具有改善了误差补偿的过程压力测量装置

1、一种压力传感器，所述压力传感器包括：
一个具有第一内壁和第二内壁的腔体，所述第二内壁通常与所述第 一内壁相对，所述第一和第二内壁限定一个内腔；
一个具有传导区的可形变膜片，所述膜片在所述第一和第二内壁间 与所述腔体相连，所述膜片把所述内腔分成第一腔和第二腔；
其中所述第一腔由所述第一内壁和所述膜片限定，所述第二腔通常 与所述第一腔相对，且由所述第二内壁和所述膜片限定；
其中所述的第一和第二腔中都盛装有一种介电填充流体，所采用的 填充流体都接受一个压力，并对所述膜片施加相应的力，所述膜片相应 于所述第一和第二腔中填充流体所接受到的压力差产生形变；
其中所述第一内壁包括一个边缘区域和一个中心区域，所述边缘区 域环绕所述中心区域；
一个通常在所述中心区域和所述第一腔中与第一内壁相连的第一电 极，所述第一电极通常与所述膜片的传导区相对，且与所述传导区电容 耦合，以形成第一可变电容器；
一个通常在所述边缘区域与所述第一内壁相连的第二电极，所述第 二电极通常与所述膜片的传导区相对，且与所述传导区电容耦合，以形 成第二可变电容器；    
一个与所述第二内壁相连的第三电极，所述第三电极与所述传导区 电容耦合，以形成第三可变电容器。
2、如权利要求1所述的压力传感器，其中所述的腔体由含有所述第 一内壁的第一半腔和含有所述第二内壁的第二半腔形成，且所述膜片在 所述的两个半腔间拉伸。
3、如权利要求2所述的压力传感器，其中所述膜片与所述腔体相 接，且与所述第一和第二内壁相邻。
4、如权利要求2所述的压力传感器，其中所述第一和第二内壁的一 部分由一种绝缘材料制成。
5、如权利要求4所述的压力传感器，其中所述电极溅射到所述第一 和第二内壁的所述绝缘材料上。
6、如权利要求1所述的压力传感器，其中所述的可形变膜片是一种 薄金属膜，所述传导区包含所述的整体膜片。
7、如权利要求1所述的压力传感器，其中所述的介电填充流体是硅 油。
8、一种压力传感器，所述压力传感器包括：
一个具有凹形的第一内壁和凹形的第二内壁的腔体，所述第二内壁 通常与所述第一内壁相对，其中所述第一和第二内壁都包含一个边缘区 域和一个中心区域，每个内壁上的所述边缘区域环绕所述中心区域，所 述第一和第二内壁限定一个内腔；
一个传导性的可形变膜片，所述膜片在所述第一和第二内壁间与所 述腔体相连，所述膜片把所述内腔分成第一腔和第二腔；
其中所述第一腔由所述第一内壁和所述膜片限定，所述第二腔通常 与所述第一腔相对，且由所述第二内壁和所述膜片限定；
其中所述的第一和第二腔中都盛装有一种介电填充流体，所采用的 填充流体用于接受一个压力，并对所述膜片施加一个力，所述膜片相应 于所述第一和第二腔中填充流体所接受到的压力差产生形变；
其中所述第一内壁包括一个边缘区域和一个中心区域，所述边缘区 域环绕所述中心区域；
一个通常在所述中心区域与第一内壁相连的第一传导板，所述第一 传导板与所述传导膜片电容耦合，以形成第一可变电容器；
一个通常在所述边缘区域与所述第一内壁相连的第二传导板，所述 第二传导板与所述第一传导板以一定距离相间隔，且通常与所述传导膜 片电容耦合，以形成第二可变电容器；
一个通常在所述中心区域与所述第二内壁相连且与所述第一传导板 相对的第三传导板，所述第三传导板与所述传导膜片电容耦合，以形成 第三变电容器；
一个通常在所述边缘区域与所述第二内壁相连的第四传导板，所述 第四传导板与所述第三传导板以一定距离相间隔，所述第四传导板与所 述传导膜片电容耦合，以形成第四可变电容器。
9、如权利要求8所述的压力传感器，其中所述的凹形第一和第二内 壁通常为球形。
10、如权利要求9所述的压力传感器，其中所述的凹形第一和第 二内壁提供一个过压挡板，用于使所述膜片在所述压力差下变形。
11、如权利要求8所述的压力传感器，其中从所述膜片的中心垂 直延伸的轴线穿过所述第一和第二内壁的中心区域。
12、如权利要求11所述的压力传感器，其中所述第一电极与所述 轴线沿所述第一内壁的第一间距小于所述第二电极与所述轴线沿所述内 壁的第二间距。
13、如权利要求11所述的压力传感器，其中所述第一电极基本为 圆形，且具有一个与所述第一内壁的所述轴线相应的中心，所述第二电 极至少为半圆形，且与所述第一电极相应设置。
14、如权利要求13所述的压力传感器，其中所述第二电极为一个 整圆。
15、如权利要求11所述的压力传感器，其中所述的第三电极基本 为圆形，且具有一个与所述第二内壁的所述轴线相应的中心，所述第四 电极至少为半圆形，且与所述第三电极相应设置。
16、一种压力传感器，所述压力传感器包括：
