一种无电容元件的电容式传感器的制作方法

本发明属于传感器技术领域，特指一种无电容元件的电容式传感器。

背景技术：

目前，传统的电容式感应器是在其他硬件相同的情况下通过电路上电容元件的电容值来设定感应灵敏度(感应距离)。但这类电容式感应器在相同硬件条件下还会存在两个不可改善的缺陷：1、电容容值个体之间存在误差；2、同一个电容元件的电容值会随着温度改变而不断变化，无法在相同硬件条件下做到在各种温度条件下保持感应灵敏度(感应距离)一致。从而导致电容式感应器必定存在一定比例的不感应或长感应的问题，而且这个问题属于不可改善的范畴。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种不受温度影响、稳定性和精度更高的电容式传感器。

本发明的目的是这样实现的：

一种无电容元件的电容式传感器，其特征在于，包括分别紧贴固定于基板顶面和底面的第一铜片和第二铜片，所述第一铜片的体积大于所述第二铜片的体积，第一铜片的上侧面紧贴设置于非导体触发件的下侧面。

本电容式传感器中，非导体触发件由非导体介质制成，第一铜片和第二铜片设置的顶面和底面是相对而言的，只要第一铜片与非导体触发件紧贴装配即可，使用时可以用手指或类似接地的导体隔着非导体触发件来触发；本发明通过基板上的第一铜片和第二铜片体积的比例或者第一铜片以及第二铜片和触发点的距离来调节灵敏度(感应距离)，无须通过电路上增加电容元件的方式即可实现感应功能，其感应灵敏度(感应距离)不受温度的影响，精度和稳定性更高，该电容式感应器可广泛应用于智能马桶座圈的着座感应，饮水机等产品的液位感应及其他传统电容式感应器应用的领域。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述第一铜片的厚度与第二铜片的厚度相同，并且第一铜片的面积大于所述第二铜片的面积。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述电容式传感器包括由非导体材料制成的壳体，所述基板、第一铜片和第二铜片设于所述壳体内，并且所述第一铜片的上侧面紧贴固定于壳体上端的内侧面。通过密封壳体的设计能够避免外界空气中的湿度/成分/气压的改变导致与生产时第一铜片和第二铜片接触的空气的介电常数发生改变，确保壳体内的空气介电常数不会受外界环境的影响，隔绝水汽，有利于保持本电容式传感器的稳定性，提高本电容式传感器的精度。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述壳体内填充满空气或其他介电常数等同于空气的物质。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述电容式传感器包括分别与第一铜片和第二铜片连接的芯片，当第一铜片的电容值大于第二铜片的电容值时，芯片输出低电频；当第一铜片的电容值小于第二铜片的电容值时，芯片输出高电频。上述第一铜片的电容值＝ε·sa/da；第二铜片的电容值＝ε·sb/db；其中，ε:材料介电常数；sa:第一铜片的体积；da:第一铜片到触发点的距离；sb:第二铜片的体积；db:第二铜片到触发点的距离；本发明中，通常感应灵敏度高(感应距离长)的感应器就能穿透一定厚度的非导体介质被触控感应，低感应灵敏度(感应距离短)的感应器即使被触碰也是不会触控感应的。这时就需要改变第一铜片的电容值，如增加或减少第一铜片到触发点的距离da和扩大第一铜片体积sa来调整感应距离(灵敏度)。同理，也可以改变第二铜片的电容值，如增加或减少第二铜片到触发点的距离db和减少第二铜片体积sa来调整感应距离(灵敏度)。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述壳体包括上盖和底壳，所述上盖和底壳围成封闭的容置腔，所述基板、第一铜片和第二铜片设于所述容置腔内，所述第一铜片的上侧面紧贴固定于上盖的内侧面，所述基板上连接有电线，所述电线从上盖和底壳的连接处伸出并与成型后的壳体密封连接。

作为另一种方案，所述壳体包括能够密封固定的上盖和底壳，所述基板设于上盖和底壳之间，所述第一铜片的上侧面紧贴固定于上盖的内侧面，所述底壳上设置有将基板下侧的空间分隔成左腔室、中腔室和右腔室的两块隔板，两块所述隔板的上端均与基板的下侧面密封连接，底壳、基板和两块隔板围成了封闭的中腔室，所述第二铜片设于中腔室内，所述底壳上设置有与右腔室连通的开口。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述非导体触发件由至少一层非导体材料层构成。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

本发明的电容式温度传感器在减少对元件(即电容)依赖的同时，获得了更好的感应精度，这个感应精度不会受应用环境不同而产生改变，永远保持一致性，稳定性强。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的侧视结构图。

