Емкостный матричный датчик давления

СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 270181 01 3. 9/ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ПИСА К ПАТЕН идродинамическиуковского инамическийкого,М 4, 1984, с,1982,п ДАТЧИ измерительльзовано прихности обьексть изобрете 6 (у ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(57) Изобретение относится кной технике и может быть испоизмерении давления на поверта без дренирования. Сущно.4-,4 ния: изобретение позволяет измерять высокие уровни пульсации давления при наличии высоких уровней статического давления. Конструкция датчика содержит четыре слоя (1. 3, 4, 8) диэлектрической пленки (металлизированных и неметаллизированных). Ячейки (14) перфорации выполнены в металлической фольге четвертой пленки глухими и объединены с мембранами (12) чувствительных элементов давления, На одной подложке диэлектрика формируют несколько штук чувствительных элементов, Отношение глубины ячейки перфорации к толщине общей обкладки конденсатора находится в пределах от 0,1 до 10. Отношение толщины слоя фольги к толщине четвертой диэлектрической пленки (8) выбирают от 0,25 до 10. 1 ил, 182701810 ры ЧЭ датчиков находятся в пределах от 4 хб15: да. бх 9 мм. Отсюда и следует, что диаметр ячейки 14 может находиться в пределах от 20 25 ской усталости 30 Чувствительность датчика повышаетсяза счет замены перфорированной диэлектрической пленки из фольги, в сравнении с35 чувствительностью датчика-прототипа,Принцип работы датчика. При изменениидавления Р металлическая пленка 12 (мембрана) изгибается внутрь ячейки перфорации14, объединенной обкладки 13, а емкость С40 изменяется пропорционально давлению навеличину ЛС, При этом выходное напряжение, снимаемое с выводов 7 ЧЭ давления,пропорционально напряжению поляризаЛСции и отношению - - ( По изменению емкости судят о давлении,.Формула изобретенияЕмкостный матричный датчик давления,содержащий четыре диэлектрические пленки, соединенные клеевым соединением впакет, первая из которых является основакием датчика и на ее верхней поверхностинанесен первый экран, а также содержащийобкладки конденсаторов, о т л и ч а ю щ и йИзобретение относится к измерительной технике и может быть использована для"измерения давлений при акустических испытаниях авиационной техники.Цель изобретенияувеличение верхнего диапазона нагружения датчика и повышение надежности,На чертеже изображены отдельные элементы и конструкция датчика давления.Датчик имеет основу 1 со сплошнымэкраном 2 из металлизированной пленки,изоляционную диэлектрическую пленку 3(см, сеч. В-В). Третья диэлектрическая пленка 4 на нижней поверхности содержит обкладки 5, экран б и выводы 7 (см. сеч, А-А),Четвертая пленка 8 из диэлектрическойпленки содержит пленку из металлическойфольги с выводом 9, экраном 10; опорнымотверстием 11, мембраной 12, объединенную обкладку 13, перфорированные ячейки14, канавки 15 и отверстия 16 диаметром б 2.Пленки между собой и на поверхности изделия скрепляют клеем,Диэлектрическую пленку 8 изготавливают из фольги. Марку металла и полиамидокислотного лака выбирают исходя изусловия и характера проводимогоэксперимента,На поверхности фольги наносят лак и поизвестной технологии получают толщинучетвертой диэлектрической пленки 8 (1 = 10.;. 40 мкм). Затем на поверхности фольгиметодам фотолитографии образуют ячейкиперфорации 14 (диаметром 36 мм, высотой с 2 = 5 . 50 мкм с объединенной мембраной 12.толщиной 11 = 550 мкм), экраном10 и выводом 9, Диаметр ячейки перфорации на поверхности металлической фольги36 мм. Ячейки перфорации 14, мембрану12 и обкладки 13 изготавливают из одногоцелого куска металлической фольги матричного или одноштучного исполнения, Датчиктакой конструкции способен измерить высокие уровни пульсации давления при наличии высоких уровней статического давленияв зависимости от материала выбранной металлической фольги. Диэлектрическая пленка 8 из металлической фольгиодновременно является хорошей защитойпервой, второй, третьей диэлектрическихпленок(1, 3, 4) и слоев клея от акустическихусталостных воздействий и остаточных деформаций, На поверхности третьей диэлектрической пленки 4 образованы обкладки 5,экран б и выводы 7 способом вакуумной 5металлизации через маски. Толщину диэлектрических пленок 1, 3, 4 выбирают 1020 мкм. Диаметр отверстия 11 01 на поверхности перфорированной пленки большеширины канавки 1. в 1,31,5 раза, что выбрано из техйологических соображений и одновременно позволяет выравнивать статическое давление при проведении экспе-. риментов в аэродинамических трубах, Реальные размеры канавки 15 от 0,8 до 1 мм, Диаметр отверстия 16 на диэлектрической пленке 8 меньше диаметра отверстия (б 2д 1) на поверхности перфорированной фольги в 1015 раз. что обусловлено тем, что при увеличении диаметра с(2 указанной величины в процессе аэродинамического эксперимента возможно механическое повреждение пленки. Рациональные разме 0,5 до б мм, Выбор отношения высоты 12 ячейки 14 перфорированной металлической фольги к толщине 11 объединенной обкладки 13 конденсатора больше в 0.110 раза,Выбор отношения общей толщиныфольги к толщине диэлектрической фольги 8 т 1 +12в пределах от 0,25 до 10 обеспечивает хорошую защиту датчика от акустичеПомехозащищенность датчика повышается за счет увеличения толщины фольги, которая является хорошей защитой от внешних воздействий обкладок 5 и выводов 7. с. я тем, что, с целью увеличения верхнего предела измеряемого давления и повышения надежности, в нем нэ нижней поверхности третьей пленки сформированы обкладки кондечсаторов с выводами и с зазором от1827018 Составитель А.КазарянТехред М,Моргентал Корректор Л.Пилипенко Редактор З,Ходакова Заказ 2331 , Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Г 1 атент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 них сформирован второй экран, а на нижней поверхности четвертой пленки нанесен слой металлической фольги, в котором сформированы глухие отверстия, общая обкладка конденсаторов с выводом, и с зазором от них сформирован третий экран, при этом глухие отверстия расположены над обкладками конденсаторов и соединены между собой канавками. которые сообщены с атмосферой с помощью отверстия, выполненного в четвертой пленке, причем отношение глубины глухого отверстия к толщине общей обкладки находится в пределах 0,1- 5 10,0, а отношение толщины слоя металлической фольги к толщине четвертой диэлектрической пленки находится в пределах 0,25 - 10,0,