DE3142387A1

DE3142387A1 - Kapazitiver druckfuehler

Info

Publication number: DE3142387A1
Application number: DE19813142387
Authority: DE
Inventors: Dennis K. Marlboro Mass. Briefer; Shih-Ying Lincoln Mass. Lee
Original assignee: Setra Systems Inc
Current assignee: Setra Systems Inc
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1982-07-08
Also published as: JPH025255B2; JPS57149933A; DE3142387C2; GB2086058A; US4358814A; FR2492978B1; FR2492978A1; GB2086058B

Description

Setra Systems, Inc. Natick, Massachusetts oI76o, V.St.A.

Kapazitiver Druckfühier

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckfühler des Typs', bei dem Druckänderungen durch Änderungen der Kapazität angezeigt werden.

Kapazitive Druckfühler sind bekannt. Typischerweise umfassen sie ein ortsfestes Element mit einer unbiegsamen ebenen leitfähigen Fläche, das eine Platte eines Kondensators mit im wesentlichen parallelen Platten bildet. Ein verformbares leitfähiges Element, z. B. eine Metallfolien-Membran, bildet die andere Platte des Kondensators. Normalerweise ist die Membran an ihrem Rand gehaltert, so daß ein Mittenabschnitt im wesentlichen parallel zu der ortsfesten Platte dieser gegenüberliegt. Da der Fühler im allgemeinen in Form eines Parallelplattenkondensators ausgebildet ist, ist die charakteristische Kapazität des Fühlers zu dem Abstand d zwischen dem Mittenabschnitt der Membran und der leitfähigen Fläche des ortsfesten Elements umgekehrt proportional. Damit sich eine Druckdifferenz über die Membran ausbilden kann, ist der Bereich auf einer Seite der Membran in bezug auf den Bereich auf der entgegengesetzten Seite hermetisch dicht.

In der Praxis wird die Elastizität der Membran so gewählt, daß Druckdifferenzen an der Membran innerhalb eines bestimmten interessierenden Bereichs Verschiebungen des Mittenabschnitts der Membran bewirken. Diese durch eine Druckdifferenz bewirkten Verschiebungen resultieren in entsprechenden Änderungen des Abstands d zwischen den beiden Kondensatorplatten und damit in Kapazitätsänderungen des Fühlerkondensators. Um eine relativ hohe Empfindlichkeit zu erzielen, sind bei diesen Druckfühlern große Kapazitätsänderungen aufgrund relativ geringer Abstandsänderungen erforderlich. Um diese Empfindlichkeit zu erreichen, müssen bei jeder Druckfühlereinheit die Soll-Abstandsmaße und die Parallelität der Platten gut kontrolliert sein. Infolgedessen ist es bei diesen Druckfühlern erforderlich, daß ihre Bauelemente innerhalb sehr enger Fertigungstoleranzen hergestellt werden, so daß sich die erforderlichen Größenbeziehungen ergeben. Außerdem müssen die Konstruktion und die Werkstoffe diese Beziehungen über einen erwünschten Temperaturbereich aufrechterhalten können.

Bei einem bekannten Druckfühler (Meßgrößenumformer Modell der Setra Systems, Inc.) ist die ortsfeste metallische Elektrode in bezug auf die Membranhalterung durch einen elektrisch nichtleitfähigen, hochtemperatur-Glasteil gehalten. Wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Glases und der Metallelektrode sowie der Membranhalterung haben Temperaturänderungen Änderungen des Abstands zwischen der ortsfesten Elektrode und der Membran (d. h. den Kondensatorplatten) zur Folge, was fehlerhafte Druckanzeigen zur Folge hat. Außerdem kann eine wirksame hermetische Dichtung zwiden Bereichen auf gegenüberliegenden Seiten der Membran in wirtschaftlicher Weise nur über einen relativ kleinen Temperaturbereich unterhalten werden. Solche Druckfühler liefern

also nur über einen relativ Tcleinen Temperaturbereich zuverlässige Druckanzeigen·

Während der Herstellung solcher Druckfühler muß ferner die ortsfeste Elektrode in den Glasteil eingesetzt werden, und anschließend muß der die leitfähige Platte aufweisende Teil normalerweise z. B. durch Läppen so passend gemacht werden, daß der erforderliche Abstand und die Parallelität erhalten werden. Infolgedessen ist die Herstellung dieser mit Kapazitätsänderungen arbeitenden Druckfühler relativ teuer.

