Емкостной датчик давления

 

ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий цилиндрический корпус с внутренней цилиндрической полостью, оболочка которого является подвижным электродом, и размещенную во рнутренней полости оболочки керамическую цилиндрическую втулку с нанесенными на ее внешней поверхности неподвижными рабочим и компенсационным электродами, отличающийс я тем, что,с целью повышения точности измерения путем компенсации температурной погрешности,в нем внутренняя цилиндрическая полость выполнена эксцентрично относительно цилиндрического корпуса датчика давления , а неподвижные электроды выполнены в виде полуколец, ориентированных средней своей частью к стенкам оболочки с минимальной и максимальной толщиной. ч о: 00 ел

сооэ советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН з(51) Г 01 1- 9/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTOPCtlOMV CBNAKlWlhCTHV (21) 3533340/18-!О (22) 03.01.83 (46) 28.02.84. Бюл. И 8 (72) Е.А.Максимов, М.В.Страдомский и И.Э.Чугунова (71) Институт технической теллофизики АН УССР (53) 531. 787(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 237429.

2. Авторское свидетельство СССР

М 243918, 1967 (прототип). (54)(57)- еикостной дАтчик дАВления, содержащий цилиндрический корпус с внутренней цилиндрической полостью, оболочка которого является подвиж„„SU„„. д026735 . А ным электродом, и размещенную во ,внутренней полости оболочки керамическую цилиндрическую втулку с нанесенными на ее внешней поверхности неподвижными рабочим и компенсационным электродами, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что,с целью повышения точности измерения путем компенсации температурной погрешности,в нем внутренняя цилиндрическая полость выполнена эксцентрично относительно цилиндрического корпуса датчика давления, а неподвижные электроды выполнены в виде полуколец, ориентированных средней своей частью к стенкам оболочки с минимальной и максималь- 3 ной толщиной.

1076785

Изобретение относится к приборо- строению, а именно к технике измере ния статического и быстроизменяющегося давления емкостными датчиками давления. 5

Известен емкостной датчик давления, содержащий корпус с разделительной мембраной, воспринимающей давление, размещенные в корпусе рабочую мембрану, изолятор с нанесенным на него электродом, пружину, прижимающую изолятор к рабочей мембране и металлические прокладки, установленные между изолятором и рабочей мембраной и между рабочей и разделитель- 15 ной мембранами (1) .

Недостатком данной конструкции датчика давления является изменение начального зазора между мембранами и изолятором с электродом из-за изме 20 нений с изолятором в температурном диапазоне, что приводит к изменению начальной емкости и, как следствие, к снижению точности измерений.

Наиболее близким к предлагаемому 25 является датчик давления, содержащий цилиндрический корпус с внутренней цилиндрической полостью, оболочка которого является подвижным электродом, и, размещенную во внутренней полости оболочки цилиндрическую втулку с нанесенными на ее внешней поверхности рабочим и компенсационными неподвижными электродами в виде колец fgj °

Недостатком данной конструкции датчика давления является только частичная компенсация изменения начального зазора между подвижным и неподвижными электродами и, следовательно 40 начальной емкости между электродами в температурном диапазоне, так как прогиб боковых поверхностей оболочки корпуса различен возле компенсационных электродов и возле рабочего 45 неподвижного электрода, что и служит источником температурной погрешности.

Цель изобретения - повышение точности измерений эа счет компенсации температурной погрешности. 50

Указанная цель достигается тем, что в емкостном датчике давления, содержащем цилиндрический корпус. с внутренней цилиндрической полостью, оболочка которого является подвижным 55 электродом, и размещенную во внутренней полости .оболочки керамическую цилиндрическую втулку с нанесенными на ее внешней поверхности неподвижными рабочим и компенсационным электродами, внутренняя цилиндрическая полость выполнена эксцентрично от-, носительно цилиндрического корпуса датчика давления, а неподвижные электроды выполнены в виде полуколец, ориентированных средней своей частью к стенкам оболочки с минимальной и максимальной толщиной.

На чертеже изображен датчик, общий вид.

Емкостной датчик давления состоит из цилиндрического корпуса 1 с внутренней цилиндрической полостью, одна . из боковых поверхностей которого чувствительна к давлению и является неподвижным электродом 2 керамической втулки 3 с нанесенными на нее рабочим 4 и компенсационным 5 электродами в виде полуколец, втулка 3 закреплена. в корпусе 1 посредством болта 6.

Керамическая втулка 3 выполнена в виде цилиндра и установлена во внутренней цилиндрической полости корпуса 1, которая расположена эксцентрично относительно цилиндрического корпуса t, а электроды 4 и 5 — в виде полуколец, ориентированы средней своей частью к стенкам о алочки с минимальной и максимальной толщиной.

Датчик давления работает следующим образом.

При действии давления на корпус 1

его боковая поверхность, являющаяся подвижным электродом 2, прогибается и изменяется зазор и емкость между. электродом 2 и неподвижным рабочим, электродом 3. Изменение емкости вызывает разбаланс мостовой схемы, в которую включены емкости,и появле- ние на ее выходе сигнала, соответ- ствующего измеряемому давлению. При изменении температуры, воздействующей на датчик, зазор между корпусом 1 и втулкой 2 по всей длине окружности ее сечения изменяется на одну и ту же величину, что приводит к одинаковому изменению емкости между корпусом 1 и электродами 4 и 5. Благодаря тому, что емкости включены в мостовую схему, температурные изменения рабочей емкости компенсируются соответствующим изменением компенсационной емкости.

Толщина стенок корпуса в местах расположения рабочего и компенсацион1076785

Составитель И.Панфилов

Редактор Н.Руднева Техред Т.Иаточка Корректор И.Эрдейи

Заказ 737/40 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",.r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного электродов выбирается исходя из обеспечения необходимой величины изменения рабочей емкости между подвижными и неподвижным электродами

2 и 4 под действием изменяемого давления и исключения влияния измеряемого давления на величину компенсационной емкости между корпусом и компенсационным электродом 5.

По экспериментальным данным соот ношение толщины стенок корпуса в местах расположения рабочего и компенсационного электродов должно быть не менее 1:5.

Предлагаемый датчик позволяет существенно повысить точность измерения давления,-погрешность измерения составляет 2,53 в диапазоне

1-10 мпа.