JPH01307632A - 可変キャパシタンス測定デバイス - Google Patents
可変キャパシタンス測定デバイスInfo
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- JPH01307632A JPH01307632A JP63280250A JP28025088A JPH01307632A JP H01307632 A JPH01307632 A JP H01307632A JP 63280250 A JP63280250 A JP 63280250A JP 28025088 A JP28025088 A JP 28025088A JP H01307632 A JPH01307632 A JP H01307632A
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- G01C9/12—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using a single pendulum
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- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L7/00—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements
- G01L7/02—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges
- G01L7/08—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the flexible-diaphragm type
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は他方の電極に関連した一方の電極のの動きを
検出するために可変キャパシタンスを利用する測定デバ
イスの分野であり、かつ特に圧力を測定するためのキャ
パシタンスダイアフラム圧力計の分野にある。
検出するために可変キャパシタンスを利用する測定デバ
イスの分野であり、かつ特に圧力を測定するためのキャ
パシタンスダイアフラム圧力計の分野にある。
発明の背景
予め定められた圧力範囲内に維持されなくてはならない
液体または気体を有するシステムにおいて、その圧力を
正確に測定することが必要である。
液体または気体を有するシステムにおいて、その圧力を
正確に測定することが必要である。
圧力を測定するためのデバイスは数多く入手可能である
。圧力を示すデバイスもあるが、その一方で、測定され
た圧力を他のシステムに送られるように較正された量に
変換する変圧器として働くものもある。たとえば、圧力
を自動的に制御するために電子回路を利用するシステム
において、電子回路の入力として設けられ得る圧力の電
気表示を提供することが望ましい。圧力の電気表示を発
生するために用いられるそのようなデバイスはキャパシ
タンスマノメータまたはキャパシタンスダイアフラム圧
力計である。
。圧力を示すデバイスもあるが、その一方で、測定され
た圧力を他のシステムに送られるように較正された量に
変換する変圧器として働くものもある。たとえば、圧力
を自動的に制御するために電子回路を利用するシステム
において、電子回路の入力として設けられ得る圧力の電
気表示を提供することが望ましい。圧力の電気表示を発
生するために用いられるそのようなデバイスはキャパシ
タンスマノメータまたはキャパシタンスダイアフラム圧
力計である。
例示のキャパシタンスマノメータは１９７１年１月２６
日に出された米国特許番号第３，５５７゜６２１号に記
載されている。簡単に述べると、そのようなキャパシタ
ンスマノメータはハウジングまたは他のそのような支持
構造によってダイアフラムの周辺に沿って支持される導
電材料を含むダイアフラムを有する。典型的には、ハウ
ジングは導電性金属から構成され、その結果ハウジング
はダイアフラムに導電性経路を提供する。コンデンサの
一方電極として機能するダイアフラムは米国特許番号第
３．５５７．６２１号で記載されるように好ましくは固
定されている少なくとも１つの基準電極に近接して位置
決めされる。たとえば、その固定基準電極はそれ自身ハ
ウジングに取付けられているセラミックのディスク状サ
ブストレート上に取付けられることが有利である。
日に出された米国特許番号第３，５５７゜６２１号に記
載されている。簡単に述べると、そのようなキャパシタ
ンスマノメータはハウジングまたは他のそのような支持
構造によってダイアフラムの周辺に沿って支持される導
電材料を含むダイアフラムを有する。典型的には、ハウ
ジングは導電性金属から構成され、その結果ハウジング
はダイアフラムに導電性経路を提供する。コンデンサの
一方電極として機能するダイアフラムは米国特許番号第
３．５５７．６２１号で記載されるように好ましくは固
定されている少なくとも１つの基準電極に近接して位置
決めされる。たとえば、その固定基準電極はそれ自身ハ
ウジングに取付けられているセラミックのディスク状サ
ブストレート上に取付けられることが有利である。
ダイアフラムの一方側は既知または基準圧力にさらされ
、ダイアフラムの他方の側は測定されるべき未知の可変
圧力にさらされる。ダイアフラムの２つの側面の間の圧
力差はダイアフラムの中心が２つの圧力の低い方の方向
に動くことを引き起こし、かつそのためダイアフラムが
湾曲することを引き起こす。そのような動きおよび結果
として生じる湾曲によって、ダイアフラムの中心はコン
デンサの固定基準電極に近づくかまたは遠ざかり、かつ
２つの電極間のキャパシタンスの対応する変化を引き起
こす。２つの電極間のキャパシタンスはたとえば米国特
許番号第３，５５７，６２１号の第２図に示される回路
によってモニタされることができ、それによってダイア
フラムの動きを検出しその圧力の変化を検出する。回路
の電気出力信号は測定された信号値で行なわれる周知の
装置および計算によって測定され得て、圧力差を示す。
、ダイアフラムの他方の側は測定されるべき未知の可変
圧力にさらされる。ダイアフラムの２つの側面の間の圧
力差はダイアフラムの中心が２つの圧力の低い方の方向
に動くことを引き起こし、かつそのためダイアフラムが
湾曲することを引き起こす。そのような動きおよび結果
として生じる湾曲によって、ダイアフラムの中心はコン
デンサの固定基準電極に近づくかまたは遠ざかり、かつ
２つの電極間のキャパシタンスの対応する変化を引き起
こす。２つの電極間のキャパシタンスはたとえば米国特
許番号第３，５５７，６２１号の第２図に示される回路
によってモニタされることができ、それによってダイア
フラムの動きを検出しその圧力の変化を検出する。回路
の電気出力信号は測定された信号値で行なわれる周知の
装置および計算によって測定され得て、圧力差を示す。
上で述べられたキャパシタンスマノメータは非常にわず
かな電流と協働する高インピーダンスデバイスである。
かな電流と協働する高インピーダンスデバイスである。
それゆえ、デバイス内の湿気や、漂遊キャパシタンス等
によって引き起こされるいかなる漏洩電流も測定値の不
正確さを招き得る。
によって引き起こされるいかなる漏洩電流も測定値の不
正確さを招き得る。
米国特許番号第３．５５７，６２１号で以前に述べられ
たように、可変コンデンサの固定基準電極は典型的には
固定基準電極と同心である導電性ガードリングによって
取囲まれることが有利である。
たように、可変コンデンサの固定基準電極は典型的には
固定基準電極と同心である導電性ガードリングによって
取囲まれることが有利である。
固定基準電極上で検出されたものと実質的に同じ瞬時電
圧および位相の信号は導電性ガードリングに与えられ、
ダイアフラム（すなわち可動電極）と固定基準電極との
間の漏洩電流を効果的に阻止する。漏洩電流を阻止する
ことによって、キャパシタンスマノメータから得られる
測定値の精度が非常に増加し、特にダイアフラムの動き
が比較的小さい、小さな圧力差の測定に関して非常にそ
の精度は増す。たとえば、キャパシタンスマノメータは
ほぼ１０−９大気圧はどの圧力差を測定するように構成
されている。
圧および位相の信号は導電性ガードリングに与えられ、
ダイアフラム（すなわち可動電極）と固定基準電極との
間の漏洩電流を効果的に阻止する。漏洩電流を阻止する
ことによって、キャパシタンスマノメータから得られる
測定値の精度が非常に増加し、特にダイアフラムの動き
が比較的小さい、小さな圧力差の測定に関して非常にそ
の精度は増す。たとえば、キャパシタンスマノメータは
ほぼ１０−９大気圧はどの圧力差を測定するように構成
されている。
米国特許番号第３，５５７，６２１号で記載されている
ような可変キャパシタンスマノメータの精度はマノメー
タがさらされている温度の変化に応答して実質的に変化
し得ることが発見されている。そのような温度の影響は
固定基準電極がそのマノメータの金属ハウジングに関し
て支持されている、固定電極支持（たとえばセラミック
ディスク）の膨張および収縮の差によって引き起こされ
る。たとえば、例示のキャパシタンスマノメータでは、
固定電極は金属ハウジングとは違う熱膨張率を有するセ
ラミックディスク上に取付けられる。
ような可変キャパシタンスマノメータの精度はマノメー
タがさらされている温度の変化に応答して実質的に変化
し得ることが発見されている。そのような温度の影響は
固定基準電極がそのマノメータの金属ハウジングに関し
て支持されている、固定電極支持（たとえばセラミック
ディスク）の膨張および収縮の差によって引き起こされ
る。たとえば、例示のキャパシタンスマノメータでは、
固定電極は金属ハウジングとは違う熱膨張率を有するセ
ラミックディスク上に取付けられる。
その膨張および収縮差によって固定電極支持および固定
電極を曲げたり湾曲を発生させたりすることによる金属
ハウジングに関して固定電極支持と固定された基準電極
の相対的な動きが引き起こされる。こうして、固定され
た基準電極の中心は温度の変化のためにダイアフラムに
近づくかまたはそこから離れて動くかもしれない。温度
による固定された基準電極の移動によって、圧力の変化
によって引き起こされるキャパシタンスの変化によるキ
ャパシタンス変化と区別がつかないキャパシタンスの変
化が引き起こされる。さらに、温度変化の影響は金属ハ
ウジング−に関した固定電極支持の相対的な動きは典型
的には温度の増減で繰返さないので予測することができ
ないことが知られている。こうして、温度の変化によっ
て測定値の精度に影響を与える偽ったキャパシタンス変
化が引き起こされる。キャパシタンスの温度に関連した
変化を防ぐために、金属ハウジングに関連した固定電極
支持の相対的な動きを減じることが望ましい。
電極を曲げたり湾曲を発生させたりすることによる金属
ハウジングに関して固定電極支持と固定された基準電極
の相対的な動きが引き起こされる。こうして、固定され
た基準電極の中心は温度の変化のためにダイアフラムに
近づくかまたはそこから離れて動くかもしれない。温度
による固定された基準電極の移動によって、圧力の変化
によって引き起こされるキャパシタンスの変化によるキ
ャパシタンス変化と区別がつかないキャパシタンスの変
化が引き起こされる。さらに、温度変化の影響は金属ハ
ウジング−に関した固定電極支持の相対的な動きは典型
的には温度の増減で繰返さないので予測することができ
ないことが知られている。こうして、温度の変化によっ
て測定値の精度に影響を与える偽ったキャパシタンス変
化が引き起こされる。キャパシタンスの温度に関連した
変化を防ぐために、金属ハウジングに関連した固定電極
支持の相対的な動きを減じることが望ましい。
市場で入手可能なキャパシタマノメータに関して存在し
続ける他の問題は残余漂遊キャパシタンスの量がわずか
しかないことである。これらの漂遊キャパシタンスはた
とえば固定電極支持のセラミック材料が固定された基準
電極とハウジングの間の誘電体として働く、固定された
基準電極と金属ハウジングの間にたとえば存在する。同
様の漂遊キャパシタンスはガードリングと金属のハウジ
ングの間に存在する。ガードリングは固定電極支持を介
して金属ハウジングへの漂遊キャパシタンスを実質的に
減じるがその漂遊キャパシタンスを完全になくすことは
可能ではなかった。たとえば、漂遊キャパシタンスは１
つの周知の市場で入手可能なキャパシタンスマノメータ
ではほぼ１ピコフアラツドにまで減じられた。その漂遊
キャパシタンスまたは温度の変化に伴なって変化し、こ
のため他の制御できない変数をキャパシタンスマノメー
タを用いて得られる測定値に導入してしまう。
続ける他の問題は残余漂遊キャパシタンスの量がわずか
しかないことである。これらの漂遊キャパシタンスはた
とえば固定電極支持のセラミック材料が固定された基準
電極とハウジングの間の誘電体として働く、固定された
