Емкостный датчик давления, способ его изготовления и устройство формирования его выходного сигнала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в датчиках, применяемых для измерения давления в различных областях. Цель изобретения: уменьшение габаритов, повышение чувствительности емкостного датчика давления и технологичности способа его изготовления , а также повышение помехоустойчивости и чувствительности устройства формирования выходного сигнала датчика. Сущность изобретения: наряду с корпусом 1, мембраной 2 с жестким центром 3 и опорным основанием 4 и преобразователем деформаций в виде двух пар противолежащих электродов 5, 6 и 7, 8 емкостный датчик давления содержит две диэлектрические втулки 9 и 12, металлическую втулку 10 и шток 11, два электрода 5 и 7 из разных пар выполнены в виде цилиндрических колец на внешней стороне втулки 9, закрепленной на опорном основании 4, а два других электрода 6 и 8 выполнены в виде цилиндрических колец на внешней стороне втулки 12, закрепленной на металлической

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕС КИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s G 01 L 9/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ЕДОМ СТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О

О

4 (° ! (21) 4875861/10 (22) 22.10.90 (46) 23.01.93. Бюл, ¹ 3 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) Е,А.Мокров и Е,M.ÁåëoçóáoB (56) Патент США К 4562742, кл. G 01 1 9/12, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1622788, кл. G 01 L 9/12, 1991. (54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ЕГО ВЫХОДНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в датчиках, применяемых для измерения давления в различных областях. Цель изобретения: уменьшение габаритов, повышение Ы«Н 1789897 А1 чувствительности емкостного датчика давления и технологичности способа его изготовления, а также повышение помехоустойчивости и чувствительности устройства формирования выходного сигнала датчика, Сущность изобретения: наряду с корпусом 1, мембраной 2 с жестким центром 3 и опорным основанием 4 и преобразователем деформаций в виде двух пар противолежащих электродов 5, 6 и 7, 8 емкостный датчик давления содержит две диэлектрические втулки 9 и 12, металлическую втулку 10 и шток 11, два электрода 5 и 7 из разных пар выполнены в виде цилиндрических колец на внешней стороне втулки 9, закрепленной на опорном основании 4, а два других электрода 6 и 8 выполнены в виде цилиндрических колец на внешней стороне втулки 12, закрепленной на металлической

1789897 втулке 10, соединенной штоком 11 с жестким центром 3 мембраны 2. Даны соотношения размеров элементов конструкции, В способе изготовления емкостного датчика давления, заключающемся в изготовлении мембраны 2 с жестким центром 3, формировании двух пар 5, 6 и 7, 8 электродов и закреплении их с зазором друг относительно друга, формируют электроды на двух гибких диэлектрических основах, закрепляют вторую основу на металлической втулке 10, соединяют штоком 11 втулку 10

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в датчиках, применяемых для измерения давления в различных областях народного хозяйства, Известен емкостный датчик давления, содер>кащий прогибающуюся мембрану и плоскую эталонную пластину. На мембране установлены два кольцеобразных электрода, первый является чувствительным элементом, второй эталонным, Эталонная пластина, обращенная в сторону прогибаемой поверхности мембраны, также содер>кит чувствительный элемент, выполненный в форме кольцеобразного электрода, который вместе с электродом мембраны образует емкостный датчик. Механическая распорка, установленная в центральной части пространства между мембраной и эталонной пластиной, поддерживает постоянное расстояние между ними, не препятствуя прогибу мембраны. Эталонная пластина закрывается крышкой, которая по периметру соединяется с мембраной. На крышке укреплен эталонный кольцеобразный электрод, положение которого соответствует эталонному кольцеобразному электроду на мембране. Эти два кольцеобразных электрода образуют эталонный емкостный датчик. Недостатком известного устройства является довольно значительные габаритные размеры, связанные с необходимостью значительных линейных размеров для обеспечения приемлемых значений емкостей, Другим недостатком известного устройства является сравнительно невысокий уровень технологичности, объясняемый необходимостью применения сложных технологических процессов формирования планарных электродов.