一个具有通常相对设置的凹形第一内壁和第二内壁的腔体，所述的 第一和第二内壁至少部分地限定一个内腔；
一个具有传导区的可形变膜片，所述膜片与所述腔体相连，形成一 个由所述第一内壁与所述膜片限定的第一腔，所述的第二内壁与所述膜 片限定、形成第二腔；
其中所述第一腔和第二腔都用于接受一个施加给所述膜片的可变压 力，且所述膜片相应于所述第一和第二腔中所接受到的压力差产生形变；
一个与所述第一内壁相连的第一电极，它与所述膜片的传导区电容 耦合，形成第一可变电容器；
一个与所述第一内壁相连的第二电极，它与所述第一电极以一定距 离相间隔，所述第二电极与所述膜片电容耦合，形成第二可变电容器；
一个与所述第二内壁相连的第三电极，它与所述膜片的传导区电容 耦合，形成第三变电容器。
17、一种压力变送器，包括：
置于壳体中的变送器电子线路，所述变送器电子线路包括与处理系 统耦合的通讯电路；
置于所述壳体中的模数转换器，所述模数转换器与所述变送器电子 线路电连接；
压力传感器，包括：
一个具有第一内壁和第二内壁的腔体，所述第二内壁通常与所述第 一内壁相对，所述第一和第二内壁限定一个内腔；
一个具有传导区的可形变膜片，所述膜片在所述第一和第二内壁间 与所述腔体相连，所述膜片把所述内腔分成第一腔和第二腔；
其中所述第一腔由所述第一内壁和所述膜片限定，所述第二腔通常 与所述第一腔相对，且由所述第二内壁和所述膜片限定；
其中所述的第一和第二腔中都盛装有一种介电填充流体，所采用的 填充流体都接受一个压力，并对所述膜片施加相应的力，所述膜片相应 于所述第一和第二腔中填充流体所接受到的压力差产生形变；
其中所述第一内壁包括一个边缘区域和一个中心区域，所述边缘区 域环绕所述中心区域；
一个通常在所述中心区域与第一内壁相连的第一电极，所述第一电 极与所述传导区电容耦合，以形成第一可变电容器；
一条与所述第一电极相连且从所述腔体伸出的第一导线；
一个通常在所述边缘区域与所述第一内壁相连的第二电极，所述第 二电极与所述传导区电容耦合，以形成第二可变电容器；
一条与所述第二电极相连且从所述腔体伸出的第一导线；
一个通常在所述中心区域与所述第二内壁相连的第三电极，所述第 三电极与所述膜片的传导区电容耦合，以形成第三变电容器；
一条与所述第三电极相连且从所述腔体伸出的第一导线；
一个通常在所述第二内壁的边缘区域与所述第二内壁相连的第四电 极，所述第四电极与所述传导区电容耦合，以形成第四可变电容器；
一条与所述第四电极相连且从所述腔体伸出的第一导线；
其中所述第四导线与所述模数转换器电连接。
18、如权利要求17所述的压力变送器，其中所述的第一和第四电 极在所述腔体外的第一节点电连接，所述的第二和第三电极在所述腔体 外的第二节点电连接。
19、如权利要求18所述的压力变送器，其中所述的第一和第二节 点与所述的模数转换器电连接。
20、如权利要求18所述的压力变送器，其中所述的第一和第二节 点位于所述模数转换器中。
21、如权利要求18所述的压力变送器，其中在所述第四电极和第 一节点之间电连接一个第五电容器，在所述第二电极和第二节点之间电 连接一个第六电容器。
22、如权利要求17所述的压力变送器，其中所述的第二电极与所 述腔体外的第一换向充电放大器电连接，所述的第一换向充电放大器在 第三节点处与所述的第一电极电连接，所述的第四电极在所述的腔体外 与第二换向充电放大器电连接，所述的第二换向充电放大器在第四节点 处与所述的第三电极电连接。
23、如权利要求22所述的压力变送器，其中所述的第一和第四节 点与所述的模数转换器电连接。
24、如权利要求22所述的压力变送器，其中所述的换向充电放大 器位于所述模数转换器中。
25、一种测量压力差的方法，包括：
向一个可形变膜片的第一侧上的填充流体施加第一过程压力；
向所述可形变膜片的第二侧上的填充流体施加第二过程压力；
从一个选定位置测量所述膜片中心区域的形变量；
从一个选定位置测量所述膜片边缘区域的形变量；
用中心区域的形变量减去边缘区域的形变量。
26、如权利要求25所述的方法，其中所述的选定位置为膜片自由 状态时所处的平面。
27、如权利要求25所述的方法，其中还包括产生一个基本与中心 区域形变量减去边缘区域形变量的值相关的输出值的步骤。
28、如权利要求25所述的方法，其中所述的膜片相对于一个具有 壁边缘区域和壁中心区域的腔壁，所述的壁边缘区域与所述膜片的边缘 区域相对，所述的壁中心区域与所述膜片的中心区域相对，该方法还包 括：
用中心区域形变量减去边缘区域形变量所得的结果除以一个等于所 述壁边缘区域到所选定位置的距离与所述壁中心区域到所选定位置的距 离之和的值。
