JP2005010021A

JP2005010021A - Differential pressure transmitter

Info

Publication number: JP2005010021A
Application number: JP2003174634A
Authority: JP
Inventors: Tamaki Ishikawa; 環石川
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential pressure transmitter accurately calculating a differential pressure between a high pressure side and a low pressure side generated by pressure receiving diaphragms, by providing a correction means for correcting a differential pressure of static pressure found by an electrostatic capacity between a pressure-sensitive diaphragm and the first and second electrodes, based on a signal from a pressure sensor provided in the pressure receiving diaphragm. <P>SOLUTION: This electrostatic capacity type differential pressure transmitter is constituted of pressure receiving parts having the first and second two-electrodes opposed with the pressure-sensitive diaphragm formed of a metal member therebetween, the pair of pressure-sensitive diaphragms receiving pressures in the high pressure side and the low pressure side, two spaces formed by the pressure-sensitive diaphragm and the pair of pressure-sensitive diaphragms, and a pressure transmitting medium filled in the respective spaces, and a converting part built in with an arithmetic processing function for calculating the differential pressure, based on the electrostatic capacity between the pressure-sensitive diaphragm and the first and second two-electrodes. The pressure sensor is arranged inside anyone of the paired pressure-sensitive diaphragms, and a means is provided in the converting part to correct an error caused by the static pressure applied onto the pressure receiving part, using an output signal from the pressure sensor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、差圧伝送器に関するものであり、詳しくは差動容量式差圧伝送器の静圧特性に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における差圧伝送器は、図３に示すように、高圧側と低圧側の被測定媒体を受けることで差圧を検出する受圧部１１１と、この受圧部１１１で受けた差圧を電気信号にして検出する測定部１２１とからなる。
【０００３】
受圧部１１１は、ハウジング１１２に内側が凹曲面形状に形成し、中央に細孔の導通孔１１３ａ、１１３ｂを有する第１及び第２の絶縁体１１４ａ、１１４ｂを対向配置させた第１及び第２のボディ１１５ａ、１１５ｂと、第１の絶縁体１１４ａの外側に配置した第１のダイアフラム１１６ａと、第１の絶縁体１１４ａの凹曲面を覆うように配置した第１の電極１１７ａと、第２の絶縁体１１４ｂの外側に配置した第２のダイアフラム１１６ｂと、第２の絶縁体１１４ｂの凹曲面を覆うように配置した第２の電極１１７ｂと、この第１及び第２の電極１１７ａ、１１７ｂとの境目に設けた感圧ダイアフラム１１８と、からなり、第１及び第２の電極１１７ａ、１１７ｂは、第１及び第２のリード線１１９ａ、１１９ｂに接続して外に引き出され、感圧ダイアフラム１１８も、第３のリード線１１９ｃに接続して外に引き出されている。
そして、第１のダイアフラム１１６ａの内側から導通孔１１３ａを通り凹曲面を通り、感圧ダイアフラム１１８までの空間には圧力伝達媒体である封入液１２０ａが封入されている。
又、第２のダイアフラム１１６ｂの内側から導通孔１１３ｂを通り凹曲面を通り、感圧ダイアフラム１１８までの空間には圧力伝達媒体である封入液１２０ｂが封入されている。
【０００４】
このように、第１及び第２の電極１１７ａ、１１７ｂの間に感圧ダイアフラム１１８を備えることで、第１の電極１１７ａと感圧ダイアフラム１１８間の静電容量Ｃ１は次の式で表わすことができる。
Ｃ１＝Ａ×（ε／ｄ）
ここで、Ａ；電極面積
ε；内部封入液の誘電率
ｄ；電極と感圧ダイアフラム間の距離
【０００５】
ここで、高圧側の入力が５０ｋＰａ、低圧側の入力が０ｋＰａのとき、感圧ダイアフラム１１８の変位をＸとすると、初期の電極間距離はｄであるから、
第１のボディ１１５ａ側の電極間距離＝ｄ＋Ｘ
第２のボディ１１５ｂ側の電極間距離＝ｄ−Ｘ
である。
従って、静電容量Ｃ１＝Ａ×（ε／（ｄ＋Ｘ））、
静電容量Ｃ２＝Ａ×（ε／（ｄ−Ｘ））、
となる。
変位Ｘは、高圧側入力と低圧側入力の差（以下、差圧という）に比例する。
【０００６】
さて、２つの静電容量Ｃ１、Ｃ２の値を用いて、
出力演算式Ｙ１＝（Ｃ１−Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）、
により、差圧を検出する。

