一种可调电容器的制造方法及可调电容器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种可调电容器的制造方法及可调电容器，应用于汽车点火线圈的性能测试，该可调电容器的制造方法包括：根据可调电容器的所测电压及中间介质层的击穿强度选取中间介质层的厚度；将中间介质层机加工形成一个空心圆柱体，在中间介质层的外表面上设置螺纹；选用至少一个的圆筒形可置换垫块，将可置换垫块放入中间介质层内，可置换垫块的材料为介电材料或金属材料；将内极板放入中间介质层内的可置换垫块的上方；将外极板与所述中间介质层的外表面螺纹连接，所述外极板能够在中间介质层的外表面螺旋运动。本发明提供的可调电容器的制造方法操作简单，该可调电容器的制造方法所制得的可调电容器耐高压，电容调节范围广，调节精度高。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车领域，尤其是涉及一种应用于点火线圈性能测试的可调电容器的 制造方法及可调电容器。 一种可调电容器的制造方法及可调电容器
【背景技术】
[0002] 汽车发动机点火线圈在做性能测试时，次级负载需要精确的电容载荷，此电容载 荷大约为±1PF，由于所需的电容值较小，此电容值大约为（10?50) PF，耐高压要求很高， 所测电压值可达到40KV，难以找到符合上述条件的电容器，现有技术没有针对汽车点火线 圈测试的电容器，且常用PF级可调电容不能承受汽车发动机点火线圈的高压，耐40KV高压 的电容器大多不可调或不能达到需要的调节范围，而现有试验通常采用导线寄生电容的方 式作为等效电容，但由于导线形状走向都会产生较大的电容波动，这样得到的电容是不精 确的，使得测试结果不准确。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有电容器不能够应用于汽车发动机点火线圈性能测试的问题，本发明 提供了一种可调电容器的制造方法及可调电容器。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种可调电容器的制造方法，应用 于汽车发动机点火线圈的性能测试，包括：
[0005] 根据可调电容器的所测电压及中间介质层的击穿强度选取中间介质层的最小厚 度，并根据中间介质层的最小厚度选取中间介质层的厚度；
[0006] 将中间介质层机加工形成一个一端开口和另一端封闭的空心圆柱体，且在中间介 质层的外表面上设置螺纹；
[0007] 选用至少一个的圆筒形可置换垫块，将可置换垫块放入所述中间介质层内，所述 可置换垫块的长度根据可调电容器的电容值选取，其中所述可置换垫块的材料为介电材 料或金属材料；
[0008] 将内极板放入中间介质层内的可置换垫块的上方；
[0009] 将外极板与所述中间介质层的外表面螺纹连接，所述外极板能够在中间介质层的 外表面螺旋运动；
[0010] 其中，可调电容器的电容包括：所述内极板与外极板之间的电容、所述内极板自身 的电容和所述外极板自身的电容，所述内极板和外极板的半径根据所述内极板与外极板之 间的电容、中间介质层的厚度及中间介质层的介电常数选取；所述内极板的长度根据所述 内极板和外极板的半径选取；所述中间介质层外表面上的螺距根据所述可调电容器的调节 精度、所述内极板与外极板之间的电容值和内极板或外极板长度中的较小值选取。
[0011] 其中，所述可调电容器的所测电压为40KV、可调电容器的电容调节范围为10? 50PF、所述可调电容器的调节精度为±1PF。
[0012] 其中，所述中间介质层的厚度为所述中间介质层的最小厚度的五倍及以上。
[0013] 其中，所述外极板半径与内极板半径的差值等于所述中间介质层的厚度。
[0014] 其中，所述可置换垫块的数量设定为三个，当三个可置换垫块均为金属材料时，所 述三个可置换垫块的长度分别为内极板的长度的二倍、四倍和五倍。
[0015] 其中，当三个可置换垫块均为金属材料且长度分别为内极板的长度的二倍、四倍 和五倍时，所述中间介质层的高度为内极板的长度的十二倍及以上。
[0016] 其中，所述内极板上设有用于接线的螺纹孔，所述外极板上设有连接地线的接线 端口。
[0017] 其中，所述中间介质层的开口处、内极板的上方设有一个用于隔离内极板的端盖， 所述端盖与所述中间介质层的顶端相配合。
[0018] 本发明的实施例还提供了一种可调电容器，应用于汽车发动机点火线圈的性能测 试，包括：
[0019] 中间介质层，所述中间介质层为一端开口和另一端封闭的空心圆柱体，所述中间 介质层的外表面上整体设有螺纹；
[0020] 位于所述中间介质层内的金属圆筒形的内极板，所述内极板的接线端通过穿过所 述中间介质层上的开口的导线与高压电极连接；
[0021] 位于所述中间介质层内所述内极板下方的至少一个可置换垫块，所述可置换垫 块为介电材料或金属材料；
[0022] 与所述中间介质层外表面螺纹连接、用于接地的金属圆筒形的外极板，所述外极 板能够在所述中间介质层的外表面上螺旋运动；以及
[0023] 用于隔离所述内极板的端盖，所述端盖位于所述内极板上方的所述中间介质层的 开口处。
