JPH0364813B2 - - Google Patents
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- JPH0364813B2 JPH0364813B2 JP63280250A JP28025088A JPH0364813B2 JP H0364813 B2 JPH0364813 B2 JP H0364813B2 JP 63280250 A JP63280250 A JP 63280250A JP 28025088 A JP28025088 A JP 28025088A JP H0364813 B2 JPH0364813 B2 JP H0364813B2
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- JP
- Japan
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- fixed electrode
- diaphragm
- pressure
- capacitance
- rolling bearings
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
- G01C9/12—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using a single pendulum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- 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
-
- 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
- G01D5/00—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
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/04—Means for compensating for effects of changes of temperature, i.e. other than electric compensation
-
- G—PHYSICS
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- 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
- G01L9/12—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 by making use of variations in capacitance, i.e. electric circuits therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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ヤパシタンスを利
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ヤパシタンスダイアフラム圧
力計の分野にある。
の動きを検出するために可変キヤパシタンスを利
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ヤ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。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
キヤパシタンスマノメータまたはキヤパシタンス
ダイアフラム圧力計である。
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。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
キヤパシタンスマノメータまたはキヤパシタンス
ダイアフラム圧力計である。
例示のキヤ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3557621号に記載
されている。簡単に述べると、そのようなキヤパ
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つてダイアフラムの周辺に沿
つ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
3557621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ツク
のデイ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。
26日に出された米国特許番号第3557621号に記載
されている。簡単に述べると、そのようなキヤパ
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つてダイアフラムの周辺に沿
つ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
3557621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ツク
のデイ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
生じる湾曲によつて、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つの電極間のキヤパシタンスの対応す
る変化を引き起こす。２つの電極間のキヤパシタ
ンスはたとえば米国特許番号第3557621号の第２
図に示される回路によつてモニタされることがで
き、それによつて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
び計算によつて測定され得て、圧力差を示す。
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
生じる湾曲によつて、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つの電極間のキヤパシタンスの対応す
る変化を引き起こす。２つの電極間のキヤパシタ
ンスはたとえば米国特許番号第3557621号の第２
図に示される回路によつてモニタされることがで
き、それによつて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
び計算によつて測定され得て、圧力差を示す。
上で述べられたキヤ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。それゆえ、デバイス内の湿気や、
漂遊キヤパシタンス等によつ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3557621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
によつ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つて、キヤパシタンス
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、キヤパシタンスマノメータはほぼ
10-9大気圧ほどの圧力差を測定するように構成さ
れている。
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。それゆえ、デバイス内の湿気や、
漂遊キヤパシタンス等によつ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3557621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
によつ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つて、キヤパシタンス
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、キヤパシタンスマノメータはほぼ
10-9大気圧ほ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3557621号で記載されているよ
うな可変キヤ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（たとえばセラミツクデイスク）の膨張
および収縮の差によつて引き起こされる。たとえ
ば、例示のキヤ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
セラミツクデイスク上に取付けられる。その膨張
および収縮差によつ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
準電極の移動によつて、圧力の変化によつて引き
起こされるキヤパシタンスの変化によるキヤパシ
タンス変化と区別がつかないキヤパシタンスの変
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、温度の変化によつて測定値の精度に影響を
与える偽つたキヤパシタンス変化が引き起こされ
る。キヤ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。
うな可変キヤ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（たとえばセラミツクデイスク）の膨張
および収縮の差によつて引き起こされる。たとえ
ば、例示のキヤ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
セラミツクデイスク上に取付けられる。その膨張
および収縮差によつ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
準電極の移動によつて、圧力の変化によつて引き
起こされるキヤパシタンスの変化によるキヤパシ
タンス変化と区別がつかないキヤパシタンスの変
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、温度の変化によつて測定値の精度に影響を
与える偽つたキヤパシタンス変化が引き起こされ
る。キヤ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ヤパシタンスマノメータに
関して存在し続ける他の問題は残余漂遊キヤパシ
タンスの量がわずかしかないことである。これら
の漂遊キヤパシタンスはたとえば固定電極支持の
セラミツ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