よって、
Ｙ１＝（Ｃ１−Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）＝−Ｘ／ｄ……（式１）
ｄは固定値であるから、式１により変位Ｘを求めることができ、差圧を検出することができるのである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２０９８０３号（第３頁〜第４頁第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した差圧伝送器において、第１のボディ１１５ａと第２のボディ１１５ｂは、感圧ダイアフラム１１８を挟み込むようにして、外周部で溶接固定されている。
高圧側、低圧側ともに１０ＭＰａ下での電極間距離はｄ（１＋α×Ｐ）で表わすことができる。
ここで、α；電極間距離の圧力係数で、α＞１
Ｐ；入力される圧力
大気圧下であれ、１０ＭＰａ下であれ、感圧ダイアフラム１１８の変位特性は影響を受けないから、高圧側の入力＝（１０ＭＰａ＋５０ｋＰａ）、低圧側の入力＝（１０ＭＰａ）のとき、
（Ｃ１−Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）＝−ｘ／｛ｄ（１＋α×Ｐ）｝……（式２）
式１と式２から明らかなように、差圧は５０ｋＰａであっても、大気圧下と１０ＭＰａ下では、出力に差が生じる。これが静圧による誤差になるという問題がある。
【０００９】
従って、静圧を検知する手段と静圧による誤差を補正する手段を付加することにより、高精度な差圧計測を可能にすることに解決しなければならない課題を有する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る差圧伝送器は、次に示す構成にすることである。
【００１１】
（１）差圧伝送器は、金属製部材で形成された感圧ダイアフラムを隔てて対向する第１及び第２の電極と、高圧側と低圧側の圧力を受ける一対の受圧ダイアフラムと、前記感圧ダイアフラムと前記一対の受圧ダイアフラムで形成される２つの空間と、それぞれの前記空間に充填された圧力伝達媒体とを有する受圧部と、前記感圧ダイアフラムと前記第１及び第２の電極間の静電容量に基づいて差圧を算出する演算処理機能を内蔵した変換部と、で構成される静電容量式差圧伝送器において、前記一対の受圧ダイアフラムの何れか一方の受圧ダイアフラムの内側に圧力センサが配置され、前記変換部には前記受圧部に加わる静圧による誤差を、前記圧力センサの出力信号を用いて補正する手段を備えたことである。
（２）前記圧力センサの出力信号を用いて補正する手段は、
始めに、Ｙ１＝（Ｃ１−Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）、
Ｃ１；第１の電極と感圧ダイアフラム間の静電容量、
Ｃ２；第２の電極と感圧ダイアフラム間の静電容量、
を算出し、
次に、
Ｙ２＝Ｙ１×ｋ、
ｋ＝１＋α×（β×Ｓ）、
α；電極間距離の圧力係数、
β；圧力センサの圧力センサ信号を圧力に変換する特性係数、
Ｓ；圧力センサの出力信号、
を演算して差圧を得るようにしたことを特徴とする（１）に記載の差圧伝送器。
（３）前記圧力センサの出力信号を用いて補正する手段は、前記第１及び第２の電極間距離の圧力係数αと前記圧力センサの圧力センサ信号を圧力に変換する特性係数βとを、所定のメモリに蓄積しておき、適宜読み出して演算に使用するようにしたことを特徴とする（２）に記載の差圧伝送器。
【００１２】
このように、静圧である感圧ダイアフラムと第１及び第２の電極間の静電容量により求める差圧に対して、受圧ダイアフラムに設けた圧力センサの信号に基づいて補正をするようにしたことにより、高圧側と低圧側の受圧ダイアフラムにより発生する差圧を正確に算出することができ、高精度な測定を達成できるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る差圧伝送器の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
本発明に係る差圧伝送器は、静電容量式差圧伝送器であり、図１に示すように、高圧側及び低圧側の圧力を受ける受圧部１１と、この受圧部１１で得られた信号に基づいて差圧を測定する測定部３０とからなる。
【００１５】