[0024] 其中，所述可调电容器的电容包括所述内极板与外极板之间产生的电容、内极板 自身电容和外极板自身电容。
[0025] 其中，所述内极板上设有用于接线的螺纹孔，所述外极板上设有连接地线的接线 端口。
[0026] 其中，所述中间介质层封闭的一端设有底座。
[0027] 其中，所述可置换垫块包括：第一可置换块、第二可置换块和第三可置换块，其中 所述第一可置换块、第二可置换块和第三可置换块均为圆筒形，且所述内极板、第一可置换 块、第二可置换块和第三可置换块与所述中间介质层均为间隙配合。
[0028] 其中，当所述第一可置换块、第二可置换块和第三可置换块均为金属材料时，所述 第一可置换块、第二可置换块和第三可置换块的长度分别为所述内极板长度的二倍、四倍 和五倍。
[0029] 其中，所述中间介质层的高度至少为所述内极板和所述可置换垫块的长度之和。
[0030] 其中，所述端盖的截面形状为"T"形，且所述端盖的中间部位开有一个倒"T"的通 孔，所述端盖与所述空心圆柱体状的中间介质层相配合。
[0031] 本发明的有益效果是：
[0032] 本发明可调电容器的制造方法中，中间介质层的击穿强度和厚度决定了该可调电 容器的所测电压，解决了在汽车点火线圈的性能测试中对可调电容器的耐高压的要求；通 过在中间介质层内放入介电材料或金属材料的可置换垫块，实现了可调电容器的粗调，满 足了不同的汽车点火线圈产品对于可调电容器不同电容值的需要；另外，通过在中间介质 层的外表面上设置螺纹，实现了对电容值的微调，满足了点火线圈对可调电容器电容值调 节精度的要求；此外，内极板作为高压极板位于中间介质层的内部，且在内极板的上方设有 用于隔离的端盖，微调电容时只需调节位于中间介质层外表面上与中间介质层外表面螺 纹连接的外极板，保证了使用人员的安全。本发明可调电容器的制造方法，操作简单，成本 低廉，非常适于工业化应用；根据本发明可调电容器的制造方法所制造得到的可调电容器， 耐高压，电容调节范围广，调节精度高，成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 图1表示本发明的实施例中可调电容器的制造方法的流程图；
[0034] 图2表示本发明的实施例中可调电容器的剖面示意图；以及
[0035] 图3表示本发明中的实施例中可调电容器的中间介质层的可选材料及参数。
[0036] 其中图中：
[0037] 1:中间介质层；
[0038] 11:螺纹；
[0039] 2:内极板；
[0040] 3 :外极板；
[0041] 4:第一可置换块；
[0042] 5:第二可置换块；
[0043] 6:第三可置换块；
[0044] 7 :底座；
[0045] 8 :端盖。
【具体实施方式】
[0046] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对 本发明进行详细描述。
[0047] 本发明实施例提供了一种应用于点火线圈性能测试的可调电容器的制造方法，如 图1所示，包括如下步骤：
[0048] 步骤S101，选取中间介质层及中间介质层的厚度；
[0049] 根据可调电容器的所测电压及中间介质层的击穿强度选取中间介质层的最小厚 度，并根据中间介质层的最小厚度选取中间介质层的厚度；
[0050] 步骤S102,制作可调电容器的壳体；
[0051 ] 将中间介质层机加工形成一个一端开口和另一端封闭的空心圆柱体，且在中间介 质层的外表面上设置螺纹；
[0052] 步骤S103,制作可调电容器；
[0053] 选用至少一个的圆筒形可置换垫块，将可置换垫块放入所述中间介质层内，将内 极板放入中间介质层内的可置换垫块的上方，将外极板与所述中间介质层的外表面螺纹连 接，所述外极板能够在中间介质层的外表面螺旋运动。
[0054] 步骤 S101 中：
[0055] 可调电容器的击穿强度是由中间介质层的击穿强度Eb决定的，选择合适材料和 合适厚度的中间介质层可以确保可调电容器的击穿强度高于所测电压，该中间介质层的材 料可以优选常用的一些高聚物。
[0056] 步骤 S102 中：
[0057] 将中间介质层作为该可调电容器的壳体，将中间介质层机加工形成合适半径的空 心圆柱体，在中间介质层的外表面上整体设置合适螺距的螺纹，此外，优选的，在中间介质 层的开口处还设置有一个端盖。
[0058] 步骤 S103 中：
[0059] 可置换垫块的材料为介电材料或金属材料，优选的，可置换垫块的数量为3个，可 置换垫块的应用决定了可调电容器的调节范围；内极板位于中间介质层内可置换垫块的上 方，优选的，内极板上设有一个用于接线的螺纹孔；端盖位于内极板上方的中间介质层的开 口处，端盖起到了隔离内极板的作用；外极板与中间介质层的外表面螺纹连接，中间介质层 外表面的螺距决定了该可调电容器的调节精度，优选的，外极板上设有一个用于连接地线 的接线端口。
[0060] 以下结合具体实施例对上述可调电容器的制造方法进行详细阐述。
[0061] 实施例一：
[0062] 步骤 S101 中，
[0063] 选取中间介质层及中间介质层的厚度：