基準電極と金属ハウジングの間にたとえば存在する。同
様の漂遊キャパシタンスはガードリングと金属のハウジ
ングの間に存在する。ガードリングは固定電極支持を介
して金属ハウジングへの漂遊キャパシタンスを実質的に
減じるがその漂遊キャパシタンスを完全になくすことは
可能ではなかった。たとえば、漂遊キャパシタンスは１
つの周知の市場で入手可能なキャパシタンスマノメータ
ではほぼ１ピコフアラツドにまで減じられた。その漂遊
キャパシタンスまたは温度の変化に伴なって変化し、こ
のため他の制御できない変数をキャパシタンスマノメー
タを用いて得られる測定値に導入してしまう。
このため、その漂遊キャパシタンスをさらに減じること
が望ましい。
が望ましい。
発明の要約
この発明は温度によって引き起こされる偽りのキャパシ
タンス変化および誘電体セラミック材料を介する漏洩電
流によって引起こされる漂遊キャパシタンスに関した以
上の問題を解決する。
タンス変化および誘電体セラミック材料を介する漏洩電
流によって引起こされる漂遊キャパシタンスに関した以
上の問題を解決する。
この発明は第１の導電要素と第２の導電要素とを含む可
変コンデンサを含み、かつ可変パラメータに応答する可
変キャパシタンス測定デバイスを開示する。第１の導電
要素は可変パラメータの変化に応答して第１の方向に少
なくとも第１の電極の一部が可変である、可変コンデン
サの第１の電極を含む。第２の導電要素は可変コンデン
サの第２の電極を含む。
変コンデンサを含み、かつ可変パラメータに応答する可
変キャパシタンス測定デバイスを開示する。第１の導電
要素は可変パラメータの変化に応答して第１の方向に少
なくとも第１の電極の一部が可変である、可変コンデン
サの第１の電極を含む。第２の導電要素は可変コンデン
サの第２の電極を含む。
この発明の測定デバイスは、第２の電極が第１の電極に
関連して第１の方向に実質的に不可動でありかつその第
２の電極は第１の方向に垂直な第２の方向に可動である
ように、第１の電極に近接して第２の電極を取付けるた
めの転がり手段を特徴とする。
関連して第１の方向に実質的に不可動でありかつその第
２の電極は第１の方向に垂直な第２の方向に可動である
ように、第１の電極に近接して第２の電極を取付けるた
めの転がり手段を特徴とする。
この発明の特定の実施例において、可変パラメータは第
１の圧力と第２の圧力との間の圧力差である。この発明
の測定デバイスは取付表面を有するハウジングを含むこ
とが有利である。第１の電極は第１および第２の側面を
有するダイアフラムを含むことが好ましく、そのダイア
フラムは第１の圧力がダイアフラムの第１の側面上にか
つ第２の圧力がダイアフラムの第２の側面にあるように
位置決めされ、少なくともダイアフラムの一部は圧力差
の変化に応答して第１の方向に可動である。
１の圧力と第２の圧力との間の圧力差である。この発明
の測定デバイスは取付表面を有するハウジングを含むこ
とが有利である。第１の電極は第１および第２の側面を
有するダイアフラムを含むことが好ましく、そのダイア
フラムは第１の圧力がダイアフラムの第１の側面上にか
つ第２の圧力がダイアフラムの第２の側面にあるように
位置決めされ、少なくともダイアフラムの一部は圧力差
の変化に応答して第１の方向に可動である。
この発明の測定デバイスはハウジング内に絶縁支持を含
むことが好ましく、その絶縁支持は第２の電極が固定さ
れる第１の表面を有し、第１の電極に近接した第２の電
極を取付けるための転がり手段が絶縁支持とハウジング
の取付は表面との間に置かれた転がり軸受を含み、転が
り軸受の位置は絶縁支持が第１の方向にハウジングの取
付表面に関連して実質的に不可動でありかつその絶縁支
持は第２の方向に取付表面に関して可動であるように選
択される。
むことが好ましく、その絶縁支持は第２の電極が固定さ
れる第１の表面を有し、第１の電極に近接した第２の電
極を取付けるための転がり手段が絶縁支持とハウジング
の取付は表面との間に置かれた転がり軸受を含み、転が
り軸受の位置は絶縁支持が第１の方向にハウジングの取
付表面に関連して実質的に不可動でありかつその絶縁支
持は第２の方向に取付表面に関して可動であるように選
択される。
この発明の好ましい実施例において、転がり軸受は絶縁
支持とハウジングとの間に電気的分離を提供するための
電気絶縁体を含む。転がり軸受はサファイヤを含んでも
よい。それらは球形かまたは円筒形であってもよい。有
利には、それらは実質的に円形の形状で１２０°離され
て置かれている。この発明の測定デバイスでは、ハウジ
ングは第１の熱膨張率を有する導電性材料からなること
を好ましく、一方で絶縁支持は第１の熱膨張率とは異な
る第２の熱膨張率を有する材料を含む。
支持とハウジングとの間に電気的分離を提供するための
電気絶縁体を含む。転がり軸受はサファイヤを含んでも
よい。それらは球形かまたは円筒形であってもよい。有
利には、それらは実質的に円形の形状で１２０°離され
て置かれている。この発明の測定デバイスでは、ハウジ
ングは第１の熱膨張率を有する導電性材料からなること
を好ましく、一方で絶縁支持は第１の熱膨張率とは異な
る第２の熱膨張率を有する材料を含む。
これらおよび他の特徴は以下の好ましい実施例の詳細な
説明に関して完全に記されるであろう。
説明に関して完全に記されるであろう。
好ましい実施例の詳細な説明
先行技術
この発明によって解決される問題をよりよく理解するた
めに、キャパシタンスマノメータで知られる一具体例の
構造および動作がまず説明される。
めに、キャパシタンスマノメータで知られる一具体例の
構造および動作がまず説明される。
第１および第２図は現在市場で入手可能であるような例
示の１００トール（１，３３，１０’ Ｐａ）キャパシ
タマノメータ１００の外側の透視図を例示する。第３図
はカバーが取外されたキャパシタンスマノメータの内部
部分の展開透視図である。第４図は第１図および第２図
の組立てられたキャパシタンスマノメータの断面図であ
る。第５図ないし第７図はキャパシタンスマノメータの
付加の詳細な図を提供する。例示されているように、キ
ャパシタンスマノメータ１００はキャパシタンスマノメ
ータの気密の囲いを提供する中空の圧力シェルまたはハ
ウジング１０２を含む。中空の圧力シェル１０２の第１
のキャビティ１０４へのアクセスは圧力シェル１０２の
第１の端部１１０を貫通する中空の圧力チューブ１０６
によって提供される。圧力チューブ１０６は圧力シェル
１０２と圧力チューブ１０６の間に気密封止を提供する
ために、溶接または他の適切な方法によって圧力シェル
１０２の第１の端部１１０に機械的に接続される。圧力
チューブ１０６はキャパシタンスマノメータ１００によ
ってモニタされるべき圧力の源（示されていない）に機
械的に接続可能である。
示の１００トール（１，３３，１０’ Ｐａ）キャパシ
タマノメータ１００の外側の透視図を例示する。第３図
はカバーが取外されたキャパシタンスマノメータの内部
部分の展開透視図である。第４図は第１図および第２図
の組立てられたキャパシタンスマノメータの断面図であ
る。第５図ないし第７図はキャパシタンスマノメータの
付加の詳細な図を提供する。例示されているように、キ
ャパシタンスマノメータ１００はキャパシタンスマノメ
ータの気密の囲いを提供する中空の圧力シェルまたはハ
ウジング１０２を含む。中空の圧力シェル１０２の第１
のキャビティ１０４へのアクセスは圧力シェル１０２の
第１の端部１１０を貫通する中空の圧力チューブ１０６
によって提供される。圧力チューブ１０６は圧力シェル
１０２と圧力チューブ１０６の間に気密封止を提供する
ために、溶接または他の適切な方法によって圧力シェル
１０２の第１の端部１１０に機械的に接続される。圧力
チューブ１０６はキャパシタンスマノメータ１００によ
ってモニタされるべき圧力の源（示されていない）に機
械的に接続可能である。
たとえば、圧力チューブ１０６は真空ライン（示されて
いない）等に溶接されてもよく、その結果真空ライン内
の圧力は圧力シェル１０２の第１のキャビティ１０４に
与えられる。
いない）等に溶接されてもよく、その結果真空ライン内
の圧力は圧力シェル１０２の第１のキャビティ１０４に
与えられる。
第２図および第４図に例示されているように、圧力シェ
ル１０２は第２の圧力チューブ１２２によって貫通され
ている第２の端部１２０を含む。
ル１０２は第２の圧力チューブ１２２によって貫通され
ている第２の端部１２０を含む。
第２の圧力チューブ１２２は圧カシニル１０２の第２の
キャビティ１２４へのアクセスを提供する。
キャビティ１２４へのアクセスを提供する。
圧力シェル１０２の第２のキャビティ１２４は薄い金属
のダイアフラム１２６によって、第１のキャビティ１０
４から空気的に分離されている。当該技術分野において
は周知であるように、ダイアフラム１２６は典型的には
円形の形をしておりかつ支持構造１２８によってその周
辺のまわりが支持されている。ダイアフラム１２６はダ
イアフラム１２６の周辺に気密封止を提供するために、
溶接または他の適切な手段によって支持構造１２８に接
続される。たとえば、支持構造１２８はそれらの間に挾
まれたダイアフラムと共に溶接される第１の部分１２８
Ａと第２の部分１２８Ｂを含むことが好ましい。
のダイアフラム１２６によって、第１のキャビティ１０
４から空気的に分離されている。当該技術分野において
は周知であるように、ダイアフラム１２６は典型的には
円形の形をしておりかつ支持構造１２８によってその周
辺のまわりが支持されている。ダイアフラム１２６はダ
イアフラム１２６の周辺に気密封止を提供するために、
溶接または他の適切な手段によって支持構造１２８に接
続される。たとえば、支持構造１２８はそれらの間に挾
まれたダイアフラムと共に溶接される第１の部分１２８
Ａと第２の部分１２８Ｂを含むことが好ましい。
ダイアフラム１２６は第１のキャビティ１０４と第２の
キャビティ１２４の間に存在するかもしれない圧力差を
受け、低い方の圧力を有するキャビティの方向に凸状に
、かつより高い圧力を有するキャビティの方向に凹状に
なるように一般に歪められるであろう。典型的なキャパ
シタンスマノメータにおいては、ダイアフラム１２６は
円でかつ対称軸１３０に関して対称的である。対称軸１
３０はダイアフラム１２６の偏向していない（すなわち
平坦な）状態に対応する平面１３２に対して垂直である
。圧力差に応じたダイアフラム１２６の最大の偏向は対
称軸１３０に沿ったダイアフラム１２６の中央部分で経
験される。こうして、偏向の方向は平面１３２に対して
垂直である。ダイアフラムの周辺は支持構造１２８に固
定されているので、圧力差の変化に応答しても大震的に
は可動ではない。このため、ダイアフラム１２６の中央
に対してよりも周辺に対してより近接している部分は実
質的にダイアフラム１２６の中央部分より動きが少ない
。
キャビティ１２４の間に存在するかもしれない圧力差を
受け、低い方の圧力を有するキャビティの方向に凸状に
、かつより高い圧力を有するキャビティの方向に凹状に
なるように一般に歪められるであろう。典型的なキャパ
シタンスマノメータにおいては、ダイアフラム１２６は
円でかつ対称軸１３０に関して対称的である。対称軸１
３０はダイアフラム１２６の偏向していない（すなわち
平坦な）状態に対応する平面１３２に対して垂直である
。圧力差に応じたダイアフラム１２６の最大の偏向は対
称軸１３０に沿ったダイアフラム１２６の中央部分で経
験される。こうして、偏向の方向は平面１３２に対して
垂直である。ダイアフラムの周辺は支持構造１２８に固
定されているので、圧力差の変化に応答しても大震的に
は可動ではない。このため、ダイアフラム１２６の中央
に対してよりも周辺に対してより近接している部分は実
質的にダイアフラム１２６の中央部分より動きが少ない
。
第２の圧力チューブ１２２は溶接または他の手段によっ
て既知の基準圧力源かまたは他の圧力源に接続でき、そ
れと第１の圧力チューブ１０６に与えられる圧力を比較
することが望ましい。その代わりに、第２図および第４
図に例示されているように、第２の圧力チューブ１２２
は第２のキャビティ１２４に既知の固定された基準圧力
を与えるために第２のキャビティ１２４へのアクセスを
提供するために用いられる。その後、その固定された基
準圧力を一定に保ちながら、第２の圧力チューブ１２２
はつまみ取られて永久に封止され、その結果、第２のキ
ャビティ１２４は固定した基準圧力に維持される。こう
して、第１の圧力チューブ１０６に与えられた圧力は常
に既知の固定した基準圧力と比較される。第２の圧力チ
ューブ１２２に与えられる圧力は製造プロセスの開封止
さ ゛れ得て、封止された動作範囲を有するキャパシ
タンスマノメータを提供する。たとえば、非常に低い圧
力（すなわち、大気の状態に比べそれ以下の圧力）を測
定するために、第２のキャビティ１２４は第２の圧力チ
ューブ１２２を介して真空排気される。
て既知の基準圧力源かまたは他の圧力源に接続でき、そ
