专利名称：电容式纸厚传感器的制作方法
技术领域：
电容式传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅，尤其适合测量高频振动振 幅、精密轴系回转精度、加速度等机械量。电容式传感器还可用来测量压力、压差、液 位、料面、成分含量(如油、粮食中的含水量)、非金属材料的涂层、油膜等的厚度，测量 电介质的湿度、密度、厚度等等，在自动检测和控制系统中也常常用来作为位置信号发 生器。本实用新型是将电容式传感器用于测量纸厚。
背景技术：
电容模型方程式如下
r _ k s。 A
其中，各符号代表意义如下 C:电容值
k:介电常数(隔离极板材料) S。自由空间介电常数 A:极板面积(m2)
d:极板间距离(m)
由电容式模型方程可知，可以利用改变k、 A或d来改变电容值。本发明即是通过纸 张插入电容极板之间改变k来改变电容值。 发明内容
为了有效测量纸厚，本实用新型的目的是提供一种实时、有效反应所测纸张厚度变 化的电容式纸厚传感器。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案该电容式纸厚传感器包括金属 盒、电容感应器、走纸板和两块电路板；
所述电容感应器的铜电极固定在挖空的走纸板中，金属电极固定在走纸板上方；两 块电路板固定在金属盒内，金属盒固定在走纸板下方；两块电路板上分别集成有频率发 生器模块和频-压转换模块；
频率发生器的输出端与频-压转换模块的输入端相连。电容感应器的电容值变化影响 频率发生器的输出，频率发生器输出两路频率信号到频-压转换模块；频-压转换模块接收 到频率发生器的两路频率信号后，通过比较，输出电压差异信号。
本实用新型将电容式传感器用于测量纸厚，可以实时、有效地进行测量。
图1为本实用新型电容式纸厚传感器构成原理框图； 图2为本实用新型构成频率发生器模块电路图； 图3为本实用新型构成频-压转换模块电路图；具体实施方式
如图1所示，本实用新型公开的一种新型的电容式纸厚传感器为两块电路板和机械 部分。
走纸板上开孔，从孔中露出铜电极，即为图2的C4电容的一极；走纸板上方放置
另一个金属电极，即为图2的C4电容的另一电极。走纸板下方的金属盒中安装两块电 路板。
被测纸张从图2的C4电容两极板之间通过，纸张的有无或者厚度的变化，会使该 电容极板之间的介质常数发生相应的变化，从而使该电容的电容值发生变化。图2中的 U1、 C1、 C11、 D1、 D2、 R6、 R5、 C4组成了频率发生器电路。当C4的电容值发生变 化时，频率发生器从图2中U1的pin3的输出频率值将会发生变化。图3的U3、 R15、 R7、 R1、 C5、 R2、 C2、 R3、 R"、 R12、 C7、 R5、 R4、 U2A、 R6、 R8、 R10、 R9、 U2B、 R13、 R14构成了频-压转换电路。需要转换的频率由U3的pin2输入，U3的pin4、 pin13输出频率相同但反向的频率信号，这两个信号通过U2A输入，U2A输出这两个频 率信号比较出的电压差异信号，完成了频-压转换，转换后的电压通过U2B的pin5输入， U2B的pin7输出放大后的电压信号。图3的Power1 、 CT2、 C6、 C1、 CT1组成电源 电路，+12V电压从PoweM的pin1输入，Power1的pin3输出需要的+5V电压。
权利要求1.一种新型的电容式纸厚传感器，其特征在于该纸厚传感器包括金属盒、电容感应器、走纸板和两块电路板；所述电容感应器的铜电极固定在挖空的走纸板中，金属电极固定在走纸板上方；两块电路板固定在金属盒内，金属盒固定在走纸板下方；两块电路板上分别集成有频率发生器模块和频-压转换模块；频率发生器的输出端与频-压转换模块的输入端相连。
专利摘要本实用新型公开了一种新型的电容式纸厚传感器，其特征在于在纸厚传感器上集成有频率发生器模块和频-压转换模块。它可以利用频率发生器模块将接收到的电容变化信号转换为频率信号输出，频率信号输入到频压转换模块，转换成电压信号输出。本实用新型用于纸厚测量。
文档编号G01B7/02GK201302446SQ200820004649
公开日2009年9月2日 申请日期2008年1月24日 优先权日2008年1月24日
发明者叶方全, 胡焕彬, 贺长城 申请人:北京五岳鑫信息技术股份有限公司