Известен способ изготовления емкостного датчика давления, заключающийся в формировании упругого элемента и пластины, нанесении на них электродов, присоединении пластины к упругому элементу

45 с жестким центром 3 мембраны 2, наматывают первую основу на вторую основу и закрепляют первую основу на опорном основании 4. В устройстве формирования выходного сигнала датчика, содержащем задающий генератор 15, усилитель 17, к входу и в цепь обратной связи которого подключены электроды, последовательно с усилителем 17 введен дополнительный усилитель 16, в цепь обратной связи которого включена вторая пара электродов. 3 с,п. флы,бил, через распорку, установленную в центре упругого элемента. Недостатком известного способ являются сравнительно большие габаритные размеры, особенно в направлении, перпендикулярном продольной оси датчика, связанные с необходимостью плоского расположения электродов, Технологичность известного способа также сравнительно невысокая вследствие необходимости применения сложных технологических процессов формирования планарных электродов.

Известно устройство формирования выходного сигнала емкостного датчика давления, содержащее задающий генератор, усилитель, к входу и в цепь обратной связи которого подключены электроды измерительного и эталонного конденсаторов. Недостатком известного устройства является небольшая чувствительность, связанная с тем, что устройство формирует сигнал, зависящий от отношения неизменного значения эталонного конденсатора и зависящего от измеряемого давления значения измерительного конденсатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является емкостный датчик давления, содержащий корпус, мембрану с жестким центром и цилиндрическим периферийным основанием, диск, закрепленный с зазором на мембране при помощи прокладки, и емкостный преобразователь деформаций в виде двух пао противолежащих электродов, первая из которых расположена по центру мембраны и диска, а вторая — на консольной части мембраны и на периферии диска, Недостатком известной конструкции являются сравнительно большие габаритные размеры, связанные со сравнительно большими линейными размерами, необходимыми для обеспечения приемлемых значений емкостей, определяемых плоскостным расположением электродов. Недостатком известной конструкции является также

1789897

55 сравнительно невысокая технологичность, связанная с необходимостью применения сложных технологических процессов, например полирования поверхности мембраны и пластины до минимально-возможной шероховатости, напыления диэлектрического слоя, напыления электродов, выставления межэлектродного зазора и т.п. Для выполнения этих операций необходимо сложное и дорогое технологическое оборудование, которое требует специальных технологических помещений с контролируемой и регистрируемой окружающей средой (микроклиматом). Все это не позволяет производить емкостные датчики с приемлемой для многих отраслей народного хозяйства стоимостью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу изготовления является способ изготовления емкостного датчика давления, заключающийся в формировании электродов на мембране и диске, закреплении диска на мембране при помощи прокладки, Недостатком известного способа является невозможность изготовления емкостных датчиков давления с необходимыми габаритными размерами и требуемой технологичностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству формирования выходного сигнала емкостного датчика давления является устройство, содержащее опорный генератор, усилитель, к входу и в цепь обратной связи которого подключены электроды двух пар электродов.

Недостатком известного устройства является сравнительно небольшая чувствительность, связанная с тем, что усилитель формирует сигнал, зависящий только от отношения емкостей двух пар электродов.

Цель изобретения — уменьшение габаритных размеров, повышение технологичности и чувствительности.

Для этого емкостный датчик давления, содержащий корпус, мембрану с жестким центром и опорным основанием и преобразователь деформаций в виде двух пар противолежащих электродов, он снабжен двумя диэлектрическими втулками, металлической втулкой и штоком, два электрода из разных пар выполнены в виде цилиндрических колец, расположенных на внешней стороне первой диэлектрической втулки, жестко закрепленной на опорном основании, концентрично металлической втулке, жестко соединенной при помощи штока с жестким центром мембраны, а два других электрода выполнены в виде цилиндрических колец, размещенных на внешней сто5

35 роне второй диэлектрической втулки, закрепленной на внешней цилиндрической поверхности металлической втулки, причем размеры элементов конструкции связаны соотношениями;

Н =М+З, (1)

Н2= М, (2)

Нз =М, (3)

Н4= М+ Я, (4)

LB=2 (M+ S), (5) где Н, Н вЂ” ширина электродов, расположенных на первой диэлектрической втулке;

Нз, Н4 — ширина электродов, расположенных на второй диэлектрической втулке;

M — максимальная величина перемещения штока под действием измеряемого давления;

S — расстояние между электродами, расположенными на одной цилиндрической втулке;

