DE4224524A1

DE4224524A1 - Elektrostatischer kapazitaetstyp-differenzdruckdetektor

Info

Publication number: DE4224524A1
Application number: DE4224524A
Authority: DE
Inventors: Kimihiro Nakamura; Tadanori Yuhara; Toshiyuki Takano; Hironobu Yao
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1993-01-28
Also published as: US5343756A; GB2258050A; GB2258050B; BR9202847A; GB9215445D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Kapazitätstyp-Differenzdruck detektor, bei welchem ein Differenzdruck auf der Basis von Kapazitäten gemessen wird, die zwischen einer Menbran als einer beweglichen Elektrode, welche Elektrode einer Verschie bung in Abhängigkeit von dem Differenzdruck unterworfen ist, und festen Elektroden ausgebildet sind, die auf jeder Seite der Membran angeordnet sind, gemäß dem Oberbegriff von An spruch 1, insbesondere einen Detektor, der die Fluktuation des Meßbereichs und/oder den Meßfehler infolge des statischen Drucks vermindert.

Der Stand der Technik wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 6 ist ein Schnitt eines üblichen Ausführungsbeispiels. In Fig. 6 ist an jeder Seite der Membran 10 je eine feste Elek trode 15 und 20 befestigt. Einen feste Elektrode 15 weist eine erste elektrisch leitfähige Platte 12, die so angeordnet ist, daß sie der Membran 10 gegenüberliegt, eine isolierende Platte 13, die mit der ersten elektrisch leitfähigen Platte 12 ver bunden ist, und eine zweite elektrisch leitfähige Platte 14 auf, die mit dieser isolierenden Platte 13 verbunden ist, wobei die erste elektrisch leitfähige Platte 12 elektrisch mit der zweiten elektrisch leitfähigen Platte 14 über einen Lei terfilm 27 verbunden ist, der auf dem Innenumfang eines Druck einführlochs 25 aufgebracht ist, das durch diese hindurch ver läuft. Andererseits ist die feste Elektrode 15 mit einer Ring abstützung 21 versehen, wobei sie durch eine kreisförmige Nut 23 aufgeteilt ist, die in der isolierenden Platte 13 ange bracht bzw. dieser benachbart ist, um die erste elektrisch leitfähige Platte 12 zu umgeben, und diese Abstützung 21 ist mit der Membran 10 durch ein Glasverbindungsglied 11 mit einer vorgegebenen Dicke verbunden, und die erste elektrisch leit fähige Platte 12 ist von der Abstützung 21 elektrisch iso liert. Die Abstützung 21 kann übrigens ein Isolator oder ein Leiter sein. Ferner ist die feste Elektrode 15 mit dem zuvor erwähnten Druckeinführloch 25 offen, um Druck P1 in einen Luftspalt 29 eintreten zu lassen, der zwischen der Membran 10 ausgebildet ist. Eine weitere feste Elektrode 20 weist eine erste elektrisch leitfähige Platte 17, die so angeordnet ist, daß sie der Membran 10 gegenüberliegt, eine isolierende Platte 18, die mit der ersten elektrisch leitfähigen Platte 17 zusam mengebracht ist, und eine zweite elektrisch leitfähige Platte 19 auf, die mit dieser isolierenden Platte 18 verbunden ist, wobei die erste elektrisch leitfähige Platte 17 elektrisch mit der zweiten elektrisch leitfähigen Platte 19 durch einen Lei terfilm 28 verbunden ist, der auf dem Innenumfang eines Druck einführlochs 26 beschichtet ist, das offen ist, um durch diese hindurchzutreten. Andererseits ist die feste Elektrode 20 mit einer Ringabstützung 22 versehen, die durch eine kreisförmige Nut 24 aufgeteilt ist, die an der isolierenden Platte 18 ange bracht ist bzw. dieser benachbart ist, um die erste elektrisch leitfähige Platte 17 zu umgeben, und diese Abstützung 22 ist mit der Membran 10 durch ein Glasverbindungsglied 16 verbun den, das eine vorgegebene Dicke aufweist, und die erste elek trisch leitfähige Platte 17 ist elektrisch von der Abstützung 22 isoliert. Übrigens kann die Abstützung 22 ein Isolator oder ein Leiter sein. Ferner ist die feste Elektrode 20 mit dem zuvor erwähnten Druckeinführloch 26 für die Einführung von Druck P2 in einen Luftspalt 30 geöffnet, der zwischen der Membran 10 ausgebildet ist. Weitere Bezugszeichen 31, 32 und 33 weisen je auf Kapazitäts-Ausgangsleiter hin.

