Датчик давления

СОЮЗ, СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 8 01 1 9/12 ЗОБ Т И АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВ 3. Бюл. Мьсское оп ал" и Лени титут им, ков, В,Г,Тишев, А.И.Ка ытно-конструкто нградский поли М.И. Калинина мошенко, Е.С.Л рмеев, А,А.Анд рское техни вшиеев и 2742, кл. 0 01 1 2775, кл, 0 01 )(54) ДАТЧ (57) Датчи ному при пол ьзова системах. точности авиационт быть исбортовых овышение изобретеорпус 1 со браной 3,ния: датчи штуцером ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(21) 485922 (22) 14.08.9 (46) 23.01.9 (71) Энгел бюро "Сигн ческий инс (72) В.А,Ра на, В,Г.Ха Э,А. Кудря ш (56) Патент 1986.Патент 1982,ИК ДАВЛЕНИЯк давления относится кборостроению и може но в самолетных Цель изобретения - иизмерений, Сущностьк давления содержит к 2, крышкой 10 и мем Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано в самолетных бортовых системах.Известен емкостной датчик давления, содержащий упругую мембрану, эталонную пластину, кольцеобразные электроды на мембране и пластине и крышку, соединенную по периметру с мембраной.Наиболее близким к изобретению является датчик давления, содержащий корпус и упругую мембрану со стойкой в центре, На стойке с помощью винта закреплен керамический диск, на нижней поверхности которого размещены два плоских электропроводящих концентричных кольца. Между диском и мембраной в параллельной, 1789896 А кожух 13 с электрическими выводами 15 - 17, четыре изолированных электрода 5, 7, 8, 9, закрепленных на мембране 3, корпусе 1 и крышке 10, Для уменьшения емкостной связи неподвижные электроды измерительного 8 и эталонного 9 конденсаторов расположены в гнездах, выполненных в крышке 10, подвижные электроды измерительного 5 и эталонного 7 конденсаторов разделены экраном 12, выводы 15 - 17 экранированы материалом крышки 10. Для уменьшения влияния краевых эффектов гнездо крышки, в котором установлен неподвижный электрод 8, перекрыто подвижным электродом 5. Положительный эффект: снижается емкостная связь между измерительным и эталонным конденсаторами, улучшается линейность выходной характеристики, обеспечивается высокая собственная частота мембраны 3 с электродом 5 и широкий температурный диапазон работы. 1 з.п. флы, 1 ил. им плоскости под внешним электропроводящим кольцом расположено плоское электропроводящее кольцо, соединенное с упругой оболочкой, установленной над мембраной и по периферии соединенной с корпусом, В известном датчике четыре изолированных электрода, закрепленных на мембране, корпусе и крышке, образуют чувствительный к давлению измерительный конденсатор и нечувствительный - эталонный конденсатор. Массы, связанные с эталонным и измерительным конденсаторами, уравновешены таким образом, что при повороте датчика вверх дном они одинаково реагируют на изменение положения и действие силы тяжести, Недостатком изве1789896 5 10 15 20 стного датчика является большая величина ем костной связи" между электродами измерительного и эталонного конденсаторов, что создает дополнительную погрешность при измерениях. Другим недостатком известного датчика является появление краевых эффектов, ухудшающих линейность выходной характеристики датчика, а следовательно, снижающих точность измерений.Цель изобретенйя - повышение точности измерений,Цель достигается благодаря двум особенностям конструкции, Во-первых, для исключения или уменьшения емкостной связи между конденсаторами, неподвижные электроды измерительного и эталонного конденсаторов расположены в гнездах крышки, экранированы этой крышкой, а подвижные электроды разделены кольцевым экраном, закрепленным на крышке и электрически соединенным с ней, Выводы с расположенных на мембране электродов измерительного и эталонного конденсаторов проведены через отверстия, выполненные в зеркально расположенных электродах и крышке, и экранированы материалом крышки. Во-вторых, для уменьшения влияния краевых эффектов в емкостном преобразователе, в датчике давления гнездо крышки, в котором установлен неподвикный электрод, перекрыто подвижным электродом измерительного конденсатора, который выполнен с большим диаметром, чем неподвижный электрод.Изобретение поясняется чертежом.