпус с кольцевым пазом, размещенным под мембраной, причем на его противоположныхторцах нанесены электроды, чувствительный элемент в виде кольца с электродами на противоположных торцах, размещенный с возможностью свободного перемещения в пазу и закрепленный жестко на штоке, установленном между мембраной и диафрагмой, систему регулирования величины емкостных зазорови электрическую схему измерения емкостей, о т л ающи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения давления за счет регулирования неидентичности зазоров при емкостном дифференциальном преобразовании, ,в него введен полый цилиндр с внутренней перегородкой с центральным отверстием и внешним кольцевым буртом, установленный между мембраной и диафрагмой .на резьбе в последней, причем чувствительный элемент размещен на бурте, а перегородка связа,на со штоком через упорные подшипники. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 637746, кл. G 01 L 9/12, 12.08.78. 2.Патент США 3691842, кл. 73398 С, 19.09.72 (прототип).

--ffi

г1