Ein erster Kondensator ist durch die Membran 10 und die feste Elektrode 15 gebildet, und eine Kapazität C1 dieses Konden sators wird durch die Leitungsstifte A und C abgegriffen. Auch ist im der gleichen Weise eim zweiter Komdensator durch die Membran 10 und die feste Elektrode 20 gebildet, und eime Kapa zität C2 dieses Kondensators wird über die Leitungsstifte B und C abgegriffen. Wenn nun die Drücke P1 und P2 auf die Mem bran 10 wirken, erfährt die Membran 10 eine Verschiebung in Abhängigkeit von dem Differenzdruck zwischen diesen (P1^∼P2), wobei sich jede der Kapazitäten C1 und C2 in Abhängigkeit von der Verschiebung ändert, und der Differenzdruck kann auf der Basis dieser Änderung gemessen werden. Übrigens ist der Diffe renzdruckdetektor, der in Fig. 6 dargestellt ist, in einem Gehäuse aufgenommen, das durch zwei Abdichtmembrane, die in der Figur nicht dargestellt sind, für die Aufnahme jedes der Drücke P1 und P2 abgedichtet ist, und in diesem Gehäuse ist ein nicht-kompressibles Fluid eingeschlossen, wie beispiels weise Silikonöl für die Übermittlung des Drucks. Die beiden Luftspalten 29 und 30 und die Druckeinführlöcher 25 und 26 sind somit mit Silikonöl gefüllt.

Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm der Kapazität, die durch die feste Elektrode 15 auf der linken Seite in der Darstellung gemäß Fig. 6 wiedergegeben wird, die bei dem bekannten Aus führungsbeispiel ausgebildet ist, und Fig. 8 ist ein äquiva lentes Schaltkreisdiagramm betreffend die Kapazität des be kannten Ausführungsbeispiels, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Übrigens ist hinsichtlich jeder Kapazität auf der rechten Seite das Symbol 2 anstelle von 1 auf der linken Seite, wobei sich dieselben Werte für einander entsprechende Werte auf der linken und der rechten Seite ergeben. In Fig. 7 und Fig. 8 sind die Kapazitäten C10, C20, C11, C12, C13 und C14 durch folgende Gleichungen gegeben:

C10 = Co/(1-Δ/d) = Ko εr/(1-Δ/d) (1)

C20 = Co/(1-Δ/d) = Ko εr/(1-Δ/d) (2)

C11 = K1 εr (3)

C12 = K2 εr (4)

C13 = K3 εc (5)

C14 = K4 εc (6)

wobei: Co die gemeinsame Kapazität im Mittenbereich ist, wenn der Differenzdruck = 0 ist,
Δ die Verschiebung der Membran aufgrund des Differenzdrucks ist,
d der Luftspalt des Mittenbereichs ist, wenn der Differenzdruck = 0 ist,
εr die dielektrische Konstante des Silikonöls ist,
εc die dielektrische Konstante der isolierenden Platte ist,
Ko eine Konstante ist, die von der Form des Mittenbereichs bestimmt wird,
K1, K2, K3, K4 Konstanten sind, die durch die Form jeder der Bereiche von C11, C12, C13 und C14 festgelegt werden.

