Емкостный преобразователь давления

Емкостный преобразователь давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

Зависимое от авг. свидетельства №

Заявлено 1 З.VIII.1971 (№ 1695002/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.1Ч.1973. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания IЗ.VI I.1973

M. Кл. G 01l 9/12

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 531.787.91(088.8) Автор изобретения

С. П. Валицкий

Заявитель

Особое конструкторское бюро биологической и медицинской кибернетики

t "

ЕМКОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к емкостным преобразователям давления.

Известные емкостные преобразователи, содержащие мембрану и неподвижный электрод, на торцовой поверхности которого размещены токопроводящие ячейки с автономными выводами, не обладают достаточно высокой чувствительностью, так как в них не обеспечена возможность плавного регулирования номинальной емкости преобразователя.

В предлагаемом емкостном преобразователе, с целью повышения чувствительности, токопроводящие ячейки выполнены шестиугольной формы и размещены по всей поверхности основания в виде правильных симметрично расположенных рядов, число ячеек в которых возрастает от периферии к центру.

На чертеже показан емкостный преобразователь, общий вид, сечение по А — А и вид по стрелке Б.

Преобразователь состоит из подвижного электрода — мембраны 1, прикрепленной к крышке 2 с помощью фиксирующего кольца

3, и изоляционного основания 4 с токопроводящими ячейками 5 на торцовой поверхности. Ячейки выполнены шестиугольной формы и размещены по всей поверхности основания в виде правильных симметрично расположенных рядов, число ячеек в которых возрастает от периферии основания к его центру. Каждая из шестиугольных ячеек имеет автономный вывод б, позволяющий соединять ячейки в различных сочетаниях.

Емкостный преобразователь работает следующим образом.

Если отсутствует измеряемый перепад давления мембрана 1 находится в исходном по10 ложении, образуя с токопорводящей частью основания 4 некоторую номинальную емкость, величина которой определяется величиной межэлектродного зазора и площадью токопроводящей части основания. При по15 ступлении в преобразователь измеряемого перепада давления мембрана прогибается в ту или иную сторону по отношению к основанию, вследствие чего изменяется номинальная величина емкости преобразователя. Это

20 приращение емкости пропорционально входному давлению и является выходным сигналом. Однако абсолютное приращение емкости еще никак не характеризует емкостный измерительный преобразователь, поэтому

25 общепринято понятие относительного изменения емкости, т. е. отношение абсолютного приращения к величине номинальной емкости. В свою очередь. частное от деления относительного изменения емкости к вели30 чине измеряемого перепада давления харак379838 теризует один из основных параметров преобразователя — его чувствительность.

Ключом к регулированию всех основных параметров емкостного преобразователя является изменение его номинальной емкости, 5 оговоренное определенными условиями, а именно такое, которое происходит при одной и той же жесткости мембраны и без смены каких-либо составных частей преобразователя. 10

Из-за технологического разброса параметров невозможно изготовить даже по одному и тому же чертежу и технологии хотя бы два емкостных преобразователя, которые бы обладали требуемой для практики степенью 15 идентичности параметров. Точно также после демонтажа преобразователя невозможно сохранить прежнее значение его параметров.

В предлагаемом преобразователе обеспечена возможность регулирования величины но- >0 минальной емкости путем изменения площади токо проводящей части неподвижного электрода. Это достигается электрическим соединением различного числа введенных токопроводящих ячеек 5. При задействовании 25 одной, центральной, ячейки номинальная емкость приобретает минимальное значение, а при соединении между собой всех имеющихся ячеек — максимальное значение.

Такое регулирование номинальной емкости 50 преобразователя осуществляется просто и оперативно путем обычной перепайки проводников, а главное без какого-либо изменения исходного ме>кэлектродного зазора или упругих свойств и условий заделки мембраны.

Число элементарных ячеек, на которые разбита токопроводящая поверхность неподвижного электрода, может быть сделано при необходимости большим. Тем самым гарантируется весьма точная регулировка номи- 40 нальной емкости и доводка ее строго под расчетное или требуемое значение.

Изменять номинальную емкость преобразователя от минимально до максимально возможной ее величины целесообразно симмет- 45 ричным наращиванием числа ячеек относительно центральной. Форма .ячеек выбрана шестиугольной, так как правильный шестиугольник лучше всего вписывается в круг.

Кроме того, имеются в виду следующие сооб- 50 ражения: максимально плотная взаимная упаковка ячеек, т. е. минимальная потеря поверхности неподвижного электрода на межячеечное пространство зазоров; возможность неограниченного возрастания диаметра описывающего круга при сохранении шестиугольной конфигурации поверхности неподвижного электрода и неограниченного увеличения числа более мелких ячеек в заданной шестиугольной итоговой площади неподви>иного электрода, Переход от круглой конфигурации токопроводящей поверхности неподвижного электрода к шестиугольной вполне допустим, так как забота о строго круговой форме электродов имеет смысл лишь для обычных, классических плоско-параллельных конденсаторов, в которых поверхности обоих электродов равны. В этом случае одинаковой должна быть и форма противостоящих поверхностей электродов для уменьшения влияния краевого эффекта; лучше всего — круговая, т. е. дисковые электроды.

В емкостных преобразователях поверхности электродов не равны. Площадь мембраны, которая является подвижным электродом и контактирует с крышкой или иными составными частями преобразователя, какправило, больше площади неподвижного электрода. Она значительно его «затеняет», поэтому форма затененной поверхности неподвижного электрода уже не имеет решающего значения для уменьшения влияния краевого эффекта. Достаточно того, чтобы неподвижный электрод был сцентрирован относительно мембраны и по возможности был симметричным.

Предмет изобретения

Емкостный преобразователь давления, содержащий мембрану и неподвижный электрод, на торцовой поверхности которого размещены токопроводящие ячейки с автономными выводами, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем токопроводящие ячейки выполнены шестиугольной формы и размещены по всей поверхности основания в виде правильных симметрично расположенных рядов, число ячеек в которых возрастает от периферии к центру.

379838

3 2

8v б

Составитель Л. Никиточкина

Техред Г. Дворина

Редактор С. Герник

Корректор С. Сатагулова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1910/8 Изд. № 1480 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская наб., д, 4(5