れと第１の圧力チューブ１０６に与えられる圧力を比較
することが望ましい。その代わりに、第２図および第４
図に例示されているように、第２の圧力チューブ１２２
は第２のキャビティ１２４に既知の固定された基準圧力
を与えるために第２のキャビティ１２４へのアクセスを
提供するために用いられる。その後、その固定された基
準圧力を一定に保ちながら、第２の圧力チューブ１２２
はつまみ取られて永久に封止され、その結果、第２のキ
ャビティ１２４は固定した基準圧力に維持される。こう
して、第１の圧力チューブ１０６に与えられた圧力は常
に既知の固定した基準圧力と比較される。第２の圧力チ
ューブ１２２に与えられる圧力は製造プロセスの開封止
さ ゛れ得て、封止された動作範囲を有するキャパシ
タンスマノメータを提供する。たとえば、非常に低い圧
力（すなわち、大気の状態に比べそれ以下の圧力）を測
定するために、第２のキャビティ１２４は第２の圧力チ
ューブ１２２を介して真空排気される。
第１図ないし第７図に従って構成された典を的なキャパ
シタンスマノメータ、特に絶対圧力を測定するためのも
のにおいて、第２の端部１２０はゲッター囲い１３６を
含む。そのゲッター囲い１３６はスクリーン１３８によ
って第２のキャビティ１２４から分離されるゲッター材
料（図示されていない）を収容する。ゲッター材料は第
２のキャビティ１２４が真空排気されてかつ第２の圧力
チューブ１２２が閉じられた後も残っている気体の跡を
取除く。残余ガスの除去が好ましいのはそれによって圧
力測定の正確さが邪魔されないからである。
シタンスマノメータ、特に絶対圧力を測定するためのも
のにおいて、第２の端部１２０はゲッター囲い１３６を
含む。そのゲッター囲い１３６はスクリーン１３８によ
って第２のキャビティ１２４から分離されるゲッター材
料（図示されていない）を収容する。ゲッター材料は第
２のキャビティ１２４が真空排気されてかつ第２の圧力
チューブ１２２が閉じられた後も残っている気体の跡を
取除く。残余ガスの除去が好ましいのはそれによって圧
力測定の正確さが邪魔されないからである。
金属ダイアフラム１２６は第１の固定電極１４０に近接
して位置決めされる。第１の固定電極１４０は一般に円
形でかつ平面１３２に対して平行な平面１４２上にあり
対称軸１３０に対して垂直であることが好ましい。第１
の固定電極１４’Ｏは一般にディスク状で、電気的に絶
縁している固定電極支持１４４の第１の表面１４６上に
取付けられる。その固定電極支持１４４の第１の表面１
４６は支持構造１２８の肩１５０で止まる肩１４８を含
む。固定電極支持肩１４８の寸法と支持構造層１５０の
寸法は第１の固定電極１４０がダイアフラム１２６に関
して既知の固定された位置に置かれるように選択される
。その固定電極支持肩１４８はスラストリング１５６に
対する円形の波形座金１５４の動作によって支持構造層
１５０に対して適所にしっかりと保持される。圧力は波
形座金５４に対して与えられ、こうして圧力シェル１０
２の第２の端部１２０によって固定電極支持１４４に対
して与えられる。圧力シェル１０２の第２の端部１２０
は気密封止を提供するために溶接または他の適切な固着
手段によ、って支持構造１２８に固定される。典型的に
は、圧力シェル１０２の内径は第２の端部１２０の外径
より広い。第２の端部１２０はまた支持構造１２８の外
径より大きい直径を有する肩１６０を含む。圧力シェル
１０２は第２の端部１２０の肩に溶接され、その結果小
さなギャップ１６２が支持構造１２８の外側と圧カシニ
ル１０２の内側との間に残り、それによって支持構造１
２８と圧力シェル１０２とが分離される。例示されてい
るように、固定電極支持１４４は第２のキャビティ１２
４内に置かれる。
して位置決めされる。第１の固定電極１４０は一般に円
形でかつ平面１３２に対して平行な平面１４２上にあり
対称軸１３０に対して垂直であることが好ましい。第１
の固定電極１４’Ｏは一般にディスク状で、電気的に絶
縁している固定電極支持１４４の第１の表面１４６上に
取付けられる。その固定電極支持１４４の第１の表面１
４６は支持構造１２８の肩１５０で止まる肩１４８を含
む。固定電極支持肩１４８の寸法と支持構造層１５０の
寸法は第１の固定電極１４０がダイアフラム１２６に関
して既知の固定された位置に置かれるように選択される
。その固定電極支持肩１４８はスラストリング１５６に
対する円形の波形座金１５４の動作によって支持構造層
１５０に対して適所にしっかりと保持される。圧力は波
形座金５４に対して与えられ、こうして圧力シェル１０
２の第２の端部１２０によって固定電極支持１４４に対
して与えられる。圧力シェル１０２の第２の端部１２０
は気密封止を提供するために溶接または他の適切な固着
手段によ、って支持構造１２８に固定される。典型的に
は、圧力シェル１０２の内径は第２の端部１２０の外径
より広い。第２の端部１２０はまた支持構造１２８の外
径より大きい直径を有する肩１６０を含む。圧力シェル
１０２は第２の端部１２０の肩に溶接され、その結果小
さなギャップ１６２が支持構造１２８の外側と圧カシニ
ル１０２の内側との間に残り、それによって支持構造１
２８と圧力シェル１０２とが分離される。例示されてい
るように、固定電極支持１４４は第２のキャビティ１２
４内に置かれる。
典型的には、小さな溝または他の開放部が固定電極支持
１４４に形成され、圧力が固定電極支持１４４の両側で
等しくされることを確実にする。ダイアフラム１２６お
よび第１の固定電極１４０は平行な平板コンデンサの２
つのプレートを含み、その間の空間にはコンデンサの誘
電体が含まれている。たとえば、大気の状態に比べそれ
以下の圧力を測定するための例示のキャパシタンスマノ
メータにおいて、ダイアフラム１２６と第１の固定電極
１４０との間の空間の誘電率は真空の誘電率に近づく。
１４４に形成され、圧力が固定電極支持１４４の両側で
等しくされることを確実にする。ダイアフラム１２６お
よび第１の固定電極１４０は平行な平板コンデンサの２
つのプレートを含み、その間の空間にはコンデンサの誘
電体が含まれている。たとえば、大気の状態に比べそれ
以下の圧力を測定するための例示のキャパシタンスマノ
メータにおいて、ダイアフラム１２６と第１の固定電極
１４０との間の空間の誘電率は真空の誘電率に近づく。
第１の固定電極１４０に対してとそこから離れる対称軸
１３０に沿ったダイアフラム１２６の中央部分の動きは
ダイアフラム１２６と第１の固定電極との間の距離が変
化することを引き起こし、それによって２つの電極の間
のキャパシタンスが変化することを引き起こすことがた
やすく理解できるであろう。こうして、ダイアフラム１
２６および第１の固定電極１４０は種々のコンデンサを
含む。キャパシタンスはモニタされ、第１のキャビティ
１０４と第２のキャビティ１２４の間の圧力差における
変化が、測定されたキャパシタンスにおける変化から決
定される。 温度における変化および他の非圧力変化に
よって引き起こされるダイアフラム１２６と固定電極１
４０の間のキャパシタンスの重要な変化が存在するかも
しれないので、キャパシタンス変化の測定は、圧力変化
に対しては違う様に変化するが、温度変化等に応答して
実質的に同じ変化をする２つの可変コンデンサによって
達成される。たとえば、米国特許番号第３，５５７，６
２１号では、上で論じられたように、ダイアフラムは第
１の電極と第２の電極との間に位置決めされる。こうし
て、ダイアフラムが圧力差の変化に応じて第１の固定電
極に近づきかつダイアフラムと第１の固定電極との間の
キャパシタンスを増すにつれて、ダイアフラムは第２の
固定電極から遠くなりかつ牛ヤパシタンスを減じる。
１３０に沿ったダイアフラム１２６の中央部分の動きは
ダイアフラム１２６と第１の固定電極との間の距離が変
化することを引き起こし、それによって２つの電極の間
のキャパシタンスが変化することを引き起こすことがた
やすく理解できるであろう。こうして、ダイアフラム１
２６および第１の固定電極１４０は種々のコンデンサを
含む。キャパシタンスはモニタされ、第１のキャビティ
１０４と第２のキャビティ１２４の間の圧力差における
変化が、測定されたキャパシタンスにおける変化から決
定される。 温度における変化および他の非圧力変化に
よって引き起こされるダイアフラム１２６と固定電極１
４０の間のキャパシタンスの重要な変化が存在するかも
しれないので、キャパシタンス変化の測定は、圧力変化
に対しては違う様に変化するが、温度変化等に応答して
実質的に同じ変化をする２つの可変コンデンサによって
達成される。たとえば、米国特許番号第３，５５７，６
２１号では、上で論じられたように、ダイアフラムは第
１の電極と第２の電極との間に位置決めされる。こうし
て、ダイアフラムが圧力差の変化に応じて第１の固定電
極に近づきかつダイアフラムと第１の固定電極との間の
キャパシタンスを増すにつれて、ダイアフラムは第２の
固定電極から遠くなりかつ牛ヤパシタンスを減じる。
米国特許番号第３．５５７，６２１号に示されるデバイ
スとは対照的に、第１図ないし第７図で例示されるデバ
イスにおいて、第２の固定された電極１７０は、第１の
固定電極１４０と一般的に同心でありかつ第１の固定電
極１４０の外部の周辺から間隔があけられている、導電
性の環状リングが設けられている。ダイアフラム１２６
および第２の固定電極１７０は第２の可変コンデンサを
含む。しかしながら、上で述べられたように、圧力変化
に応答したダイアフラム１２６の動きはダイアフラム１
２６の中心近く （すなわち、対称軸１３０に沿って）
に集中されている。こうして、第２の固定電極１７０は
ダイアフラム１２６の中心部分の近くよりもむしろダイ
アフラム１２６の外部部分の近くに位置決めされるので
、ダイアフラム１２６と第２の固定電極１７０の間のキ
ャパシタンスはダイアフラム１２６と第１の固定電極１
４０の間のキャパシタンスの変化に比べてその変化は実
質的に小さい。こうして、キャパシタンスにおける変化
の差が測定されて圧力の変化差が決定される。また、第
２の固定電極１７０とダイアフラム１２６の間のキャパ
シタンスならびに第１の固定電極１４０とダイアフラム
の間のキャパシタンスは温度変化および線形の動き（す
なわち、そのダイアフラムに対してかつそこから離れる
２つの固定電極の動き）に応答してほぼ同じ量および同
じ方向に変化する（すなわちキャパシタンスが増加する
かまたは減少する）。このキャパシタンスにおける「共
通のモード」の変化は一般に無視されることができかつ
既知の電子回路によってたやすく取除かれる。
スとは対照的に、第１図ないし第７図で例示されるデバ
イスにおいて、第２の固定された電極１７０は、第１の
固定電極１４０と一般的に同心でありかつ第１の固定電
極１４０の外部の周辺から間隔があけられている、導電
性の環状リングが設けられている。ダイアフラム１２６
および第２の固定電極１７０は第２の可変コンデンサを
含む。しかしながら、上で述べられたように、圧力変化
に応答したダイアフラム１２６の動きはダイアフラム１
２６の中心近く （すなわち、対称軸１３０に沿って）
に集中されている。こうして、第２の固定電極１７０は
ダイアフラム１２６の中心部分の近くよりもむしろダイ
アフラム１２６の外部部分の近くに位置決めされるので
、ダイアフラム１２６と第２の固定電極１７０の間のキ
ャパシタンスはダイアフラム１２６と第１の固定電極１
４０の間のキャパシタンスの変化に比べてその変化は実
質的に小さい。こうして、キャパシタンスにおける変化
の差が測定されて圧力の変化差が決定される。また、第
２の固定電極１７０とダイアフラム１２６の間のキャパ
シタンスならびに第１の固定電極１４０とダイアフラム
の間のキャパシタンスは温度変化および線形の動き（す
なわち、そのダイアフラムに対してかつそこから離れる
２つの固定電極の動き）に応答してほぼ同じ量および同
じ方向に変化する（すなわちキャパシタンスが増加する
かまたは減少する）。このキャパシタンスにおける「共
通のモード」の変化は一般に無視されることができかつ
既知の電子回路によってたやすく取除かれる。
第１の固定電極１４０は固定電極支持１４４と第２の端
部１２０を貫通する導体１８０に電気的に接続される。
部１２０を貫通する導体１８０に電気的に接続される。
たとえば、例示されているように、導体１８０は気密封
止を提供するために溶接または他の適切な手段によって
第２の端部１２０に固定される第１の密封された同軸コ
ネクタ１８２の中央の導体であることが有利である。同
様に、第２の固定電極１７０は固定電極支持１４４およ
び第２の端部１２０を貫通している導体１８４に電気的
に接続される。第２の導体１８４は第２の端部１２０に
また固定される第２の密封された同軸コネクタ１８０の
中央の導体であると有利である。
止を提供するために溶接または他の適切な手段によって
第２の端部１２０に固定される第１の密封された同軸コ
ネクタ１８２の中央の導体であることが有利である。同
様に、第２の固定電極１７０は固定電極支持１４４およ
び第２の端部１２０を貫通している導体１８４に電気的
