静电电容式位移传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及静电电容式位移传感器，其具有一对固定电极和与该一对固定电极相对的可动电极。
【背景技术】
[0002]目前，这种位移传感器在圆柱状的可动电极外侧对向地配置有一对半圆筒状的固定电极，测量与可动电极连结的阀体的位移(例如，参考专利文献I)。在专利文献I记载的内容中，通过可动电极向轴线方向移动，使得在一对固定电极之间的静电电容量变化，从而根据该静电电容量的变化测量阀体的位移。
[0003]另外，在专利文献I中记载的内容中，在可动电极和固定电极之间导入介电流体，并且在介电流体的流通部分相对地配置一对补偿电极。而且，测量在一对补偿电极之间的静电电容量，从而补偿因介电流体的介电常数的变化所导致的位移测量误差。
[0004]而且，在专利文献I中记载的内容中，在电绝缘的状态下由金属制成的静电屏蔽部件覆盖可动电极和固定电极，静电屏蔽部件电气接地。因此，即使使用者触摸传感器主体(包括传感器的阀装置主体)，也可以防止一对固定电极之间的静电电容量的不稳定。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:W02012/090583A1
【发明内容】
[0008]发明所要解决的技术问题
[0009]但是，在专利文献I中记载的内容中，需要在圆柱状的可动电极外侧相对地配置一对半圆筒状的固定电极。但是，将一对半圆筒状的固定电极以预定间隔相对地正确配置并不容易。
[0010]而且，在专利文献I中记载的内容中，在电绝缘的状态下由静电屏蔽部件覆盖可动电极和固定电极。因此，需要通过配线或引脚等将固定电极和补偿电极引出到静电屏蔽部件的外侧。因此，引出固定电极和补偿电极的结构的复杂性是不可避免的。
[0011]本发明鉴于上述实际情况而做出，其主要目的在于:在具有静电屏蔽部件的静电电容式位移传感器中，容易地以预定间隔正确地配置一对固定电极并且向静电屏蔽部件的外侧引出电极。
[0012]解决问题所需手段
[0013]本发明采用以下手段解决上述问题。
[0014]第一手段，一种静电电容式位移传感器，包括:棒状部件，具有由绝缘材料形成的外表面部；筒状部件，所述棒状部件的从长度方向的一端起始的预定范围被插入到所述筒状部件的内部，并且随着测量对象的位移，所述筒状部件在所述长度方向移动；一对固定电极，薄膜状地形成在所述棒状部件的所述外表面部上，并且隔着所述棒状部件相对；一体连接的可动电极，在与所述固定电极和所述测量对象绝缘的状态下设置在所述筒状部件上，并且与所述一对固定电极相对；补偿电极，薄膜状地形成在所述棒状部件的所述外表面部上，并且不与所述可动电极相对；静电屏蔽部件，在与所述固定电极、所述可动电极和所述补偿电极绝缘的状态下，覆盖所述固定电极、所述可动电极和所述补偿电极，并且所述静电屏蔽部件接地；固定电极端子，薄膜状地形成在所述棒状部件的所述外表面部上，并且与各个所述固定电极分别连接，在与所述静电屏蔽部件绝缘的状态下向所述长度方向延伸至所述静电屏蔽部件的外部；以及补偿电极端子，薄膜状地形成在所述棒状部件的所述外表面部上，并且与所述补偿电极连接，在与所述静电屏蔽部件绝缘的状态下向所述长度方向延伸至所述静电屏蔽部件的外部。
[0015]根据上述结构，与一对固定电极相对的一体连接的可动电极在与固定电极和测量对象绝缘的状态下被设置在筒状部件上。因此，各固定电极与相对的可动电极之间分别形成电容，这些电容通过一体连接的可动电极形成串联连接的合成电容。而且，当筒状部件随着测量对象的位移在棒状部件的长度方向移动时，由于固定电极和可动电极的相对部分的面积变化，因此合成电容的静电电容量变化。因此，可以根据合成电容的静电电容量变化，也就是一对固定电极之间的静电电容量的变化，来测量测量对象的位移。
