Манометр (его варианты)

 

1. Манометр, состоящий из электростатического обратного преобразователя/ coдepжkщeгo измерительную камеру, образованную корпусом и разделительной мембраной, являющекся подвижным электродом, и электрическую мостовую измерительную схему, имеющую сумм фунжщй и вычитающий входы, отличающий с я тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения пределов измерения давления, в него дополнительно введена вторая идентичная измерительная камера, корпуса обеих камер соединены один с другим через жесткую .электрически, заземленную пластину-, размещенную между мембранами камер на равном удалении от них, при этом одна из мембран подключена к суммирующему входу электрической схемы., а друО ) гая - к вычитающему, причем жесткости мембран удовлетворяют соотношению ,02, где С., €2 жесткости первой и второй мембраны.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(Я) G 01 L 9/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3432992/24-10 (22) 04. 05. 82. (46) 07.03.85. Бюл. И 9 (72) В.С.Монсейченко, В.И.Лобан, В.Е.Евдокимов и С.Г.Шипулин (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (53) 531 ° 787 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 943259, кл. Я 01 l. 9/12, 1980.

2. Туричин А.М. Электрические измерения неэлектрических величин.

М. -Л., "Энергия", 1966, с. 380 (прототип). (54) МАНОМЕТР (ЕГО ВАРИАНТЫ) . (57) 1. Манометр, состоящий из электростатического обратного преобразователя; содержащего измерительную камеру, образованную корпусом

„„SU„„1144009 A и разделительной мембраной, являющеыя подвижным электродом, и электрическую мостовую измерительную схему, имеющую сумм:рующий и вычитающий входы, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения пределов измерения давления, в него дополнительно введена вторая идентичная измерительная камера, корпуса обеих камер соединены один с другим через жесткую электрически;. заземленную пластину; размещенную между мембранами камер на равном удалении от них, при этом одна из мембран подключена к суммирующему входу электрической схемы., а другая — к вычитающему, причем жесткости мембран удовлетворяют соотношению С1/С с 0,02, где С 1, С жесткости первой и второй мембраны.

2. Манометр, состоящий из электростатического обратного преобразователя, содержащего измерительную камеру, образованную корпусом-и разделительной мембраной, являющейся подвижным электродом, и электрической мостовой измерительной схемы, имеющей суммирующий и вычитающий входы, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения пределов измерения давления, в него дополнительно введена втопая идентичная измерительная каме1144009 ра, корпуса обеих камер соединены один с другим через жесткую элект рически заземленную пластину, размещенную между мембранами одинаковой жесткости, одна из которых подключена,к суммирующему входу электрической схемы, а другая — к вычитающему, при этом зазоры между каждой из мембран.и пластиной удов.летворяют следующему соотношению:

8 /62 (0,02, где 3q, 6 — зазоры между и астиной и соответственно первой и второй мембрана—

МИ.

Изобретение относится к контроль- . но-измерительной технике и предназначено для измерения давлений, Известны манометры,. состоящие нз электростатического обратного преобразователя, содержащего измерительную камеру, образованную корпусом, разделенным системой параллельно размещенных мембран, подключенных к измерительной схеме )1) .

Однако данные манометры обладают недостаточной чувствительностью и ограниченной областью применения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

15 манометр, состоящий из электростатического обратного преобразователя, содержащего измерительную камеру, образованную корпусом и разделительной мембраной, являющейся подвижным электродом, и электрической мостовой измерительной схемь имеющей суммирующий и вычитающий входы (2) .

Область применения известного манометра ограничена низким уровнем 25 измеряемого давления, что обусловлено величиной пробивного напряжения.

Целью изобретения является расширение области применения за счет увеличения пределов измерения давле- Зо ния.