の漂遊キヤ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ヤパシ
タンスを実質的に減じるがその漂遊キヤパシタン
スを完全になくすことは可能ではなかつた。たと
えば、漂遊キヤパシタンスは１つの周知の市場で
入手可能なキヤ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。その漂遊キヤ
パシタンスまたは温度の変化に伴なつて変化し、
このため他の制御できない変数をキヤパシタンス
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、その漂遊キヤパシタンスをさら
に減じることが望ましい。
関して存在し続ける他の問題は残余漂遊キヤパシ
タンスの量がわずかしかないことである。これら
の漂遊キヤパシタンスはたとえば固定電極支持の
セラミツ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
の漂遊キヤ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ヤパシ
タンスを実質的に減じるがその漂遊キヤパシタン
スを完全になくすことは可能ではなかつた。たと
えば、漂遊キヤパシタンスは１つの周知の市場で
入手可能なキヤ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。その漂遊キヤ
パシタンスまたは温度の変化に伴なつて変化し、
このため他の制御できない変数をキヤパシタンス
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、その漂遊キヤパシタンスをさら
に減じることが望ましい。
発明の要約
この発明は温度によつて引き起こされる偽りの
キヤパシタンス変化および誘電体セラミツク材料
を介する漏洩電流によつて引起こされる漂遊キヤ
パシタンスに関した以上の問題を解決する。
キヤパシタンス変化および誘電体セラミツク材料
を介する漏洩電流によつて引起こされる漂遊キヤ
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、かつ可変マノメー
タに応答する可変キヤ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。
を含む可変コンデンサを含み、かつ可変マノメー
タに応答する可変キヤ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。
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。
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。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け表面との
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。
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。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け表面との
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
サフアイアを含んでもよい。それらは球形かまた
は円筒形であつてもよい、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。
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
サフアイアを含んでもよい。それらは球形かまた
は円筒形であつてもよい、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。
の詳細な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
この発明によつて解決される問題をよりよく理
解するために、キヤ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。
解するために、キヤ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（1.33.104Pa）キヤパシ
タンスマノメータ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ヤパシタンス
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ヤパシ
タンスマノメータの断面図である。第５図ないし
第７図はキヤ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、キヤパ
シタンスマノメータ１００はキヤパシタンスマノ
メータの気密の囲いを提供する中空の圧力シエル
またはハウジング１０２を含む。中空の圧力シエ
ル１０２の第１のキヤビテイ１０４へのアクセス
は圧力シエル１０２の第１の端部１１０を貫通す
る中空の圧力チユーブ１０６によつて提供され
る。圧力チユーブ１０６は圧力シエル１０２と圧
力チユーブ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つて圧力シエ
ル１０２の第１の端部１１０に機械的に接続され
る。圧力チユーブ１０６はキヤパシタンスマノメ
ータ１００によつ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、圧力チユーブ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エル１０２の第１の
キヤビテイ１０４に与えられる。
ような例示の100トール（1.33.104Pa）キヤパシ
タンスマノメータ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ヤパシタンス
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ヤパシ
タンスマノメータの断面図である。第５図ないし
第７図はキヤ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、キヤパ
シタンスマノメータ１００はキヤパシタンスマノ
メータの気密の囲いを提供する中空の圧力シエル
またはハウジング１０２を含む。中空の圧力シエ
ル１０２の第１のキヤビテイ１０４へのアクセス
は圧力シエル１０２の第１の端部１１０を貫通す
る中空の圧力チユーブ１０６によつて提供され
る。圧力チユーブ１０６は圧力シエル１０２と圧
力チユーブ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つて圧力シエ
ル１０２の第１の端部１１０に機械的に接続され
る。圧力チユーブ１０６はキヤパシタンスマノメ
ータ１００によつ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、圧力チユーブ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エル１０２の第１の
キヤビテイ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、
圧力シエル１０２は第２の圧力チユーブ１２２に
よつて貫通されている第２の端部１２０を含む。
第２の圧力チユーブ１２２は圧力シエル１０２の
第２のキヤビテイ１２４へのアクセスを提供す
る。圧力シエル１０２の第２のキヤビテイ１２４
は薄い金属のダイアフラム１２６によつて、第１
のキヤビテイ１０４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によつてその周辺のまわ
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つて支持構造
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１２８Ａと第２の部分１２８Ｂ
を含むことが好ましい。
圧力シエル１０２は第２の圧力チユーブ１２２に
よつて貫通されている第２の端部１２０を含む。
第２の圧力チユーブ１２２は圧力シエル１０２の
第２のキヤビテイ１２４へのアクセスを提供す
る。圧力シエル１０２の第２のキヤビテイ１２４
は薄い金属のダイアフラム１２６によつて、第１
のキヤビテイ１０４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によつてその周辺のまわ
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つて支持構造
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１２８Ａ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のキヤビテイ１０４
と第２のキヤビテイ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ヤ
ビテイの方向に凸状に、かつより高い圧力を有有
するキヤビテイの方向に凹状になるように一般に
歪められるであろう。典型的なキヤパシタンスマ
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
１３０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に沿つたダイ
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実質
的には可動ではない。このため、ダイアフラム１
２６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。
と第２のキヤビテイ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ヤ
ビテイの方向に凸状に、かつより高い圧力を有有
するキヤビテイの方向に凹状になるように一般に
歪められるであろう。典型的なキヤパシタンスマ
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
１３０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に沿つたダイ
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実質
的には可動ではない。このため、ダイアフラム１
２６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の圧力チユーブ１２２は溶接または他の手
