Емкостной преобразователь давления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 200378 (21) 2587757/18-10с присоединением заявки Йо(51)М. Кл.з 6 01 Ь 9/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДате опубликования описания 230481(72) Авторыизобретения Е,К,Лукьянов, Н,В, Урусов, Г,П.Иванов и Г.П,Трегубов есоюзный научно-исследовательски медицинского приборостроения 71) Заявите 54) ЕИКОСТНОИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДА Изобретение относится к измерительной технике, а именно к емкостнымпреобразователям давления,Известны устройства для измерениядавления, содержащие мембрану, образующую одну из обкладок электричес"кого конденсатора, защемленную междудвух корпусных деталей и электрод,расположенный напротив мембраны, образующий другую обкладку конденсатора 11.Недостатком этого устройства является то., что крепление мембраныпутем ее защемления между двумя кор-пусными деталями не исключает гистерезиса из-за микроперемещений мембран в заделке, а также обладаеттемпературной нестабильностью, вследствие изменения напряжений в деталях,которые могут иметь место в таком 30соединении при изменении температуры,что предопределяет недостаточнуюточность измерений посредством этогоустройства.Наиболее близким по технической 25сущности к предлагаемому являетсяпреобразователь, содержащий корпусв виде диска из ситалла,.являющийсяизолятором с нанесенным на негоэлектродом в виде токопроводящего 30 покрытия и мембрану, кбторая выполнена в виде ситаллового диска снанесенным на него токопроводящимпокрытием. На корпусе нанесена изсиликатно-серебряной пасты опорнаяшайба. Мембрана совместно с неподвижным электродом образуют конденсатор, зазор между электродами которого равен толщине опорного кольца 2.Однако в известном устройствемембрана выполнена из материала поликристаллической структуры, обладающей выраженным внутренним трением,и поэтому при ее изгибе имеет местогистерезис. При этом мембрана испытывает внешнее .трение относительноопорной шайбы, которое также является источником гистерезиса, Возникающий при перемещении мембраны гистерезис не обеспечивает высокой точности измерения этим преобразователем.Кроме того, покрытие из силикатносеребряной .пасты на ситалловом кольце образует двухслойную структуру сразными коэффициентами линейногорасширения в слоях, что приводит ктемпературным деформациям ситаллового кольца,Наличие деформируемых под температурным воздействием деталей пре823913 Формула изобретения ИПИ Заказ 2089/57 аж 907 Подписное образователя не обеспечивает его высокой температурной стабильности.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет уменьшения температурных погрешностей и гистерезиса.Поставленная цель достигается тем, .что в емкостном преобразователе давления, содержащем корпус и мембрану, на которых размещены соответственно неподвижный и подвижный элек- о троды, корпус и мембрана выполнены из монокристаллов и ориентированы так, что их оптические оси совпадают, при этом оба монокристалла соединены не- разъемно.На чертеже схематично изображено 15 предлагаемое устройство.Емкостной преобразователь содержит корпус 1, являющийся изолятором, и мембрану 2 с нанесенными на них в виде токопроводящего покрытия элек тродами 3 и 4, При этом корпус и мембрана выполнены из монокристаллов с ионно- ковалентной или ковалентной связью, например из лейкосапфира, и ориентированы так, что их оптичес кие оси совпадают, При этом оба моно- кристалла соединены неразъемно. Емкость формируется за счет дистанционного расположения корпуса 1 и мембраны 2 с заданным зазором междуЗО электродами.Преобразователь работает следующим образом.Измеряемое давление попадается на мембрану 2, прогиб которой с высокой степенью точности следует закону изменения измеряемого давления.Малая погрешность измерения обеспечивается вследствие выполнения мембраны 2 из монокристалла, обЛадающего низким внутренним сопротивле нием, и неразъемному практически безгистерезисному соединению с корпусом 1.Прогиб мембраны 2 с высокой точностью трансформируется в изменение 45 зазора между электродами, нанесен:ными на монокристаллы, и далее в изменение образованной ими электрической емкости. Статическая точность этого преобразователя с одной сторо р ны достигается вышеуказанными конструктивными решениями, обеспечивающими низкие потери энергии на трение, а с другой - высокой степенью термоскомпенсированности, которая достигается равенством коэффициентов термического расширения моно- кристаллов 1 и 2, образующих емкость. Совпадение коэффициентов теплового расширения обеспечивается одинаковой ориентацией оптичеоких осей соединенных монокристаллов 1 и 2 относительно друг друга.Применение монокристаллов с.ионно-ковалентной или ковалентной связью,например из лейкосапфира, обеспечивает минимальные потери энергии на трение в мембране при динамических нагрузках, а, следовательно, и минимальный гистерезис. Кроме того, жесткое неразъемное соединение моно- кристаллов без промежуточного связующего звена, обладающего гистрезисом, позволяет получить высокую добоотность этой системы.в целом, как колебательного звена, а также обеспечить высокую стабильность его характеристик при температурном воздействии.Монокристаллическая монолитная сварная конструкция преобразователя обеспечивает высокую стабильность в процессе длительной эксплуатации при различных физических воздействиях.Используемые в конструкции моно- кристаллы обладают также высокими изоляционными свойствами и высокой степенью инертности к различного рода химическим и биологическим средам. Эти свойства являются важными качественными характеристиками, которыми должны обладать современные медицинские электроманометры. Емкостной преобразователь давления, содержащий корпус и мембрану, на которых размещены соответственно неподвижный и подвижный электроды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения температурных погрешностей и гистерезиса, в нем корпус и мембрана выполнены из монокристаллов, ориентированных так, что их оптические оси совпадают, пря этом оба монокристалла соединены неразъемно. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 418744, кл, С 01 Ь 9/12, 1972.2, Авторское свидетельство СССР9 410794, кл, 6 01 Ь 9/12, 1972