Ferner wird bei der Herstellung dieser Druckfühler die ortsfeste Elektrode normalerweise in den Glasteil eingesetzt, während sich das Glas im geschmolzenen Zustand befindet. Beim Abkühlen der Baugruppe entwickeln sich mechanische Spannungen, die typischerweise die erwünschte ursprüngliche Abstandsdimension ändern oder die Parallelität zwischen den kapazitiven Platten verschlechtern. Nach dem Abkühlen der Baugruppe kann es notwendig sein, die ortsfeste Elektrode z. B. durch Läppen passend zu machen, so daß der kritische Abstand und die Parallelität wieder hergestellt werden. Angesichts dieser Bearbeitungsschritte ist die Herstellung dieser Druckfühler relativ schwierig und dementsprechend teuer.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines kapazitiven Druckfühlers, der die Nachteile bekannter Druckfühler vermeidet und über einen großen Temperaturbereich eine relativ hohe Empfindlichkeit unterhält, der ferner sehr zuverlässig arbeitet und einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Der kapazitive Druckfühler nach der Erfindung umfaßt ein becherförmiges oder konkaves metallisches Grundglied, das in der Mitte seiner Unterseite mit einer Grundgliedhalterung

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verbunden ist. Das Grundglied umfaßt einen Flansch, der von seinem Rand ausgeht, wobei dieser Flansch mit Ausnahme einer Umfangsvertiefung im wesentlichen eben ist. Eine relativ dünne verformbare leitfähige Membran ist über dem Flansch des Grundglieds angeordnet. Ein Einspannring mit einer Fläche, die zu dem Flansch des Grundglieds komplementär ausgebildet ist, ist auf dem Rand der Membran und dem Flansch befestigt, .so daß die Membran unter mechanischer Spannung mit dem Flansch verspannt ist.

Auf der Grundgliedhaiterung ist innerhalb des durch das Grundglied und die Membraneinheit gebildeten geschlossenen Raums eine Elektrodeneinheit befestigt. Diese umfaßt eine leitende Elektrode mit einem ebenen Abschnitt und eine dielektrische Elektrodenhalterung. Die Elektrodenhalterung ist mit der Grundgliedhalterung so verbunden, daß der ebene Abschnitt der Elektrode im wesentlichen parallel zu dem Flansch des Grundglieds und mit einem vorbestimmten Abstand d dazu verläuft. Bei dieser Konfiguration bilden die Membran und der ebene Abschnitt der Elektrode einen Parallelplattenkondensator. Infolge von Druckdifferenzen wird die Membran bewegt, was entsprechende Kapazitätsänderungen zur Folge hat. Die elektrische Verbindung zu dem Kondensator kann durch direkten Anschluß an das Grundglied für die eine Platte und eine Durchführungsverbindung zu der durch den ebenen Teil der Elektrode gebildeten zweiten Platte erfolgen.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verläuft die Grundgliedhalterung durch das Grundglied zu einem Bereich außerhalb des durch das Grundglied und die Membraneinheit gebildeten geschlossenen Volumens. Dabei führt ein erster