に接続される。第２の導体１８４は第２の端部１２０に
また固定される第２の密封された同軸コネクタ１８０の
中央の導体であると有利である。
典型的には、支持構造１２８と、第２の端部１２０と、
圧力シェル１０２と、第１の中空の圧力チューブ１０６
は導電性の材料を含む。また典型的には、１個以上のこ
れらの要素は（従来の接地記号１９０によって第４図に
概略的に示されている）電気接地基準に電気的に接続さ
れる。こうして、電気接続はダイアフラム１２６から接
地基準までで完了する。示されいる実施例では、第１の
同軸コネクタ１８２はまた２つの導体の間に気密封止を
提供するガラスまたは他の適切な材料を含む絶縁体１９
３によって中央の導体１８０から間隔をあけられかつ電
気的に分離されている同心の外部導体１９２を含む。同
心の外部導体１９２を第２の端部１２０と接地基準から
電気的に分離させるために、第１の同軸コネクタ１８２
は第２の端部１２０を通過する外部の導体１９２の部分
を取巻く、同心外部シェル１９４を含むことが好ましい
。
圧力シェル１０２と、第１の中空の圧力チューブ１０６
は導電性の材料を含む。また典型的には、１個以上のこ
れらの要素は（従来の接地記号１９０によって第４図に
概略的に示されている）電気接地基準に電気的に接続さ
れる。こうして、電気接続はダイアフラム１２６から接
地基準までで完了する。示されいる実施例では、第１の
同軸コネクタ１８２はまた２つの導体の間に気密封止を
提供するガラスまたは他の適切な材料を含む絶縁体１９
３によって中央の導体１８０から間隔をあけられかつ電
気的に分離されている同心の外部導体１９２を含む。同
心の外部導体１９２を第２の端部１２０と接地基準から
電気的に分離させるために、第１の同軸コネクタ１８２
は第２の端部１２０を通過する外部の導体１９２の部分
を取巻く、同心外部シェル１９４を含むことが好ましい
。
同心外部シェル１９４はこれもまた気密封止である絶縁
体１９５によって同心外部導体１９２から間隔があけら
れかつ電気的に分離されている。同様に、第２の同軸コ
ネクタ１８６は気密絶縁体１９７によって中心の導体１
８４から間隔があけられかつ電気的に分離されている同
心外部導体１９６を含む。同心外部シェル１９８は外部
の導体１９６を取巻きかつ気密絶縁体１９９によって外
部の導体１９６から間隔をあけられている。
体１９５によって同心外部導体１９２から間隔があけら
れかつ電気的に分離されている。同様に、第２の同軸コ
ネクタ１８６は気密絶縁体１９７によって中心の導体１
８４から間隔があけられかつ電気的に分離されている同
心外部導体１９６を含む。同心外部シェル１９８は外部
の導体１９６を取巻きかつ気密絶縁体１９９によって外
部の導体１９６から間隔をあけられている。
第１図ないし第７図に例示される構造と組合わせて用い
られ得る例示の回路が第８図に示される。
られ得る例示の回路が第８図に示される。
その回路は第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ
２を含む。例示されているように、第１のコンデンサＣ
１はダイアフラム１２６と第１の固定電極１４０の間の
可変キャパシタンスに対応する。同様に、第２のコンデ
ンサＣ２はダイアフラム１２６と第２の固定電極１７０
の間の可変キャパシタンスに対応する。そのダイアフラ
ムおよび２つの固定電極のための対応する参照番号は第
８図に示される。ダイアフラム１２６に対応する２つの
コンデンサの電極は接地基準１９０に接続される。第１
のコンデンサＣ１の電極１４０は導体１８０と、コネク
タ１８２と、電気導体２００を介して変圧器２０６の２
次巻線２０４の第１の端子２０２に電気的に接続される
。第２のコンデンサＣ２の電極１７０は導体１８４と、
コネクタ１８６と、電気的導体２１０を介して変圧器２
０６の２次巻線２０４の第２の端子２１２に電気的に接
続される。２次巻線２０４はセンタータップ２１４を含
む。電気導体２２０はセンタータップ２１４と増幅器２
２４の入力２２２を接続する。増幅器２２４は非常に高
い入力インピーダンスを有することが好ましく、そうす
れば実質的に０の電流が入力２２２に流れる。その増幅
器２２４は電気導体２２６上で出力信号を出す。 変圧
器２０６は第１の入力端子２３２と第２の入力端子２３
４とを有する１次巻ｍ２３０を有する。高周波数信号源
２３６は第１および第２の入力端子２３２と２３４を介
して１次巻線に電気的に接続され、その結果高周波数信
号源２３６によって発生された信号は１次巻線に与えら
れる。与えられた信号は２次巻線２０４に結合し２次巻
線２０４にかかる高周波数電圧を引き起こす。引き起こ
された電圧は第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサ
Ｃ２とに与えられる。その２個のコンデンサの各々に係
る電圧はその２個のコンデンサのそれぞれのキャパシタ
ンスに反比例し、かつそのためダイアフラム１２６にか
かる作動圧力によって引き起されるダイアフラム１２６
の偏向に従って変化するであろうということがわかる。
２を含む。例示されているように、第１のコンデンサＣ
１はダイアフラム１２６と第１の固定電極１４０の間の
可変キャパシタンスに対応する。同様に、第２のコンデ
ンサＣ２はダイアフラム１２６と第２の固定電極１７０
の間の可変キャパシタンスに対応する。そのダイアフラ
ムおよび２つの固定電極のための対応する参照番号は第
８図に示される。ダイアフラム１２６に対応する２つの
コンデンサの電極は接地基準１９０に接続される。第１
のコンデンサＣ１の電極１４０は導体１８０と、コネク
タ１８２と、電気導体２００を介して変圧器２０６の２
次巻線２０４の第１の端子２０２に電気的に接続される
。第２のコンデンサＣ２の電極１７０は導体１８４と、
コネクタ１８６と、電気的導体２１０を介して変圧器２
０６の２次巻線２０４の第２の端子２１２に電気的に接
続される。２次巻線２０４はセンタータップ２１４を含
む。電気導体２２０はセンタータップ２１４と増幅器２
２４の入力２２２を接続する。増幅器２２４は非常に高
い入力インピーダンスを有することが好ましく、そうす
れば実質的に０の電流が入力２２２に流れる。その増幅
器２２４は電気導体２２６上で出力信号を出す。 変圧
器２０６は第１の入力端子２３２と第２の入力端子２３
４とを有する１次巻ｍ２３０を有する。高周波数信号源
２３６は第１および第２の入力端子２３２と２３４を介
して１次巻線に電気的に接続され、その結果高周波数信
号源２３６によって発生された信号は１次巻線に与えら
れる。与えられた信号は２次巻線２０４に結合し２次巻
線２０４にかかる高周波数電圧を引き起こす。引き起こ
された電圧は第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサ
Ｃ２とに与えられる。その２個のコンデンサの各々に係
る電圧はその２個のコンデンサのそれぞれのキャパシタ
ンスに反比例し、かつそのためダイアフラム１２６にか
かる作動圧力によって引き起されるダイアフラム１２６
の偏向に従って変化するであろうということがわかる。
２つのコンデンサの各々の１つの電極（すなわちダイア
フラム電極１２６）は電気的に接地基準１９０に接続さ
れるので、電圧差は第１のコンデンサＣ１の第１の固定
電極１４０と第２のコンデンサＣ２の第２の固定電極１
７０との間の電圧差のように見えるであろう。この電圧
差によって電圧がセンタータップ上に現われることが引
き起こされ、それは接地基準１９０に参照されてかつ第
１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との間のキ
ャパシタンスにおける差に比例している。センタータッ
プ２１４上の電圧は導体２２０を介して増幅器２２４の
入力２２２に与えられる。増幅器２２４はセンタータッ
プ電圧を増幅しそしてそれを導体２２６上の出力信号と
して出す。導体２２６上の出力信号はキャパシタンスの
差に比例している振幅を有する、信号源２３６の周波数
の時変信号である。第１のコンデンサＣ１のキャパシタ
ンスは圧力差の変化に応答してかなり変化しかつ第２の
コンデンサＣ２のキャパシタンスは圧力差の変化に応答
して比較的変化が少ないので、増幅器２２４の時変信号
出力の振幅はダイアフラム１２６にかかる圧力差の変化
に従って変化する。時変信号は従来の復調器２４０によ
って復調されて、ダイアフラム１２６にかかる圧力差に
対応するＤＣ電圧レベルを有する導体２４４上に出力信
号を与える。たとえば、その復調器２４０は当該技術分
野において周知の同期復調器であると有利である。
フラム電極１２６）は電気的に接地基準１９０に接続さ
れるので、電圧差は第１のコンデンサＣ１の第１の固定
電極１４０と第２のコンデンサＣ２の第２の固定電極１
７０との間の電圧差のように見えるであろう。この電圧
差によって電圧がセンタータップ上に現われることが引
き起こされ、それは接地基準１９０に参照されてかつ第
１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との間のキ
ャパシタンスにおける差に比例している。センタータッ
プ２１４上の電圧は導体２２０を介して増幅器２２４の
入力２２２に与えられる。増幅器２２４はセンタータッ
プ電圧を増幅しそしてそれを導体２２６上の出力信号と
して出す。導体２２６上の出力信号はキャパシタンスの
差に比例している振幅を有する、信号源２３６の周波数
の時変信号である。第１のコンデンサＣ１のキャパシタ
ンスは圧力差の変化に応答してかなり変化しかつ第２の
コンデンサＣ２のキャパシタンスは圧力差の変化に応答
して比較的変化が少ないので、増幅器２２４の時変信号
出力の振幅はダイアフラム１２６にかかる圧力差の変化
に従って変化する。時変信号は従来の復調器２４０によ
って復調されて、ダイアフラム１２６にかかる圧力差に
対応するＤＣ電圧レベルを有する導体２４４上に出力信
号を与える。たとえば、その復調器２４０は当該技術分
野において周知の同期復調器であると有利である。
述べられた例示の先行技術のデバイスの動作の以上の説
明は、固定電極支持がいかなる漏洩電流も有さない完璧
な誘電体であるということを仮定している。しかしなが
ら、米国特許番号第３，５５７．６２１号で論じられて
いるように、周囲の湿度および他の要因によって漏洩電
流が固定電極と他のデバイスの他の導電性部分との間に
流れ得る。たとえば、第１図ないし第７図の示される実
施例において、電流漏洩経路が第２の固定電極１７０か
ら固定電極支持肩１４８と支持構造肩１５０とを介して
支持構造１２８に、そして接地基準１９０へと存在する
かもしれない。変圧器２０６の２次巻線２０４は接地基
準１９０に関して浮動しているので、この漏洩電流が増
幅器２２４の入力２２２から変圧器を介して２次巻線２
０４に与えられなくてはならない。増幅器２２４の入力
インピーダンスは非常に高いので、たとえわずかな量の
漏洩電流が供給されても増幅器２２４の人力上の電圧を
変化させ、その結果増幅器２２４の出力から間違った出
力信号を生じることとなる。
明は、固定電極支持がいかなる漏洩電流も有さない完璧
な誘電体であるということを仮定している。しかしなが
ら、米国特許番号第３，５５７．６２１号で論じられて
いるように、周囲の湿度および他の要因によって漏洩電
流が固定電極と他のデバイスの他の導電性部分との間に
流れ得る。たとえば、第１図ないし第７図の示される実
施例において、電流漏洩経路が第２の固定電極１７０か
ら固定電極支持肩１４８と支持構造肩１５０とを介して
支持構造１２８に、そして接地基準１９０へと存在する
かもしれない。変圧器２０６の２次巻線２０４は接地基
準１９０に関して浮動しているので、この漏洩電流が増
幅器２２４の入力２２２から変圧器を介して２次巻線２
０４に与えられなくてはならない。増幅器２２４の入力
インピーダンスは非常に高いので、たとえわずかな量の
漏洩電流が供給されても増幅器２２４の人力上の電圧を
変化させ、その結果増幅器２２４の出力から間違った出
力信号を生じることとなる。
米国特許番号第３，５５７，６２１号は漏洩電流に関す
る以上の問題の解決を述べ、そこでは付加の導電部材が
電極の一方から支持構造の導電部分に漏洩経路を横切っ
て位置決めされる。その特許で述べられた解決策の実現
は第１図ないし第７図のデバイスにおいて例示されてい
る。第６図に最も明らかに示されているように、第１の
固定電極１４０の寸法と同様の寸法を有する第２の導電
性ガード２５０が固定電極支持の第２の表面２５２上の
固定電極支持１４４に固定されている。第２の表面２５
２は第１の表面１４６と反対にあり、第１のガード２５
０は第１の固定電極１４０とほぼ整列して位置決めされ
る。第１の固定電極１４０から第２の端部１２０への漏
洩経路は、たとえば第１のガード２５０を横切るであろ
う。漏洩経路を阻止して漏洩電流が第２の端部１２０に
流れ続けないようにするために、第１の固定電極１４０