Vorausgesetzt, daß die Gesamtkapazität zwischen jedem der Leitungsstifte A und C = C1 ist und die Gesamtkapazität zwischen jedem der Leitungsstifte B und C = C2 ist, ergibt sich:

C1 = Ko εr/(1-Δ/d)+K1εr+K2εr/(1+K2εr/K3εr)+K4εr (7)

C2 = Ko εr/(1-Δ/d)+K1εr+K2εr/(1+K2εr/K3εr)+K4εr (8)

Wenn diese Kapazitäten C1 und C2 sich in einer differential- dynamischen Weise ändern, kann das folgende Signal f, das dem Differtialdruck proportional ist, mittels eines wohlbekannten arithmetischen Funktionsschaltkreises erhalten werden:

f = (C1-C2)/(C1+C2-β) = Δ/d = k(P1^∼P2) (9)

wobei

β = 2[K1εr+K2εr/(1+K2εr/K3εc)+K4εc] und
k eine Proportionalkonstante ist.

Wenn jedoch dieser Detektor unter hohem statischen Druck be trieben wird und ein Signal abgegriffen werden soll, das proportional dem Differentialdruck ist, ändert sich die Dielektrizitätskonstante εr des nicht-kompressiblen Fluids, beispielsweise des Silikonöls, in Abhängigkeit von dem sta tischen Druck, so daß ein derartiges Problem bewirkt, daß der Meßbereich eng wird. Dieses Problem wird weiter unten im ein zelnen erläutert. Entsprechend den von den Erfindern durch geführten Versuchen ergibt sich eine Änderung der Dielektrizi tätskonstante von 1,3% bei einer Änderung von 100 kg/cm² beim statischen Druck, so daß die dielektrische Konstante εr beim statischen Druck Ps folgendermaßen wiedergegeben werden kann:

εr = εro (1+0,013 Ps/100) (10)

εro ist jedoch die dielektrische Konstante beim statischen Druck Ps = 0 (unter atmosphärischen Druck). Wenn die Gleichung (10) in jede der Gleichungen (7) und (8) eingesetzt wird, und die Berechnung unter Verwendung der folgenden numerischen Wer te auf der Basis der Gleichung (9) durchgeführt wird, ist im Falle der Darstellung, bei welcher auf der Abzisse der stati sche Druck und auf der Ordinate die Fluktuation des Meßbe reichs in Prozent aufgetragen wird, so wie es durch die durch brochene Linie in Fig. 5 dargestellt ist, die Kennlinie der Meßbereichsfluktuation gegen den statischen Druck Ps, d. h. der Einfluß des statischen Drucks, beträchtlich groß, so daß die Meßbereichsfluktuation - 0,35% für den statischen Druck von 400 kg/cm² ist. Die bei dieser Berechnung verwendeten nume rischen Werte sind folgende:

Δ/d = 0,2
Ko = 10,555
K1 = 0,7218
K2 = 0,1197
K2εro = 0,323 (pF)
K3εc = 0,8498 (pF)

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrosta tischen Kapazitätstyp-Differenzdruckdetektor gemäß dem Ober begriff von Anspruch 1 zu schaffen, der die im Stand der Tech nik enthaltenen Probleme löst und der die Meßbereichsfluktua tion infolge des statischen Drucks vermindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Besonders günstig ist es, wenn der erfindungsgemäße elektro statische Kapazitätstyp-Differenzdruckdetektor folgende Merkmale umfaßt:

- Kapazitäten, die zwischen einer Membran als einer beweg lichen Elektrode, die einer Verschiebung in Abhängigkeit von einem Differenzdruck unterworfen ist, und festen Elektroden ausgebildet sind, die auf jeder Seite der Membran je angeordnet sind, wobei auf der Basis dieser Kapazitäten der Differenzdruck gemessen wird und wobei
- jede feste Elektrode mit
- einer ersten elektrisch leitfähigen Platte, die nahe angrenzend und gegenüberliegend der Oberfläche des mittigen Bereichs der Membran ist;
- einer Ringabstützung, die an der Oberfläche eines Um fangs-Kantenbereichs der Membran in einer Form angebracht ist, daß sie von der äußeren Umfangsoberfläche der ersten elektrisch leitfähigen Platte getrennt ist, so daß sie sie umgibt;
- einem festen Isolator in Form einer vollständigen Füllung eines ringförmigen gegenüberliegenden Raumes zwischen der ersten leitfähigen Platte und der Ringabstützung;
- einer isolierenden Platte, die gemeinsam an jeder der Oberflächen der Ringabstützung und der ersten elektrisch leitfähigen Platte an der von der Membran abgewandten Seite angebracht ist; und
- einer zweiten elektrisch leitfähigen Platte versehen ist, die an der anderen Oberfläche der isolierenden Platte und elektrisch mit der ersten elektrisch leitfähigen Platte verbunden angebracht ist, und
- ein Druckeinführloch durch Durchtreten des Mittenbereichs vorgesehen ist.