段によつ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の圧力チユーブ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の圧力チユーブ１２２は第２のキヤ
ビテイ１２４に既知の固定された基準圧力を与え
るために第２のキヤビテイ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
ユーブ１２２はつまみ取られて永久に封止され、
その結果、第２のキヤビテイ１２４は固定した基
準圧力に維持される。こうして、第１の圧力チユ
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の圧力チユーブ１
２２に与えられる圧力は製造プロセスの間封止さ
れ得て、封止された動作範囲を有するキヤパシタ
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のキヤビテイ１２
４は第２の圧力チユーブ１２２を介して真空排気
される。
段によつ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の圧力チユーブ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の圧力チユーブ１２２は第２のキヤ
ビテイ１２４に既知の固定された基準圧力を与え
るために第２のキヤビテイ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
ユーブ１２２はつまみ取られて永久に封止され、
その結果、第２のキヤビテイ１２４は固定した基
準圧力に維持される。こうして、第１の圧力チユ
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の圧力チユーブ１
２２に与えられる圧力は製造プロセスの間封止さ
れ得て、封止された動作範囲を有するキヤパシタ
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のキヤビテイ１２
４は第２の圧力チユーブ１２２を介して真空排気
される。
第１図ないし第７図に従つて構成された典型的
なキヤ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
ゲツター囲い１３６を含む。そのゲツター囲い１
３６はスクリーン１３８によつて第２のキヤビテ
イ１２４から分離されるゲツター材料（図示され
ていない）を収容する。ゲツター材料は第２のキ
ヤビテイ１２４が真空排気されてかつ第２の圧力
チユーブ１２２が閉じられた後も残つている気体
の跡を取除く。残余ガスの除去が好ましいのはそ
れによつて圧力測定の正確さが邪魔されないから
である。
なキヤ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
ゲツター囲い１３６を含む。そのゲツター囲い１
３６はスクリーン１３８によつて第２のキヤビテ
イ１２４から分離されるゲツター材料（図示され
ていない）を収容する。ゲツター材料は第２のキ
ヤビテイ１２４が真空排気されてかつ第２の圧力
チユーブ１２２が閉じられた後も残つている気体
の跡を取除く。残余ガスの除去が好ましいのはそ
れによつ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１４
０に近接して位置決めされる。第１の固定電極１
４０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１４０は
一般にデイスク状で、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１４
６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
肩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１
４８はスラストリング１５６に対する円形の波形
座金１５４の動作によつて支持構造肩１５０に対
して適所にしつかりと保持される。圧力は波形座
金５４に対して与えられ、こうして圧力シエル１
０２の第２の端部１２０によつて固定電極支持１
４４に対して与えられる。圧力シエル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つて支持構造１２
８に固定される。典型的には、圧力シエル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。圧力シエル１
０２は第２の端部１２０の肩に溶接され、その結
果小さなギヤツプ１６２が支持構造１２８の外側
と圧力シエル１０２の内側との間に残り、それに
よつて支持構造１２８と圧力シエル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のキヤビテイ１２４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１
４４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ヤパシタンスマノメ
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に沿つたダイアフラム１
２６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、これによつて２つの電極の間のキヤパシ
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
１２６および第１の固定電極１４０は種々のコン
デンサを含む。キヤパシタンスはモニタされ、第
１のキヤビテイ１０４と第２のキヤビテイ１２４
の間の圧力差における変化が、測定されたキヤパ
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力変化によつて引き起
こされるダイアフラム１２６と固定電極１４０の
間のキヤパシタンスの重要な変化が存在するかも
しれないので、キヤ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
コンデンサによつて達成される。たとえば、米国
特許番号第3557621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ヤパ
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キヤパシタンスを減じ
る。
０に近接して位置決めされる。第１の固定電極１
４０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１４０は
一般にデイスク状で、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１４
６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
肩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１
４８はスラストリング１５６に対する円形の波形
座金１５４の動作によつて支持構造肩１５０に対
して適所にしつかりと保持される。圧力は波形座
金５４に対して与えられ、こうして圧力シエル１
０２の第２の端部１２０によつて固定電極支持１
４４に対して与えられる。圧力シエル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つて支持構造１２
８に固定される。典型的には、圧力シエル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。圧力シエル１
０２は第２の端部１２０の肩に溶接され、その結
果小さなギヤツプ１６２が支持構造１２８の外側
と圧力シエル１０２の内側との間に残り、それに
よつて支持構造１２８と圧力シエル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のキヤビテイ１２４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１
４４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ヤパシタンスマノメ
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に沿つたダイアフラム１
２６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、これによつて２つの電極の間のキヤパシ
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
１２６および第１の固定電極１４０は種々のコン
デンサを含む。キヤパシタンスはモニタされ、第
１のキヤビテイ１０４と第２のキヤビテイ１２４
の間の圧力差における変化が、測定されたキヤパ
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力変化によつて引き起
こされるダイアフラム１２６と固定電極１４０の
間のキヤパシタンスの重要な変化が存在するかも
しれないので、キヤ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
コンデンサによつて達成される。たとえば、米国
特許番号第3557621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ヤパ
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キヤパシタンスを減じ
る。
米国特許番号第3557621号に示されるデイスク
とは対照的に、第１図ないし第７図で例示される
デイスクにおいて、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
１２６の中心近く（すなわち、対称軸１３０に沿
つて）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の間のキヤパシタンスは
ダイアフラム１２６と第１の固定電極１４０の間
のキヤ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、キヤ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の間のキヤ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ヤパシタンス
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（すなわちキヤパシタンスが増加
