Емкостный датчик давления

 

ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий изолированные друг от друга чувствительную к давлению мембрану , жестко закрепленную по периферии , и элзктрод, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения конструкции, электрод выполнен в виде диска, прилегающего к мембране со стороны, противоположной избыточному давлению, и срекпленного с ней в точке ее поверхности .

„„SU„„1045024 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИК

3(5п, 0 01 ? 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 345407 2/18-10 (22) 17.06.82 (46) 30.09.83. Вюл. Р 36 (72) Л.Г. Темник (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. B.È.Ëåíèíà (53) 531.787(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 823913, кл. G 01 L 99//1122, 1981.

2. Осадчий E.Ï. Проектирование датчиков для измерения механических величин М., "Машиностроение", 1979, с. 345-346 (прототип). (54 ) (57 ) EMKOCTHblA ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий изолированные друг от друга чувствительную к давлению мембрану, жестко закрепленную по периферии, и эл ктрод, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения конструкции, электрод выполнен в виде диска, прилегающего к мембране со стороны, противоположной избыточному давлению, и срекплен-- ного с ней в точке ее поверхности.

1045024

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к емкостным датчикам давления жидких и газообразных сред, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в машиностроении при испытании тепловых двигателей.

Известен емкостный датчик давления содержащий корпус и мембрану, на которых размещены соответственно 1I0 неподвижный и подвижный электроды.

Корпус и мембрана выполнены из монокристаллов, ориентированных так, что их оптические оси совпадают при

) этом оба монокристалла соединены 15 неразъемно (1$. ф

Однако укаэанный емкостный датчик имеет сложную конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является емкостный датчик давления, содержащий корпус и электрически изолированные друг от друга упругую мембрану, закрепленную в корпусе, и электрод. При этом электрод выполнен из ситалла и имеет вогнутую сферическую поверхность, на которую нанесен слойхрома, поверх которого — слой моноокиси кремния. Начальное расстояние между неподвижным электродом и мембра- 30 ной мало и выбирается из условий возможности полного прилегания мембраны К электрически изолированной от нее поверхности неподвижного электрода. 35

° Однако известный датчик также имеет сложную конструкцию хотя и обеспечивает достаточно высокую чувствительность.

Цель изобретения — упрощение кон- 4О струкции емкостного датчика и повышение его чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в емкостном датчике давления, содержащем изолированные друг от друга чувствительную к давлению мембрану, жестко закрепленную по периферии, и электрод, последний выполнен в виде диска, прилегающего к мембране со стороны, противоположной избыточному давлению, и скреп- 5Î

;ленного с ней в точке ее поверх.— ности.

Полное прилегание электрически изолированных друг от друга мембраны и электрода в начальном положе- у нии и то, что изменение емкости определяется изменением положения практически всей поверхности мембраны относительно электрода за исключением точки крепления к нему обусловливают эффективное использование рабочей площади мембраны, что обеспечивает высокую чувствительность датчика.

На фиг. 1 изображен емкостный дат-чик давления с недеформированной мембраной, общий вид; на фиг, 2 — то же, с выгнутой мембраной, общий вид.

Емкостный датчик давления содержит корпус 1, на котором жестко закреплена по контуру мембрана 2; выполненная в виде упругой пластины, например, из сплава 55БТЮ и образующая с корпусом 1 герметичную камеру 3 для подачи среды, давление которой необходимо измерить, металлический электрод 4, выполненный в виде диска, электрически изолированный от мембраны 2,.например, нане сенной на его поверхность окисной. пленкой 5 и соединенный с мембраной

2 при помощи штифта б который подпружинен пружиной 7 и расположен, например, в центральных точках мембраны 2 и электрода 4. Штуцер 8 предназначен для подачи в камеру 3 среды, давление которой необходимо измерить, а электрические проводники

9 служат для подключения мембраны и электрода к измерительной схеме. б

Емкостный датчик давления работает следующим образом.

Среду, давление которой необходимо измерить, подают в камеру 3, образованную корпусом 1 и мембраной 2, через штуцер 8. В результате этого мембрана 2 выгибается и электрод 4, соединенный с ней при помощи штифта б, подпружиненного пружиной 7, меняет свое положение относительно нее и корпуса 1. Изменение взаимного положения рабочих поверхностей мембраны 2 и электрода 4, электрически изолированных диэлектрической пленкой 5, приводит к изменению электрической емкости датчика, которое измеряется измерительной схемой (не показана), к которой датчик подключен при помощи электрических проводников 9. Измеряемое изменение электрической емкости характеризует давление среды в камере 3.

Изобретение обеспечивает значительное упрощение конструкции ем С костного датчика давления. При этом эффективно используется рабочая площадь мембраны вследствие использования краевой поверхности элек трода и мембраны, а не центральной как в известных конструкциях.

1045024

Составитель A. Соколовский

Редактор A. Лежнина Техред Ж.Кастелевич Корректор . Макаренко

Заказ 7537/40 Тираж 873 Подписное

BHHHfiH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4