Bei der in Anspruch 2 beanspruchten Ausgestaltung des elek trostatischen Kapazitätstyp-Differenzdruckdetektors ist es günstig, daß der Isolator ein ringförmiges gegossenes Teil ist, das einer Wärmebehandlung unterworfen ist, nachdem es in den ringförmigen gegenüberliegenden Raum zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Platte und der Ringabstützung eingepaßt ist.

Bei der in Anspruch 3 beanspruchten Ausgestaltung des elektro statischen Kapazitätstyp-Differenzdruckdetektors ist es gün stig, daß sowohl die erste elektrisch leitfähige Platte als auch die Ringabstüzung aus Silicium bestehen, und der Isolator aus einem Glasmaterial besteht, das einen thermischen Ausdeh nungskoeffizient hat, der nahe demjenigen des Siliciums ist.

Bei dem elektrostatischen Kapazitätstyp-Differenzdruckdetek tor entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 3 ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, daß die Dielek trizitätskonstante des Isolators, der in dem ringförmigen gegenüberliegenden Raum zwischen der ersten elektrisch leit fähigen Platte und der Ringabstützung vorgesehen ist, sich nicht in Abhängigkeit von dem Differenzdruck ändert, so daß die Kapazität, die den ringförmigen gegenüberliegenden Raum betrifft sich nicht in Abhängigkeit von dem Differenzdruck ändert.

Im einzelnen ist bei einem elektrostatischen Kapazitätstyp- Differenzdruckdetektor gemäß Anspruch 2 der Isolator bevorzugt als ringförmiger gegossener Gegenstand ausgebildet, der einer Wärmebehandlung unterworfen wird, nachdem er in den ringförmi gen gegenüberliegenden Raum zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Platte und der Ringabstützung eingebracht ist.

Im einzelnen ist der elektrostatische Kapazitätstyp-Diffe renzdruckdetektor nach Anspruch 3 bevorzugt so ausgebildet, daß der Isolator, die elektrisch leitfähige Platte und die Ringabstützung nahezu den gleichen Wärmeverformungsbetrag bezüglich der Temperäturänderung haben.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale des erfindungsge mäßen elektrostatischen Kapazitätstyp-Differenzdruckdetektors sind in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei spiels der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektrostatischen Kapazitätstyp- Differenzdruckdetektors;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm der Kapazitäten, wie sie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind;

Fig. 3 ein äquivalentes Diagramm betreffend die Kapazitäten des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Querschnitt zur Darstellung eines Haupt-Produk tionsschritts für das Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 5 eine Darstellung der Kennlinie der Meßbereichsfluk tuation über dem statischen Druck;

Fig. 6 ein Querschnitt zur Darstellung des Aufbaus eines bereits bekannt gewordenen elektrostatischen Kapazi tätstyps-Differenzdruckdetektors;

Fig. 7 ein schematisches Diagramm der Kapazitäten, die bei dem bekannten Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, ausgebildet sind; und

Fig. 8 ein äquivalentes Schaltkreisdiagramm betreffend die Kapazitäten des üblichen Ausführungsbeispiels, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel weist eine solche Anordnung auf, daß jede der ringförmigen Nuten 23 und 24, wie sie bei dem üblichen Ausführungsbeispiel in der Darstellung gemäß Fig. 6 vorgesehen sind, mit Glas 53 und 54 gefüllt ist, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der je mindestens ähnlich demjenigen von Silicium ist. In diesem Fall sind die isolierenden Platten mit den Bezugszeichen 43 und 48 gekennzeichnet, und die festen Elektroden sind durch die Bezugszeichen 55 und 56 gekennzeichnet.