の電圧に等しい電圧電位が第１のガード２５０に与えら
れる。同様に、第２のガード２５４は第２の固定電極１
７０からの漏洩電流を阻止するために設けられる。第１
図ないし第７図に例示される例示のデバイスにおいて、
第２のガード２５４は、第１と、第２と、第３の分離し
ているが電気的に相互接続されているガードリング２５
４Ａ。
る以上の問題の解決を述べ、そこでは付加の導電部材が
電極の一方から支持構造の導電部分に漏洩経路を横切っ
て位置決めされる。その特許で述べられた解決策の実現
は第１図ないし第７図のデバイスにおいて例示されてい
る。第６図に最も明らかに示されているように、第１の
固定電極１４０の寸法と同様の寸法を有する第２の導電
性ガード２５０が固定電極支持の第２の表面２５２上の
固定電極支持１４４に固定されている。第２の表面２５
２は第１の表面１４６と反対にあり、第１のガード２５
０は第１の固定電極１４０とほぼ整列して位置決めされ
る。第１の固定電極１４０から第２の端部１２０への漏
洩経路は、たとえば第１のガード２５０を横切るであろ
う。漏洩経路を阻止して漏洩電流が第２の端部１２０に
流れ続けないようにするために、第１の固定電極１４０
の電圧に等しい電圧電位が第１のガード２５０に与えら
れる。同様に、第２のガード２５４は第２の固定電極１
７０からの漏洩電流を阻止するために設けられる。第１
図ないし第７図に例示される例示のデバイスにおいて、
第２のガード２５４は、第１と、第２と、第３の分離し
ているが電気的に相互接続されているガードリング２５
４Ａ。
２５４Ｂおよび２５４Ｃを含む。第１のガードリング２
５４Ａは第１の表面１４６と、第１の表面１４６と固定
電極支持肩１４８の間の隣接した周辺表面２５６上に位
置決めされる。第２のガードリング２５４Ｂは外側の周
辺表面２５８上に置かれる。第２のガードリング２５４
Ｃは第２の固定電極１７０の反対側の第２の表面２５２
上に置かれる。３つのガードリング２５４Ａ、２５４Ｂ
および２５４Ｃは電気的相互接続２６０によって相互接
続され、それはこのデバイスの例示の実施例において、
固定電極支持１４４の周辺において溝２６２でメタライ
ゼーションを含む。第２の固定電極１７０上の電圧と同
じ大きさを実質的に有している電圧が第２のガード２５
４に与えられる。
５４Ａは第１の表面１４６と、第１の表面１４６と固定
電極支持肩１４８の間の隣接した周辺表面２５６上に位
置決めされる。第２のガードリング２５４Ｂは外側の周
辺表面２５８上に置かれる。第２のガードリング２５４
Ｃは第２の固定電極１７０の反対側の第２の表面２５２
上に置かれる。３つのガードリング２５４Ａ、２５４Ｂ
および２５４Ｃは電気的相互接続２６０によって相互接
続され、それはこのデバイスの例示の実施例において、
固定電極支持１４４の周辺において溝２６２でメタライ
ゼーションを含む。第２の固定電極１７０上の電圧と同
じ大きさを実質的に有している電圧が第２のガード２５
４に与えられる。
こうして、第２のかラド２５４は第２の固定電極１７０
から支持構造１２８および第２の端部１２０の隣接した
部分への漏洩電流を阻止するように働く。例示されてい
るように、固定電極支持肩１４８は支持構造層１５０と
機械的に接触しており、もし第２のガード２５４が肩上
に置かれたなら電気接続を引き起こすであろうので、第
２のガード２５４は連続していない。同様に、第２のガ
ード２５４はスラストリング１５６の近くの第２の表面
２５２の周辺エツジ上になく、いかなるそこへの電気的
接続も防ぐ。
から支持構造１２８および第２の端部１２０の隣接した
部分への漏洩電流を阻止するように働く。例示されてい
るように、固定電極支持肩１４８は支持構造層１５０と
機械的に接触しており、もし第２のガード２５４が肩上
に置かれたなら電気接続を引き起こすであろうので、第
２のガード２５４は連続していない。同様に、第２のガ
ード２５４はスラストリング１５６の近くの第２の表面
２５２の周辺エツジ上になく、いかなるそこへの電気的
接続も防ぐ。
第１のガードリング２５０と第２のガードリング２５４
に適当な電圧を提供するための例示の電気回路は第９図
に例示される。第９図において、第８図の要素と対応す
る要素は以前と同じ符号が付けられている。さらに、第
１のが−ど２５０と第２のガード２５４の概略的な表示
はそれぞれ第１の固定電極１４０と第２の固定電極１７
０に近接して示される。第１のガード２５０は第１の同
軸コネクタ１８２の同心外部導体１９２に電気的に接続
される、第１のタブ２７０（第４図を参照）等を介して
相互接続される。第９図の電気回路において、電気導体
２００は中心導体２００を取巻く同心外部導体２７４を
含む、第１の同軸ケーブル２７２の中心導体２００であ
る。こうして、第１の同軸コネクタ１８２の同心外部導
体１９２は電気的に第１の同軸ケーブル２７２の同心外
部導体２７４に接続される。同様に、第２のガード２５
４は第２の同軸コネクタ１８６の外部導体１９６に電気
的に接続される第２のタブ２７６を介して相互接続され
る。外部導体１９６はまた第２の同軸ケーブル２８２の
中心導体２１０である電気導体２１０のまわりの同心外
部導体２８０に電気的に接続される。
に適当な電圧を提供するための例示の電気回路は第９図
に例示される。第９図において、第８図の要素と対応す
る要素は以前と同じ符号が付けられている。さらに、第
１のが−ど２５０と第２のガード２５４の概略的な表示
はそれぞれ第１の固定電極１４０と第２の固定電極１７
０に近接して示される。第１のガード２５０は第１の同
軸コネクタ１８２の同心外部導体１９２に電気的に接続
される、第１のタブ２７０（第４図を参照）等を介して
相互接続される。第９図の電気回路において、電気導体
２００は中心導体２００を取巻く同心外部導体２７４を
含む、第１の同軸ケーブル２７２の中心導体２００であ
る。こうして、第１の同軸コネクタ１８２の同心外部導
体１９２は電気的に第１の同軸ケーブル２７２の同心外
部導体２７４に接続される。同様に、第２のガード２５
４は第２の同軸コネクタ１８６の外部導体１９６に電気
的に接続される第２のタブ２７６を介して相互接続され
る。外部導体１９６はまた第２の同軸ケーブル２８２の
中心導体２１０である電気導体２１０のまわりの同心外
部導体２８０に電気的に接続される。
第９図では、第１の端子２０２と、第２の端子２１２と
、センタータップ２１４は各々Ａ部分とＢ部分とを含む
。その２つの中心導体２００および２１０は第９図では
第３の同軸ケーブル２８４の中心導体である、変圧器２
０６の２次巻線２゜４の第１の端子２０２Ａおよび第２
の端子２１２Ａに接続される。第３または２次巻線同軸
ケーブル２８４は内部導体２０４と同心である外部導体
２９０を有する。２次巻線同軸ケーブル２８４の外部導
体２９０は第１の同軸ケーブル２７２の外部導体２７４
と第１の端子２０２Ｂで接続しかつ第２の同軸ケーブル
２８２の外部導体２８０と第２の端子２１２Ｂで電気的
に接続している。２次巻線同軸ケーブル２８４の内部導
体２０４と外部導体２９０は共に１次巻線によって引き
起こされる場にあてられる。２次巻線同軸ケーブル２８
４の内部導体２０４および外部導体２９０はセンタータ
ップ２１４Ａおよび２１４Ｂでセンタータップされる。
、センタータップ２１４は各々Ａ部分とＢ部分とを含む
。その２つの中心導体２００および２１０は第９図では
第３の同軸ケーブル２８４の中心導体である、変圧器２
０６の２次巻線２゜４の第１の端子２０２Ａおよび第２
の端子２１２Ａに接続される。第３または２次巻線同軸
ケーブル２８４は内部導体２０４と同心である外部導体
２９０を有する。２次巻線同軸ケーブル２８４の外部導
体２９０は第１の同軸ケーブル２７２の外部導体２７４
と第１の端子２０２Ｂで接続しかつ第２の同軸ケーブル
２８２の外部導体２８０と第２の端子２１２Ｂで電気的
に接続している。２次巻線同軸ケーブル２８４の内部導
体２０４と外部導体２９０は共に１次巻線によって引き
起こされる場にあてられる。２次巻線同軸ケーブル２８
４の内部導体２０４および外部導体２９０はセンタータ
ップ２１４Ａおよび２１４Ｂでセンタータップされる。
２次巻線同軸ケーブル２８４の内部導体２０４のセンタ
ータップ２１４Ａは導体２２０に電気的に接続され、こ
れは外部導体２９４を有する第４の同軸ケーブル２９２
の中心導体２２０であることが好ましい。２次巻線同軸
ケーブル２８４の外部導体２９０のセンタータップ２１
４Ｂは同軸ケーブル２９２の外部導体２９４に電気的に
接続される。
ータップ２１４Ａは導体２２０に電気的に接続され、こ
れは外部導体２９４を有する第４の同軸ケーブル２９２
の中心導体２２０であることが好ましい。２次巻線同軸
ケーブル２８４の外部導体２９０のセンタータップ２１
４Ｂは同軸ケーブル２９２の外部導体２９４に電気的に
接続される。
第４の同軸ケーブル２９２の内部導体２２０は第９図で
は×１の増幅器で示される増幅器２２４の入力端子２２
２に電気的に接続される。言換えれば、ライン２２６上
の増幅器２２４の出力はあとを辿れば入力端子２２２上
の入力電圧になる。
は×１の増幅器で示される増幅器２２４の入力端子２２
２に電気的に接続される。言換えれば、ライン２２６上
の増幅器２２４の出力はあとを辿れば入力端子２２２上
の入力電圧になる。
ライン２２６は以前のように復調器２４０の入力に接続
される。さらに、ライン２２６は第４の同軸ケーブル２
９２の外部導体２９４に電気的接続されかつセンタータ
ップ２１４Ｂで２次巻線同軸ケーブル２８４の外部導体
２９０に接続される。
される。さらに、ライン２２６は第４の同軸ケーブル２
９２の外部導体２９４に電気的接続されかつセンタータ
ップ２１４Ｂで２次巻線同軸ケーブル２８４の外部導体
２９０に接続される。
第９図の回路の動作は第８図の回路の動作と実質的に同
じである。しかしながら、２次巻線の同軸ケーブル２８
４の利用および内部導体２０４上と同じ電圧を外部導体
２９０に与えることによって、第１のガード２５０上の
電圧が第１の固定電極１４０上の電圧に実質的に等しく
なりかつ節２のガード２５４上の電圧が第２の固定電極
１７０上の電圧に実質的に等しくなることを確実にする
。
じである。しかしながら、２次巻線の同軸ケーブル２８
４の利用および内部導体２０４上と同じ電圧を外部導体
２９０に与えることによって、第１のガード２５０上の
電圧が第１の固定電極１４０上の電圧に実質的に等しく
なりかつ節２のガード２５４上の電圧が第２の固定電極
１７０上の電圧に実質的に等しくなることを確実にする
。
こうして、固定電極支持１４４の固定電極へおよびそこ
からの漏洩電流はそれぞれのガードによって提供される
。増幅器２２４の出力は比較的低いインピーダンス出力
であ・るので、それが要因となるにちがいないまたは弱
らせるにちがいないわずかな漏洩電流はライン２２６上
の電圧にいかなる重大な影響も及ぼさない。こうして、
第９図の回路は第１のガード２５０と第２のガード２５
４と組合わせて第１図ないし第７図に従って構成された
キャパシタンスマノメータの精度における漏洩電流の影
響を非常に減じることが発見されている。
からの漏洩電流はそれぞれのガードによって提供される
。増幅器２２４の出力は比較的低いインピーダンス出力
であ・るので、それが要因となるにちがいないまたは弱
らせるにちがいないわずかな漏洩電流はライン２２６上
の電圧にいかなる重大な影響も及ぼさない。こうして、
第９図の回路は第１のガード２５０と第２のガード２５
４と組合わせて第１図ないし第７図に従って構成された
キャパシタンスマノメータの精度における漏洩電流の影
響を非常に減じることが発見されている。
たとえば、漏洩電流と関連した漂遊キャパシタンスはお
よそ１５ピコフアラツドからおよそ１ピコフアラツドに
減じられた。第１の固定電極１４０とダイアフラム１２
６との間のキャパシタンスは公称はぼ３０ピコフアラツ
ドで、そのため第１のガード２５０と第２のガード２５
４によって与えられる遮蔽効果は非常に有益であること
がわかる。
よそ１５ピコフアラツドからおよそ１ピコフアラツドに
減じられた。第１の固定電極１４０とダイアフラム１２
６との間のキャパシタンスは公称はぼ３０ピコフアラツ
ドで、そのため第１のガード２５０と第２のガード２５
４によって与えられる遮蔽効果は非常に有益であること
がわかる。
この発明によって解決された問題の説明上で述べられた
キャパシタンスマノメータは圧力変化の測定を正確なも
のにするが、圧力のずっと小さい増分変化を測定する必
要があることが発見されている。たとんば、測定される
べき圧力が１０″″９の大気圧の範囲内にあるデバイス
が構成されている。この範囲内で圧力をｎ１定するため
に、第２のキャビティ１２４を測定されるべき範囲内の
圧力にまで真空排気する必要がある。これらの非常に低
い測定範囲において、ダイアフラムの動きによって引き
起こされるキャパシタンスにおける変化は非常に小さく
かつ残余の漂遊キャパシタンスの１ピコフアラツドは正
確な測定を妨害するのに十分であるということが発見さ
