Емкостный датчик давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1642288 53)5 6 01 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ%4562742, кл. 6019 2, 198 К ДАВЛЕНИЯ ся к измерительк емкостным датботоспособность туре и расширяет измерений. Датера зон СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬЮИЯМ И. ГКНТ СССР(54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИ (57) Изобретение относит ной технике, в частности чикам, и обеспечивает р при повышенной темп температурный диапа чик содержит мембрану 3 с жестким центром и противолежащую ей с зазором пластину 9, на которых расположены тонкопленочные. электроды 5-8, На всех электродах равномерно выполнены сквозные отверстия, покрытые пленкой из диэлектрического материала, которые позволяют избежать перепада давления по обе сторону от тонкопленочных электродов 5-8 и их вэдутия. Работа датчика основана на изменении емкости между электродами 5, 8 при изменении давления. Датчик обеспечивает надежную работу в диапазоне температур от - 50 до 900 С. 2 з,п,ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к емкостным датчикам, предназначенным для использования вразличных областях науки и техники, связанных с измерением давлений в условиях воз-.действия повышенных температур,Целью изобретения является обеспечение работоспособности при повышенныхтемпературах.На фиг, 1 изображен предлагаемый емкостный датчик давления; на фиг. 2 - узелна фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.Емкостный датчик давления содержиткорпус 1, упругий элемент 2, выполненныйв виде мембраны 3 с жестким центром,сформированной за одно целое с опорнымоснованием 4,.На упругом элементе размещены электрически изолированные от корпуса тонкопленочные токопроводящиеэлектроды 5 и 6. Тонкопленочные токопроводящие электроды 7 и 8 размещены напластине 9, жестко закрепленной с.зазоромна упругом элементе, электроды 5 и 8 образуют измерительный конденсатор, а электроды 6 и 7 - эталонный конденсатор,Электроды. 5-8 электрически изолированыдруг от друга и от корпуса 1 при помощи.диэлектрической пленки 10, Электроды конденсаторов при помощи плоских выводныхпроводников 11 соединены с внешними выводами 12 при помощи сварки,Жесткое соединение пластины 9 и упру.гого элемента 2 осуществлено при помощисварки стержней 13 к упругому элементу 2и. пластине 9.В электродах 5-8 выполнены равномерно размещенные по их поверхностям сквозные отверстия 14 (см, фиг, 2), На поверхностиэлектродов 5-8 и отверстиях 14 размещенапленка диэлектрического материала 15, аналогично диэлектрику упругого элемента илипластины. соответственно,Емкостный датчик давления работаетследующим образом;Измеряемое давление воздействует намембрану со стороны жесткого центра. Подвоздействием измеряемого давления электрод 5, расположенный а области жесткогоцентра, перемещается в направлении электрода 8, вследствие чего емкость измерительного конденсатора увеличивается.Емкость эталон ного конденсатора (электроды 6 и 7) не зависит от измерительного иэталонного конденсаторов, сигналы передаются на внешние выводы и на нормирующее устройство, которое формируетвыходной сигнал, зависящий от измеряемого давления. При воздействии высокойтемпературы измеряемой среды из диэлектрической пленки 10 вследствие ее принципиально более рыхлой структуры, по сравнению с металлическими пленками, а также всвязи с принципиальной необходимостьювакууми рования межэлектродного зазора5 датчика, происходит интенсивное газовыделение из.внутреннего обьема диэлектрической пленки 10. В связи с тем, что вэлектродах. выполнены равномерно размещенные по их поверхности сквозные отвер 10 стия, то газовыделение не приводит ксозданию перепада давлений по обе стороны от электродов и, следовательно, не приводит к вздутию тонкопленочныхэлектродов. Наличие в электродах равно 15 мерно размещенных сквозных отверстийприводит также к уменьшению вероятностиотслоений вследствие уменьшения усилийтермодеформаций, так как отверстия являются своеобразными деконцентраторами20 напряжений термодеформаций,Емкостные датчики давления в соответствии с предлагаемым решением работоспособн.ы без вздутия и отслоенияэлектродов от температуры минус 50 до 90025 950 С, Емкостные датчики давления, изготовленные в соответствии с прототипом,работоспособны в температурном диапазоне от минус 50 до 400 С,Таким образом, преимуществом пред 30 лагаемого емкостного датчика давления является обеспечение работоспособности приповышенных температурах и расширениетемпературного диапазона за счет устранения вздутия электродов вследствие устране 35 ния перепада давлений от газовыделения приповышенных температурах эксплуатации и засчет устранения отслоений электродов вследствие существенного увеличения усилий присоединения электродов к диэлектрику40 упругого элемента и пластины по сравнениюс термодеформациями, возникающими между тонкопленочными электродами и соответствющими диэлектриками. Преимуществомпредлагаемой конструкции является устра 45. нение активной проводимости между электродами, вызванной электронной эмиссиейс электродов при повышенных температурах, за счет размещения на поверхностиэлектродов пленки диэлектрического мате 50 риала.Формула изобретения1. Емкостный датчик давления, содержащий вакуумированный корпус, упругийэлемент с жестким центром, выполненный55 за одно целое с опорным основанием, накотором жестко закреплена пластина с зазором относительно поверхности упругогоэлемента, при этом на упругом элементе ипластине размещены электрически изолированные диэлектрической пленкой элект 1642288роды, образующие рабочий и эталонный конденсаторы, и выводные проводники, соединяющие электроды с внешней схемой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения работоспособности при повыщенных температурах, в нем в электродах выполнены сквозные отверстия, равномерно расположенные по их поверхности.2.Датчик пои. 1, отл и ч а ю щи й с я тем, что в нем на поверхности электродов в отверстиях размещена пленка диэлектрического материала, имеющая толщину; превышающую толщину электродов, при этом ее материал аналогичен материалу диэлектрической пленки, расположенной на упругомэлементе и пластине.З.Датчик по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что отверстия в электродах вы 5 полнены круглыми, а их диаметр О удовлетворяет условиюОО,Цб- ш),где б - расстояниемежду электродами.упругого элемента и пластины в нормальных10 условиях;а - прогиб упругого элемента под действием максимального измеряемого давления,при этом расстояние между соседними от 15 верстиями равно диаметру отверстия,