LB — длина металлической втулки, Кроме того, согласно изобретению в способе изготовления емкостного датчика давления, заключающемся в изготовлении мембраны с жестким центром, формировании двух пар электродов и закреплении их с зазором относительно друг друга,формируют электроды на двух гибких диэлектрических основах, закрепляют вторую диэлектрическую основу на металлической втулке, соединенной штоком с жестким центром мембраны, наматывают первую диэлектрическую основу на вторую диэлектрическую основу и закрепляют первую диэлектрическую основу на опорном основании, Кроме того, согласно изобретению в устройстве формирования выходного сигнала емкостного датчика давления, содержащем задающий генератор, усилитель, в цепь обратной связи которого подключены электроды пары электродов, последовательно с усилителем введен дополнительный усилитель, в цепь обратной связи которого включена вторая пара электродов, причем ко входу дополнительного усилителя подключен электрод второй пары, расположенный на первой диэлектрической втулке, и к выходу дополнительного усилителя — электрод второй пары, расположенный на второй диэлектрической втулке, а ко входу усилителя подключен электрод первой пары электродов, расположенный на первой диэлектрической втулке, и к выходу усилителя— электрод первой пары электродов, расположенный на второй диэлектрической втулке, а выход опорного генератора через опорную емкость связан со входом дополнительного усилителя, 1789897

In—

R2

Ст-Сев

Предлагаемое пространственное расположение электродов позволяет повысить чувствительность, так как, по сравнению с прототипом, дополнительно используется изменение емкости конденсатора С5 — 6, в результате чего выходной сигнал при одном и том же приращении измеряемого давления изменяется на большую величину. Для . обоснования заявляемых решений обратимся к фиг.6. В начальном состоянии, когда величина измеряемого давления равна нулю, значения емкостей конденсаторов в соответствии с (В.Е,Кузьмичев "Законы и формулы физики", Киев. Наукова думка.

1989 г, с. 259) равны (см. фиг.ба)

С5 Сб= 2Xeeо Н3 (6)

R1

In—

R2 где .я, — относительная и абсолютная диэлектрические проницаемости;

R1, R2 — радиусы электродов.

С С=2" "О 0

С5 С8= R1 а

In—

R2

С7 Cs= (7 8)

R1

In—

R2

Подставляя значения емкостей в выражение для выходного сигнала, получим, что выходной сигнал в этом случае равен нулю.

При воздействии максимального измеряемого давления (см. фиг.66) (9)

In—

R2

С5 — Cs = ) (10) 2 лЯЯ, (Н4 — Н1)

R1

In—

R2

Непосредственно из фиг,бб следует, что

Hs = М. Это связано с тем, что если Нз будет больше М, то неполностью будут использованы возможности изменения емкости конденсатора C5 — Cs, вследствие неполной ее модуляции измеряемым давлением. Если же Нз будет меньше М, то при определенном значении измеряемого давления происходит потеря монотонности изменения выходного сигнала от измеряемого давления, связанное с тем, что электрод 6 (вследствие его недостаточной ширины) при определенной величине измеряемого давления как бы заканчивается и напротив

55 электрода 5 будет только свободный промежуток между электродами 6 и 8, что и приведет к отсутствию модуляции изменения емкости С5 — Cs от измеряемого давления. Из анализа фиг.б можно записать H1 = Нз+ S.

В случае, если Н1 будет больше суммы Нз+

+S, то неоправданно уменьшится модуляция емкости С5 — Cs измеряемым давлением, так как изменение будет начинаться не с нулевого, а с какого-то большего значения, что приведет или к увеличению размеров, или уменьшению чувствительности, Если же величина Н1 будет меньше суммы Нз+ S, то появится немонотонность модуляции емкости С5-8 вследствие того, что до определенного значения измеряемого давления значение емкости С5 — Сз не будет зависеть от измеряемого давления. Учитывая, что Нз =

=М, можно записать Н1 = М + S, Для обеспечения максимального изменения выходного сигнала, т.е. для обеспечения максимальной чувствительности, необходимо,в частности, чтобы было максимальное изменение знаменателя в выражении выходного сигнала, т.е. С5 — С6 Ст — Св. Известно, что произведение двух величин максимально в случае их равенства. Приравнивая значения емкостей

С5 — Cs и С7 — Сз (выражения 6 и 8) и приведя необходимые преобразования, получим:

H2= Нз= М. (12)

Из анализа фиг.6 видно, что в силу соображений, высказанных по поводу величины Н1 и непосредственно из фиг.6а следует, что

Н4 = Н2+ S или, учитывая, что H2 = М, Н4 =

=М + S, Величина расстояния S между электродами, расположенными на одной цилиндрической втулке, выбрана одинаковой для обеих втулок в связи с тем, что она определяется технологическими возможностями и не зависит от местоположения электродов на той или иной втулке. Для обеспечения минимальности габаритных размеров необходимо, чтобы длина металлической втулки была равна (см. фиг.1). LB =

