SU1150500A1

SU1150500A1 - Capacitive pressure pickup

Info

Publication number: SU1150500A1
Application number: SU833579772A
Authority: SU
Inventors: Валентин Андреевич Синицкий; Геннадий Павлович Комаров; Анатолий Максимович Бондаренко
Original assignee: Предприятие П/Я А-1944
Priority date: 1983-04-28
Filing date: 1983-04-28
Publication date: 1985-04-15

Abstract

ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий два подвижных электрода. между которыми с зазором расположен неподвижный электрод, отличающийс тем, что, с целью повьопени точности при измерении импульсных давлений и упрощени конструкции , подвижные электроды выполнены в виде плоских упругих мембран, которые по контуру скреплены между собой, а неподвижный электрод выполнен в виде диска, установленного между мембранами и снабженного изол ционными шайбами, причем снаружи каждой мембраны установлена жестка перфорированна пластина.CAPACITIVE PRESSURE SENSOR containing two moving electrodes. between which there is a fixed electrode with a gap, characterized in that, in order to improve accuracy in measuring pulse pressures and to simplify the design, the movable electrodes are made in the form of flat elastic membranes, which are bonded to each other along the contour, and the fixed electrode is between the membranes and fitted with insulating washers, with a rigid perforated plate installed outside each membrane.

Description

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам регистрации давлени воздушных и жидкостных ударных волн.The invention relates to instrumentation engineering, in particular to sensors for detecting the pressure of air and liquid shock waves.

Известен емкостной датчик давлени содержащий две мембраны, между которыми установлен неподвижный электрод ) ,Known capacitive pressure sensor containing two membranes, between which there is a fixed electrode),

При измерении импульсного давлени таким датчиком после прохождени импульса мембрана продолжает колебатс , внос погрешность в измерени .When measuring the pulse pressure with such a sensor, after the passage of a pulse, the membrane continues to oscillate, introducing an error in the measurements.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сзщности и достигаемому эффекту вл етс емкостной датчик давлени J содержащий два подвижных электрода, меаду которыми расположен неподвижный электрод 2j .Closest to the proposed technical result and the effect achieved is a capacitive pressure sensor J containing two movable electrodes, with which the fixed electrode 2j is located.

Конструкци датчика позвол ет компенсировать погрешности, вызываемые вли нием инерционных сил, действующих на подвижные электроды датчика . Но погрешность, вызываема колебани ми подвижной части датчика после прохождени импульса давлени , не компенсируетс , что снижает точность измерени импульсных давлений.The design of the sensor makes it possible to compensate for errors caused by the influence of inertial forces acting on the moving electrodes of the sensor. But the error caused by oscillations of the movable part of the sensor after the passage of a pressure pulse is not compensated, which reduces the accuracy of the measurement of pulse pressures.

Цель изобретени - повьшение точности при измерении импульсных давлений и упрощение конструкции, The purpose of the invention is to increase the accuracy in measuring pulse pressures and simplify the design,

Поставленна цель достигаетс тем, что в емкостном датчике давлени , содержащем два подвижных электрода , между которьми с зазором расположен неподвижный электрод, подввдсные электроды выполнены в виде плоских упругих мембран, которые по контуру скреплены между собой, а неподвижный электрод выполнен в виде диска , установленного между мембранами и снабженного по периферии изол ционными шайбами, причем снаружи каждой мембраны установлена жестка перфорированна пластина.The goal is achieved by the fact that in a capacitive pressure sensor containing two movable electrodes, between which there is a fixed electrode with a gap, the subelectrical electrodes are made in the form of flat elastic membranes, which along the contour are bonded to each other, and the fixed electrode is made in the form of a disk mounted between membranes and peripherally insulated washers, with a rigid perforated plate mounted outside each membrane.

На чертеже показана конструкци предлагаемого датчика.The drawing shows the design of the proposed sensor.

Датчик содержит две плоские мембРС .К& 1 с краевыми втулками из высокопрочной пружинной стали, обращенными одна к другой торцами,, Между мембранами 1 расположен металлический неподвижный электрод 2, выпол ,венный в виде диска с конусообразными торцевыми углублени ми. Диск зажат в центре корпуса с помощью двух шайб,3 из материала с высокими электроиэол ционньми и уплотн ющими свойстйами, например фторопласта.The sensor contains two flat membranes .K & 1 with edge sleeves of high-strength spring steel, facing one another with the ends,. Between the membranes 1 there is a metal fixed electrode 2, made in the form of a disk with conical end depressions. The disk is clamped in the center of the case with the help of two washers, 3 of a material with high electrical and impermeable properties and sealing properties, for example, fluoroplastic.