受圧部１１は、リング状の金属で形成された第１のボディ１５ａに、セラミックス或いはガラス等で形成された第１の絶縁体１４ａを内蔵し、気密に接合された第１のボディ１５ａと第１の絶縁体１４ａの１つの面は球面に加工された第１の凹部１６ａ上に第１の絶縁体１４ａの外径よりも小さな直径の第１の電極１７ａが形成されている。この第１の絶縁体１４ａの中央に細孔の第１の導通孔１８ａが設けられている。
【００１６】
第１のボディ１５ａと同じ構造を持つ第２のボディ１５ｂに、セラミックス或いはガラス等で形成された第２の絶縁体１４ｂを内蔵し、気密に接合された第２のボディ１５ｂと第２の絶縁体１４ｂの１つの面は球面に加工された第２の凹部１６ｂ上に第２の絶縁体１４ｂの外径よりも小さな直径の第２の電極１７ｂが形成されている。この第２の絶縁体１４ｂの中央に細孔の第２の導通孔１８ｂが設けられている。
【００１７】
第１及び第２の絶縁体１４ａ、１４ｂの球面の第１及び第２の凹部１６ａ、１６ｂ上に第１及び第２の電極１７ａ、１７ｂが互いに対向配置され、金属製の感圧ダイアフラム１９を挟み込み、その外周部で第１及び第２のボディ１５ａ、１５ｂが一体に溶接固定されている。一体に溶接固定された第１及び第２のボディ１５ａ、１５ｂはハウジング１２に収納され、溶接により固定される。
【００１８】
球面形状の第１及び第２の電極１７ａ、１７ｂと電気的に導通した第１及び第２のリード線２０ａ、２０ｂ、感圧ダイアフラム１９と電気的に導通した第３のリード線２０ｃがハーメチック端子２１によりハウジング１２の外部へ取り出されている。
【００１９】
この第１及び第２の絶縁体１４ａ、１４ｂの外側には受圧ダイアフラムである第１及び第２のダイアフラム２２ａ、２２ｂが気密に固定されている。
【００２０】
そして、第１のダイアフラム２２ａの内側から第１の導通孔を通り凹曲面を通り、感圧ダイアフラムまでの空間には圧力伝達媒体である封入液１３ａが封入されている。
又、第２のダイアフラムの内側から第２の導通孔を通り凹曲面を通り、感圧ダイアフラムまでの空間には圧力伝達媒体である封入液１３ｂが封入されている。
【００２１】
高圧側の第１のダイアフラム２２ａの近傍に小形の圧力センサ２３が配置され、その信号を取り出す第４のリード線２０ｄがハウジング１２の外部に引き出されている。実施例において、小形の圧力センサ２３としてピエゾ抵抗式が使用されている。
【００２２】
測定部３０は、図１及び図２に示すように、受圧部１１の第１及び第２の電極１７ａ、１７ｂ、感圧ダイアフラム１９、圧力センサ２３からの信号を第１〜第４のリード線２０ａ〜２０ｄを介して受入れる構成になっており、Ａ／Ｄ変換器３１、第１の変換部３２、第２の変換部３３、電流変換回路３４、メモリ３５とからなる。第１の変換部３２では差圧を算出し、第２の変換部３３では差圧の補正をする
【００２３】
第１の電極１７ａと感圧ダイアフラム１９間の静電容量Ｃ１、第２の電極１７ｂと感圧ダイアフラム１９間の静電容量Ｃ２、圧力センサ２３の出力Ｓは、Ａ／Ｄ変換器３１によりデジタル信号に変換され、第１の変換部３２に送られる。
【００２４】
第１及び第２の変換部３２、３３は演算処理機能を備えたＣＰＵを内蔵し、始めに第１の変換部３２で、Ｙ１＝（Ｃ１−Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）を算出し、次いで第２の変換部３３によりＹ２＝Ｙ１×ｋを演算する。
【００２５】
ここで、受圧部１１に１０ＭＰａの圧力を受けたときの圧力センサ２３の出力をＳ１０とすると、係数ｋは次式で与えられる。
ｋ＝１＋α×（β×Ｓ１０）……（式３）
【００２６】
定数αは、式２で示された電極間距離の圧力係数、βは圧力センサ２３の圧力センサ信号Ｓを圧力に変換する特性係数である。
αとβの値は、個々の受圧部１１によって変わるので、ＥＥＰＲＯＭなど書換え可能なメモリ３５に備えられている。最後に第２の変換部３３はＹ２を電流変換回路３４に送り、４−２０ｍＡ直流電流信号に変換して出力する。
【００２７】
さて、差圧は、高圧側の入力＝（５０ｋＰａ）、低圧側の入力＝（０ｋＰａ）の場合、式１から、
Ｙ１＝（Ｃ１−Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）＝−Ｘ／ｄ
Ｙ２＝−Ｘ／ｄ×｛１＋α×（β×Ｓ）｝
５０ｋＰａ＝０．５ＭＰａに対する圧力センサ２３の出力Ｓは充分小さいので、