=H1+ S + Н2, подставляя Н1 = М + S, Н2 = М, получим Lg = 2(М + S). Если Lg будет больше

2(М + S), то неоправданно увеличатся габаритные размеры, а если меньше, то невозможно будет размещение электродов на втулке, На фиг.1 изображен предлагаемый емкостный датчик давления; на фиг.2, 3 — развертки электродов на гибкой диэлектрической основе (соотношения между размерами межэлектродного зазора, толщин электродов и размерами других элементов конструкции для наглядности изменены); на фиг.4, 5 изображены структур1789897

45

55 ная электрическая и эквивалентная схемы и редлагае мого устройства форм и рова ния выходного сигнала емкостного датчика давления; на фиг.6 — расчетная модель определения соотношения размеров электродов.

Емкостный датчик давления содержит корпус 1, мембрану 2 с жестким центром 3 и опорным основанием 4, преобразователь деформаций в виде двух пар противолежащих электродов 5, 6 и 7, 8. Два электрода 5 и 7 из разных пар выполнены в виде цилиндрических колец, расположенных на внешней стороне первой цилиндрической втулки

9, жестко закрепленной на опорном основании, концентрично металлической втулке

10, жестко соединенной при помощи штока

11 с жестким центром мембраны. Два других электрода 6 и 8 выполнены в виде цилиндрических колец, размещенных на внешней стороне второй цилиндрической втулки 12, закрепленной на внешней цилиндрической поверхности металлической втулки 10. Размеры элементов конструкции выполнены в соответствии с заявляемыми соотношениями. При максимальной величине перемещения штока под действием измеряемого давления, равной М = 500 мкм,и расстоянии между электродами, расположенными на одной цилиндрической втулке„Я = 100 мкм, Н1 = 600 мкм, Н2 = 500 мкм, H3 = 500 мкм, Н4 = 600 мкм, LB = 1,2 мм. Корпус выполнен из сплава 29НК-ВИ, мембрана выполнена из сплава 36НХТЮ. Опорное основание, шток и металлическая втулка выполнены из сплава 29НК-ВИ. Для создания электродов и диэлектрических втулок используется фольгированная полиамидная пленка толщиной 20 мкм с толщиной фольги 10 мкм, Заявляемый способ реализуется следующим образом. Изготавливают мембрану с жестким центром и опорным основанием.

Изготовление проводят известными методами механической обработки, На фольгированной полиамидной пленке формируют методом фотолитографии электроды, как показано на фиг.2, 3. На цилиндрическую поверхность металлической втулки наносят слой клея ВС-350 и наматывают на нее вторую диэлектрическую основу с электродами

6 и 8, Полимеризуют соединение при температуре+160 С в течение 2 часов. Покрывают поверхность электродов фторопластовым лаком ФП-525, Покрытие лаком позволяет уменьшить трение диэлектрических втулок при их взаимном перемещении и устраняет возможное прилипание при закреплении первой диэлектрической втулки. После просыхания лака наматывают первую диэлектрическую основу с электродами на вторую диэлектрическую основу с электродами.

При этом целесообразно проводить намотку нескольких витков диэлектрической основы, а первый и последующие витки и место соприкосновения с опорным основанием покрывать клеем ВС-350. Проводят полимеризацию клея при температуре+160 С в течение 2 часов. Присоединяют выводные дорожки 13 при помощи сварки или пайки к гермоконтактам 14. Электрическая схема устройства формирования выходного сигнала емкостного датчика давления изображена на фиг.4, а его эквивалентная схема на фиг.5. Оно содержит опорный генератор 15, дополнительный операционный усилитель

16 типа 1407УД12 и операционный усилитель 17 типа 1407УД12. Выход генератора соединен с усилителем 16 через высокостабильный серийна изготавливаемый конденсатор Со. В цепь обратной связи дополнительного усилителя 16 включена вторая пара электродов, причем к входу дополнительного усилителя подключен электрод 7 второй пары электродов, расположенный на первой диэлектрической втулке, а к выходу дополнительного усилителя-электрод 8 второй пары электродов, расположенный на второй диэлектрической втулке. К входу усилителя 17 подключен электрод 5 первой пары электродов, расположенных на первой диэлектрической втулке, а к выходу усилителя — электрод 6 первой пары электродов, расположенной на второй диэлектрической втулке.

