Емкостный датчик давления

союз СОВЕтснихСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 08 01 1, 9/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оздание вакуумаой из-за малогои газовыделяющихет повысить стаб и ности измер в объеме по д крыш сутств объема материал поз ия абсол з ность и точность ного давления. 2 л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ПЮТ СССР(54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение может быть использовано для измерения с повышеннойточноСтью давлений, в частности абсолютного давления в условиях воздействия виброударных нагрузок. Измеряемое давление через мембрану 2с жестким центром 2,передается подвижному электроду 15. При этом емкость С, увеличивается, а емкостьС уменьшается, Так как выходные сигналы автогенераторов подаются ксмесителю 4, то на выходе изменениечастоты будет + 2 4 й. По величинеизмеряемой частоты можно судить овеличине давления, В датчике из-заприменения силоуравновешивающейсистемы в виде равноплечего рычагакоромысла, нагруженного с обеих сторон одинаковым инерционным грузом,при виброударных нагрузках не создается ложных выходных сигналов. Изменение температуры газа внутри герметически закрытого корпуса датчикасоздает одинаковое изменение двухемкостей, Поэтому в датчике при этомне возникает дополнительной погреш50 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для измерения абсолютного давления.Цель изобретения - повышение чувствительности, точности измерения при воздействии виброударной нагрузки, а также расширение области применения.На фиг. 1 изображен датчик давления, разрез," на фиг. 2 - блок-схема поясняющая измерение давления.Верхняя часть корпуса 1 имеет отверстия для закрепления мембран 2 и 3 с жестким центром. Мембрана 3 наглухо закрывается крышкой 4. В средней части корпуса 1 закрепляется цилиндр 5, где с обеих сторон его оснований выточены кольцевые пазы 6 и 7 разных диаметров. Между кольцевыми пазами образуется деформируемая 1стенка цилиндра 8. Центр цилиндра 5 с его наружной стороны закрепляется болтом 9, положение которого фиксируется контргайкой 10. Второй конец болта 9 проходит через отверстие рамки 11 закрепленной с корпусом 1. Болт 9 законтрен гайками 12 и 13. Внутри корпуса 1 расположен рычаг- коромысло 14, имеющее форму наполовину нарезанного двутавра, на концах которого совместно с коромыслом закреплены дискообразные электроды 15. и 16. Выступающие участки этих электродов прикреплены к жестким центрам мембран 2 и 3, Рычаг-коромысло 14 в средней части через упругие перемычки 17, выполняющие роль опорных шарниров (вторая перемычка на фиг. 1 не показана) закрепляется с центральной частью цилиндра 5. В нижней части корпуса 18 выполнена плата 19, на которой закреплены опорные втулки 20 и 21. Внутри этих втулок через изоляционные шайбы 22, 23 и 24,25 прикреплены неподвижные электроды 26 и 27, Положение втулок 20 и 21 фиксируются контргайками в вырезом 28 и 29 для контровки. К торцам неподвижных электродов 26 и 27 прикреп. лены слюдяные слои 30 и 31. Консольная плата 19 закреплена с. одним концом болта 32, второй конец которого свободно проходит через основание рамки 33, закрепленной на корпусе 18. Болт 32 законтрен гайками 34 и 35, позволяющими изменять наклон платы. Для получения необходимого 5 10 5 20 25 30 35 40 45 зазора между электродами 15, 25 и16, 27 применяется фольговая прокладка 36, Шпильки 37 и 38 крепят к корпусу печатную плату 39 электрической части схемы измерения, Корпус18 закрывается крышкой 40. Черезштуцер передается давление Р.Измерение давления производитсяпо схеме на фиг. 2. Емкости С, иС, образованные между электродами15, 26 и 16, 27, входят в схемуавтогенераторов 42 и 43, выходныесигналы которых с частотой Е, и Гподаются сместителю 44Разностнаячастота подается измерителю частоты 45,Датч;к работает следующим образом.Давление через мембрану с жесткимцентром 2 передается подвижной мембране 15, Если эта мембрана приближается к неподвижному электроду 26,увеличивая емкость, то через коромысло второй подвижный электрод 16 удаляется от неподвижного электрода27, уменьшая емкость, При полнойсимметрии изменение обеих емкостейравно +С. Емкости Си С входятв схему автогенераторов 42 и 43 (см.фиг. 2). Если автогенератор 42 уменьшает свою частоту на величину Ъй,то автогенератор 43 увеличивает своючастоту на такую же величину, Таквкак выходные сигналы автогенераторовподаются к смесителю 44, то на выходе ее изменение частоты будет 2 И,По величине измеряемой частоты частотомером 45 можно судить о величине давления.В емкостном датчике давления из-заприменения силоуравновешивающей системы в виде равноплечего рычага-коромысла, нагруженного с обеих сторонодинаковым инерционным грузом приударной и вибро-нагрузке, не создается ложных выходных сигналов,Изменение температуры газа внутригерметически закрытого корпуса создает одинаковое изменение двух емкостей. Поэтому в датчике при этомне возникает дополнительной погрешности измерения. Создание вакуумав датчиках абсолютного давления является необходимым условием созданиявысокоточных датчиков. Создание вакуума в объеме под крышкой из-за ограниченности объема и отсутствия газовьщеляющих материалов позволяет15008 повысить стабильность и точностьизмерения абсолютного давления. Формула изобретения Составитель О.Слюсареведактор А,Долинич Аехред И.Верес Корректор А.Палий Заказ 4856/36 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Я, Раушская наб., д. 4/5 жгород, ул, Гагарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент 1. Емкоствый датчик давления,содержащий корпус, закрепленную в неммембрану, соединенную с первым подвижным плоским электродом, неподвижный плоский электрод и установочныеэлементы корпуса, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения точности измерения при воздействии виброударных нагрузок, а также повышения чувствительности, в него введены вторая мембрана, соединенная с вторым подвижным плоским электродом, шарнир в виде упругой перемычки, на котором закреплен по центру 20рычаг-коромысло, второй неподвижныйплоский электрод и упругий опорныйэлемент, выполненный в виде цилиндра,причем первый подвижный электрод дополнительно связан с одним концом 25плеча рычага-коромысла, а второйподвижный электрод - с другим его 87 6плечом, при этом шаонир закреплен на первом торце цилиндра, второй торец которого закреплен в корпусе, припричем первый, торец цилиндра, а также центры неподвижных электродов соединены с соответствующими установочными элементами корпуса резьбовым соединением с возможностью осевого пе- . ремещения и фиксации.2. Датчик по п. 1, ."о т л и ч ающ и й с я тем, что в нем установочный элемент корпуса, на котором размещены неподвижные электроды, выполнен в виде платы, закрепленной консольно в корпусе, при этом ее сво" бодный конец соединен с корпусом резьбовым соединением с возможностью перемещения и фиксации.3. Датчик по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, в нем одна из мембран закрыта от воздействия измеряемой среды герметичной крышкой, а образованная надмембранная полость вакуумирована до величины давления 10- 10мм ртст,