【００２８】
高圧側の入力＝（１０ＭＰａ＋５０ｋＰａ）＝（１０．５ＭＰａ）、低圧側の入力＝（１０ＭＰａ）の場合、式２から

【００２９】
このようにして、静圧１０ＭＰａ下でも、大気圧下と同じ圧力が得られ、静圧による誤差を補正することができるのである。
【００３０】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明における差圧伝送器は、一方の受圧ダイアフラムの内側に圧力センサを備え、静圧を検出する感圧ダイアフラムに加え、静圧による誤差を圧力センサの信号から得るようにしたことで、高精度な静圧の測定を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る差圧伝送器を略示的に示した一部断面にして示した説明図である。
【図２】同、変換部の様子を示したブロック図である。
【図３】従来技術における差圧伝送器を略示的に一部断面で示した説明図である。
【符号の説明】
１１受圧部
１２ハウジング
１３ａ封入液
１３ｂ封入液
１４ａ第１の絶縁体
１４ｂ第２の絶縁体
１５ａ第１のボディ
１５ｂ第２のボディ
１６ａ第１の凹部
１６ｂ第２の凹部
１７ａ第１の電極
１７ｂ第２の電極
１８ａ第１の導通孔
１８ｂ第２の導通孔
１９感圧ダイアフラム
２０ａ第１のリード線
２０ｂ第２のリード線
２０ｃ第３のリード線
２０ｄ第４のリード線
２１ハーメチック端子
２２ａ第１のダイアフラム
２２ｂ第２のダイアフラム
３０測定部
３１Ａ／Ｄ変換器
３２第１の変換部
３３第２の変換部
３４電流変換回路
３５メモリ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential pressure transmitter, and more particularly to a static pressure characteristic of a differential capacity type differential pressure transmitter.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 3, the differential pressure transmitter according to the prior art is configured to detect a differential pressure by receiving a medium to be measured on the high pressure side and the low pressure side, and the differential pressure received by the pressure receiving unit 111 is electrically It comprises a measurement unit 121 that detects signals.
[0003]
The pressure receiving portion 111 has first and second first and second insulators 114a and 114b which are formed in a concave curved shape on the inside of the housing 112 and have conductive holes 113a and 113b having fine pores in the center. Bodies 115a and 115b, a first diaphragm 116a disposed outside the first insulator 114a, a first electrode 117a disposed so as to cover the concave curved surface of the first insulator 114a, and a second A second diaphragm 116b disposed outside the insulator 114b, a second electrode 117b disposed so as to cover the concave curved surface of the second insulator 114b, and the first and second electrodes 117a and 117b. The first and second electrodes 117a and 117b are connected to the first and second lead wires 119a and 119b and drawn out. Pressure sensitive diaphragm 118, is drawn to the outside connected to the third lead 119c.
A space 120 a that is a pressure transmission medium is sealed in a space from the inside of the first diaphragm 116 a through the conduction hole 113 a to the pressure-sensitive diaphragm 118 through the concave curved surface.
A space 120 b that is a pressure transmission medium is sealed in a space from the inside of the second diaphragm 116 b to the pressure-sensitive diaphragm 118 through the conduction hole 113 b and the concave curved surface.
[0004]
Thus, by providing the pressure-sensitive diaphragm 118 between the first and second electrodes 117a and 117b, the capacitance C1 between the first electrode 117a and the pressure-sensitive diaphragm 118 can be expressed by the following equation. it can.
C1 = A × (ε / d)
Where A: electrode area ε; dielectric constant d of the inner sealing liquid; distance between the electrode and the pressure sensitive diaphragm
Here, when the input on the high pressure side is 50 kPa and the input on the low pressure side is 0 kPa, if the displacement of the pressure sensitive diaphragm 118 is X, the initial inter-electrode distance is d.
Distance between electrodes on first body 115a side = d + X
Distance between electrodes on second body 115b side = d−X
It is.
Therefore, capacitance C1 = A × (ε / (d + X)),
Capacitance C2 = A × (ε / (d−X)),
It becomes.
The displacement X is proportional to the difference between the high pressure side input and the low pressure side input (hereinafter referred to as differential pressure).
[0006]
Now, using the values of the two capacitances C1 and C2,
Output arithmetic expression Y1 = (C1-C2) / (C1 + C2),
Thus, the differential pressure is detected.