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Druckkanal durch die Grundgliedhalterung zum Inneren des geschlossenen Volumens, so daß der Druck, der die Innenfläche der Membran beaufschlagt, regelbar ist. Ferner ist ein Gehäuse vorgesehen, das die gesamte aus Grundglied und Membraneinheit bestehende Baugruppe umgibt und einen zweiten Druckkanal aufweist, so daß der die Außenfläche der Membran beaufschlagende Druck regelbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung gibt es nur sehr wenig innerhalb enger Fertigungstoleranzen gearbeitete Teile und komplizierte Montagevorgänge, wobei der einzige Montagevorgang, bei dem kritische Dimensionen einzuhalten sind, die ursprüngliche Ausrichtung der Elektrode relativ zu dem Flansch des Grundglieds ist. Da dieser Schritt jedoch nur mit Feststoffen bei Raumtemperatur durchgeführt wird, entstehen dabei nur minimale mechanische Spannungen.

Da ferner keine Verbindungen zwischen Glas und Metall herzustellen sind, ergeben sich keine Probleme infolge von nicht aufeinander abgestimmten Temperaturkoeffizienten. Somit wird durch die vorliegende Erfindung ein hochempfindlicher kapazitiver Druckfühler, der innerhalb eines weiten Temperaturbereichs zuverlässig arbeitet, geschaffen. _ ' ■

Gemäß einem bevorzugten Fertigungsverfahren werden die dielektrische Elektrodenhalterung und die Elektrode zuerst mit dem Grundglied und der Grundgliedhalterung verbunden, wobei der ebene Abschnitt der Elektrode

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parallel zu dem Plansch des Grundglieds und mit einem vorbestimmten Abstand d davon verläuft. Dann wird die Membran über dem Plansch des Grundglieds in Kontakt mit demselben so angeordnet, daß sie über der Flanschvertiefung liegt. Der Einspannring wird dann mit dem Flansch in Verbindung gepreßt, wodurch die Membran wirksam zwischen dem Flansch und dem Einspannring festgelegt wird. Dann wird der Einspannring z. B. durch eine Serie von Punktschweißstellen an dem Plansch befestigt. Be.i einigen Ausführungsformen der Erfindung wird zwischen der Membran und dem Flansch auch ein Dichtmaterial vorgesehen. Somit ist die Membran an ihrem Rand über dem Grundglied festgelegt und gehaltert und wird unter radialer Spannung gehalten.

Eine weitere Ausführungsform des kapazitiven Druckfühlers weist die Hauptelemente der bereits erläuterten Ausführungsform auf sowie ein konkaves oberes Glied mit einem Randflansch, der zu dem Flansch des Grundglieds komplementär ausgebildet ist. Die Flansche können entweder eine Umfangsvertiefung aufweisen oder sie können im wesentlichen eben sein.

Anhand der Zeichnung wird¹ die Erfindung beispielsweise näher erläutert.- Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispieis des kapazitiven Druckfühlers nach der Erfindung-; -und

Fig. 2. Querschnittsansichten weiterer Ausführungsund 3 beispiele der Erfindung.

Nach Fig. 1 umfaßt der kapazitive Druckfühler 10 ein ihn umschließendes Druckgehäuse 11, bevorzugt aus rostfreiem Stahl. Das Gehäuse 11 weist eine Drucköffnung 12 auf, die mit dem Gehäuseinneren in Verbindung steht. Ein Regelkondensator 13 ist im Gehäuse 11 angeordnet und damit gekoppelt. Dieser Kondensator 13 weist ein becherförmiges Grundglied 14 auf. Das Grundglied 14 ist mit einer Grundgliedhalterung 16 in der Mitte des Grundglieds 14 an dessen Unterseite verbunden. Die Grundgliedhalterung 16 verläuft längs einer Mittenachse 14a des Grundglieds 14. Der Kondensator 13 ist innerhalb des Gehäuses 11 mit Muttern 15a und 15b an einem ein Außengewinde tragenden Abschni-t der Grundgliedhalterung 16 gesichert. Das Grundglied 14 umfaßt einen Flansch 18, der von seinem Rand ausgeht.. Der Flansch 18 ist im wesentlichen eben mit Ausnahme einer Umfangsvertiefung 18a. Bei anderen Ausführungsformen kann die Vertiefung 18a "negativ" sein, d. h. sie kann ein Steg sein, oder sie kann von dem eigentlich ebenen Teil des Flanschs 18 nach oben verlaufen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Grundglied 14 aus rostfreiem Preßblech mit einem Abschnitt, die die Form eines Kugelsektors hat. Dadurch ergibt sich ein kostengün- ' stiges steifes Grundglied. Bei anderen Ausführungsformen kann das Grundglied 14 z. B. als gerader kreiszylindrischer Becher, der z. B. durch maschinelles Bearbeiten herstellbar ist, ausgebildet sein.