Емкостный датчик давления работает следующим образом.

В начальном состоянии, при измеряемом давлении, равном давлению внутренней полости датчика, емкость конденсаторов, образованных электродами

5 и 6 и электродами 7 и 8, максимальна, а емкость конденсатора, образован ного электродами 5 и 8. минимальна. Под воздействием измеряемого давления на мембрану датчика жесткий центр мембраны датчика прогибается, Прогиб жесткого центра мембраны при помощи штока передается металлической втулке. В результате этого металлическая втулка, а следовательно, и жестко закрепленная на ней вторая диэлектрическая втулка с электродами 6 и 8 сместится относительно первой диэлектрической втулки с электродами 5 и

7, Вследствие относительного смещения электродов емкость конденсаторов, образованных электродами 5 и 6 и электродами 7 и 8,уменьшается, а емкость конденсатора, образованного электродами 5 и 8,увеличивается, При воздействии максимального измеряемого давления, электроды расположатся таким образом, что емкость

1789897

30 емкость конденсаторов С5 — С5, С7 — Са максимальна, а емкость С5 — Св минимальная и фактически равна паразитной емкости между электродами 5 и 8, выходной сигнал с усилителя 17 будет минимальным и фактически равен нулю (в соответствии с выражениями, приведенными выше). По мере возрастания величины измеряемого давления и связанного с ним увеличения емкости конденсатора С5 — C8 и уменьшения емкостей конденсаторов C5 — С5 и С7 — Са выходной сигнал будет монотонно возрастать (e соответствии с выражениями для выходного сигнала, приведенными выше). При воздей- 45 ствии максимального измеряемого давления, когда значение емкости конденсатора

С5-Св достигает максимальной величины, а значения емкостей конденсаторов С5 — C5 и

С7 — СЗ будут минимальны (причЕм ЕмкОСть конденсатора С5 — C5 будет практически равна нулю) выходной сигнал устройства формировайия достигает максимальной величины (теоретически он равен бесконечности, а практически ограничивается макси- 55 мально допустимым выходным сигналом последнего каскада операционного усилителя), Таким образом, при изменении измеряемого давления от нуля до максимально допустимого значения выходной сигнал усконденсаторов, образованного электродами

5 и 6 и образованного электродами 7 и 8 будет минимальна, а емкость конденсатора, образованного электродами 5 и 8.будет максимальна (см. фиг.6), Таким образом, измеряя емкости конденсаторов, образованных электродами 5 и 6, 7 и 8, 5 и 8 можно однозначно судить о величине измеряемого давления.

Устройство формирования работает следующим образом.

Задающий генератор формирует синусоидальное напряжение частотой 200 кГц, которое через конденсатор постоянной емкости поступает на дополнительный усилитель 16 (cM. фиг.4, 5), на выходе которого

Со появляется сигнал амплитудой О х

С7 СВ где С7 — Св — емкость конденсатора, образованного электродами 7 и 8. Сигнал с усилителя 16 подается через конденсатор, образованный электродами 5 и 8„на усилитель 17, на выходе которого образуется сигнал амплитудой

Со C5 Cs

0вых = 0вх ..., (13)

7 8 5 б где обозначение С5 — Св, С5 — С5 аналогично обозначению С7 — Св.

В начальном состоянии, при измеряемом давлении, равном давлению во внутренней полости датчика, в связи с тем, что

25 тройства формирования монотонно меняется от нуля до максимально допустимого выходного значения. При изменении температуры размеры штока изменятся вследствие его термического расширения.

