复合结构的差动电容传感器定极板及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合结构的差动电容传感器定极板及其制作方法，涉及一种差动电容传感器的极板结构。定极板由基板（1）、电容镀层（2）、屏蔽镀层（3）和导电斜面（4）组成；在基板（1）的正面设置有电容镀层（2），在基板（1）的背面设置有屏蔽镀层（3），在基板（1）和电容镀层（2）的左端面设置有导电斜面（4）。该复合结构使电容传感器结构简单，机械稳定性极好，在不同环境下能稳定地工作，适用于高精度电容位移传感器。
【专利说明】
复合结构的差动电容传感器定极板及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种差动电容传感器的极板结构，尤其涉及一种复合结构的差动电容传感器定极板及其制作方法。【背景技术】
[0002]现有倾斜仪多数采用高精度电容位移传感器测量摆体相对仪器框架的位移变化； 而电容位移传感器的测量精度和稳定性与极板面积、形状、表面粗糙度以及电容极板间距的变化密切相关。由整块金属制成的极板极难得到既要有较小的边缘效应、又要有较小的温度膨胀系数和还要具有较小的应力变形系数的结构。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就在于克服现有的电容位移传感器稳定性低给测量带来的误差，提供一种复合结构的差动电容传感器定极板及其制作方法，减少边缘效应，减小温度变化时的变形和受应力时的变形，具有更高的稳定性和更高的灵敏度。
[0004]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:1、采用两种不同的材料复合构成定极板:基板采用温度膨胀系数小、应力变形系数小、 介电常数稳定、表面可被加工为镜面的绝缘材料，保证传感器定极板的几何形状稳定性和镀层的平整光洁;另一种材料是导电性好、柔顺性好的金属，使用镀膜法在基板正反表面分别镀层;正面镀层作为传感器定极板电极，要求厚度小、光洁度高，减少极板厚度带来的边缘效应和极板表面粗糙度带来的噪声;背面镀层起屏蔽作用，要求覆盖整个基板的背面，同时形成以基板材料为介质的电容作为位移电容电桥的一个组成部分；2、在基板的顶部与测量镀层连接处切有宽度窄的斜面，此斜面表面镀金，位于有效面积之外，起传导作用；外接导线连接在斜面上，可使导线连接到测量镀层的同时，对传感器的电容不造成影响；由于基板是绝缘材料且占了定极板绝大部分的体积，使得定极板拥有和基板材料相同的温度膨胀系数和应力变形系数，对温度变化和应力改变不敏感;镀层厚度极薄，减小了定极板厚度造成的边缘效应;在有效面积之外使用镀金斜面连接外接导线， 避免了导线连接处对传感器电容值的影响。
[0005]—、复合结构的差动电容传感器定极板(简称定极板)定极板由基板、电容镀层、屏蔽镀层和导电斜面组成；在基板的正面设置有电容镀层，在基板的背面设置有屏蔽镀层，在基板和电容镀层的左端面设置有导电斜面。
[0006]二、复合结构的差动电容传感器定极板的制作方法(简称方法)本方法包括下列步骤:①使用高精度机床，将基板正面和背面加工成镜面；②使用高精度机床，将基板与电容镀层连接的边缘处切割成导电斜面；③使用磁控溅射镀膜技术，在基板的正面上镀金属镀层；④使用磁控溅射镀膜技术，在基板的背面上镀屏蔽金属镀层；⑤使用磁控溅射镀膜技术，在导电斜面上镀金。
[0007]本发明具有下列优点和积极效果:①使用机械稳定性高的绝缘材料作为基板材料，保证基板不受温度和应力引起的形状变化等的影响；②极板导电层采用极薄且光洁度高的金属镀层，在达到传感器设计要求的同时，减小了电容器的边缘效应的影响所造成的误差；③有效面积外的斜面，提供了将金属镀层连接至传感器电路的连接区域，可以减少电路连接给极板带来的误差。
[0008]该复合结构使电容传感器结构简单，机械稳定性极好，在不同环境下能稳定地工作，适用于高精度电容位移传感器。【附图说明】
[0009]图1为定极板的结构示意图。
[0010]图中:1 一基板；2—电容镀层；3—屏蔽镀层；4 一导电斜面。【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例详细说明。
[0012]—、定极板 1、总体如图1，定极板由基板1、电容镀层2、屏蔽镀层3和导电斜面4组成；在基板1的正面设置有电容镀层2,在基板1的背面设置有屏蔽镀层3,在基板1和电容镀层2的左端面设置有导电斜面4。
[0013]2、功能部件 1)基板1基板1是一种热膨胀系数和应力变形系数小的绝缘长方体，如有机玻璃长方体。
[0014]2)电容镀层2电容镀层2是一种导电性和延展性均优异的厚度均匀、极薄的金属镀层镜面。[〇〇15]3)屏蔽镀层3屏蔽镀层3是一种导电性和延展性均优异的厚度均匀、极薄的金属镀层镜面。
[0016]4)导电斜面4导电斜面4是一种导电性和延展性均优异的厚度均匀、极薄的金属镀层镜面；导电斜面4和基板1的正面成45 °角。
[0017]使用导电胶将外界导线粘合在导电斜面4上。
【主权项】
1.一种复合结构的差动电容传感器定极板，其特征在于:由基板(1)、电容镀层(2)、屏蔽镀层(3)和导电斜面(4)组成；在基板(1)的正面设置有电容镀层(2)，在基板(1)的背面设置有屏蔽镀层(3)，在基板 (1)和电容镀层(2)的左端面设置有导电斜面(4)。2.按权利要求1所述的复合结构的差动电容传感器定极板，其特征在于:所述的基板(1)是一种热膨胀系数和应力变形系数小的绝缘长方体。3.按权利要求1所述的复合结构的差动电容传感器定极板，其特征在于:所述的电容镀层(2)是一种导电性和延展性均优异的厚度均匀、极薄的金属镀层镜面。4.按权利要求1所述的复合结构的差动电容传感器定极板，其特征在于:所述的屏蔽镀层(3)是一种导电性和延展性均优异的厚度均匀、极薄的金属镀层镜面。5.按权利要求1所述的复合结构的差动电容传感器定极板，其特征在于:所述的导电斜面(4)是一种导电性和延展性均优异的厚度均匀、极薄的金属镀层镜面； 导电斜面(4)和基板(1)的正面成45°角；使用导电胶将外界导线粘合在导电斜面(4)上。6.按权利要求1-5所述的复合结构的差动电容传感器定极板的制作方法，其特征在于 包括下列步骤:①使用高精度机床，将基板(1)正面和背面加工成镜面；②使用高精度机床，将基板(1)与电容镀层(2)连接的边缘处切割成导电斜面(4);③使用磁控溅射镀膜技术，在基板(1)的正面上镀金属镀层(2 );④使用磁控溅射镀膜技术，在基板(1)的背面上镀屏蔽金属镀层(3 );⑤使用磁控溅射镀膜技术，在导电斜面(4)上镀金。
【文档编号】G01B7/02GK105987659SQ201610537282
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年7月10日
【发明人】张黎, 李树德, 张道忠, 蔡庆福, 吴涛, 张慧华
【申请人】武汉地震科学仪器研究院有限公司