图3是本发明的壳体的结构示意图。

图4是本发明的壳体的另一种实施方式的结构示意图。

图中，1、基板；2、第一铜片；3、第二铜片；4、非导体触发件；5、壳体；6、空气；7、上盖；8、底壳；9、电线；10、隔板；11、左腔室；12、中腔室；13、右腔室。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—4：

本无电容元件的电容式传感器包括分别紧贴固定于基板1顶面和底面的第一铜片2和第二铜片3，第一铜片2的体积大于第二铜片3的体积，第一铜片2的上侧面紧贴设置于非导体触发件4的下侧面，进一步的，第一铜片2的厚度与第二铜片3的厚度相同，并且第一铜片2的体积大于第二铜片3的体积。本电容式传感器中，第一铜片2和第二铜片3设置的顶面和底面是相对而言的，只要第一铜片2与非导体触发件4紧贴设置即可，使用时可以用手指隔着非导体触发件4来触发本感应器；本发明通过基板1上的第一铜片2和第二铜片3体积的比例或者第一铜片2以及第二铜片3和触发点的距离来调节灵敏度(感应距离)，无须通过电路上增加电容元件的方式即可实现感应功能，其感应灵敏度(感应距离)不受温度的影响，精度和稳定性更高，该电容式感应器可广泛应用于智能马桶座圈的着座感应，饮水机等产品的液位感应及其他传统电容式感应器应用的领域。本发明的电容式温度传感器在减少对元件(即电容)依赖的同时，获得了更好的感应精度，这个感应精度不会受应用环境不同而产生改变，永远保持一致性，稳定性强。

如图2和图3所示，电容式传感器包括由非导体材料制成的壳体5，壳体5包括上盖7和底壳8，上盖7和底壳8围成封闭的容置腔，基板1、第一铜片2和第二铜片3设于所述容置腔内，第一铜片1的上侧面紧贴固定于上盖7的内侧面，基板1上连接有电线9，电线9从上盖7和底壳8的连接处伸出并与成型后的壳体5密封连接；基板1、第一铜片2和第二铜片3设于壳体5内，并且第一铜片2的上侧面紧贴固定于壳体5上端的内侧面；壳体5内填充满空气6或其他等同于空气介电常数的非导体物质。作为另一种方案，壳体5包括能够密封固定的上盖7和底壳8，基板1设于上盖7和底壳8之间，第一铜片2的上侧面紧贴固定于上盖7的内侧面，底壳8上设置有将基板1下侧的空间分隔成左腔室11、中腔室12和右腔室13的两块隔板10，两块隔板10的上端均与基板1的下侧面密封连接，底壳8、基板1和两块隔板10围成了封闭的中腔室12，第二铜片3设于中腔室12内，底壳8上设置有与右腔室13连通的开口。

壳体5的设计能够避免外界空气6中湿度/成分/气压改变导致与第一铜片2和第二铜片3接触的空气6的介电常数发生改变，确保壳体5内的介电常数不会受外界环境的影响，隔绝水汽，有利于保持本电容式传感器的稳定性，提高本电容式传感器的精度。

进一步的，电容式传感器包括分别与第一铜片2和第二铜片3连接的芯片，当第一铜片2的电容值大于第二铜片3的电容值时，芯片输出低电频；当第一铜片2的电容值小于第二铜片3的电容值时，芯片输出高电频。上述第一铜片2的电容值＝ε·sa/da；第二铜片3的电容值＝ε·sb/db；其中，ε:材料介电常数；sa:第一铜片2的体积；da:第一铜片2到触发点的距离；sb:第二铜片3的体积；db:第二铜片3到触发点的距离；工作时，当芯片输出低电频时，与本电容式传感器相关联的仪器工作或断路，当芯片输出高电频时，相关联的仪器工作或断路。本发明中，通常感应灵敏度高(感应距离长)的感应器就能穿透较厚的非导体介质被触控感应，低感应灵敏度(感应距离短)的感应器即使被触碰也是不会触控感应的。这时就需要改变第一铜片2的电容值，如减少第一铜片2到触发点的距离da和扩大第一铜片2体积sa来调整感应距离(灵敏度)；同理，也可以改变第二铜3片的电容值，如增加或减少第二铜片3到触发点的距离db和减少第二铜片3体积sa来调整感应距离(灵敏度)。

进一步的，非导体触发件4由至少一层非导体材料层构成，每个非导体材料层可以由相同或者不同的非导体材料制成。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。