Но вследствие выполнения цилиндрической металлической втулки из материала, аналогичного материалу штока,и вследствие чашеобразного выполнения формы металлической втулки взаимное смещение электродов от температуры в значительной степени минимизировано. Выполнение электродов в виде цилиндрических колец, расположение их на диэлектрических втулках, закрепление одной из диэлектрических втулок на внешней цилиндрической поверхности металлической втулки позволяет уменьшить габаритные размеры и повысить технологичность, так как цилиндрическая поверхность обеспечивает сочетание максимального значения площади электродов при заданных поперечных линейных размерах с простотой и совершенством обработки. Увеличение площади электродов, расположенных на цилиндрической поверхности, по сравнению с площадью электродов, расположенных на плоскости, объясняется существенным превышением площади цилиндрической поверхности, по сравнению с площадью плоской фигуры одинакового диаметра. Кроме того, заявляемое решение позволяет существенно увеличить значение изменения емкостей электродов, а следовательно, чувствительности вследствие повышения диэлектрической проницаемости межэлектродного зазора, за счет применения материалов с диэлектрической проницаемостью, IlpBBbl шающей диэлектрическую проницаемость вакуума или воздуха, которые в прототипе используются в качестве ме>кэлектродной среды. Уменьшение габаритов и повышение чувствительности в заявляемой конструкции происходит также за счет использования модуляции от измеряемого давления дополнительного конденсатора, характер измерения емкости от измеряемого давления совпадает с изменением емкости у одного из имеющихся конденсаторов, а также за счет выполнения размеров элементов конструкции в соответствии с заявляемыми соотношениями. Уменьшение габаритов и повышение чувствительности в заявляемых решениях достигается также за счет формирования выходного сигнала в виде частного, в числителе которого — значение емкости,увеличивающейся с воздействием давления, а в знаменателе — произведение емкостей, убывающих с увеличением давления. Исключение трудноуправляемых технологических

1789897

5

10 процессов подготовки поверхностей, напыление диэлектрических и электродных слоев, выставление межэлектродных зазоров, устранение необходимости использования сложного и дорогого оборудования, требующего специальных помещений, позволяет повысить технологичность заявляемого решения.

Снижение трудозатрат на изготовление датчиков позволяет их широкое использоваФормула изобретения

1. Емкостный датчик давления, содержащий корпус, мембрану с жестким центром и опорным основанием и преобразователь деформаций в виде двух пар противолежащих электродов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения технологичности и чувствительности, он снабжен двумя диэлектрическими втулками, металлической втулкой и штоком, два электрода из разных пар выполнены в виде цилиндрических колец, расположенных на внешней стороне первой диэлектрической втулки, жестко закрепленной на опорном основании, концентрично металлической втулке, жестко соединенной при помощи штока с жестким центром мембраны, а два других электрода выполнены в виде цилиндрических колец, размещенных на внешней стороне второй диэлектрической втулки, закрепленной на внешней цилиндрической поверхности металлической втулки, причем размеры элементов конструкции связаны соотношениями

Н> =М+$, Н2=М.

Нз=М, Н =М+Я, LB =2(М+ S), где Н>, H2 — ширина электродов, расположенных на первой диэлектрической втулке;

Нз, К вЂ” ширина электродов, расположенных на второй диэлектрической втулке;

М вЂ” максимальная величина перемещения штока под действием измеряемого давления;

S — расстояние между электродами, располо>кенными на одной цилиндрической втулке;

L, — длина металлической втулки. ние в различных отраслях народного хозяйства, особенно там, где нежелательно или невозможно применение сравнительно дорогих датчиков. Преимуществом заявляемого устройства формирования выходного сигнала является также повышение помехоустойчивости, вследствие увеличения отношения сигнал/шум, за счет использования модуляции измеряемым давлением большого количества емкостей.

2, Способ изготовления емкостного датчика давления, заключающийся в изготовлении мембраны с жестким центром, формировании двух пар электродов и закреплении их с зазором относительно друг друга, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности и чувствительности, а также уменьшения габаритов датчика, формируют электроды на двух гибких диэлектрических основах, закрепляют вторую диэлектрическую основу на металлической втулке, которую соединяют штоком с жестким центром мембраны, на вторую диэлектрическую основу наматывают первую диэлектрическую основу, которую закрепляют на опорном основании, 3. Устройство формирования выходного сигнала емкостного датчика давления, содержащее опорный генератор и усилитель, в цепь обратной связи которого подключены электроды пары электродов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения его помехоустойчивости и чувствительности, последовательно с усилителем введен дополнительный усилитель, в цепь обратной связи которого включена вторая пара электродов, причем к входу дополнительного усилителя подключен электрод второй пары, расположенный на первой диэлектрической втулке, к выходу дополнительного усилителя — электрод второй пары, расположенный на второй диэлектрической втулке, к входу усилителя подключен электрод первой пары электродов, расположенный на первой диэлектрической втулке, к выходу усилителя — электрод первой пары электродов, расположенный на второй диэлектрической втулке, а выход опорного генератора через опорную емкость связан с входом дополнительного усилителя.

1789897

1789897

1 с?

Составитель А,Кулакова

Техред М.Моргентал Корректор Q,}Îðêoâåöêàÿ

Редактор Т.Иванова

Заказ 345 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101! .

1 л

8х(б

Ю -1