Therefore,
Y1 = (C1-C2) / (C1 + C2) = − X / d (Formula 1)
Since d is a fixed value, the displacement X can be obtained by Equation 1, and the differential pressure can be detected.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-209803 (page 3 to page 4 FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the differential pressure transmitter described in the related art, the first body 115a and the second body 115b are welded and fixed at the outer peripheral portion so as to sandwich the pressure-sensitive diaphragm 118.
The distance between electrodes under 10 MPa on both the high pressure side and the low pressure side can be expressed by d (1 + α × P).
Where α is the pressure coefficient of the interelectrode distance, α> 1
P: Since the displacement characteristics of the pressure-sensitive diaphragm 118 are not affected, whether the input pressure is atmospheric pressure or 10 MPa, the high pressure side input = (10 MPa + 50 kPa) and the low pressure side input = (10 MPa). ,
(C1-C2) / (C1 + C2) = − x / {d (1 + α × P)} (Formula 2)
As is clear from Equations 1 and 2, even if the differential pressure is 50 kPa, there is a difference in output between atmospheric pressure and 10 MPa. There is a problem that this becomes an error due to static pressure.
[0009]
Therefore, there is a problem that must be solved to enable high-precision differential pressure measurement by adding a means for detecting static pressure and a means for correcting an error due to static pressure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a differential pressure transmitter according to the present invention is configured as follows.
[0011]
(1) A differential pressure transmitter includes first and second electrodes facing each other across a pressure-sensitive diaphragm formed of a metal member, a pair of pressure-receiving diaphragms that receive pressure on a high-pressure side and a low-pressure side, A pressure receiving portion having two spaces formed by a pressure diaphragm and the pair of pressure receiving diaphragms, a pressure transmission medium filled in each of the spaces, and between the pressure sensitive diaphragm and the first and second electrodes A capacitance-type differential pressure transmitter comprising a conversion unit having a calculation processing function for calculating a differential pressure based on an electrostatic capacitance, and is disposed inside one of the pair of pressure-receiving diaphragms. A pressure sensor is disposed, and the conversion unit is provided with means for correcting an error due to static pressure applied to the pressure receiving unit using an output signal of the pressure sensor.
(2) The means for correcting using the output signal of the pressure sensor is:
First, Y1 = (C1-C2) / (C1 + C2),
C1; capacitance between the first electrode and the pressure sensitive diaphragm;
C2: capacitance between the second electrode and the pressure sensitive diaphragm;
To calculate
next,
Y2 = Y1 × k,
k = 1 + α × (β × S),
α: Pressure coefficient of distance between electrodes,
β: a characteristic coefficient for converting the pressure sensor signal of the pressure sensor into pressure,
S: Pressure sensor output signal,
The differential pressure transmitter according to (1), wherein the differential pressure is obtained by calculating
(3) The means for correcting using the output signal of the pressure sensor includes a pressure coefficient α of the distance between the first and second electrodes and a characteristic coefficient β for converting the pressure sensor signal of the pressure sensor into pressure. (2) The differential pressure transmitter according to (2), wherein the differential pressure transmitter is stored in a predetermined memory, read out appropriately, and used for calculation.
[0012]
As described above, the differential pressure obtained by the capacitance between the pressure-sensitive diaphragm, which is a static pressure, and the first and second electrodes is corrected based on the signal of the pressure sensor provided in the pressure-receiving diaphragm. Thus, the differential pressure generated by the pressure receiving diaphragms on the high pressure side and the low pressure side can be accurately calculated, and high-precision measurement can be achieved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a differential pressure transmitter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