[0016]而且，除一对固定电极之外，还在棒状部件的外表面部上呈薄膜状形成不与可动电极相对的补偿电极。因此，通过测量将补偿电极作为一方的电极所形成的补偿电容的静电电容量，可以补偿由于固定电极和可动电极之间的介电常数的变化导致的位移测量误差。
[0017]这里，隔着棒状部件相对的一对固定电极薄膜状地形成在由绝缘材料形成的棒状部件的外表面部上。因此，无需配置作为不同部件形成的一对固定电极，可以形成一对固定电极作为一个棒状部件的外表面部上的薄膜状图案。因此，一对固定电极的间隔由棒状部件的尺寸限定，从而可以以预定间隔正确地配置一对固定电极。
[0018]另外，静电屏蔽部件在与固定电极、可动电极和补偿电极绝缘的状态下覆盖这些电极。由于静电屏蔽部件接地，因此即使使用者接触传感器主体(包括传感器的装置主体)，也可以抑制在一对固定电极之间的静电电容量的不稳定。
[0019]这里，分别在棒状部件的外表面部上薄膜状地形成固定电极端子和补偿电极端子，固定电极端子和补偿电极端子分别与各固定电极和补偿电极连接并在与静电屏蔽部件绝缘的状态下向棒状部件的长度方向延伸至静电屏蔽部件的外部。因此，只通过将固定电极和补偿电极以及固定电极端子和补偿电极端子形成为薄膜状图案，就可以向静电屏蔽部件的外侧分别引出固定电极和补偿电极。因此，可以使得易于向静电屏蔽部件的外侧引出电极。
[0020]在第二手段中，所述静电屏蔽部件具有突出部，所述突出部朝向所述补偿电极突出至靠近所述补偿电极的位置。
[0021]根据上述结构，由于静电屏蔽部件的突出部与补偿电极靠近，因此可以由补偿电极和突出部形成静电电容量比较大的补偿电容。因此，可以将静电屏蔽部件用作补偿电容的一方的电极，并且可以提高补偿电容的精度。而且，可以在狭小的空间中形成补偿电容。
[0022]在第三手段中，还包括内部形成有流体室的传感器主体，所述流体室储存与所述固定电极、所述可动电极、所述补偿电极和所述突出部接触的介电流体，在所述静电屏蔽部件中形成有:在所述长度方向中所述补偿电极的两侧，将所述补偿电极与所述突出部之间的空间和所述流体室中的所述静电屏蔽部件的外侧空间连通的连通孔。
[0023]根据上述结构，在传感器主体的内部形成储存介电流体的流体室，固定电极、可动电极、补偿电极和静电屏蔽部件的突出部与介电流体接触。因此，可以增大由固定电极与可动电极形成的电容的静电电容量和由补偿电极与突出部形成的补偿电容的静电电容量。
[0024]这里，通过在静电屏蔽部件上形成的连通孔，在棒状部件的长度方向上补偿电极的两侧，将补偿电极和突出部之间的空间与流体室中的静电屏蔽部件的外侧空间连通。因此，可以促进在互相靠近的补偿电极和突出部之间的空间中的介电流体的流通，并可以使在补偿电极和突出部之间的空间中的介电流体的状态与在流体室的其他部分中的介电流体的状态接近。因此，可以将由介电流体的状态变化(例如温度变化或液质变化而导致的介电常数的变化)灵敏地反映成补偿电容的静电电容量的变化，并且可以提高位移测量误差的补偿精度。
[0025]在第四手段中，在所述长度方向中所述棒状部件的所述预定范围的相反侧的端部，被绝缘材料沿所述外表面部的外周呈环状地密封。
[0026]在介电流体与固定电极和补偿电极接触时，为了不使介电流体泄漏至外部需要进行密封，并且需要将固定电极和补偿电极向静电屏蔽部件的外侧引出。
[0027]对于这一点，根据上述结构，在棒状部件的长度方向中棒状部件的预定范围的相反侧的端部被绝缘材料沿外表面部的外周呈环状地密封。而且，如上所述，在棒状部件的外表面部上薄膜状地形成分别与固定电极和补偿电极连接的固定电极端子和补偿电极端子。因此，几乎可以忽略固定电极端子和补偿电极端子的厚度，从而可以容易地沿外周密封棒状部件的外表面部。
