专利名称：植物茎秆生长传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于植物生长生理信息传感器。植物生长是一个缓慢的变化过程，其各部分生长引起的变化是很微小的。因此本传感器的核心是微米数量级的高精度位移检测。
本发明采用的是一种电场屏蔽释放原理的位移电容传感器作为检测元件。
图1为本发明的电场屏蔽释放原理示意图图1中电容极板A与电容极板B组成一个相对面积，相对距离固定不变的平板电容。在两极板中间的电场中插有一片屏蔽电极板P，当此电极板与测量电路中有源等电位屏蔽端相连后，被此极板挡住的空间电场被屏蔽，未挡住的空间电场被释放。此时AB组成的电容，其电容量只与被释放部分相对面积有关，被屏蔽部分由于电场的消失而电容量也没有了。该电容量将与屏蔽电极插入电场中位置成线性关系的变化。当屏蔽电极全部插入时，电容可以变为0或极小，从而消除了初始电容，可以用极小检测量程得到很高的检测分辩率。
根据平板电容计算公式，若两固定极板宽度为20mm，间距为0.2mm，由0.1mm金属片作屏蔽极插入其间，位移变化1mm，释放的电容量可达0.82Pf，只要用2000字/Pf的检测电路。就可实现0.5微米的检测分辩率，构成一个高精度微位移传感器。
图2为本发明的结构示意图，图3为图2的A向视图被测植株茎杆被定尺和动尺组成的卡尺型专用测量夹具相夹，动尺与屏蔽片相连，由屏蔽片、固定电极片A、B，电极引线及屏蔽端引线组成一个电场屏蔽释放式位移传感电容，而固定环是在测量时将此传感器平放固定在测量架上而设的。
权利要求1.植株茎杆生长传感器其特征是由卡尺型测量夹具与微位移传感电容共同组成，卡尺型测量夹具是由固定尺、活动尺组成，微位移传感电容由电容极板A，电容极板B和插入两极板之间屏蔽极板P组成电场屏蔽释放原理，活动尺与传感电容的屏蔽极板直接机械相连，使活动尺位移直接变为屏蔽极板位移，位移传感电容由屏蔽线引至带有有源屏蔽端测量电路构成的变送器，转变为相应电信号。
专利摘要本植株茎秆生长传感器，由卡尺型测量夹具将植株茎秆生长过程中直径的变化转变为游尺的位移变化，游尺带动由电场屏蔽释放式位移微位移传感器的屏蔽电极片移动，使电容量产生与位移量线性关系的变化，送到由带有源屏蔽端的微电容远传测量电路构成的变送器，转变为相应的电压或电流信号，实现植株茎秆生长信息的传感采集，由于电场屏蔽释放原理最大限度地减少了电容测量中分布电容和初始电容，大大提高了电容检测的分辩率，从而实现了微米数量级位移的高精度检测。
文档编号G01B21/10GK2603929SQ0323970
公开日2004年2月18日 申请日期2003年2月27日 优先权日2003年2月27日
发明者乔晓军, 赵春江, 王纪华, 张焕勋, 王成, 杜小鸿 申请人:北京农业信息技术研究中心