The differential pressure transmitter according to the present invention is an electrostatic capacitance type differential pressure transmitter. As shown in FIG. 1, the pressure receiving unit 11 that receives pressure on the high-pressure side and the low-pressure side, and the pressure receiving unit 11 are used. And a measurement unit 30 for measuring the differential pressure based on the signal.
[0015]
The pressure receiving unit 11 includes a first body 15a formed of a ring-shaped metal and a first insulator 14a formed of ceramics or glass in a first body 15a and hermetically bonded to the first body 15a and the first body 15a. One surface of one insulator 14a has a first electrode 17a having a diameter smaller than the outer diameter of the first insulator 14a formed on a first recess 16a processed into a spherical surface. A first conductive hole 18a having a small pore is provided at the center of the first insulator 14a.
[0016]
The second body 15b having the same structure as the first body 15a incorporates a second insulator 14b formed of ceramics or glass, and the second body 15b and the second insulation are hermetically bonded. On one surface of the body 14b, a second electrode 17b having a diameter smaller than the outer diameter of the second insulator 14b is formed on a second recess 16b processed into a spherical surface. A fine second conduction hole 18b is provided in the center of the second insulator 14b.
[0017]
The first and second electrodes 17a and 17b are disposed opposite to each other on the spherical first and second recesses 16a and 16b of the first and second insulators 14a and 14b, and the metal pressure-sensitive diaphragm 19 is provided. The first and second bodies 15a, 15b are integrally welded and fixed at the outer periphery of the sandwiched body. The first and second bodies 15a and 15b, which are integrally fixed by welding, are accommodated in the housing 12, and are fixed by welding.
[0018]
The first and second lead wires 20a and 20b electrically connected to the spherical first and second electrodes 17a and 17b and the third lead wire 20c electrically connected to the pressure-sensitive diaphragm 19 are hermetic terminals. 21 is taken out of the housing 12.
[0019]
Outside the first and second insulators 14a and 14b, first and second diaphragms 22a and 22b, which are pressure-receiving diaphragms, are fixed in an airtight manner.
[0020]
A sealed liquid 13a, which is a pressure transmission medium, is sealed in a space from the inside of the first diaphragm 22a through the first conduction hole, through the concave curved surface, and to the pressure sensitive diaphragm.
In addition, a liquid 13b, which is a pressure transmission medium, is sealed in a space from the inside of the second diaphragm to the pressure-sensitive diaphragm through the second conduction hole and the concave curved surface.
[0021]
A small pressure sensor 23 is disposed in the vicinity of the first diaphragm 22 a on the high pressure side, and a fourth lead wire 20 d for taking out the signal is drawn out of the housing 12. In the embodiment, a piezoresistive type is used as the small pressure sensor 23.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, the measurement unit 30 receives signals from the first and second electrodes 17 a and 17 b, the pressure-sensitive diaphragm 19, and the pressure sensor 23 of the pressure receiving unit 11 from the first to fourth lead wires. The A / D converter 31, the first conversion unit 32, the second conversion unit 33, the current conversion circuit 34, and the memory 35 are configured to be received via 20 a to 20 d. The first converter 32 calculates the differential pressure, and the second converter 33 corrects the differential pressure.
The capacitance C1 between the first electrode 17a and the pressure-sensitive diaphragm 19, the capacitance C2 between the second electrode 17b and the pressure-sensitive diaphragm 19, and the output S of the pressure sensor 23 are digitally converted by an A / D converter 31. It is converted into a signal and sent to the first converter 32.
[0024]
The first and