するかまたは減少する）。このキヤパシタンスに
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つてたやす
く取除かれる。
とは対照的に、第１図ないし第７図で例示される
デイスクにおいて、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
１２６の中心近く（すなわち、対称軸１３０に沿
つて）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の間のキヤパシタンスは
ダイアフラム１２６と第１の固定電極１４０の間
のキヤ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、キヤ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の間のキヤ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ヤパシタンス
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（すなわちキヤパシタンスが増加
するかまたは減少する）。このキヤパシタンスに
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つてたやす
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。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つて第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１８
２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１８
４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、圧力シエル１０２と、第１の中空
の圧力チユーブ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によつて第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１９３によつて中央の導体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１
９２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、同心外部シエル１９４を含むこと
が好ましい。同心外部シエル１９４はこれもまた
気密封止である絶縁体１９５によつて同心外部導
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のコネクタ１８６は気密
絶縁体１９７によつて中心の導体１８４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。同心外部シエル１９８は外部
の導体１９６を取巻きかつ気密絶縁体１９９によ
つて外部の導体１９６から間隔をあけられてい
る。
第２の端部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つて第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１８
２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１８
４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、圧力シエル１０２と、第１の中空
の圧力チユーブ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によつて第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１９３によつて中央の導体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１
９２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、同心外部シエル１９４を含むこと
が好ましい。同心外部シエル１９４はこれもまた
気密封止である絶縁体１９５によつて同心外部導
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のコネクタ１８６は気密
絶縁体１９７によつて中心の導体１８４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。同心外部シエル１９８は外部
の導体１９６を取巻きかつ気密絶縁体１９９によ
つて外部の導体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。その回路は第１のコンデンサＣ１と第２のコ
ンデンサＣ２を含む。例示されているように、第
１のコンデンサＣ１はダイアフラム１２６と第１
の固定電極１４０の間の可変キヤパシタンスに対
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
キヤ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２０
０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はセンタータツ
プ２１４を含む。電気導体２２０はセンタータツ
プ２１４と増幅器２２４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２２
４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
２３４とを有する１次巻線２３０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２
３２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によつて発生
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
れのキヤ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つて引き
起されるダイアフラム１２６の偏向に変化するで
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１
２６）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１７０との間の電圧差のように見えるであろ
う。この電圧差によつて電圧がセンタータツプ上
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との間のキヤパシタンスに
おける差に比例している。センタータツプ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
タツ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
キヤ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のキヤ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のキヤ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
力差の変化に従つて変化する。時変信号は従来の
復調器２４０によつて復調されて、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。
せて用い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Ｃ２を含む。例示されているように、第
１のコンデンサＣ１はダイアフラム１２６と第１
の固定電極１４０の間の可変キヤパシタンスに対
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
キヤ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２０
０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はセンタータツ
プ２１４を含む。電気導体２２０はセンタータツ
プ２１４と増幅器２２４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２２
４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
２３４とを有する１次巻線２３０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２
３２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によつて発生
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
れのキヤ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つて引き
起されるダイアフラム１２６の偏向に変化するで
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１
２６）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１７０との間の電圧差のように見えるであろ
う。この電圧差によつて電圧がセンタータツプ上
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との間のキヤパシタンスに
おける差に比例している。センタータツプ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
タツ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
キヤ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のキヤ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のキヤ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
力差の変化に従つて変化する。時変信号は従来の
復調器２４０によつて復調されて、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
も有さない完壁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