Eine relativ dünne verformbare leitfähige Membran 20 ist über das Grundglied 14 gespannt derart, daß ihre Ränder über dem Flansch 18 liegen.

Die Membran 20 kann aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke im Bereich von 0,005-0,76 mm bestehen. Alternativ kann die Membran 20 entsprechend der am gleichen Tag eingereichten DE-Patentanmeldung P ausgebildet sein. Die Membran kann eine Metallfolie oder ein nichtleitfähiges Material mit einem leitfähigen Abschnitt, z. B. durch einen abgeschiedenen leitfähigen Film gebildet, sein.

Der Druckfühler umfaßt ferner einen Einspannring 24, dessen Unterseite komplementär zu der Oberseite des Flanschs 18 einschließlich dessen Vertiefung 18a ausgebildet ist. Der Einspannring 24 wird auf dem Rand der Membran 20 und des Flanschs 18 befestigt, wodurch innerhalb der durch da« Grundglied 14 und die Membran 2O gebildeten Baugruppe ein geschlossener Raum 26 entsteht. Bei anderen Ausführungsformen kann zwischen der Membran 20 und dem Flansch 18 eine konventionelle Dichtmasse verwendet werden.

Ein Schutz-"Gehäuse" für die Membran 20 kann alternativ durch ein oberes Element gebildet werden, das eine Metallplatte sein kann, deren Radius dem Außenradius des Flanschs 18 entspricht, wobei diese Platte von einem Ringkörper aus Elastomer (z. B. RTV der Dow Corning) abgestützt ist, der auf der Oberfläche des Einspannrings 24 befestigt ist.

Der Druckfühler umfaßt ferner innerhalb des geschlossenen Raums 26 eine Elektrodenhalterung 30, die mit der Grundgliedhalterung 16 verbunden ist, und eine zugehörige Elektrode 32 mit einer ebenen Oberfläche. Die Elektrodenhalterung 30 ist ein Dielektrikum, z. B. Keramik, mit einer ebenen ringförmigen

Oberfläche. Die Elektrode 32 ist ein metallischer Dünhfilm auf dieser Oberfläche. Der Film kann z. B. durch Thermoabscheidung oder durch Aufdampfen auf die dielektrische Elektrodenhalterung 30 aufgebracht sein. Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel umfaßt die Elektrodenhalterung 30 eine mittige vertiefte bzw. versenkte Zone zur Aufnahme eines Anschlags 34 der Grundgliedhalterung 16, und der leitfähige Film ist· ringförmig, so daß während des Betriebs Nichtlinearitäten aufgrund der allgemein kugeligen Form des Mittenbereichs der Membran 20 minimierbar sind.

Die Grundgliedhalterung 16 weist ein Außengewinde auf und umfaßt einen oberen Anschlag 34. Mit dieser Ausbildung kann zwischen der Elektrode 32 und der Membran 20 ein Soll-Spalt d (längs der Achse 14a) eingestellt werden mittels einer Mutter 35 sowie mit Abstandselementen (falls erforderlich) zwischen dem Grundglied 14 und der Elektrodenhalterung 30.