Мембраны покрыты перфорированными пластинами 4 с толщиной и жесткостью большими, чем у мембран. Пластины эти плотно прижаты к мембранам 1 if винтами 5.The membranes are covered with perforated plates 4 with a thickness and rigidity greater than that of the membranes. These plates are tightly pressed to the membranes 1 if with screws 5.

В боковой стенке втулок выполнено отверстие, в которое впа на экранирующа оплетка отрезка гибкого коаксиального кабел 6, Центральна жила кабел припа на к внутреннему электроду 2. Другой конец отрезка коаксиального кабел присоединен к экранирующему хвостовику 7, в котором установлен согласующий трансформатор 8, защищенный амортизирую1цими прокладками 9. Через разъем 10 датчик присоединен к электронному блоку 11, к выходу которого присоединен запоминающий осциллограф 12.In the side wall of the sleeves, there is a hole in which a flexible coaxial cable 6 is taped to the shielding braid, the central core of the cable is soldered to the inner electrode 2. The other end of the coaxial cable is attached to the shielding shaft 7, in which a matching transformer 8 is installed, protected by shock absorber 9. Through the connector 10, the sensor is connected to the electronic unit 11, to the output of which the storage oscilloscope 12 is connected.

При эксплуатации датчик сочленен с отверстием в стенке 13 .оборудовани , ограничивающей объем, заполненньй жидкостью или газом, испытывающими импульсные или пульсирукнцие давлени . Плотный прижим датчика к отверстию осуществл етс с помощью пробки 14.During operation, the sensor is articulated with a hole in the wall 13 of the equipment, limiting the volume filled with liquid or gas, experiencing pulsed or pulsating pressure. The sensor is tightly pressed against the hole by means of a plug 14.

Датчик работает следующим образомThe sensor works as follows

Импульсное (пульсирукицее) давление жидкости или газа через отверсти в лластИне 4 подводитс к мембране 1, котора прогибаетс , приближаетс к внутреннему электроду 2, вызыва изменение электрической емкости конденсатора, образованного приближающимис поверхност ми. Это изменение емкости, несущее информацию о регистрируемом импульсе, преобразуетс в электрический сигнал напр жение сложной формы с помощью электрической измерительной цепи, в которую вход т отрезок коаксиального кабел 6 и согласующий трансформатор 8. Электрический сигнал, окончательно сформированный в блоке 11, подаетс на вход запоминающего осциллографа 12, на экране которого регисрируетс импульсный или пульсирующий процесс в жидкости или газе.The pulsed (pulsaric) pressure of a liquid or gas through the holes in the loop 4 is supplied to the membrane 1, which bends, approaches the inner electrode 2, causing a change in the capacitance of the capacitor formed by the approaching surfaces. This capacitance change, carrying information about the recorded pulse, is converted into an electrical signal by a complex-shaped voltage using an electrical measuring circuit, which includes a section of coaxial cable 6 and a matching transformer 8. The electrical signal, finally formed in block 11, is fed to the input memory an oscilloscope 12, on the screen of which a pulsed or pulsating process is recorded in a liquid or gas.

Под вли нием измер емого импульса подвижные мембраны датчика совершают небольшие колебани и вызывают паразитные изменени емкостей между элементами чувствительного измерител .ного преобразовател . Однако эти паразитные изменени взаимно компенсируютс . 3 Возбуждение упругих мембран ро затухает от соприкосновени перфорированными пластинами, и 11505004 быст- чик принимает исходное состо ние с перед приходом следующего импульса дат- пульсирующего процесса.Under the influence of the measured pulse, the movable membranes of the sensor make small oscillations and cause parasitic changes in the capacitances between the elements of the sensitive measuring transducer. However, these parasitic changes cancel each other out. 3 The excitation of elastic membranes is damped by contact with perforated plates, and 11505004 the speed controller assumes its initial state before the arrival of the next pulse of the pulsating process.

Claims

CAPACITIVE PRESSURE SENSOR, comprising two movable electrodes, between which there is a fixed electrode with a gap, characterized in that, in order to improve accuracy when measuring pulse pressures and simplify the design, the movable electrodes are made in the form of flat elastic membranes that are fastened together along the contour, and the fixed electrode is made in the form of a disk installed between the membranes and equipped with insulating washers, and a rigid perforated plate is installed outside each membrane.

1150500 i