3557621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つ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１９
０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２
２２から変圧器を介して２次巻線２０４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の入力上の
電圧を変化させ、その結果増幅器２２４の出力か
ら間違つた出力信号を生じることとなる。
以上の説明は、固定電極支持がいかなる漏洩電流
も有さない完壁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
3557621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つ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１９
０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２
２２から変圧器を介して２次巻線２０４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の入力上の
電圧を変化させ、その結果増幅器２２４の出力か
ら間違つた出力信号を生じることとなる。
米国特許番号第3557621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
路を横切つて位置決めされる。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２
５０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２
５２は第１の表面１４６と反対にあり、第１のガ
ード２５０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１７０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２５４Ａ，２５４Ｂ
および２５４Ｃを含む。第１のガードリング２５
４Ａ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２
５６上に位置決めされる。第２のガードリング２
５４Ｂは外側の周辺表面２５８上に置かれる。第
２のガードリング２５４Ｃは第２の固定電極１７
０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２５
４Ｃは電気的相互接続２６０によつて相互接続さ
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
でメタライゼーシヨンを含む。第２の固定電極１
７０上の電圧と同じ大きさを実的に有している電
圧が第２のガード２５４に与えられる。こうし
て、第２のかツド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
支持構造肩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２５
４は連続していない。同様に、第２のガード２５
４はスラストリング１５６の近くの第２の表面２
５２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。
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
路を横切つて位置決めされる。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２
５０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２
５２は第１の表面１４６と反対にあり、第１のガ
ード２５０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１７０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２５４Ａ，２５４Ｂ
および２５４Ｃを含む。第１のガードリング２５
４Ａ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２
５６上に位置決めされる。第２のガードリング２
５４Ｂは外側の周辺表面２５８上に置かれる。第
２のガードリング２５４Ｃは第２の固定電極１７
０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２５
４Ｃは電気的相互接続２６０によつて相互接続さ
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
でメタライゼーシヨンを含む。第２の固定電極１
７０上の電圧と同じ大きさを実的に有している電
圧が第２のガード２５４に与えられる。こうし
て、第２のかツド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
支持構造肩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２５
４は連続していない。同様に、第２のガード２５
４はスラストリング１５６の近くの第２の表面２
５２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のが一ど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１７０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のまわりに同心外部導体２８０に電気的
に接続される。
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のが一ど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１７０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のまわりに同心外部導体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、センタータツプ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２０６の２次巻線２０
４の第１の端子２０２Ａおよび第２の端子２１２
Ａ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次巻線によつて引き起こされ
る場にあてられる。２次巻線同軸ケーブル２８４
の内部導体２０４および外部導体２９０はセンタ
ークツプ２１４Ａおよび２１４Ｂでセンタータツ
プされる。２次巻線同軸ケーブル２８４の内部導
体２０４のセンタータツプ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２
８４の外部導体２９０のセンタータツプ２１４Ｂ
は同軸ケーブル２９２の外部導体２９４に電気的
に接続される。
２１２と、センタータツプ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２０６の２次巻線２０
４の第１の端子２０２Ａおよび第２の端子２１２
Ａ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次巻線によつて引き起こされ
る場にあてられる。２次巻線同軸ケーブル２８４
の内部導体２０４および外部導体２９０はセンタ
ークツプ２１４Ａおよび２１４Ｂでセンタータツ
プされる。２次巻線同軸ケーブル２８４の内部導
体２０４のセンタータツプ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２
８４の外部導体２９０のセンタータツプ２１４Ｂ
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２２２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２２は第４の同軸
ケーブル２９２の外部導体２９４に電気的接続さ
れかつセンタータツプ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図では×１の増幅器で示される増幅器２２４
の入力端子２２２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２２は第４の同軸
ケーブル２９２の外部導体２９４に電気的接続さ
れかつセンタータツプ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２８４の利用および内部導体２０４上
と同じ電圧を外部導体２９０に与えることによつ
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第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ード
によつて提供される。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２
５４と組合わせて第１図ないし第７図に従つて構
成されたキヤ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ヤ
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１２６との間のキヤパシタ
ンスは公称ほぼ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２５４によつて
与えられる遮蔽効果は非常に有益であることがわ
かる。
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２８４の利用および内部導体２０４上
と同じ電圧を外部導体２９０に与えることによつ
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第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ード
によつて提供される。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２
５４と組合わせて第１図ないし第７図に従つて構
成されたキヤ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ヤ
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１２６との間のキヤパシタ