Die Elektrodenhalterung 30 und die Membranhalterung (Grundglied 14) sind mittig auf der Grundgliedhalterung 16 montiert, wodurch die Auswirkung einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung auf die Abmessungen des Spalts d minimierbar sind. Bevorzugt ist der Kontaktbereich zwischen 14, 16 und 3O klein, um die Auswirkung einer Wärmeausdehnung auf den Spalt sowie die Wärmespannung weiter zu minimieren.

Eine Zuleitung 36 sorgt für einen externen elektrischen Kontakt zur Elektrode 32 über isolierende Durchführungsanschlüsse 38 und 40. Der externe elektrische Kontakt zur Membran 2O wird durch die Grundgliedhalterung 16 (über das Grundglied 14) hergestellt. Diese beiden elektrischen Kontaktstellen sind mit herkömmlichen Kapazitäts-Meßschaltungen verwendbar zur Erzeugung eines Signals, das der der Elektrode 32 und der Membran 20 zugeordneten Kapazität entspricht.

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Bei anderen Ausführungsformen kann die elektrische Kopplung zu der Membran 2O und der Elektrode 32 unterschiedlich sein. Z. B. können die Elektrode 32, ihre Elektrodenhalterung 30 und die Grundgliedhalterung 16 eine einstückige metallische Einheit sein, wobei das Grundglied 14 in bezug auf die Grundgliedhalterung 16 isoliert ist. Dabei kann der elektrische Kontakt mit der Grundgliedhalterung 16 und dem Grundglied 14 erfolgen. Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel weist die Grundgliedhalterung 16 einen mittigen Kanal 16a auf, der einen Druckkanal zu dem geschlossenen Raum 26 bildet.

Die Membran 2O ist an ihrem Rand unter radialer mechanischer Spannung gehaltert. Es ist hierbei möglich, die Membran 20 mit einem einzigen Schritt zu befestigen und zu spannen. Bei dem bevorzugten Fertigungsverfahren werden das Grundglied und die Elektrodenhalterung 30 zuerst so zusammengesetzt, daß der ebene Teil der Elektrode 32 parallel zu und in einem bestimmten Abstand d von dem ebenen Flansch 18 verläuft. Dann wird die Zuleitung 36 eingeführt. Anschließend wird die Membran 20 über den Flansch 18 gespannt, und der Einspannring 24 wird in Verbindung mit dem Flansch und dessen Vertiefung 18a gedrückt. Dann wird der Einspannring durch Punktschweißen oder ein anderes geeignetes Verfahren festgelegt. Beim Verbinden des Einspannrings 24 mit der Vertiefung 18a wird die Membran 20 derart verformt, daß sie radial gespannt wird. Bei anderen Ausführungsformen, insbesondere solchen mit im wesentlichen ebenen Membranen, können der Flansch 18 und der Einspannring 24 im wesentlichen ebene gegenüberliegende Flächen (d. h. ohne die Umfangsvertiefung) aufweisen. Es ist auch möglich, daß die komplementären Flächen von Flansch 18 und Einspannring 24 z. B. konisch geformt sind.

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Bei einem anderen Montageverfahren kann die Membran, wenn der Flansch 18 eben ist, mit dem Flansch 18 unter radialer Spannung mit folgenden Schritten verbunden werden. Zuerst wird das Grundglied 14 in eine Einspannvorrichtung eingespannt, die den Flansch 18 von unten haltert und die Grundgliedhalterung 16 nach unten zieht, so daß diese gering verformt wird. Dann wird die Membran 2O über dem Flansch 18 positioniert, und der Einspannring 24 wird über der Membran 20 und dem Flansch 18 positioniert. Dann wird der Einspannring 24 mit dem Flansch 18 verschweißt, so daß die Membran festgelegt ist. Wenn dann die Grundgliedhalterung 16 freigegeben wird, kehrt sie zu ihrer Ausgangsform zurück und bringt dabei die Membran 20 unter radiale Spannung.