れている。たとえば、上で述べられたデバイスにおいて
、固定電極支持肩１４８と支持構造層１５０の接合点で
わずかな漏洩経路が存在している。こうして、さらに漂
遊キャパシタンスおよびそれに関連した漏洩電流を減じ
る必要がある。
キャパシタンスマノメータは圧力変化の測定を正確なも
のにするが、圧力のずっと小さい増分変化を測定する必
要があることが発見されている。たとんば、測定される
べき圧力が１０″″９の大気圧の範囲内にあるデバイス
が構成されている。この範囲内で圧力をｎ１定するため
に、第２のキャビティ１２４を測定されるべき範囲内の
圧力にまで真空排気する必要がある。これらの非常に低
い測定範囲において、ダイアフラムの動きによって引き
起こされるキャパシタンスにおける変化は非常に小さく
かつ残余の漂遊キャパシタンスの１ピコフアラツドは正
確な測定を妨害するのに十分であるということが発見さ
れている。たとえば、上で述べられたデバイスにおいて
、固定電極支持肩１４８と支持構造層１５０の接合点で
わずかな漏洩経路が存在している。こうして、さらに漂
遊キャパシタンスおよびそれに関連した漏洩電流を減じ
る必要がある。
上で述べられたキャパシタンスマノメータに関連した他
の問題は金属支持構造１２８と組合わせてセラミックの
固定電極支持１４４を用いることから生じる。その固定
電極支持１４４は支持構造１２′８とは異なる熱膨張率
を有する。このため、キャパシタンスマノメータの周囲
温度が変化すると、その固定電極支持１４４と支持構造
１２８は異なる速度で膨張しかつ収縮するであろう。こ
の異なる膨張および収縮のために、固定電極支持１４４
の周辺あたりで、固定電極支持肩１４８と支持構造層１
５０との接合で滑りが生じる必要がある。しかしながら
、波形座金１５４によ、って支持構造１２８に与えられ
る圧力のために、その接合部分での摩擦力は非常に大き
い。こうして、膨張または縮小の差のかなりの量が固定
電極支持１４４の周辺の接合部分で滑りが発生する前に
発生するかもしれず、この結果支持構造１２８が固定電
極支持１４４より速い速度で収縮するとき、固定電極支
持１４４を曲げたり、または支持構造１２８が固定電極
支持１４４より速い速度で膨張するとき、固定電極支持
１４４を平らにしたりする。
の問題は金属支持構造１２８と組合わせてセラミックの
固定電極支持１４４を用いることから生じる。その固定
電極支持１４４は支持構造１２′８とは異なる熱膨張率
を有する。このため、キャパシタンスマノメータの周囲
温度が変化すると、その固定電極支持１４４と支持構造
１２８は異なる速度で膨張しかつ収縮するであろう。こ
の異なる膨張および収縮のために、固定電極支持１４４
の周辺あたりで、固定電極支持肩１４８と支持構造層１
５０との接合で滑りが生じる必要がある。しかしながら
、波形座金１５４によ、って支持構造１２８に与えられ
る圧力のために、その接合部分での摩擦力は非常に大き
い。こうして、膨張または縮小の差のかなりの量が固定
電極支持１４４の周辺の接合部分で滑りが発生する前に
発生するかもしれず、この結果支持構造１２８が固定電
極支持１４４より速い速度で収縮するとき、固定電極支
持１４４を曲げたり、または支持構造１２８が固定電極
支持１４４より速い速度で膨張するとき、固定電極支持
１４４を平らにしたりする。
温度によって引き起こされる曲がりは比較的小さいが、
キャパシタンスにおける変化は測定されるべきわずかな
圧力変化によって引き起こされるキャパシタンスの変化
に匹敵する。電気回路の温度補償を含むか、または温度
変化を、測定された圧力の計算のファクタとする試みが
なされてきたが、そのような試みは一般に完全にはうま
くいかなかった。成功しなかった１つの理由は、支持構
造層１５０に関連した固定電極支持肩１４８の動きは２
つの肩の間の摩擦によって引き起こされる機械的ヒステ
リシスを含むからである。すなわち、温度が一方向に所
与の量だけ変化するときに、支持構造層１５０に関した
固定電極支持肩１４８の相対的な曲がりの量は温度がも
との温度に戻るときの相対的な動きの量と必ずしも同じ
ではない。曲がる量は測定された温度変化に基づいては
予測できず、そのため簡単には補償され得ない。このた
め、２つの肩の間の摩擦力をなくす必要がある。
キャパシタンスにおける変化は測定されるべきわずかな
圧力変化によって引き起こされるキャパシタンスの変化
に匹敵する。電気回路の温度補償を含むか、または温度
変化を、測定された圧力の計算のファクタとする試みが
なされてきたが、そのような試みは一般に完全にはうま
くいかなかった。成功しなかった１つの理由は、支持構
造層１５０に関連した固定電極支持肩１４８の動きは２
つの肩の間の摩擦によって引き起こされる機械的ヒステ
リシスを含むからである。すなわち、温度が一方向に所
与の量だけ変化するときに、支持構造層１５０に関した
固定電極支持肩１４８の相対的な曲がりの量は温度がも
との温度に戻るときの相対的な動きの量と必ずしも同じ
ではない。曲がる量は測定された温度変化に基づいては
予測できず、そのため簡単には補償され得ない。このた
め、２つの肩の間の摩擦力をなくす必要がある。
第１０図ないし第１５図にこの発明の好ましい実施例が
例示されている。第１０図は改良された固定電極支持を
示すこの発明の構造要素の展開透視図である。第１１図
は固定電極支持の第２の表面透視図である。第１２図は
互いに関して要素の位置決めを示す完了されたアセンブ
リの断面図である。第１３図および第１４図はこの発明
の拡大された部分断面図である。第１５図はこの発明の
拡大された部分透視図である。以前に述べられたデバイ
スの要素と同じであるかまたは実質的に似ているこの発
明の要素には以前と同じ参照符号が付けられている。
例示されている。第１０図は改良された固定電極支持を
示すこの発明の構造要素の展開透視図である。第１１図
は固定電極支持の第２の表面透視図である。第１２図は
互いに関して要素の位置決めを示す完了されたアセンブ
リの断面図である。第１３図および第１４図はこの発明
の拡大された部分断面図である。第１５図はこの発明の
拡大された部分透視図である。以前に述べられたデバイ
スの要素と同じであるかまたは実質的に似ているこの発
明の要素には以前と同じ参照符号が付けられている。
例示されているように、支持構造１２８とダイアフラム
１２６が実質的に上で述べられたように構成されている
。この発明は改良された固定電極支持構造３００を含む
。固定電極支持３００は第１の実質的に平坦な表面３１
０と第２の実質的に平坦な表面３１２を有するセラミッ
クまたは他の適切な絶縁体の円形のディスクを含む。
１２６が実質的に上で述べられたように構成されている
。この発明は改良された固定電極支持構造３００を含む
。固定電極支持３００は第１の実質的に平坦な表面３１
０と第２の実質的に平坦な表面３１２を有するセラミッ
クまたは他の適切な絶縁体の円形のディスクを含む。
固定電極支持または絶縁支持３００の円形の外周は第１
の周辺表面３２０と、第２の周辺表面３２２と、第３の
周辺表面３２４とを含む。第１の周辺表面３２０のまわ
りの固定電極支持３００の周囲と第３の周辺表面３２４
のまわりの胸囲は第２の周辺表面３２２のまわりの周囲
より小さく、そのため第１の固定電極支持肩３３０は第
１の周辺表面３２０と第２の周辺表面３２２の間に規定
され、かつそのため第２の固定電極支持肩３３２は第２
の周辺表面３２２と第３の周辺表面３２４の間に規定さ
れる。第２の固定電極支持肩３３０および第２の固定電
極支持肩３３２は平坦でかつ第１の平坦表面３１０と第
２の平坦表面３１２に実質的に平行である平面を規定す
る。
の周辺表面３２０と、第２の周辺表面３２２と、第３の
周辺表面３２４とを含む。第１の周辺表面３２０のまわ
りの固定電極支持３００の周囲と第３の周辺表面３２４
のまわりの胸囲は第２の周辺表面３２２のまわりの周囲
より小さく、そのため第１の固定電極支持肩３３０は第
１の周辺表面３２０と第２の周辺表面３２２の間に規定
され、かつそのため第２の固定電極支持肩３３２は第２
の周辺表面３２２と第３の周辺表面３２４の間に規定さ
れる。第２の固定電極支持肩３３０および第２の固定電
極支持肩３３２は平坦でかつ第１の平坦表面３１０と第
２の平坦表面３１２に実質的に平行である平面を規定す
る。
導電性材料を含む第１の固定電極３４０は固定電極支持
３００の第１の平坦な表面３１０に置かれ、第１の平坦
な表面３１０の実質的に中心にある。導電性材料の環状
リングを含む第２の固定電極３４２は第１の平坦な表面
３１０上に置かれかつ第１の固定電極３４０と実質的に
同心である。
３００の第１の平坦な表面３１０に置かれ、第１の平坦
な表面３１０の実質的に中心にある。導電性材料の環状
リングを含む第２の固定電極３４２は第１の平坦な表面
３１０上に置かれかつ第１の固定電極３４０と実質的に
同心である。
第１の導電性ガード３５０は第１の固定電極３４０の反
対側の固定された電極支持３００の第２の平坦な表面３
１２の実質的に中心に置かれる。第２の導電性ガード３
５２は第２の固定電極３４２に隣接してかつそこから間
隔をあけられた第１の平坦な表面３１０上に置かれ、そ
のため第２のガード３５２は第２の固定電極３４２のま
わりに環状リングを形成する。第２のガード３５２は第
１の周辺表面３２０、次に第１の肩３３０、次に第２の
周辺表面３２２、そして次に第２の肩３３２、次に第３
の周辺表面３２４、そして次に第２の平坦表面３１２へ
と続く。第２の平坦表面３１２上の第２のガード３５２
の部分は第１のガード３５０のまわりでかつそこから間
隔をあけられた環状リングを形成する。この発明の好ま
しい実施例において、固定電極およびガードの導電性材
料は従来の方法によって固定電極支持３００上にめっき
される銀である。
対側の固定された電極支持３００の第２の平坦な表面３
１２の実質的に中心に置かれる。第２の導電性ガード３
５２は第２の固定電極３４２に隣接してかつそこから間
隔をあけられた第１の平坦な表面３１０上に置かれ、そ
のため第２のガード３５２は第２の固定電極３４２のま
わりに環状リングを形成する。第２のガード３５２は第
１の周辺表面３２０、次に第１の肩３３０、次に第２の
周辺表面３２２、そして次に第２の肩３３２、次に第３
の周辺表面３２４、そして次に第２の平坦表面３１２へ
と続く。第２の平坦表面３１２上の第２のガード３５２
の部分は第１のガード３５０のまわりでかつそこから間
隔をあけられた環状リングを形成する。この発明の好ま
しい実施例において、固定電極およびガードの導電性材
料は従来の方法によって固定電極支持３００上にめっき
される銀である。
第１の固定電極３４０は固定電極支持３００を貫通する
第１の導電性のフィードスルーまたは通路３６０に電気
的に接続される。その通路３６０は第１の同軸コネクタ
１８２の中心導体１８０に電気的な接続を提供する。た
とえば、中心導体１８０は通路３６０を介して延びかつ
はんだ付けまたは他の従来の手段によって第１の固定電
極３４０に電気的に接続されるかもしれない。同様に、
第２の導電性通路３６２は第２の同軸コネクタ１８６の
中心導体１８４と第２の固定電極３４２を電気的に相互
接続させるために提供される。第１の同軸コネクタ１８
゛２の第１のタブ２７０は第１のガード３５０に電気的
に接続され、かつ第２の同軸コネクタ１８６の第２のタ
ブ２７６は電気的に第２のガード３５２に接続される。
第１の導電性のフィードスルーまたは通路３６０に電気
的に接続される。その通路３６０は第１の同軸コネクタ
１８２の中心導体１８０に電気的な接続を提供する。た
とえば、中心導体１８０は通路３６０を介して延びかつ
はんだ付けまたは他の従来の手段によって第１の固定電
極３４０に電気的に接続されるかもしれない。同様に、
第２の導電性通路３６２は第２の同軸コネクタ１８６の
中心導体１８４と第２の固定電極３４２を電気的に相互
接続させるために提供される。第１の同軸コネクタ１８
゛２の第１のタブ２７０は第１のガード３５０に電気的
に接続され、かつ第２の同軸コネクタ１８６の第２のタ
ブ２７６は電気的に第２のガード３５２に接続される。
固定電極およびガードは円形または環状として説明され
てきたが、それらは通路３６０および３６２ならびに通
路への電気的接続を収容するように完全には円形ではな
いことに気付くべきである。
てきたが、それらは通路３６０および３６２ならびに通
路への電気的接続を収容するように完全には円形ではな
いことに気付くべきである。
第１２図の断面図を特に参照すると、第１の固定電極支
持肩３３０は上で述べられた例示の既知のキャパシタン
スマノメータでのように支持構造層１５０に接触してい
ないことがわかる。むしろ、第１の固定電極支持肩３３
０は第１の組の転がり軸受３７０だけ支持構造層１５０
から間隔があけられている。第１の組の転がり軸受３７
０は工業用サファイヤ（結晶酸化アルミニウム、Ａｌ２
Ｏ、）のような電気的絶縁材料または同様の硬さおよび
電気絶縁特性を有する他の適切な材料を含むことが有利
である。第１の組の転がり軸受３７０は第１の固定電極
