DE2849793A1

DE2849793A1 - Aneroid capsule pressure gauge - has central plate between corrugated membranes and distortion is measured by capacitance change

Info

Publication number: DE2849793A1
Application number: DE19782849793
Authority: DE
Inventors: Veijo Antikainen
Original assignee: Vaisala Oy
Current assignee: Vaisala Oy
Priority date: 1978-11-16
Filing date: 1978-11-16
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2849793C2

Abstract

A pressure gauge based on the use of an aneroid capsule (20) is particularly for use in radiosondes. The inter displacement of the membranes (21, 22) of the aneroid capsule (20) is transformed into a capacitive quantity. There is, between membranes (21, 22) of the aneroid capsule (20), an insulator substrate (10), preferably of the shape of a disc or plate; wherein the capacitance is created between opposite membranes (21, 22) of aneroid capsule (20) separated from each other by insulator substrate (10).

Description

Barometerbarometer

Beschreibung Gegenstand der Erfindung ist ein Barometer, besonders für Radiosonden, das auf Verwendung einer Aneroiddose basiert und in dem die gegenseitige Verschiebung von Membranen einer Aneroiddose in eine kapazitive, dem zu messenden Druck proportionale Größe umgewandelt wird und in dem sich zwischen den Membranen ein zweckmäßig plattenförmiges Isoliersubstrat befindet. Description The subject of the invention is a barometer, in particular for radiosonde, which is based on the use of an aneroid can and in which the mutual Shifting the membranes of an aneroid can into a capacitive one, the one to be measured Pressure proportional size is converted and located between the membranes an appropriate plate-shaped insulating substrate is located.

Wie bekannt, wird eine Anerroiddose als Barometer in der Art verwendet, daß eine Membrane der Aneroiddose am Rumpf des Meßgerätes und die andere Membrane an einer beweglichen Kondensatorplatte befestigt ist der eine unbewegliche Kondensatorplatte gegenüberliegt. Auf diese Weise können die Verschiebungen der Aneroiddosenmembrane in Kondensatorplattenverschiebungen und durch diese in ein kapazitives Signal umgewandelt werden, das ein Maß für den zu messenden Druck ist. Barometer dieser Art kommen besonders in Radiosonden zur Anwendung. As is known, an anerroid can is used as a barometer in the manner that one membrane of the aneroid can on the body of the measuring device and the other membrane The one immovable capacitor plate is attached to a movable capacitor plate opposite. In this way the displacements of the aneroid can membrane into capacitor plate displacements and converted into a capacitive signal by this which is a measure of the pressure to be measured. Barometers of this type are coming especially used in radiosondes.

Die Erfindung soll eine Barometerkonstruktion schaffen, die einfacher und mechanisch stabiler sowie billiger als frühere Konstruktionen ist, und weniger Teile als bisher enthält Außerdem soll die Erfindung ein Barometer schaffen, bei dem der Einfluß von Luftfeuchtigkeit und Luftdruck auf die Dielektrizitätskonstante des Meßkondensatorluftspaltes eliminiert werden kann. In den bekannten Barometern hat dieser Einfluß Unlinearität und Meßfehler verursacht. Außerdem soll eine Konstruktion geschaffen werden, bei der die von der Konstruktion selbst herstammenden Temperaturabhängigkeiten besser zu beherrschen sind als bei den bisher bekannten Konstruktionen. The invention aims to provide a barometer construction that is simpler and mechanically more stable and cheaper than previous designs, and less Parts as before contains In addition, the invention is intended to provide a barometer at the influence of humidity and air pressure on the dielectric constant the measuring capacitor air gap can be eliminated. In the well-known barometers this influence caused non-linearity and measurement errors. In addition, a construction are created in which the temperature dependencies arising from the construction itself are easier to control than with the previously known constructions.

Zur Erreichung der vorher angeführten Ziele ist für die Erfindung im wesentlichen charakteristisch, daß die zu messende Kapazitanz zwischen den durch genanntes Isoliersubstrat voneinander isolierten, einander gegenüberliegenden Membranen der Aneroiddose entsteht. In order to achieve the aforementioned goals, the invention essentially characteristic that the capacitance to be measured between the through Said insulating substrate insulated from one another, opposing membranes the aneroid can.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch in keiner Weise beschränkt ist, ausführlich beschrieben. In the following the invention with reference to the figures Embodiments shown in the accompanying drawings to which the invention but is in no way limited, is described in detail.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Barometer von oben gesehen. Fig. 1 shows a barometer according to the invention seen from above.

Fig. 2 zeigt den Schnitt II-II in Fig 1. FIG. 2 shows the section II-II in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt entsprechend Fig. 2. Fig. 3 shows another embodiment of the invention in section according to FIG. 2.

Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel im Schnitt entsprechend Fig. 2 und 3. Fig. 4 shows a third embodiment in section accordingly Figs. 2 and 3.