[0028]在第五手段中，所述静电屏蔽部件沿所述长度方向延伸，并且露出至所述传感器主体的开口部，在所述长度方向中所述棒状部件的所述预定范围的相反侧的端部、和所述静电屏蔽部件之间，被绝缘材料密封。
[0029]根据上述结构，静电屏蔽部件沿棒状部件的长度方向延伸并露出至传感器主体的开口部，因此可以容易地将形成补偿电容的一方的电极的静电屏蔽部件的突出部与外部电路连接。而且，在棒状部件的长度方向中棒状部件的预定范围的相反侧的端部和静电屏蔽部件之间被绝缘材料密封。因此，可以确保固定电极端子和补偿电极端子与静电屏蔽部件绝缘，并且可以进行密封以使得介电流体不泄漏至外部。
[0030]在第六手段中，所述棒状部件全部由绝缘材料形成。
[0031]根据上述结构，由于棒状部件全部由绝缘材料形成，因此可以容易地将棒状部件的外表面部作为绝缘材料，从而可以容易地制造棒状部件。
[0032]在第七手段中，所述筒状部件全部由导电材料形成。
[0033]根据上述结构，由于筒状部件全部由导电材料形成，因此可以将筒状部件本身作为可动电极发挥作用，从而可以容易地使可动电极成为一体连接的结构。结果，可以使得可动电极的制造容易
[0034]在第八手段中，所述固定电极端子和所述补偿电极端子配置为在所述长度方向延伸并且互相靠近，所述固定电极和所述补偿电极向所述外表面部的圆周方向延伸。
[0035]根据上述结构，将固定电极端子和补偿电极端子配置为在棒状部件的长度方向延伸并且互相靠近。因此，可以使电极端子集中，并且可以容易地将各电极端子与外部电路连接。
[0036]另外，固定电极和补偿电极向棒状部件的外表面部的圆周方向延伸。因此，可以使端子集中并有效配置电极，还可以确保电极的面积。因此可以提高测量对象的位移测量精度。
[0037]在第九手段中，在所述长度方向中所述棒状部件的所述预定范围的一侧的端部上，设置有露出所述外表面部的露出部。
[0038]当筒状部件随着测量对象的位移在棒状部件的长度方向移动时，如果筒状部件相对于棒状部件倾斜，则相对的固定电极和可动电极可能接触。在这种情况下，特别是在棒状部件的端部和筒状部件的端部，固定电极与筒状部件容易最开始进行接触。
[0039]对于这一点，根据上述结构，在棒状部件的长度方向中棒状部件的预定范围侧的端部安装有露出部，该露出部露出由绝缘材料形成的外表面部。因此，即使棒状部件的端部与筒状部件接触，也可以防止固定电极与可动电极接触。
[0040]而且，由于固定电极薄膜状地形成在棒状部件的外表面部上，因此在棒状部件的端部不设置形成固定电极的图案、或者在棒状部件的端部形成固定电极的图案之后去除端部的图案，可以容易地形成露出部。
[0041 ] 在第十手段中，所述补偿电极是第一补偿电极，所述补偿电极端子是第一补偿电极端子，所述静电电容式位移传感器还包括:第二补偿电极，薄膜状地形成在所述棒状部件的所述外表面部上，所述第二补偿电极大于所述第一补偿电极，并且不与所述可动电极相对；第二补偿电极端子，薄膜状地形成在所述棒状部件的所述外表面部上，所述第二补偿电极端子与所述第二补偿电极连接，并且在与所述静电屏蔽部件绝缘的状态下向所述长度方向延伸至所述静电屏蔽部件的外部；测量电路，测量2个电极之间的静电电容量；切换电路，切换第一状态、第二状态和第三状态，其中，在所述第一状态中，所述第一补偿电极端子和所述静电屏蔽部件与所述测量电路连接；在所述第二状态中，所述第二补偿电极端子和所述静电屏蔽部件与所述测量电路连接；以及在所述第三状态中，与各个所述固定电极分别连接的所述固定电极端子与所述测量电路连接；以及计算部，在所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态中，通过所述测量电路分别测量第一静电电容量、第二静电电容量和第三静电电容量，所述计算部根据所述第一静电电容量