支持肩３３０のまわりで空間があけられている。たとえ
ば、例示の好ましいここで記述される実施例においては
、第１の組の転がり軸受は互いに同じ距離だけ間隔があ
けられかつ第１の固定電極支持肩３３０に沿って１２０
°離されて置かれている３つの転がり軸受３７０Ａ。
持肩３３０は上で述べられた例示の既知のキャパシタン
スマノメータでのように支持構造層１５０に接触してい
ないことがわかる。むしろ、第１の固定電極支持肩３３
０は第１の組の転がり軸受３７０だけ支持構造層１５０
から間隔があけられている。第１の組の転がり軸受３７
０は工業用サファイヤ（結晶酸化アルミニウム、Ａｌ２
Ｏ、）のような電気的絶縁材料または同様の硬さおよび
電気絶縁特性を有する他の適切な材料を含むことが有利
である。第１の組の転がり軸受３７０は第１の固定電極
支持肩３３０のまわりで空間があけられている。たとえ
ば、例示の好ましいここで記述される実施例においては
、第１の組の転がり軸受は互いに同じ距離だけ間隔があ
けられかつ第１の固定電極支持肩３３０に沿って１２０
°離されて置かれている３つの転がり軸受３７０Ａ。
３７０Ｂおよび３７０Ｃを含む。第１の３つの転がり軸
受３７０Ａ、３７０Ｂおよび３７０Ｃの直径は実質的に
等しくなるように選択され、その結果固定電極支持肩３
３０は３つの転がり軸受３７０Ａ、３７０Ｂおよび３７
０Ｃの各々によって同じ距離だけ支持構造層５０から間
隔があけられ、こうして固定電極支持３００の第１の表
面３１０がダイアフラム１２６の平面に対して平行な平
面内にあることを確実にする。
受３７０Ａ、３７０Ｂおよび３７０Ｃの直径は実質的に
等しくなるように選択され、その結果固定電極支持肩３
３０は３つの転がり軸受３７０Ａ、３７０Ｂおよび３７
０Ｃの各々によって同じ距離だけ支持構造層５０から間
隔があけられ、こうして固定電極支持３００の第１の表
面３１０がダイアフラム１２６の平面に対して平行な平
面内にあることを確実にする。
この発明はさらに第２の固定電極支持肩とスラストリン
グ１５６の間の第２の固定電極支持肩３３２上に置かれ
る第２の組の回転軸受３８０をさらに含む。第２の組の
転がり軸受３８０は同じ距離だけ第２の支持肩３３２の
まわりで間隔があけられている（すなわちそれらは互い
に１２０８離されて位置決めされている）３つの転がり
軸受３８０Ａ、３８０Ｂおよび３８０Ｃを含むことが有
利である。その第２の組の転がり軸受３８０はまたサフ
ァイヤのような硬い結晶絶縁材料を含むと有利である。
グ１５６の間の第２の固定電極支持肩３３２上に置かれ
る第２の組の回転軸受３８０をさらに含む。第２の組の
転がり軸受３８０は同じ距離だけ第２の支持肩３３２の
まわりで間隔があけられている（すなわちそれらは互い
に１２０８離されて位置決めされている）３つの転がり
軸受３８０Ａ、３８０Ｂおよび３８０Ｃを含むことが有
利である。その第２の組の転がり軸受３８０はまたサフ
ァイヤのような硬い結晶絶縁材料を含むと有利である。
第２の端部１２０は支持構造１２８に固定されると、圧
力が波形座金１５４を介してスラストリング１５６に与
えられかつ第２の組の転がり軸受３８０と、固定電極支
持３００と、第１の組の転がり軸受３７０に与えられる
。第１の組の転がり軸受３７０と第２の組の転がり軸受
３８０のその硬い結晶材料は波形座金１５４を介して与
えられる圧力では簡単に変形しない。こうして、その２
の組の転がり軸受３７０および３８０はダイアフラム１
２６の平面に対して垂直方向に固定電極支持３００が動
くことを実質的に防ぐ。
力が波形座金１５４を介してスラストリング１５６に与
えられかつ第２の組の転がり軸受３８０と、固定電極支
持３００と、第１の組の転がり軸受３７０に与えられる
。第１の組の転がり軸受３７０と第２の組の転がり軸受
３８０のその硬い結晶材料は波形座金１５４を介して与
えられる圧力では簡単に変形しない。こうして、その２
の組の転がり軸受３７０および３８０はダイアフラム１
２６の平面に対して垂直方向に固定電極支持３００が動
くことを実質的に防ぐ。
実質量の圧力が第１の固定電極支持肩３３０と第２の固
定電極支持肩３３０に第１の組の転がり軸受３７０と第
２の組の転がり軸受３８０のそれぞれによって与えられ
るので、この発明の好ましい実施例では、第２のガード
３５２の複数の小さな区域３８２は転がり軸受３７０お
よび３８０が肩３３０と３３２に接している、第１の固
定電極、支持肩３３０と第２の支持肩３３２上で取除か
れる。こうして、転がり軸受３７０および３８０によっ
て与えられる圧力は第２のガード３５２の比較的軟らか
い銀材料に対してよりもむしろセラミックの固定電極支
持３３０の硬い表面に直接に与えられる。
定電極支持肩３３０に第１の組の転がり軸受３７０と第
２の組の転がり軸受３８０のそれぞれによって与えられ
るので、この発明の好ましい実施例では、第２のガード
３５２の複数の小さな区域３８２は転がり軸受３７０お
よび３８０が肩３３０と３３２に接している、第１の固
定電極、支持肩３３０と第２の支持肩３３２上で取除か
れる。こうして、転がり軸受３７０および３８０によっ
て与えられる圧力は第２のガード３５２の比較的軟らか
い銀材料に対してよりもむしろセラミックの固定電極支
持３３０の硬い表面に直接に与えられる。
好ましくは、転がり軸受３７０および３８０は第１２図
、第１４図および第１５図に例示されるような円筒形を
有する。また、転がり軸受３７０および３８０は従来の
玉軸受のように球形であってもよい。好ましい円筒状の
実施例において、転がり軸受３７０および３８０の各々
は固定電極支持３００の中心から延在している半径に対
して垂直に配向されている長手方向の軸３８６を有する
。
、第１４図および第１５図に例示されるような円筒形を
有する。また、転がり軸受３７０および３８０は従来の
玉軸受のように球形であってもよい。好ましい円筒状の
実施例において、転がり軸受３７０および３８０の各々
は固定電極支持３００の中心から延在している半径に対
して垂直に配向されている長手方向の軸３８６を有する
。
転がり軸受３７０および３８０は半径方向に内側および
外側に転がり、支持構造層１５０に関してかつスラスト
リング１５６に関した固定電極支持３００の自由な動き
を可能にする。こうして、温度変化によって引き起こさ
れる固定電極支持３３０および支持構造１２８の異なる
膨張および縮小が存在するとき、転がり軸受３７０およ
び３８０によって提供される固定電極支持３３０と支持
構造１２８の間の相対的な動きによって上で述べられた
先行技術のデバイスに関連した反りが防がれる。それゆ
え、曲がりによって引き起こされるキャパシタンスの予
言できない変化は転がり軸受３７０および３８０によっ
て実質的に減じられるかまたはなくされる。
外側に転がり、支持構造層１５０に関してかつスラスト
リング１５６に関した固定電極支持３００の自由な動き
を可能にする。こうして、温度変化によって引き起こさ
れる固定電極支持３３０および支持構造１２８の異なる
膨張および縮小が存在するとき、転がり軸受３７０およ
び３８０によって提供される固定電極支持３３０と支持
構造１２８の間の相対的な動きによって上で述べられた
先行技術のデバイスに関連した反りが防がれる。それゆ
え、曲がりによって引き起こされるキャパシタンスの予
言できない変化は転がり軸受３７０および３８０によっ
て実質的に減じられるかまたはなくされる。
この発明の好ましい実施例において、第１の軸受保持器
３９０は第１の組の転がり軸受３７０のために設けられ
かつ第２の軸受保持器３９２は第２の組の転がり軸受３
８０のために設けられる。
３９０は第１の組の転がり軸受３７０のために設けられ
かつ第２の軸受保持器３９２は第２の組の転がり軸受３
８０のために設けられる。
第１の軸受保持器３９０は転がり軸受３７０の各々に対
して開口部３９４を有する金属または他の適切な材料の
薄い環状リングである。好ましい実施例では、第１の軸
受保持器３９０は第１の軸受保持器３９０のまわりで１
２０°離されて位置決めされている３つの開口部３９４
を有し、その結果転がり軸受は上で述べられたように互
いに等距離に離されて位置決めされる。示される実施例
において、第１の軸受保持器３９０の開口部３９４は好
ましい実施例の円筒状の転がり軸受３７０を収容するた
めに矩形である。第２の軸受保持器３９２は３つの矩形
の開口部３９６とともに同様な構造を有する。転がり軸
受の代わりの球形の実施例（示されていない）では、第
１および第２の軸受保持器３９０および３９２は球形を
収容するために適切な大きさにされた円形の開口部を有
するであろうことが理解されるべきである。
して開口部３９４を有する金属または他の適切な材料の
薄い環状リングである。好ましい実施例では、第１の軸
受保持器３９０は第１の軸受保持器３９０のまわりで１
２０°離されて位置決めされている３つの開口部３９４
を有し、その結果転がり軸受は上で述べられたように互
いに等距離に離されて位置決めされる。示される実施例
において、第１の軸受保持器３９０の開口部３９４は好
ましい実施例の円筒状の転がり軸受３７０を収容するた
めに矩形である。第２の軸受保持器３９２は３つの矩形
の開口部３９６とともに同様な構造を有する。転がり軸
受の代わりの球形の実施例（示されていない）では、第
１および第２の軸受保持器３９０および３９２は球形を
収容するために適切な大きさにされた円形の開口部を有
するであろうことが理解されるべきである。
上で述べられたように、この発明の転がり軸受３７０お
よび３８０は実質的に温度変化による膨張および縮小に
より引き起こされるキャパシタンスの変化を減少するか
または取除く。さらに、転がり軸受３７０および３８０
は第１の固定電極３４０と第２の固定電極３４２と支持
構造１２８の金属部分との間での漏洩電流によって引き
起こされる固定電極支持３３０の残余の漂遊キャパシタ
ンスにおいて意義深い減少を提供する。上で述べられた
ように、先行技術のデバイスでは固定電極支持肩１４８
（第４図）と支持構造層１５０の間に直接な接触を有す
るこスとが必要であった。こうして、先行技術のデバイ
（第４図）の第２のガード２５４（すなわち、ガード部
分２５４Ａ、２５４Ｂおよび２５４Ｃ）は固定電極支持
肩１４８上に第２のガード位置を含まなかった。この結
果、第２のガード２５４によって提供されるシールドを
妨害しかつ支持構造層１５０への電気接続を提供する。
よび３８０は実質的に温度変化による膨張および縮小に
より引き起こされるキャパシタンスの変化を減少するか
または取除く。さらに、転がり軸受３７０および３８０
は第１の固定電極３４０と第２の固定電極３４２と支持
構造１２８の金属部分との間での漏洩電流によって引き
起こされる固定電極支持３３０の残余の漂遊キャパシタ
ンスにおいて意義深い減少を提供する。上で述べられた
ように、先行技術のデバイスでは固定電極支持肩１４８
（第４図）と支持構造層１５０の間に直接な接触を有す
るこスとが必要であった。こうして、先行技術のデバイ
（第４図）の第２のガード２５４（すなわち、ガード部
分２５４Ａ、２５４Ｂおよび２５４Ｃ）は固定電極支持
肩１４８上に第２のガード位置を含まなかった。この結
果、第２のガード２５４によって提供されるシールドを
妨害しかつ支持構造層１５０への電気接続を提供する。
先行技術のデバイスの肩から肩への電気接続は漏洩電流
のための経路を提供し、かつ支持構造層１５０は小さな
漂遊キャパシタンスの電極として働く。
のための経路を提供し、かつ支持構造層１５０は小さな
漂遊キャパシタンスの電極として働く。
この発明では、転がり軸受３７０および３８０は漏洩電
流および漂遊キャパシタンスを取除くための２つの基本
を提供する。まず第１に、この発明の第２のガード３５
２は転がり軸受３７０および３８０と接触する６個の非
常に小さな区域３８２を除いて第１の表面３１０から第
２の表面３１２まで効果的に連続していることがわかる
。こうして、支持構造１２８と第２の端部１２０の隣接
している部分の各々への可能性のある漏洩経路は第１の
ガード３５０または第２のガード３５２のいずれかによ
って効果的に阻止される。さらに、６個の小さな区域３
８２では、固定電極支持３３０が第１の組の転がり軸受
３７０の絶縁特性によって支持構造層１５０から電気的
に分離されかつ第２の組の転がり軸受３８０の絶縁特性
によってスラストリング１５６から電気的に分離されて
いる。
流および漂遊キャパシタンスを取除くための２つの基本
を提供する。まず第１に、この発明の第２のガード３５
２は転がり軸受３７０および３８０と接触する６個の非
常に小さな区域３８２を除いて第１の表面３１０から第
２の表面３１２まで効果的に連続していることがわかる
。こうして、支持構造１２８と第２の端部１２０の隣接
している部分の各々への可能性のある漏洩経路は第１の
ガード３５０または第２のガード３５２のいずれかによ
って効果的に阻止される。さらに、６個の小さな区域３
８２では、固定電極支持３３０が第１の組の転がり軸受
３７０の絶縁特性によって支持構造層１５０から電気的