Das Barometer nach Fig. 2 wird aus Isolierstoff, z. B. The barometer according to FIG. 2 is made of insulating material, e.g. B.

aus einem Substrat 10 aus keramischem. Material gebildet, an dessen beiden Seiten die Membranen 21 und 22, die eine Aneroiddose 20 bilden, gegeneinanderliegend druckdicht befestigt werden. Genannte Befestigung ist so ausgeführt, daß innerhalb der Aneroiddose zwei Vakuumräume 23 entstehen. Nach Figur 1 hat das Isoliersubstrat 10 die Form eines Ouadrats und Löcher zur Befestigung des Barometers. Das Substrat 10 kann jedoch auch eine andere Form haben, z. Bo die eines Kreises.from a substrate 10 made of ceramic. Material formed on whose on both sides the membranes 21 and 22, which form an aneroid can 20, lie opposite one another be fastened pressure-tight. Said attachment is designed so that within the aneroid can two vacuum spaces 23 arise. According to Figure 1, the insulating substrate 10 the shape of a square and holes for attaching the barometer. The substrate However, 10 can also have another shape, e.g. Bo that of a circle.

Nach Fig. 3 hat das Isoliersubstrat 10" eine kreis- förmige Öffnung 12, an deren Rändern die gegeneinanderliegenden Membranen 21 und 22 der Aneroiddose z.B. durch Metallisieren befestigt sind. Somit entsteht im Inneren der Aneroiddose ein Vakuumraum 23'. According to Fig. 3, the insulating substrate 10 "has a circular shaped Opening 12, at the edges of which the opposing membranes 21 and 22 of the Aneroid box are attached e.g. by metallizing. Thus, inside the Aneroid can a vacuum space 23 '.

Nach Figur 4 hat das Isoliersubstrat 10" eine Öffnung 12 und die Membranen 21 und 22 sind beide mit ihren Rändern auf derselben Seite des Isoliersubstrats 10" befestigt. According to FIG. 4, the insulating substrate 10 ″ has an opening 12 and the Diaphragms 21 and 22 are both with their edges on the same side of the insulating substrate 10 "attached.

Zu diesem Zweck sind die Durchmesser der Membranen 21 und 22 untereinander verschieden groß und in Fig.4 sind die Radien dieser Membranen mit r1 und r2 bezeichnet. Die Membrane (r1)22 mit kleinerem Durchmesser ist am Innenrand der Öffnung 12 befestigt. Das Bezugszeichen 24 stellt die Metallisierungen der Membranbefestigung dar.For this purpose, the diameters of the membranes 21 and 22 are mutually exclusive different sizes and in Figure 4 the radii of these membranes are denoted by r1 and r2. The membrane (r1) 22 with a smaller diameter is attached to the inner edge of the opening 12. The reference number 24 represents the metallizations of the membrane fastening.

Die der Druckmessung zugrunde liegende Kapazitanz C wird zwischen den einander gegenüberliegenden Membranen 21 und 22 festgestellt. In Fig.4 ist der Abstand zwischen- den Membranen 21 und 22 mit d(p) bezeichnet und dieser Abstand ist umso kleiner je größer der auf die Membranen wirkende Druck ist und die Kapazitanz C steigt somit z.B.bei steigendem Druck im wesentlichen linear. The capacitance C on which the pressure measurement is based is between the opposing membranes 21 and 22 established. In Fig.4 is the The distance between the membranes 21 and 22 is designated by d (p) and this distance is the smaller, the greater the pressure acting on the membranes and the greater the capacitance Thus, for example, C increases essentially linearly with increasing pressure.

Die Ausführungsform nach Fig.4 ist insofern günstig, als bei ihr zwischen den Randteilen der Membranen 21 und 22 eine möglichst wenig messungsstörende Streukapazitanz entsteht. The embodiment of Figure 4 is beneficial in that it is between the edge parts of the diaphragms 21 and 22 a measurement disruptive as little as possible Stray capacitance arises.

Claims

Claims barometer, especially for radiosondes that are based on use an aneroid can (20) and in which the mutual displacement (d) of Diaphragms (21, 22) of an aneroid can (20) in a capacitive pressure to be measured (p) proportional size is converted and located between the membranes (21, 22) an appropriately plate-shaped insulating substrate (10; 10 '; 10 ") is located, characterized in that the capacitance to be measured (C) between the through-named Insulating substrate (10; 10 '; 10 ") insulated from one another, opposite one another Membranes (21, 22) of the aneroid can (20) are created.

2. Barometer according to claim 1, characterized in that the insulating substrate is completely closed and located between the opposing membranes (21, 22) extends completely over this (Fig. 1 and 2).

3. Barometer according to claim 1, characterized in that the insulating substrate (10 '; 10 ") is annular and has an opening (12) therein around which the membrane (21, 22) are attached (Fig. 3 and 4).

4. Barometer according to claim 3, characterized in that both membranes (21, 22), the radii of which are unequal (r1 # r2), to reduce stray capacitance attached to the edge of the same side of the insulating substrate (10 ") (Fig. 4)

5. Barometer according to claim 4, characterized in that the smaller membrane (22) at the edge or near the edge of the opening (12) of the insulating substrate (10 ") is attached (Fig. 4).