Bei einigen Ausführungsformen (z. B., wenn die Membran 20 eine ebene Metallfolie mit Faltenmuster entsprechend der genannten DE-Patentanmeldung ist) braucht die Membran 20. nicht unter radialer Spannung über dem Flansch 18 festgelegt zu werden, sondern wird einfach über dem Flansch 18 positioniert und daran befestigt.

Der Druckfühler 48 nach Fig. 2 ist ähnlich demjenigen nach Fig. 1 ausgebildet. Er umfaßt ein konkaves oberes Element 50, das einen ringförmigen Umfangsflansch 52 mit einer Unterseite aufweist, die zu der Oberseite des Flansche 18 des Grundglieds 14 komplementär ist. Die gegenüberliegenden Flächen der Flansche 18 und 52 sind eben, sie können aber auch komplementäre Umfangsvertiefungen oder -stege aufweisen. Die Muttern 15a und 15b sichern den Druckfühler 48 (über den Druckkanal 12) an einer externen Halterung 60. Die Halterung 60 dient gleichzeitig als Gehäuse für den Druckfühler und umfaßt eine Eingangsleitung 61 zum Zuführen eines Eingangsdrucks (durch den Kanal 16a) i_n den Bereich zwischen Membran

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20 und Grundglied 14. Dabei kann die Zuleitung 36 mit einer Meßschaltung 62 gekoppelt sein, die innerhalb des Gehäuses 60 angeordnet ist. Es ist nicht notwendig, Durchführungsverbindungen entsprechend den Verbindungen 38 und 40 von Fig. 1 vorzusehen. Das obere KIemenL 50 bildet einen einstückigen eingangsseitigen Hohlraum. Ferner bildet das obere Element 50 einen Schutz in bezug auf zu hohen Unterdruck,, einen physischen Schutz für die Membran sowie ein Organ zum Befestigen der Vorrichtung, wodurch die empfindlichen spaltbildenden Elemente des Druckfühlers isoliert werden. Die Elektrodenhalterung 30 und die Elektrode 32 bilden einen Schutz gegen positiven Überdruck.

Wenn die Fühler 10 und 48 als Differenzdruckfühler arbeiten sollen, wird der Kanal 12 an eine erste Druckversorgung und der Mittenkanal 16a innerhalb der Grundgliedhalterung an die zweite Druckversorgung angeschlossen. Jede Druckdifferenz bewirkt ein Durchbiegen der Membran 2O entweder zu der Elektrode 32 oder davon weg. Eine solche Abstandsänderung zwischen der Membran 20 und der Elektrode 32 bewirkt eine Änderung der Kapazität zwischen diesen beiden Elementen. Diese Kapazität kann dann zwischen der Zuleitung 36 und der Grundgliedhalterung 16 durch konventionelle Kapazitätsmeßeinrichtungen (nicht gezeigt) erfaßt werden. Die Druckfühler 10 und 48 können auch als Absolutdruckfühler eingesetzt werden, wobei dann entweder der Kanal 12 oder der Kanal 16a der Grundgliedhalterung 16 dicht abgeschlossen wird, während der offene Kanal mit der Zone verbunden wird, deren Druck zu erfassen ist. Ebenso wie vorher wird der Druck durch Erfassen der Änderung der dem Spalt zwischen Membran 2O und Elektrode 32 zugeordneten Kapazität bestimmt. Aufgrund der mittigen Befestigung, wobei sowohl die Elektrode 32 als auch ihre Elektrodenhalterung 30 und das Grundglied 14 mittig von der Grundgliedhalterung 16 ge-

