RU1818559C - Емкостный датчик давлени - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к области измерительной техники, в частности к емкостным датчикам давлени  и может быть использовано при измерении давлени  жидких и газообразных сред. Цель м увеличение чувствительности датчика давлени . Сущность изобретени : емкостный датчик давлени  содержит цилиндрический корпус 1, на котором выполнен срез 2 с расположенными на его недеформируемых участках электродом 3 рабочего конденсатора и электродом 4 опорного конденса- тора. Параллельно и вблизи среза расположена пластина 5, котора  имеет два П-образных выреза, образующих центральную часть, жестко соединенную с центром среза корпуса в точке 7 и подвешенной к ней на двух тореионах рамки, составл ющей периферийную часть пластины и разделенную перемычками 10 малой жесткости на две неравные части. На большей части, имеющей возможность перемещатьс , размещаетс  электрод рабочего конденсатора 12, а на меньшей части, скрепленной с недеформируемой частью среза корпуса, размещен электрод 14 опорного конденсатора. Пластина 5 со стороны опорного конденсатора жестко прикреплена к корпусу 1. 2 ил, /2 ° 5 ё 00 00 ел ел ю

Description

Фиъ.1

Изобретение относитс  к области измерительной техники, в частности, к емкостным датчикам давлени  жидких и газообразных сред и может быть использовано в различных отрасл х промышленности дл  измерени  давлени  непосредственно в трубопроводах.

Изобретение направлено на увеличение чувствительности емкостного датчика давлени .

Согласно изобретению в емкостном датчике давлени , содержащим цилиндрический корпус в виде отрезка трубы со срезом вдоль оси симметрии, образующим утоньшение стенки трубы, и пластину, установленную с зазором относительно поверхности среза, пластина выполнена с двум  П-образными вырезами, образующими центральную часть пластины, х естко соединенную с центром среза трубы, и соединенную с ней периферийную часть в виде рамки, разделенной перемычками малой жесткости на две неравные части, на большей из которых размещен введенный электрод рабочего конденсатора, а на меньшей, скрепленной по контуру с недеформируемой частью среза трубы, размещен введенный электрод опорного конденсатора, при этом на недеформируемых участках среза трубы размещены введенные ответные изолированные электроды рабочего и опорного конденсаторов . При этом осуществл етс  функци  преобразовани  вида:

,F K- vx

где К-конструктивный параметр;

Со - емкость опорного конденсатора;

Сх - емкость рабочего конденсатора.

Начальные значени  емкостей Со и Сх равны между собой,а затем при изменении положени  подвижной части мембраны емкость рабочего конденсатора остаетс  посто нной.

Емкость опорного конденсатора определ етс  из выражени :

Ј FO

где Ј - диэлектрическа  проницаемость межэлектродной среды;

Fo - площадь электрода опорного конденсатора;

5о - толщина сло  диэлектрика между электродами опорного конденсатора.

Поскольку при воздействии давлени  центральна  часть пластины перемещаетс 

параллельно поверхности среза, то значение рабочей емкости определитс  из выражени 

с Сх

Ох , Oh

Ј Ео

где (Do - прогиб центра среза корпуса; . дх - начальный зазор рабочего конденсатора;

ЕО - диэлектрическа  проницаемость воздуха.

ПриР0 Рхи д0 (5х функци  преобра

зовани  имеет вид

0)о

F(1+i ir)

и  вл етс  линейной относительно прогиба ш0, что повышает точность измерени .

Точность измерени  повышаетс  также и за. счет уменьшени  температурной составл ющей погрешности, так как при воздействии повышенной температуры зазоры между электродами опорного и рабочего конденсаторов будут мен тьс  одинаково.

Значени  рабочей и опорной емкостей, повышаютс  также с увеличением диэлектрической проницаемости Ј и уменьшением толщины сло  диэлектрика д. Кроме того емкости можно увеличить за счет площади FX.O, т.к. конструкци  позвол ет цилиндрический корпус заменить корпусом в форме,- параллелепипеда.

Чувствительность S емкостного датчика давлени , определ ема  как отношение изменени  выходной величины к соответствующему изменению входной величины, равна:

S

1 d У Јо 5х

5

0

и также повышаетс  с увеличением диэлектрической проницаемости Ј и уменьшением зазора д.

На фиг.1 представлено поперечное сечение емкостного датчика давлени ; на. фиг.2 - то же, вид сверху.

Емкостной датчик содержит цилиндрический корпус 1. на котором выполнен срез 2 с расположенными на его недеформируе- мых участках электродом 3 рабочего конденсатора и электродом 4 опорного конденсатора. Параллельно и вблизи среза расположена пластина 5, котора  имеет два П-образных выреза, образующих центральную часть пластины 6. жестко соединенную

с центром среза корпуса в точке 7 и подвешенной к ней на двух торсионах 8 рамки 9, составл ющей периферийную часть пластины и разделенную перемычками малой жесткости 1, на две неравные части. На большей части 11, имеющей возможность перемещатьс , размещаетс  электрод рабочего конденсатора 12, а на меньшей части 13, скрепленной с недеформируемой частью среза корпуса, размещен электрод 14 опорного конденсатора, пластина 5 со стороны опорного конденсатора жестко прикреплена также к корпусу 1 в точках 15. Емкостной датчик давлени  работает следующим образом. В полость датчика пода- етс  давление Р, под действием которого происходит деформаци  утоньшенной части среза корпуса, а так как центральна  часть пластины жестко св зана с центром среза, то и она будет перемещатьс , а вме- сте с ней и периферийна  часть пластины с рабочим электродом. Измен етс  рассто ние между электродами рабочего конденсатора , а также его емкость и, соответственно, выходной сигнал.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Емкостный датчик давлени , содержащий цилиндрический корпус в виде отрезка трубы со срезом вдоль оси симметрии, образующим утоньшение стенкч трубы, и пластину, установленную с зазором относительно поверхности среза, отличающий- с   тем, что, с целью увеличени  чувствительности , в нем пластина выполнена с двум  П-обраэными вырезами, образующими центральную часть пластины, жестко соединенную с центром среза трубы, и соединенную с ней периферийную часть в виде рамки, разделенной перемычками малой жесткости на две неравные части, на большей из которой размещен введенный электрод рабочего конденсатора, а на меньшей; скрепленной по контуру с недеформируё- мой частью среза трубы, размещен введенный электрод опорного конденсатора, при этом на недеформируемых участках среза трубы размещены введенные ответные изо-. лированные электроды рабочего и опорного конденсаторов.

   Фиг.2