In Fig. 1 weist eine feste Elektrode 55 eine erste elektrisch leitfähige Platte 12, die so angeordnet ist, daß sie der Mem bran 10 gegenüberliegt, eine isolierende Platte 43, die mit der ersten elektrisch leitfähigen Platte 12 verbunden ist, und eine zweite elektrisch leitfähige Platte 14 auf, die mit die ser isolierenden Platte 43 verbunden ist, wobei die erste elektrisch leitfähige Platte 12 elektrisch mit der zweiten elektrisch leitfähigen Platte 14 über einen leitfähigen Film 27 verbunden ist, der auf der inneren Umfangsfläche eine Druckeinführlochs 25 beschichtet ist, die offen ist, um durch diese hindurchzutreten. Andererseits ist die feste Elektrode 55 mit einer ringförmigen Abstützung 21 versehen, die durch eine kreisringförmige Nut 23 getrennt ist, welche mit einem Glas 53 gefüllt ist und mit der isolierenden Platte 43 ver bunden ist, um die erste elektrisch leitfähige Platte 12 zu umgeben, und diese Abstützung 21 ist mit der Membran 10 über ein Glasverbindungsglied 11 verbunden, das eine vorgegebene Dicke bzw. Stärke aufweist, und die erste elektrisch leit fähige Platte 12 ist elektrisch von der Abstützung 21 iso liert. Übrigens kann die Abstützung 21 ein Isolator oder ein Leiter sein. Ferner ist die feste Elektrode 55 mit dem zuvor erwähnten Druckeinführloch 25 für das Einleiten des Drucks P1 in einen Luftspalt 29 geöffnet, der zwischen der festen Elek trode 55 und der Membran 10 ausgebildet ist. Demgegenüber weist eine weitere feste Elektrode 56 eine erste elektrisch leitfähige Platte 17, die so angeordnet ist, daß sie der Membran 10 gegenüberliegt, sowie eine isolierende Platte 48, die an der ersten elektrisch leitfähigen Platte 17 angebracht ist, und eine zweite elektrisch leitfähige Platte 19 auf, die an dieser isolierenden Platte 48 angebracht ist, wobei die erste elektrisch leitfähige Platte 17 elektrisch mit der zweiten elektrisch leitfähigen Platte 19 über einen Leiterfilm 28 verbunden ist, der auf dem inneren Umfang eines Druckein führlochs 26 beschichtet ist, die offen ist, um diese zu durchdringen. Andererseits ist die feste Elektrode 56 mit einer Ringabstützung 22 versehen, die durch eine kreisförmige Nut 24 abgetrennt ist, die mit einem Glas 54 gefüllt ist und an der isolierenden Platte 18 angrenzt, um die erste elek trisch leitfähige Platte 17 zu umgeben, und diese Abstützung 22 grenzt an die Membran 10 über ein Glasverbindungsglied 16 an, das eine vorgegeben Stärke aufweist, und die erste elek trisch leitfähige Platte 17 ist elektrisch von der Abstützung 22 isoliert. Übrigens kann die Abstützung 22 ein Isolator oder ein Leiter sein. Ferner ist die feste Elektrode 56 mit dem zuvor erwähnten Druckeinführloch 26 für das Einleiten von Druck P2 in einen Luftspalt 30 göffnet, der zwischen der Mem bran 10 und der festen Elektrode 56 ausgebildet ist. Weitere Bezugszeichen 31, 32 und 33 weisen je auf Kapazitäts-Ausgangs leiter hin.