halten sind (mit einem relativ kleinen Kontaktbereich zwischen dem metallischen Grundglied 14 und der.Keramik-Elektrodenhalterung 30), werden aus Montagespannungen resultierende Verformungen beseitigt, so daß Montagespannungen sowie durch unterschiedliche Wärmeausdehnung hervorgerufene mechanische Spannungen als Fehlerquellen ausgeschaltet werden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckfühlers 70. Dieser gleicht dem Druckfühler 48 von Fig. 2, wobei jedoch das obere Element 50 des Druckfühlers 48 durch eine obere Elementeinheit ersetzt ist, die im wesentlichen der Grundeinheit des Fühlers 48 gleicht. Elemente der oberen Einheit des Fühlers 70, die Elementen in der unteren Einheit des Fühlers 48 entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen, gefolgt von einem "a", bezeichnet. Der Fühler 7O umfaßt eine leitfähige mittige Membran 2O, die zwischen zwei ebenen leitfähigen (einstellbar positionierten) Flächen 32 und 32a angeordnet und davon durch Zwischenräume d und d_ beabstandet ist. Die elektrischen Zuleitungen 36 und 36a sowie eine mit dem Rand der Membran 20 gekoppelte Zuleitung können mit kapazitiven Meßinstrumenten, ζ. Β. entsprechend der US-PS 4 054 833, verwendet werden.

Somit wird also die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst und ein kapazitiver Druckfühler angegeben, der einfach herstellbar ist und zuverlässig arbeitet. Ferner ist der angegebene Druckfühler weniger anfällig für Fehler, die durch thermische Änderungen und mechanische Montagespannungen hervorgerufen werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Kapazitiver Druckfühler,
gekennzeichnet durch

A) eine Membran (20) mit einem elektrisch leitfähigen
Mittenabschnitt,

B) ein konkaves Grundglied (14), das um eine erste Mittenachse verläuft und einen in einer ersten Ebene liegenden Rand aufweist, wobei die erste Ebene senkrecht zu der Mittenachse verläuft und das Grundglied (14) einen von seinem Rand ausgehenden Flansch (18) aufweist,

C) Befestigungsmittel zum Sichern des Rands der Membran

(20) an dem Flansch (18), so daß der Membran-Außenrand im wesentlichen in der genannten Ebene liegt,

D) eine Grundgliedhalterung (16), die durch die Mitte
des Grundglieds (14) verläuft und mit diesem verbunden ist, und

E) eine erste Elektrode (32), die mit der Grundgliedhalterung (16) verbunden ist und eine im wesentlichen ebene leitfähige Oberfläche aufweist, die zu der Membran (20) im wesentlichen parallel und in einem Abstand (d) dazu verläuft.

2. Druckfühler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

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daß der Mittenabschnitt der Membran (20) radial gespannt ist, daß der Flansch (18) des Grundglieds (14) eine Vertiefung (18a) am Umfang aufweist und
daß die Befestigungsmittel aufweisen: einen Einspannring (24·) mit einer zum Flansch (18) komplementär ausgebildeten Oberfläche und Mittel zum Verbinden der komplementären Oberflächen des Flanschs (18) und des Einspannrings (24) mit entgegengesetzten Seiten des Membranrands.

3. Druckfühler nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

ein konkaves oberes Glied .(5O), das um eine zweite Mittenachse verläuft und einen in einer zweiten Ebene liegenden Rand aufweist, wobei die zweite Ebene senkrecht zu der zweiten Mittenachse verläuft und das obere Glied (5O) einen von seinem Rand ausgehenden Flansch (52) aufweist und dieser Flansch (52) und der Flansch (18) des Grundglieds (14) komplementäre Oberflächen aufweisen, und wobei die Befestigungsmittel Mittel zum Verbinden der komplementären Flächen der Flansche (52, 18) mit gegenüberliegenden Seiten des Membranrands aufweisen, so daß die Membran (20) eingeschlossen ist, und die erste und die zweite Achse koaxial sind. ·

4. Druckfühler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Grundgliedhaiterung (16) längs der Mittenachse des Grundglieds (14) innerhalb des geschlossenen Raums verläuft und daß Elemente (15a, 15b) vorgesehen sind zum einstellbaren Positionieren der ebenen Fläche der ersten Elektrode (32) längs der ersten Mittenachse.