second conversion units

32 and 33 incorporate a CPU having an arithmetic processing function. First, the first conversion unit 32 calculates Y1 = (C1−C2) / (C1 + C2), and then 2 conversion unit 33 calculates Y2 = Y1 × k.
[0025]
Here, when the output of the pressure sensor 23 when the pressure receiving unit 11 receives a pressure of 10 MPa is S10, the coefficient k is given by the following equation.
k = 1 + α × (β × S10) (Formula 3)
[0026]
The constant α is a pressure coefficient of the distance between the electrodes expressed by Equation 2, and β is a characteristic coefficient for converting the pressure sensor signal S of the pressure sensor 23 into pressure.
Since the values of α and β vary depending on the individual pressure receiving portions 11, they are provided in a rewritable memory 35 such as an EEPROM. Finally, the second conversion unit 33 sends Y2 to the current conversion circuit 34, converts it into a 4-20 mA DC current signal, and outputs it.
[0027]
Now, the differential pressure can be calculated from Equation 1 when the high-pressure side input = (50 kPa) and the low-pressure side input = (0 kPa):
Y1 = (C1-C2) / (C1 + C2) = − X / d
Y2 = −X / d × {1 + α × (β × S)}
Since the output S of the pressure sensor 23 for 50 kPa = 0.5 MPa is sufficiently small,

[0028]
When high pressure side input = (10 MPa + 50 kPa) = (10.5 MPa), low pressure side input = (10 MPa),

[0029]
In this way, even under a static pressure of 10 MPa, the same pressure as that under atmospheric pressure can be obtained, and errors due to static pressure can be corrected.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the differential pressure transmitter according to the present invention includes a pressure sensor inside one of the pressure receiving diaphragms, and in addition to the pressure sensitive diaphragm for detecting the static pressure, an error due to the static pressure is obtained from the signal of the pressure sensor. As a result, it is possible to obtain a highly accurate static pressure measurement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a partial cross section of a differential pressure transmitter according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a state of a conversion unit.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a differential pressure transmitter in the prior art in a partial cross section.
[Explanation of symbols]
11 Pressure receiver 12 Housing 13a Filled liquid 13b Filled liquid 14a First insulator 14b Second insulator 15a First body 15b Second body 16a First recess 16b Second recess 17a First electrode 17b First electrode 17b 2nd electrode 18a 1st conduction hole 18b 2nd conduction hole 19 Pressure sensitive diaphragm 20a 1st lead wire 20b 2nd lead wire 20c 3rd lead wire 20d 4th lead wire 21 Hermetic terminal 22a 1st Diaphragm 22b Second diaphragm 30 Measurement unit 31 A / D converter 32 First conversion unit 33 Second conversion unit 34 Current conversion circuit 35 Memory.