Датчик давления содержит корпус 1, сваренный в нижней своей части электронно-лучевой сваркой со штуцером 2, Мембрана 3, имеющая жесткий центр 4 в виде "грибка", выполнена за одно целое с корпусом 1, На "грибке" мембраны с помощью плавленного стекла закреплен дисковый электрод 5 измерительного конденсатора, К центральной части электрода 5 лазерной сваркой приварен жесткий токоподвод 6, На периферййной утолщенной части мембраны плавленным стеклом закреплен кольцевой электрод 7 эталонного конденсатора. Неподвижные электроды 8 и 9, соответственно, измерительного и эталонного конденсаторов, выполненные в виде плоских колец, утоплены в крышке 10 и жестко соединены с ней с помощью плавленного стекла, Для спая металлов подобрано Формула изобретения 1. Датчик давления, содержащий корпуссо штуцером, крышкой и мембраной, кожух 25 30 35 40 45 50 55 специальное стекло, обеспечивающее надежное механическое крепление электродов и имеющее согласованный с ними коэффициент температурного линейного расширения, Для обеспечения гарантированной толщины слоя стекла, между смежными плоскостями электродов, "грибка", корпуса и крышки применены прокладки из слюды мерной толщины и площади. Зазор между электродами конденсаторов обеспечивается кольцевой прокладкой 11, которая по внешнему контуру сваривается лазерной сваркой с корпусом и крышкой. Между электродами 5 и 7 установлен кольцевой экран 12, В кожухе 13 с помощью аргоно-дуговой сварки вмонтирован герметичный электро- разъем 14. Электроды конденсаторов соединены со штырями электроразъема 14 с помощью жестких электровыводов 15, 16, 17 и гибких микропроводов 18, Внутренний объем кожуха отвакуумирован и загерметизирован. Датчик давления работает следующим образом.Измеряемое давление через отверстие в штуцере 2 подводится во внутреннюю полость корпуса и воздействует на мембрану 3. Прогиб мембран ы вызы вает перемещение ее центра и изменение зазора между электродами 5 и 8. При этом емкость измерительного конденсатора изменяется, а емкость эталонного остается постоянной. Выходной сигнал датчика, после обработки в электронном преобразователе, изменяется пропорционально измеряемому давлению. Благодаря тому, что электроды в описанном датчике экранированы, исключается или снижается емкостная связь между конденсаторами. Поскольку подвикный электрод измерительного конденсатора выполнен с большим радиусом, чем неподвижный, и перекрывает гнездо крышки, в котором установлен неподвижный электрод, уменьшается влияние краевых эффектов на линейность выходной характеристики датчика, Рассматриваемая конструкция обеспечивает получение высокой собственной частоты подвижной системы (мембраны с электродом) и широкий температурный диапазон эксплуатации. Эти особенности конструкции позволяют повысить точность измерений с помощью описанного датчика давления. с электрическими выводами, четыре изолированных электрода, закрепленных на мембране, корпусе и крышке, которыми.Кулакогентал оставител ехред М.М Редактор Т,И орректор О.Юрковецкая нов аказ 345 ПодписноеВНИИПИ Госу ям и открытиям при ГКНТ СССб 4/5 Тираж дарственного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушскаявенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 рои образованы чувствительный к давлению измерительный конденсатор и нечувствительный - эталонный конденсатор емкостного преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения емкостной связи между конденсаторами, неподвижные электроды измерительного и эталонного конденсаторов расположены в гнездах, выполненных в крышке, и экранированы крышкой, подвижные электроды измерительного и эталонного конденсаторов разделены введенным в датчик кольцевым экраном, а выводы с расположенных на мембране электродов измерительного и эталонного конденсаторов проведены через отверстия, выполненные в зеркально расположенных электродах и крышке, и экранированы материалом крышки.2. Датчик по и 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения влияния краевых эффектов в емкостном преобразователе, в нем гнездо крышки, в котором установлен неподвижный электрод, перекрыто подвижным электродом измерительного конденсатора, который выполнен с большим диаметром, чем неподвижный электрод.