专利名称：一种变面积型电容传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器，特别提供了一种高灵敏度的变面积型电容传感器。
电容型传感器具有结构简单、灵敏度高、动态响应好、抗过载能力强和价格便宜等特点，可以用来检测压力、力、位移以及振动等非电参量，是一种应用广泛和有发展前途的传感器。对于相互平行的金属极板，当不考虑其边缘效应时，其电容量为C＝εA/d，影响平行极板电容器电容量的参数有ε、A、d，只要其中一个参数发生变化，电容C就要改变。电容式传感器就是利用被测非电量改变其中一个或两个参数，从而得到被测量同传感器电容量之间的对应函数关系。电容式传感器可分为变间距型、变面积型、变介质型等基本类型，在实际应用中以变间距d的居多数，因为它能够获得高于改变其它参数的电容式传感器的灵敏度，可以用来测量微米数量级的位移，但电容量同被测量间成非线性关系；虽然变面积型电容量同被测量间成线性关系，但它的灵敏度系数较低，现一般只适合于测量厘米数量级的位移。
本实用新型的目的在于提供一种变面积型电容传感器，其灵敏度高，且电容量同被测量间成线性关系。
本实用新型提供了一种变面积型电容传感器，由一对可相对运动的电极(1)组成，电极(1)为镀有导电膜(11)的绝缘材料板(12)或筒(13)，导电膜(11)相对放置，其特征在于每个电极(1)的导电膜(11)被一条或两条刻蚀线(111)划分出两个相互绝缘的区域，并且每个区域都是由在运动方向上均匀排布的形状相同的N个小区域连接而成的，N＝2～100；电极上两个对应的区域相互联结并接地，另两个相对区域构成测量电极。
本实用新型中当电极为板式电极时，所述刻蚀线(111)最好为一条方波状折线，将电极划分成两个分别由N个相互连接的长方形构成的区域，其中N为偶数。
当电极为筒式电极时，所述刻蚀线(111)为两条相互平行的螺旋线。
本实用新型采用在平板电极上刻蚀一定形状的折线、管型电极上刻蚀螺旋线的方法，使电容在电极间相对运动很小的情况下，电容由极小变为极大，从而在保持变面积型电容传感器线形好的情况下显著提高了传感器的灵敏度。
下面通过实施例详述本实用新型。
附
图1为N＝4时平板状电极结构图。
附图2为电容最小时电极状态图。
附图3为电容最大时电极状态图。
附图4为N＝2时平板状电极结构图。
附图5为N＝8时平板状电极结构图。
附图6为三角形花纹的平板状电极结构图。
附图7为弧形花纹的平板状电极结构图。
附图8为三角形鱼骨状花纹的平板状电极结构图。
附图9为弧形鱼骨状花纹的平板状电极结构图。
附图10为鱼骨状花纹的平板状电极结构图。
附图11为N＝2时的管状电极结构图。
附图12为N＝4时的管状电极结构图。
实施例1平板电极电容器如图1所示，电极(1)导电膜(11)被刻蚀出一条方波状折线(111)，折线(111)把导电膜(11)分成两个部分；另一个电极(1)导电膜(11)也相应被刻蚀出一条方波状折线(111)，折线(111)把导电膜分成两个部分。如图2所示，两个电极(1)组成电容，引线A(2)和引线B(3)接测量端，引线C(4)和D(5)对接后接地，当两个电极(1)间相对位置如图2所示情况下，引线A(2)所接电极部分与引线B(3)所接电极部分相互完全错开，因此此时所测电容最小。当两电极间相对位置如图3所示情况下，引线A(2)所接电极部分与引线B(3)所接电极部分相互相对，因此此时所测电容最大。可见，如图1所示电极结构情况下，电容由最小变化到最大，电极相对运动为D。若电容电极没有被刻蚀成两个部分，则电容由最小变化到最大，电极需要相对运动L。在图1中，D＝L/8，则相当于灵敏度提高8倍。其中11和22相连后接地起到减少寄生电容的目的。电极还可采用图4、5、6、7、8、9、10等结构，使D分别为L的1/2、1/4、1/6、1/8、1/10…1/N(N为偶数)，则灵敏度分别提高2、4、6、8、10…N倍。
实施例2电极采用管型结构如图11、12所示，电极(1)为镀有导电膜的绝缘管，导电膜(11)被刻蚀出两条螺旋线(111)。若螺旋线的圈数为N，则灵敏度提高N倍，这里N分别为2和4。
权利要求1.一种变面积型电容传感器，由一对可相对运动的电极(1)组成，电极(1)为镀有导电膜(11)的绝缘材料板(12)或筒(13)，导电膜(11)相对放置，其特征在于每个电极(1)的导电膜(11)被一条或两条刻蚀线(111)划分出两个相互绝缘的区域，并且每个区域都是由在运动方向上均匀排布的形状相同的N个小区域连接而成的，N＝2～100；电极上两个对应的区域相互联结并接地，另两个相对区域构成测量电极。
2.按照权利要求1所述变面积型电容传感器，其特征在于当电极(1)为板式电极时，所述刻蚀线(111)为一条方波状折线，将电极划分成两个分别由N个相互连接的长方形构成的区域，其中N为偶数。
3.按照权利要求1所述变面积型电容传感器，其特征在于当电极(1)为筒式电极时，所述刻蚀线(111)为两条相互平行的螺旋线。
专利摘要一种变面积型电容传感器,由一对可相对运动的电极组成,电极为镀有导电膜的绝缘材料板或筒,导电膜相对放置,其特征在于:每个电极的导电膜被一条或两条刻蚀线划分出两个相互绝缘的区域,并且每个区域都是由在运动方向上均匀排布的形状相同的N个小区域连接而成的,N=2～100;电极上两个对应的区域相互联结并接地,另两个相对区域构成测量电极。本实用新型灵敏度高,且电容量同被测量间成线性关系。
文档编号H01G5/00GK2409594SQ0021111
公开日2000年12月6日 申请日期2000年3月15日 优先权日2000年3月15日
发明者赵岩, 郝传勇 申请人:中国科学院金属研究所