Claims

金属製部材で形成された感圧ダイアフラムを隔てて対向する第１及び第２の電極と、高圧側と低圧側の圧力を受ける一対の受圧ダイアフラムと、前記感圧ダイアフラムと前記一対の受圧ダイアフラムで形成される２つの空間と、それぞれの前記空間に充填された圧力伝達媒体とを有する受圧部と、
前記感圧ダイアフラムと前記第１及び第２の電極間の静電容量に基づいて差圧を算出する演算処理機能を内蔵した変換部と、
で構成される静電容量式差圧伝送器において、
前記一対の受圧ダイアフラムの何れか一方の受圧ダイアフラムの内側に圧力センサが配置され、
前記変換部には前記受圧部に加わる静圧による誤差を、前記圧力センサの出力信号を用いて補正する手段を備えたことを特徴とする差圧伝送器。A first electrode and a second electrode facing each other across a pressure-sensitive diaphragm formed of a metal member; a pair of pressure-receiving diaphragms that receive pressure on a high-pressure side and a low-pressure side; and the pressure-sensitive diaphragm and the pair of pressure-receiving diaphragms A pressure receiving portion having two spaces to be formed and a pressure transmission medium filled in each of the spaces;
A converter having a built-in arithmetic processing function for calculating a differential pressure based on a capacitance between the pressure-sensitive diaphragm and the first and second electrodes;
In the capacitance type differential pressure transmitter composed of
A pressure sensor is disposed inside one of the pressure receiving diaphragms of the pair of pressure receiving diaphragms,
The differential pressure transmitter according to claim 1, wherein the converter includes means for correcting an error due to static pressure applied to the pressure receiver using an output signal of the pressure sensor.

前記圧力センサの出力信号を用いて補正する手段は、
始めに、Ｙ１＝（Ｃ１−Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）、
Ｃ１；第１の電極と感圧ダイアフラム間の静電容量、
Ｃ２；第２の電極と感圧ダイアフラム間の静電容量、
を算出し、
次に、
Ｙ２＝Ｙ１×ｋ、
ｋ＝１＋α×（β×Ｓ）、
α；電極間距離の圧力係数、
β；圧力センサの圧力センサ信号を圧力に変換する特性係数、
Ｓ；圧力センサの出力信号、
を演算して差圧を得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の差圧伝送器。Means for correcting using the output signal of the pressure sensor,
First, Y1 = (C1-C2) / (C1 + C2),
C1; capacitance between the first electrode and the pressure sensitive diaphragm;
C2: capacitance between the second electrode and the pressure sensitive diaphragm;
To calculate
next,
Y2 = Y1 × k,
k = 1 + α × (β × S),
α: Pressure coefficient of distance between electrodes,
β: a characteristic coefficient for converting the pressure sensor signal of the pressure sensor into pressure,
S: Pressure sensor output signal,
The differential pressure transmitter according to claim 1, wherein the differential pressure is obtained by calculating

前記圧力センサの出力信号を用いて補正する手段は、前記第１及び第２の電極間距離の圧力係数αと前記圧力センサの圧力センサ信号を圧力に変換する特性係数βとを、所定のメモリに蓄積しておき、適宜読み出して演算に使用するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の差圧伝送器。The means for correcting using the output signal of the pressure sensor has a predetermined memory that stores a pressure coefficient α of the distance between the first and second electrodes and a characteristic coefficient β that converts the pressure sensor signal of the pressure sensor into pressure. The differential pressure transmitter according to claim 2, wherein the differential pressure transmitter is stored in the circuit and read out appropriately for use in calculation.