29、如权利要求28所述的方法，其中所述的壁边缘区域到所选定 位置的距离不等于所述壁中心区域到所选定位置的距离。
30、如权利要求25所述的方法，其中所述的膜片相对于一个具有 与所述膜片的中心区域相对的壁中心区域的腔壁，该方法还包括：
用中心区域形变量减去边缘区域形变量所得的结果除以一个等于所 述壁中心区域到所选定位置的距离的值。
31、一种用传感器测量压力差中的误差补偿方法，所述的传感器具 有：一个传导性的可形变膜片、位于所述膜片一侧的第一和第二电极、 以及位于所述膜片另一侧的第三和第四电极，其中所述的四个电极都与 所述膜片电连接，形成四个电容器，该方法包括：
把与所述第一电极处的电信号相关的第一电容信号加到与所述第四 电极处的电信号相关的第四电容信号中，得到第一和值；
把与所述第三电极处的电信号相关的第三电容信号加到与所述第二 电极处的电信号相关的第二电容信号中，得到第二和值；
把所述的第一和值与第二和值相加得到分母；
用所述第一和值减去第二和值得到分子；
根据用分子除以分母提供误差补偿的压力差输出。
32、如权利要求31所述的方法，其中：
所述第一电容信号包括第一主电容信号和第一寄生电容信号；
所述第二电容信号包括第二主电容信号和第二寄生电容信号；
所述第三电容信号包括第三主电容信号和第三寄生电容信号；
所述第四电容信号包括第四主电容信号和第四寄生电容信号。
33、如权利要求32所述的方法，其中所述电极的所述第一、第二、 第三、和第四电信号都乘以一个倍数。
34、如权利要求33所述的方法，其中所述的第一、第二、第三、和 第四寄生电容信号在输出值中相互抵消。
35、如权利要求32所述的方法，其中：把所述第一电容信号与所述 第四电容信号相加的步骤中包括从所述第一或第四电容信号中减去一个 与第一线性电容器处的电信号相关的第一线性电容信号，得到所述第一 和值；
其中把所述第三电容信号与所述第二电容信号相加的步骤中包括从 所述第二或第三电容信号中减去一个与第二线性电容器处的电信号相关 的第二线性电容信号，得到所述第二和值。
36、如权利要求35所述的方法，其中所述的第二电容信号是第二等 效电容信号，它包括一个与第二调节电容器处的电信号相关的第二调节 电容信号乘以所述第二主电容信号与第二寄生电容信号之和，然后除以 所述第二调节电容信号、第二主电容信号与第二寄生电容信号之和；所 述的第四电容信号是第四等效电容信号，它包括一个与第一调节电容器 处的电信号相关的第一调节电容信号乘以所述第四主电容信号与第四寄 生电容信号之和，然后除以所述第一调节电容信号、第四主电容信号与 第四寄生电容信号之和。
37、如权利要求31所述的方法，其中至少所述第一、第二、第三和 第四电极处的一些电信号被放大，以提供表示所述第一、第二、第三和 第四电容信号的信号。
38、如权利要求37所述的方法，其中所述的第二和第四电极处的电 信号乘以小于整数1的倍数。
39、一种用含有传感器的过程测量变送器测量压力差中的误差补偿 方法，其中所述的传感器产生代表第一、第二、第三和第四电容信号的 多个电信号，该方法包括：
从所述的第二电容信号减去所述的第四电容信号，得到第一差值；
从所述的第一电容信号减去所述的第三电容信号，得到第二差值；
从所述的第二差值减去所述第一差值，得到分子；
根据用所述的分子除以分母提供误差补偿的压力差输出，其中所述 的分母包括所述第二与第四电容信号的第一和值减去所述第一与第三电 容信号的第二和值。
40、如权利要求39所述的方法，其中所述的第一和值与所述的第二 和值相加得到第三和值，且所述的分母包括所述第三和值减去线性电容 而得的第四和值。
41、如权利要求39所述的方法，其中诉述的第四电容信号都包括一 个主信号和一个寄生电容信号。
42、一种用传感器测量压力差的误差补偿方法，所述的传感器具有： 一个传导性的可形变膜片、位于所述膜片一侧的第一和第二电极、以及 位于所述膜片另一侧的第三电极，其中所述的三个电极都分别与所述膜 片电连接，形成三个电容器，该方法包括：
用与所述第一电极处的第一电信号有关的第一电容信号乘以与所述 第三电极处的第三电信号有关的第三电容信号和一个第一常数，得到第 一值；
用所述的第一值除以与所述第二电极处的第二电信号有关的第二电 容信号，得到第二值；
用所述的第三电容信号减去所述的第二值，得到第四值；
用所述的第一电容信号减去所述的第四值，得到分子；
根据用分子除以所述第一电容信号、第三电容信号和第二常数之和 提供误差补偿的压力差输出。

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