Поставленная цель по первому варианту достигается тем, что в манометр, состоящий из электростатического обратного преобразователя, содержащего измерительную камеру„ образованную корпусом и разделительной мембраной, являющейся подвижным электродом, и электрической мостовой измерительной схемы, имеющей суммирующий и вычитающий входы, дополнительно введена "вторая идентичная измерительная камера,: корпуса обеих камер соединены один с другим; через жесткую электрически заземленную пластину, размещенную между мембранами камер на равном удалении от них, при этом одна из мембран подключена к суммирующему входу электрической схемы, а другая — к вычитающему, причем жесткости мембран удовлетворяют соотношению

С 1/С а 0,02, где С ., С вЂ” жесткости первой и второй. мембраны.

Поставленная цель по второму варианту достигается тем, что в манометр, состоящий из электростатического обратного преобразователя, содержащего измерительную камеру, образованную корпусом и разделительной мембраной, являющейся подвижным электродом, и электрической мостовой измерительной схемы, имеющей суммирующий и вычитающий входы, дополнительно введена вторая идентичная измерительная камера, корпуса обеих камер соединены один с другим через жесткую электрически заземленную пластину, размещенную между мембранами одинаковой жесткости, одна из которых подключена к суммирующему входу электрической схемы, а другая — к вычитающему, при этом зазоры между каждой из мембран и пластиной удовлетворяют соотношению

3(/3 (0,02, где S З вЂ” зазоры между пластиной и соответственно первой и второй мембранами.

На фиг. 1 представлена электрическая схема манометра; на фиг. 2— его структурная блок-схема.

Манометр состоит из измерительных камер 1 и 2, образованных корпусом 3 с разделительными мембранами . 4 и 5, между которыми установлена жесткая электрически заземленная пластина 6. Иембранй 4 и 5, пластина 6 совместно с корпусом 3 образуют емкостной дифференциальный преобразователь, подключенйый к мостовой электрической схеме, питаемой от

: генератора 7 -несущей частоты и содержащей усилитель 8, два демодулятора 9 и 10 и источник 11 питания..

Ианометр работает следующим обра. зом.

Измеряемое давление Р в сумме, с компенсирующим Р» воздействует

Р на мембрану 4 с силой Р» +.Fg a на мембрану 5 воздействуют соответственна разность давлений Р» — Р» и сила Г„ — F», вызывая их перемещение Х, и " соответственно. Эти перемещения преобразуются в электрические сигналы с напряжением сбответственно 0 »=1 », X< ) 02» ."хг Xz r где} х(, }» — соответствующие каэф-, фициейты преобразования емкостных преобразователей. Напряжения 0(„ и Ог„ вычитаются, и с диагонали измерительного моста разностное напряжение 40» усиливается усилителем 8, на выходе которого напряжение равно О» = Kq -Ь0», где Мц — коэффициент усиления усилителя 8, а затем выпрямляется демодуляторами

9 и 10. Выходное напряжение U x u

}44009 4 сумме с опорным U от источника 1 1 питания прикладывается к мембране 4, а разность этих напряжений U> - U » прикладывается к мембране 5, создавая

5 U ux компенсиру щее давление » = 2 г

2ао где Я вЂ” диэлектрическая проницаемость воздуха, S< — зазор между мембранами 4 и 5 и пластиной 6.

Измеряемое давление таким преобразователем может быть в общем виде с достаточной точностью представлено выражением г(, », С("x

У-:-l-- ..,, 20 С(, С r жесткости мембран 4 и

5 соответственно.

Для манометра с одинаковыми зазорами емкостного образователя выражение (1) упрощается

25 ! (Сг(С 1+ Сг/С

}-

30 В случае, если жесткости мембран .

4 и 5 выбираются из условия

Сg/C(< 0,02, измеряемое давление в 100 раз больше компенсирующего Р},.

По сравнению с известным изобретением это позволяет при одном и том же компенсирующем напряжении 100 раз увеличить пределы измеряемого давления и тем самым расширить область применения манометра.

40 Кроме того, манометр позволяет измерять как абсолютные давления, для чего подмембранная полость одной из камер вакуумируется, так и избыточные давления, для чего подмембран45 ная полость соединяется с окружающей средой.

3344009

Составитель Н.Кизилов

Редактор Т.Кугрышева Техред А.Бабииец Корректор Л.Пилипенко

Заказ 896/35 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4