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5. Druckfühler nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine obere Elektrodenhalterung (30a), die längs der zweiten Mittenachse von der Mitte des oberen Glieds verläuft, und eine mit der oberen Elektrodenhalterung (30a) verbundene zweite Elektrode (32a) mit einer Un wesentlichen ebenen leitfähigen Oberfläche, die zu der Membran (20) im wesentlichen parallel und in einem Abstand (d¹) davon verläuft
(Fig. 3).

6. Druckfühler nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Element (35a) zum einstellbaren Positionieren der ebenen Fläche der zweiten Elektrode (3 2a) längs der zweiten Mittenachse.

7. Druckfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Elektrodenhalterung (30a) elektrisch nichtleitend ist.

8. Druckfühler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (11; 60), das mit der Grundgliedhalterung (16) verbunden ist und das Grundglied (14) und die Membran (20) umschließt.

9. Druckfühler nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel zum Halten des Bereichs zwischen der Membran (20) und dem oberen Glied (50) auf einem vorbestimmten Druck,

10. Druckfühler nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Flansch (18) des Grundglieds (14) eine Umfangs-

vertiefung aufweist. !

11. Druckfühler nach Anspruch 1 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, !

daß die erste Elektrode (32) eine dielektrische Elektro- f

denhalterung (3O) und einen relativ dünnen leitfähigen - jj

Film, der auf einer im wesentlichen ebenen Fläche der- |

selben positioniert ist, aufweist zur Bildung der . \ ebenen leitfähigen Fläche.

12. Kapazitiver Druckfühler,
gekennzeichnet durch

eine druckempfindliche Membran (20) mit einem mittigen elektrisch leitfähigen Abschnitt,

eine Einheit zur Halterung der Membran (20), wobei diese Einheit im wesentlichen konkav (14) ist und ein Organ

(18) aufweist, dessen Rand zum Halten der Membran (20) zwecks Bildung eines geschlossenen Raums (26) ausgebildet

eine Elektrodeneinheit mit einem im wesentlichen ebenen leitfähigen Teil (32) und einem Isolierorgan (30) als Halterung, wobei die Elektrodeneinheit (30, 32) innerhalb ■ des geschlossenen Raums (26) angeordnet ist, und Mittel zum Verbinden der Elektrodenhalterung (30) mit dem konkaven Glied (14) im wesentlichen in der Mitte desselben, so daß der leitf.ähige Abschnitt der Elektrodeneinheit (30, 3 2) im wesentlichen parallel zu dem leitfähigen Abschnitt der Membran (20) und im Abstand davon in kapazitiver Beziehung liegt und die den leitenden Abschnitten der Elektrode (32)

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und der Membran (20) zugeordnete Kapazität zu der Druckdifferenz über die Membran (20) im wesentlichen umgekehrt proportional ist.

13. Druckfühler nach Anspruch 12,
gekennzeichnet durch

Mittel zum Halten der Membran (20) unter radialer Spannung, umfassend einen Flansch (18) am Rand des Halteglieds (14), der im wesentlichen eben ist, sowie einen ringförmigen Einspannring (24) mit einer mit dem Plansch (18) komplementären Fläche, so daß die Membran (20) radial gespannt wird, wenn der Einspannring (24) und der Flansch (18) mit der dazwischen befindlichen Membran (20) miteinander durch Druck verbunden werden, sowie Mittel zum Sichern des Einspannrings (24) und des Flansche (18) an gegenüberliegenden Flächen des Membranrands.

14. Druckfühler nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Flansch (18) eine Umfangsvertiefung (18a) aufweist.

15. Druckfühler nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,

daß der ringförmige Einspannring (24) ein konkaves oberes Glied (50) aufweist, das mit einem Rand des ringförmigen Einspannrings (24) verbunden ist.