ンスは公称ほぼ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２５４によつて
与えられる遮蔽効果は非常に有益であることがわ
かる。
この発明によつて解決された問題の説明
上で述べられたキヤ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、圧力のずつ
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。たとえば、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測定するために、第
２のキヤビテイ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
によつて引き起こされるキヤ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ヤパシタン
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と支持構造肩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
に漂遊キヤ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。
力変化の測定を正確なものにするが、圧力のずつ
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。たとえば、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測定するために、第
２のキヤビテイ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
によつて引き起こされるキヤ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ヤパシタン
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と支持構造肩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
に漂遊キヤ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。
上で述べられたキヤ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
てセラミツクの固定電極支持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
１２８とは異なる熱膨張率を有する。このため、
キヤ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１
４４の周辺あたりで、固定電極支持肩１４８と支
持構造肩１５０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によつて支持
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１４
４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１２
８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。
温度によつて引き起こされる曲がりは比較的小さ
いが、キヤ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つて引き起こされるキ
ヤ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
力の計算のフア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
なかつた。成功しなかつた１つの理由は、支持構
造肩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つて引き起こされる
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、支持構造肩１５０に関した固定電極支持肩１
４８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。
連した他の問題は金属支持構造１２８と組合わせ
てセラミツクの固定電極支持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
１２８とは異なる熱膨張率を有する。このため、
キヤ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１
４４の周辺あたりで、固定電極支持肩１４８と支
持構造肩１５０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によつて支持
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１４
４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１２
８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。
温度によつて引き起こされる曲がりは比較的小さ
いが、キヤ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つて引き起こされるキ
ヤ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
力の計算のフア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
なかつた。成功しなかつた１つの理由は、支持構
造肩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つて引き起こされる
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、支持構造肩１５０に関した固定電極支持肩１
４８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。
この発明の説明
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。
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３１０と第２の実質的に
平坦な表面３１２を有するセラミツクまたは他の
適切な絶縁体の円形のデイスクを含む。
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３１０と第２の実質的に
平坦な表面３１２を有するセラミツクまたは他の
適切な絶縁体の円形のデイスクを含む。
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３
２２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のまわりの周囲は第
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。
周は第１の周辺表面３２０と、第２の周辺表面３
２２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のまわりの周囲は第
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。
第１の導電性ガード３５０は第１の固定電極３４
０の反対側の固定された電極支持３００の第２の
平坦な表面３１２の実質的に中心に置かれる。第
２の導電性ガード３５２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３３
２、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３１
２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
は従来の方法によつて固定電極支持３００上にめ
つきされる銀である。
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。
第１の導電性ガード３５０は第１の固定電極３４
０の反対側の固定された電極支持３００の第２の
平坦な表面３１２の実質的に中心に置かれる。第
２の導電性ガード３５２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３３
２、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３１
２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
は従来の方法によつて固定電極支持３００上にめ
つきされる銀である。
第１の固定電極３４０は固定電極支持３００を
貫通する第１の導電性のフイ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１
８０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つて第１の固定電極３４
０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１
８６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１８２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。
貫通する第１の導電性のフイ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１
８０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つて第１の固定電極３４
０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１
８６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１８２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、それらは通路の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
知のキヤパシタンスマノメータでのように支持構
造肩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３３０は第１の組の転
がり軸受３７０だけ支持構造肩１５０から間隔が
あけられている。第１の組の転がり軸受３７０は
工業用サフアイヤ（結晶酸化アルミニウム，