Übrigens ist Fig. 4 ein Querschnitt zur Darstellung eines Haupt-Produktionsschritts für das erfindungsgemäße Ausfüh rungsbeispiel, wobei ein vorläufiger Schritt dargestellt ist, bei welchem das Glas 53 in einer kreisringförmigen Form in die kreisringförmige Nut 23 (vgl. Fig. 6) eingepaßt wird. Das Glas 53 als der ringförmige gegossene Gegenstand wird der Wärmebe handlung nach dem Einpassen unterworfen, und ein Verziehen bzw. eine Vorspannung wird entfernt. Übrigens kann anstelle von Glas 53 als ringförmiger geschmolzener Gegenstand dieses Verfahren auch angewendet werden, indem ein Glasmaterial mit einem Lösungsmittel gemischt wird, um einen pastösen Zustand zu erreichen, wobei diese Paste dann in die ringförmige Nut 23 eingebracht bzw. gegossen wird, woraufhin die Wärmebehandlung durchgeführt wird.

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm der Kapazität, die durch die linke Seite wiedergegeben ist, die in dem Ausführungsbei spiel ausgebildet ist, und Fig. 3 ist ein äquivalentes Schalt kreisdiagramm betreffend die Kapazität des Ausführungsbei spiels. Übrigens ist hinsichtlich jeder Kapazität auf der rechten Seite das Symbol 2 anstelle von 1 auf der linken Seite vorgesehen, wobei die gleichen Werte für die einander entspre chenden Kapazitäten links und rechts vorliegen. In Fig. 2 und Fig. 3 sind die Kapazitäten C15, C16 und C17 gegeben durch:

C15 = K5εrg
C16 = K6εr = K6εro (1+0,013 Ps/100)
C17 = K7εrg,

wobei

εrg die dielektrische Konstante von Glas ist,
K5, K6 und K7 Konstanten sind, die durch die Form jeder der Bereiche von C15, C16 und C17 festgelegt sind.

Vorausgesetzt, daß die gesamte Kapazität zwischen den Leitungsstiften A und C = C1g ist, und die gesamte Kapazität zwischen den Leitungsstiften B und C = C2g ist, ergibt sich:

C1g = Koεr/(1-Δ/d)+K5εrg+K6εr/[1+K6εr(1/K7εrg+1/K3εc)]+K4εc (11)

C2g = Koεr/(1-Δ/d)+K5εrg+K6εr/[1+K6εr/(1/K7εrg+1/K3εc)]+K4εc (12)

Zusätzlich wird die folgende Gleichung anstelle von β gemäß Gleichung (9) verwendet:

β = 2 {K5εrg+K6εro/[1+K6εro/(1/K7εrg+1/K3εc)]+K4εc} (13)

Somit wird die Gleichung (9) für jede der Gleichungen (11), (12) und (13) verwendet und die Berechnung wird auf der Basis der folgenden numerischen Werte durchgeführt. Im Ergebnis hat, wie es durch die Darstellung mit der durchgezogenen Linie gemäß Fig. 5 dargestellt ist, die Kennlinie der Meßbereichs änderung gegen den statischen Druck Ps bei dem Beispiel, d. h., der Einfluß des statischen Drucks, einen kleinen Wert, der ein Siebtel von -0,35% im Vergleich mit der Meßbereichsfluk tuation bei dem bekannten Ausführungsbeispiel beträgt, so daß die Meßbereichsfluktuation -0,05% für den statischen Druck von 400 kg/cm² ist. Hierbei wurden die folgenden numerischen Werte für die Berechnung verwendet:

Δ/d = 0,2
Ko = 10,555
K6 = 0,76759
K6εro = 2,0711 (pF)
K7εrg = 0,68162 (pF)
K3εc = 0,8498 (pF)