に分離されかつ第２の組の転がり軸受３８０の絶縁特性
によってスラストリング１５６から電気的に分離されて
いる。
この発明の転がり軸受３７０および３８０は例示の先行
技術デバイスにおけるほぼ１ピコフアラツドからこの発
明に従って構成されたデバイスにおけるほぼ０．１ピコ
フアラツドに漂遊キャパシタンスの大きさの減少を提供
すると信じられる。
技術デバイスにおけるほぼ１ピコフアラツドからこの発
明に従って構成されたデバイスにおけるほぼ０．１ピコ
フアラツドに漂遊キャパシタンスの大きさの減少を提供
すると信じられる。
第１３図および第１４図の詳細な断面図および第１５図
の破断された透視図を参照すると、第２の周辺表面３２
２は銀の第２のガード３５２の上部に薄いガラスのコー
ティング３９８を加えることによって電気的に絶縁され
ることがわかる。絶縁ガラスコーティング３９８は固定
電極支持３００が第２のガード３５２と支持構造１２８
の間に電気的な接触をせずに支持構造１２８と接触して
真中に置かれることを可能にするために含まれることが
有利である。
の破断された透視図を参照すると、第２の周辺表面３２
２は銀の第２のガード３５２の上部に薄いガラスのコー
ティング３９８を加えることによって電気的に絶縁され
ることがわかる。絶縁ガラスコーティング３９８は固定
電極支持３００が第２のガード３５２と支持構造１２８
の間に電気的な接触をせずに支持構造１２８と接触して
真中に置かれることを可能にするために含まれることが
有利である。
好ましい実施例と関連して上で述べられたが、当業者に
は記述された説明に対する成る修正がこの発明の精神お
よび範囲を超えることなくなされ得ることが明らかとな
るべきである。たとえば、転がり軸受は導電性金属のよ
うな他の材料を含み得る。そのような実施例（図示され
ていない）で鴎、サファイヤを含む絶縁インサートがた
とえば、第１および第２の固定電極支持肩３３０および
３３２の隣接部分に設けられ、それぞれ支持構造層１５
０およびスラストリング１５６から固定電極支持肩３３
０および３３２を電気的に分離するために電気的絶縁特
性を提供する。
は記述された説明に対する成る修正がこの発明の精神お
よび範囲を超えることなくなされ得ることが明らかとな
るべきである。たとえば、転がり軸受は導電性金属のよ
うな他の材料を含み得る。そのような実施例（図示され
ていない）で鴎、サファイヤを含む絶縁インサートがた
とえば、第１および第２の固定電極支持肩３３０および
３３２の隣接部分に設けられ、それぞれ支持構造層１５
０およびスラストリング１５６から固定電極支持肩３３
０および３３２を電気的に分離するために電気的絶縁特
性を提供する。
第１図はマノメータを圧力源に接続するための外部シェ
ルおよび中空の圧力チューブを示す、先行技術に従って
組立てられたキャパシタンスマノメータの透視図である
。 第２図は２つの同軸コネクタ、ゲッター囲いおよびつみ
取られた真空排気チューブを有するマノメータの第２の
端部を示す第１図の組立てられたキャパシタンスマノメ
ータの透視図である。 第３図はキャパシタンスマノメータの内部構造、特にダ
イアフラムや、ダイアフラム支持構造、固定電極支持お
よび２個の固定電極を示す、第１図および第２図のキャ
パシタンスマノメータの展開図である。 第４図はマノメータの構成要素間の位置関係を示す第２
図の線４−４に沿ったキャパシタンスマノメータの断面
図である。 第５図はその上に置かれたガードを示す固定電極支持の
第２の表面の透視図である。 第６図は第２のガードの付加の詳細を示す第３図および
第４図の固定電極支持の破断透視図である。 第７図は第２のガードの第２の部分を相互接続するため
にそこに溝と電気導体の付加的な詳細を示す第３図およ
び第４図の固定電極支持の破断透視図である。 第８図は圧力変化を測定するためにキャパシタンスマノ
メータの基本動作を説明するために用いられるキャパシ
タンスマノメータを組込む例示の電気回路の概略図であ
る。 第９図は固定電極支持の漂遊キャパシタンスによって引
き起こされる電流漏洩に対して電気ガードを提供するた
めに固定電極支持上にガードリング電極とともに協働し
て用いられる例示の改良された電気回路の概略図である
。 第１０図は固定電極支持をダイアフラム支持構造から機
械的かつ電気的に分離するために転がり軸受を含むこの
発明の展開透視図である。 第１１図は第２の表面上に第１お工び第２のガードを位
置決めすることを示す、この発明の固定電極支持の第２
の表面の透視図である。 第１２図は固定電極支持と支持構造とに関連して転がり
軸受を位置決めすることを示すこの発明の断面図である
。 第１３図は第２のガードと、固定電極支持の第１、第２
および第３の周辺表面上で第２のガードを絶縁するガラ
ス層の付加の詳細を示すこの発明の拡大された部分断面
図である。 第１４図は第１の固定電極支持肩とダイアフラム支持構
造肩の間の適所にある転がり軸受の付加の詳細を示しか
つ第２の固定電極支持肩とスラストリングとの間の適所
にある転がり軸受の付加の詳細を示すこの発明の拡大さ
れた部分断面図である。 第１５図は第１および第２の誘電支持肩上のガードされ
ていないローラ接触区域に関して転がり軸受の位置の付
加の詳細を示しかつ軸受保持リングの付加の詳細を示す
、この発明の拡大された破断透視図である。 図において、１００はキャパシタンスマノメータ、１０
２は圧力シェル、１０４は第１のキャビティ、１０６は
圧力チューブ、１２２は第２の圧力チューブ、１２４は
第２のキャビティ、１２６はダイアフラム、１３０は対
称軸、１３８はスクリーン、１４８は固定電極支持肩、
１５０は支持構造層、１８０は導体、１９６は同心外部
導体、２１４はセンタータップ、２２４は増幅器、２４
０は復調器、２９０は外部導体、３００は絶縁支持、３
２０は第１の周辺表面、３２２は第２の周辺表面、３３
２は第２の周辺表面、３４０は第１の固定電極、３５２
は導電ガード、３７０は転がり軸受、３９０は軸受保持
器である。 （以下余白）
ルおよび中空の圧力チューブを示す、先行技術に従って
組立てられたキャパシタンスマノメータの透視図である
。 第２図は２つの同軸コネクタ、ゲッター囲いおよびつみ
取られた真空排気チューブを有するマノメータの第２の
端部を示す第１図の組立てられたキャパシタンスマノメ
ータの透視図である。 第３図はキャパシタンスマノメータの内部構造、特にダ
イアフラムや、ダイアフラム支持構造、固定電極支持お
よび２個の固定電極を示す、第１図および第２図のキャ
パシタンスマノメータの展開図である。 第４図はマノメータの構成要素間の位置関係を示す第２
図の線４−４に沿ったキャパシタンスマノメータの断面
図である。 第５図はその上に置かれたガードを示す固定電極支持の
第２の表面の透視図である。 第６図は第２のガードの付加の詳細を示す第３図および
第４図の固定電極支持の破断透視図である。 第７図は第２のガードの第２の部分を相互接続するため
にそこに溝と電気導体の付加的な詳細を示す第３図およ
び第４図の固定電極支持の破断透視図である。 第８図は圧力変化を測定するためにキャパシタンスマノ
メータの基本動作を説明するために用いられるキャパシ
タンスマノメータを組込む例示の電気回路の概略図であ
る。 第９図は固定電極支持の漂遊キャパシタンスによって引
き起こされる電流漏洩に対して電気ガードを提供するた
めに固定電極支持上にガードリング電極とともに協働し
て用いられる例示の改良された電気回路の概略図である
。 第１０図は固定電極支持をダイアフラム支持構造から機
械的かつ電気的に分離するために転がり軸受を含むこの
発明の展開透視図である。 第１１図は第２の表面上に第１お工び第２のガードを位
置決めすることを示す、この発明の固定電極支持の第２
の表面の透視図である。 第１２図は固定電極支持と支持構造とに関連して転がり
軸受を位置決めすることを示すこの発明の断面図である
。 第１３図は第２のガードと、固定電極支持の第１、第２
および第３の周辺表面上で第２のガードを絶縁するガラ
ス層の付加の詳細を示すこの発明の拡大された部分断面
図である。 第１４図は第１の固定電極支持肩とダイアフラム支持構
造肩の間の適所にある転がり軸受の付加の詳細を示しか
つ第２の固定電極支持肩とスラストリングとの間の適所
にある転がり軸受の付加の詳細を示すこの発明の拡大さ
れた部分断面図である。 第１５図は第１および第２の誘電支持肩上のガードされ
ていないローラ接触区域に関して転がり軸受の位置の付
加の詳細を示しかつ軸受保持リングの付加の詳細を示す
、この発明の拡大された破断透視図である。 図において、１００はキャパシタンスマノメータ、１０
２は圧力シェル、１０４は第１のキャビティ、１０６は
圧力チューブ、１２２は第２の圧力チューブ、１２４は
第２のキャビティ、１２６はダイアフラム、１３０は対
称軸、１３８はスクリーン、１４８は固定電極支持肩、
１５０は支持構造層、１８０は導体、１９６は同心外部
導体、２１４はセンタータップ、２２４は増幅器、２４
０は復調器、２９０は外部導体、３００は絶縁支持、３
２０は第１の周辺表面、３２２は第２の周辺表面、３３
２は第２の周辺表面、３４０は第１の固定電極、３５２
は導電ガード、３７０は転がり軸受、３９０は軸受保持
器である。 （以下余白）
Claims (11)
- （１）可変パラメータに応答する可変キャパシタンス測
定デバイスであって、前記測定デバイスは： 可変コンデンサを含み、前記可変コンデンサは：前記可
変コンデンサの第１の電極（３４０）を含む第１の導電
性要素を含み、前記第１の電極（３４０）の少なくとも
一部分は前記可変パラメータの変化に応答して第１の方
向に可動であり；前記可変コンデンサの第２の電極（３
４２）を含む第２の導電要素を含み、 前記第２の電極（３４２）が前記第１の電極（３４０）
と関連して前記第１の方向に実質的に不可動でありかつ
前記第２の電極（３４２）は前記第１の方向に垂直な第
２の方向に可動であるように、前記第１の電極（３４０
）に近接して前記第２の電極（３４２）を取付けるため
の転がり手段（３７０）を特徴とする、測定デバイス。 - （２）前記可変パラメータが第１の圧力と第２の圧力と
の間の圧力差である、請求項１記載の可変キャパシタン
ス測定デバイス。 - （３）そこに取付け表面（３３０、３３２）を有するハ
ウジング（１０２）をさらに含む、請求項１または２記
載の可変キャパシタンス測定デバイス。 - （４）前記第１の電極（３４０）は第１および第２の側
面を有するダイアフラム（１２６）を含み、前記ダイア
フラム（１２６）は前記第１の圧力が前記ダイアフラム
（１２６）の前記第１の側面上にありかつ前記第２の圧
力が前記ダイアフラム（１２６）の前記第２の側面にあ
るように位置決めされ、少なくとも前記ダイアフラム（
１２６）の一部分が前記圧力差の変化に応答して前記第
１の方向に可動である、請求項２または３記載の可変キ
ャパシタンス測定デバイス。 - （５）前記ハウジング（１０２）内の絶縁支持（３００
）をさらに含み、前記絶縁支持（３００）は前記第２の
電極（３４２）が固定される第１の表面を有し、 前記第１の電極（３４０）に近接した前記第２の電極（
３４２）を取付けるための前記転がり手段（３７０）が
前記絶縁支持（３００）と前記ハウジング（１０２）の
前記取付表面との間に置かれた転がり軸受（３７０Ａ、
３７０Ｂ、３７０Ｃ）含み、前記転がり軸受（３７０Ａ
、３７０Ｂ、３７０Ｃ）の位置は： 前記絶縁支持（３００）が前記第１の方向に前記ハウジ
ング（１０２）の前記取付表面に関して実質的に不可動
であり：かつ 前記絶縁支持（３００）が前記第２の方向に前記取付表
面に関して可動であるように選択される、請求項３また
は４記載の可変キャパシタンス測定デバイス。 - （６）前記転がり軸受（３７０Ａ、３７０Ｂ、３７０Ｃ
）が前記絶縁支持（３００）と前記ハウジング（１０２
）との間に電気的分離を提供するために電気絶縁体を含
む、請求項５記載の可変キャパシタンス測定デバイス。 - （７）前記転がり軸受（３７０Ａ、３７０Ｂ、３７０Ｃ
）がサファイヤを含む、請求項６記載の可変キャパシタ
ンス測定デバイス。 - （８）前記転がり軸受（３７０Ａ、３７０Ｂ、３７０Ｃ
）が球である、請求項６記載の可変キャパシタンス測定
デバイス。 - （９）前記転がり軸受（３７０Ａ、３７０Ｂ、３７０Ｃ
）が円筒形である、請求項６記載の可変キャパシタンス
測定デバイス。 - （１０）前記転がり軸受（３７０Ａ、３７０Ｂ、３７０
Ｃ）が実質的に円形の形状（３３０）上で１２０゜離さ
れて実質的に位置決めされている、請求項５記載の可変
キャパシタンス測定デバイス。 - （１１）前記ハウジング（１０２）が第１の熱膨張率を
有する導電性材料からなり、前記絶縁支持（３００）が
前記第１の熱膨張率とは異なる第２の熱膨張率を有する
材料を含む、請求項３ないし１０のいずれかに記載の可
変キャパシタンス測定デバイス。
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