Al2O3）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３
７０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に沿つて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３３０は３つの転がり軸受３７
０Ａ，３７０Ｂおよび３７０Ｃの各々によつて同
じ距離だけ支持構造肩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。
説明されてきたが、それらは通路の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
知のキヤパシタンスマノメータでのように支持構
造肩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３３０は第１の組の転
がり軸受３７０だけ支持構造肩１５０から間隔が
あけられている。第１の組の転がり軸受３７０は
工業用サフアイヤ（結晶酸化アルミニウム，
Al2O3）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３
７０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に沿つて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３３０は３つの転がり軸受３７
０Ａ，３７０Ｂおよび３７０Ｃの各々によつて同
じ距離だけ支持構造肩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３
３２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120゜離され
て位置決めされている）３つの転がり軸受３８０
Ａ，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
フアイヤのような硬い結晶絶縁材料を含むと有利
である。
ストリング１５６の間の第２の固定電極支持肩３
３２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120゜離され
て位置決めされている）３つの転がり軸受３８０
Ａ，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
フア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１２６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。
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１２６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
ぞれによつて与えられるので、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
よつ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
ツクの固定電極支持３３０の硬い表面に直接に与
えられる。
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
ぞれによつて与えられるので、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
よつ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
ツクの固定電極支持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つ
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、支持構造肩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、温度変化によつて引き起こされる固定電極支
持３３０および支持構造１２８の異なる膨脹およ
び縮小が存在するとき、転がり軸受３７０および
３８０によつ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つて上で
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、曲がりによつて引き起こさ
れるキヤ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によつて実質的に減じら
れるかまたはなくされる。
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つ
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、支持構造肩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、温度変化によつて引き起こされる固定電極支
持３３０および支持構造１２８の異なる膨脹およ
び縮小が存在するとき、転がり軸受３７０および
３８０によつ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つて上で
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、曲がりによつて引き起こさ
れるキヤ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によつて実質的に減じら
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３８０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120゜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３９
２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。
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３８０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120゜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３９
２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ヤパシタン
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３
４０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つて引き起こさ
れる固定電極支持３３０の残余の漂遊キヤパシタ
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）と支持構造肩１５０の間
に直接な接触を有するこスとが必要であつた。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，２
５４Ｂ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つた。この結
果、第２のガード２５４によつて提供されるシー
ルドを妨害しかつ支持構造肩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
支持構造肩１５０は小さな漂遊キヤパシタンスの
電極として働く。
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ヤパシタン
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３
４０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つて引き起こさ
れる固定電極支持３３０の残余の漂遊キヤパシタ
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）と支持構造肩１５０の間
に直接な接触を有するこスとが必要であつた。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，２
５４Ｂ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つた。この結
果、第２のガード２５４によつて提供されるシー
ルドを妨害しかつ支持構造肩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
支持構造肩１５０は小さな漂遊キヤパシタンスの
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ヤ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３５２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３８
２を除いて第１の表面３１０から第２の表面３１
２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
いずれかによつて効果的に阻止される。さらに、
６個の小さな区域３８２では、固定電極支持３３
０が第１の組の転がり軸受３７０の絶縁特性によ
つて支持構造肩１５０から電気的に分離されかつ
第２の組の転がり軸受３８０の絶縁特性によつて
スラストリング１５６から電気的に分離されてい
る。
は漏洩電流および漂遊キヤ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３５２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３８
２を除いて第１の表面３１０から第２の表面３１
２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
いずれかによつて効果的に阻止される。さらに、
６個の小さな区域３８２では、固定電極支持３３
０が第１の組の転がり軸受３７０の絶縁特性によ
つて支持構造肩１５０から電気的に分離されかつ
第２の組の転がり軸受３８０の絶縁特性によつて
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つ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ヤパシタ
ンスの大きさの減少を提供すると信じられる。