Bei dem elekrostatischen Differenzdruckdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ändert sich die dielektrische Konstante des Isolators, der in dem ringförmigem gegenüberliegenden Raum zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Platte und der Ringabstützung vorgesehen ist, nicht in Abhängigkeit von dem Differenzdruck, im Ünterschied zu dem üblichen Ausführungsbei spiel, bei welchem sich die dielektrische Konstante von Sili konöl, das in den ringförmigen gegenüberliegenden Raum einge führt ist, derart etwas ändert, daß sie etwas von dem sta tischen Druck abhängt, so daß die Kapazität betreffend diesen ringförmigen gegenüberliegenden Raum sich ebenfalls nicht in Abhängigkeit von dem Differenzdruck ändert. Im Ergebnis läßt sich die Fluktuation des Meßbereichs infolge des statischen Drucks beträchtlich vermindern. Beispielsweise kann die Fluk tuation des Meßbereichs -0,05% für den statischen Druck von 400 kg/cm² sein, was ein Siebtel von -0,35%, also im Ver gleich der Meßbereichsfluktuation bei dem üblichen Ausfüh rungsbeispiel, ist.

Im einzelnen ist bei dem elektrostatischen Kapazitätstyp-Dif ferenzdruckdetektor gemäß Anspruch 2 der Isolator als ringför miger gegossener Gegenstand ausgebildet, der der Wärmebehand lung unterworfen ist, nachdem er in den ringförmigen gegen überliegenden Raum zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Platte und der Ringabstützung eingebracht ist, so daß die Be arbeitbarkeit hervorragend ist, und es möglich ist, eine Ver minderung der Anzahl der Betriebsschritte in Erwägung zu ziehen.

Insbesondere ist bei dem elektrostatischen Kapazitätstyp-Dif ferenzdruckdetektor entsprechend Anspruch 3 das Ausmaß der thermischen Verformung des Isolators, der ersten elektrisch leitfähigen Platte und der Ringabstützung etwa in der gleichen Größe in Hinblick auf Temperaturänderungen, so daß keine Bruchgefahr infolge von Temperaturänderungen besteht.

Claims

1. Elektrostatischer Kapazitätstyp-Differenzdruckdetektor, bei welchem Kapazitäten zwischen einer Membran als einer beweglichen Elektrode, die einer Verschiebung in Abhän gigkeit von einem Differenzdruck unterworfen ist, und festen Elektroden ausgebildet sind, die auf jeder Seite der Membran angeordnet sind, wobei auf der Basis dieser Kapazitäten der Differenzdruck gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten festen Elektroden (55, 56) mit
einer ersten elektrisch leitfähigen Platte (12, 17), die die nahe angrenzend und gegenüberliegend der Oberfläche des Mittenbereichs der Membran (10) ist;
einer Ringabstützung (21, 22), die an die Oberfläche eines Umfangskantenbereichs der Membran angrenzend in einer Form ist, daß sie von der äußeren Umfangsoberfläche der ersten elektrisch leitfähigen Platte (12, 17) derart getrennt, daß sie sie umgibt;
einem festen Isolator (53, 54), der in Form einer voll ständigen Füllung eines ringförmigen gegenüberliegenden Raumes (23, 24) zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Platte (12, 17) und der Ringabstützung (21, 22) vorgesehen ist;
einer isolierenden Platte (43, 48), die an jeder Ober fläche der Ringabstützung (21, 22) und der ersten elek trisch leitfähigen Platte (12, 17) an der von der Membran (10) abgewandten Seite angrenzt; und
einer zweiten elektrisch leitfähigen Platte (14, 19) ver sehen sind, die an die andere Oberfläche der isolierenden Platte (43, 48) angrenzt und elektrisch mit der ersten elektrisch leitfähigen Platte (12, 17) verbunden ist, und
daß ein Druckeinführloch (25, 26) vorgesehen ist, das den Mittenbereich durchtritt.

2. Differenzdruckdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Isolator (53, 54) ein ringförmiger ge gossener Gegenstand ist, der nach der Einpassung in den ringförmigen gegenüberliegenden Raum (23, 24) zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Platte (12, 17) und der Ringabstützung (21, 22) einer Wärmebehandlung unterworfen ist.

3. Differenzdruckdetektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrisch leit fähige Platte (12, 17) und die Ringabstützung (21, 22) aus Silicium zusammengesetzt sind und der Isolator (53, 54) aus Glasmaterial zusammengesetzt ist, das einen Wärmeaus dehnungskoeffizienten aufweist, der nahe demjenigen des Siliciums ist.