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つ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ヤパシタ
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３２２は銀の第２のガード３５２の上
部に薄いガラスのコーテイング３９８を加えるこ
とによつて電気的に絶縁されることがわかる。絶
縁ガラスコーテイング３９８は固定電極支持３０
０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。
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３２２は銀の第２のガード３５２の上
部に薄いガラスのコーテイング３９８を加えるこ
とによつて電気的に絶縁されることがわかる。絶
縁ガラスコーテイング３９８は固定電極支持３０
０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或る修正がこ
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
は、サフア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
造肩１５０およびスラストリング１５６から固定
電極支持肩３３０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。
当業者には記述された説明に対する或る修正がこ
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
は、サフア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
造肩１５０およびスラストリング１５６から固定
電極支持肩３３０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
外部シエルおよび中空の圧力チユーブを示す、先
行技術に従つて組立てられたキヤパシタンスマノ
メータの透視図である。第２図は２つの同軸コネ
クタ、ゲツター囲いおよびつみ取られた真空排気
チユ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ヤパシタンスマノメータ
の透視図である。第３図はキヤパシタンスマノメ
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図のキヤパシタンス
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
に沿つたキヤ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ヤパシ
タンスマノメータの基本動作を説明するために用
いられるキヤ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
持の漂遊キヤパシタンスによつて引き起こされる
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および第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はキヤパシタンスマノメー
タ、１０２は圧力シエル、１０４は第１のキヤビ
テイ、１０６は圧力チユーブ、１２２は第２の圧
力チユーブ、１２４は第２のキヤビテイ、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
構造肩、１８０は導体、１９６は同心外部導体、
２１４はセンタータツプ、２２４は増幅器、２４
０は復調器、２９０は外部導体、３００は絶縁支
持、３２０は第１の周辺表面、３２２は第２の周
辺表面、３３２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。
外部シエルおよび中空の圧力チユーブを示す、先
行技術に従つて組立てられたキヤパシタンスマノ
メータの透視図である。第２図は２つの同軸コネ
クタ、ゲツター囲いおよびつみ取られた真空排気
チユ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ヤパシタンスマノメータ
の透視図である。第３図はキヤパシタンスマノメ
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図のキヤパシタンス
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
に沿つたキヤ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ヤパシ
タンスマノメータの基本動作を説明するために用
いられるキヤ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
持の漂遊キヤパシタンスによつて引き起こされる
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および第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はキヤパシタンスマノメー
タ、１０２は圧力シエル、１０４は第１のキヤビ
テイ、１０６は圧力チユーブ、１２２は第２の圧
力チユーブ、１２４は第２のキヤビテイ、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
構造肩、１８０は導体、１９６は同心外部導体、
２１４はセンタータツプ、２２４は増幅器、２４
０は復調器、２９０は外部導体、３００は絶縁支
持、３２０は第１の周辺表面、３２２は第２の周
辺表面、３３２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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 可変キヤパシタンス測定デバイスであつて、 可変パラメータに応答する可変コンデンサ１２
６，３４０を備え 前記可変コンデンサは、 前記可変パラメータの変化に応答して、その表
面に対して実質的に垂直な第１の方向に可動の部
分を有する可動電極１２６と、 前記可動電極１２６の少なくとも前記可動部分
に実質的に対向するように配置されて第１のキヤ
パシタンスを形成する第１の固定電極３４０とを
含み、 前記第１の方向に実質的に垂直な第２の方向に
前記第１の固定電極３４０の動きを許容する転が
り手段３７０をさらに備えた、測定デバイス。 ２ 前記可動電極１２６の前記可動部分以外の部
分に対向するように配置されて第２のキヤパシタ
ンスを形成する第２の固定電極３４２をさらに備
える、請求項１記載の可変キヤパシタンス測定デ
バイス。 ３ 前記可変パラメータは、第１の圧力と第２の
圧力との間の圧力差である、請求項２記載の可変
キヤパシタンス測定デバイス。 ４ 前記可動電極１２６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
の側面上にあるように位置決めされ、前記ダイア
フラム１２６の少なくとも一部分が、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３記載の可変キヤパシタンス測定デバ
イス。 ５ 表面１５０を有するハウジング１０２と、 前記ハウジング１０２内の絶縁支持３００とを
さらに備え、前記絶縁支持３００は、前記第１お
よび第２の電極３４０，３４２が固定される第１
の表面３１０を有し、 前記転がり手段３７０は、前記絶縁支持３００
と前記ハウジング１０２の前記表面１５０との間
に挿入された転がり軸受３７０Ａ，３７０Ｂ，３
７０Ｃを含み、前記転がり軸受３７０Ａ，３７０
Ｂ，３７０Ｃの位置は、 前記絶縁支持３００が前記第１の方向に実質的
に不可動であり、かつ 前記絶縁支持３００が前記第２の方向に実質的
に可動であるように選択される、請求項４記載の
可変キヤパシタンス測定デバイス。 ６ 前記転がり軸受３７０Ａ，３７０Ｂ，３７０
Ｃは、前記絶縁支持３００と前記ハウジング１０
２との間に電気的分離をもたらす電気絶縁体を含
む、請求項第５項記載の可変キヤパシタンス測定
デバイス。 ７ 前記転がり軸受３７０Ａ，３７０Ｂ，３７０
Ｃはサフアイアを含む、請求項６記載の可変キヤ
パシタンス測定デバイス。 ８ 前記転がり軸受３７０Ａ，３７０Ｂ，３７０
Ｃは球である、請求項６記載の可変キヤパシタン
ス測定デバイス。 ９ 前記転がり軸受３７０Ａ，３７０Ｂ，３７０
Ｃは円筒形である、請求項６記載の可変キヤパシ
タンス測定デバイス。 １０ 前記転がり軸受３７０Ａ，３７０Ｂ，３７
０Ｃは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、請求項第６項記
載の可変キヤ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５ないし１０のいず
れかに記載の可変キヤパシタンス測定デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US189780 | 1988-05-03 | ||
| US07/189,780 US4823603A (en) | 1988-05-03 | 1988-05-03 | Capacitance manometer having stress relief for fixed electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307632A JPH01307632A (ja) | 1989-12-12 |
| JPH0364813B2 true JPH0364813B2 (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=22698745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280250A Granted JPH01307632A (ja) | 1988-05-03 | 1988-11-04 | 可変キャパシタンス測定デバイス |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4823603A (ja) |
| JP (1) | JPH01307632A (ja) |
| KR (2) | KR890017528A (ja) |
| CH (1) | CH674263A5 (ja) |
| DE (1) | DE3838333A1 (ja) |
| FR (1) | FR2631120B1 (ja) |
| GB (2) | GB8814942D0 (ja) |
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