[0064] 常用的一些作为中间介质层的高聚物及高聚物的一些参数如图3所示，由于常用 的高聚物种类很多，在此，以图3中的尼龙66为例：
[0065] 由图3中尼龙66的各参数可以看出，尼龙66的击穿强度范围为（15?19)MV/m， 由于在制作时工艺会有所差别，因此同种材料的击穿强度也会出现偏差，故而在计算中间 介质层的厚度时通常选择中间介质层的最低值以确保可调电容器的安全性。设定可调电容 器所测电压为40KV，尼龙66的击穿强度为15MV/m，根据电压测量公式EbXc^得，
[0066] d0 = U 测量 /Eb
[0067] (1)
[0068] 在该实施例中，dQ = U测量/Eb = 40KV/15MV/m = 2. 67mm，其中dQ为中间介质层的 最小厚度。
[0069] 但是由于在中间介质层的外表面上整体设置了螺纹，其中螺纹牙相当于尖端，会 造成电荷的聚集，使得中间介质层的耐高压性能下降，因此使得实际上的测量电压比设定 的测量电压大很多，因此，优选的，选取中间介质层的厚度时为最小厚度的5倍及以上。对 于该实施例，中间介质层的厚度选取为15mm或以上。
[0070] 实施例二：
[0071] 在步骤S102和步骤S103中：
[0072] 将中间介质层机加工形成合适半径的一端开口和另一端封闭的空心圆柱体，内极 板放置于中间介质层内，外极板与中间介质层的外表面螺纹连接。
[0073] 对于圆柱形电容器的电容计算公式为：
[0074]
【权利要求】
1. 一种应用于点火线圈性能测试的可调电容器的制造方法，其特征在于，包括： 根据可调电容器的所测电压及中间介质层的击穿强度选取中间介质层的最小厚度，并 根据中间介质层的最小厚度选取中间介质层的厚度； 将中间介质层机加工形成一个一端开口和另一端封闭的空心圆柱体，且在中间介质层 的外表面上设置螺纹； 选用至少一个的圆筒形可置换垫块，将可置换垫块放入所述中间介质层内，所述可置 换垫块的长度根据可调电容器的电容值选取，其中所述可置换垫块的材料为介电材料或金 属材料； 将内极板放入中间介质层内的可置换垫块的上方； 将外极板与所述中间介质层的外表面螺纹连接，所述外极板能够在中间介质层的外表 面螺旋运动； 其中，可调电容器的电容包括：所述内极板与外极板之间的电容、所述内极板自身的 电容和所述外极板自身的电容，所述内极板和外极板的半径根据所述内极板与外极板之间 的电容、中间介质层的厚度及中间介质层的介电常数选取；所述内极板的长度根据所述内 极板和外极板的半径选取；所述中间介质层外表面上的螺距根据所述可调电容器的调节精 度、所述内极板与外极板之间的电容值和内极板或外极板长度中的较小值选取。
2. 根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述可调电容器的所测电压为40KV、 可调电容器的电容调节范围为10?50PF、所述可调电容器的调节精度为±1PF。
3. 根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述中间介质层的厚度为所述中间 介质层的最小厚度的五倍及以上。
4. 根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述外极板半径与内极板半径的差 值等于所述中间介质层的厚度。
5. 根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述可置换垫块的数量设定为三个， 当三个可置换垫块均为金属材料时，所述三个可置换垫块的长度分别为内极板的长度的二 倍、四倍和五倍。
6. 根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，当三个可置换垫块均为金属材料且 长度分别为内极板的长度的二倍、四倍和五倍时，所述中间介质层的高度为内极板的长度 的十二倍及以上。
7. 根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述内极板上设有用于接线的螺纹 孔，所述外极板上设有连接地线的接线端口。
8. 根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述中间介质层的开口处、内极板的 上方设有一个用于隔离内极板的端盖，所述端盖与所述中间介质层的顶端相配合。
9. 一种可调电容器，应用于汽车点火线圈的性能测试，其特征在于，所述可调电容器包 括： 中间介质层，所述中间介质层为一端开口和另一端封闭的空心圆柱体，所述中间介质 层的外表面上整体设有螺纹； 位于所述中间介质层内的金属圆筒形的内极板，所述内极板的接线端通过穿过所述中 间介质层上的开口的导线与高压电极连接； 位于所述中间介质层内所述内极板下方的至少一个可置换垫块，所述可置换垫块为介 电材料或金属材料； 与所述中间介质层外表面螺纹连接、用于接地的金属圆筒形的外极板，所述外极板能 够在所述中间介质层的外表面上螺旋运动；以及 用于隔离所述内极板的端盖，所述端盖位于所述内极板上方的所述中间介质层的开口 处。
10. 根据权利要求9所述的可调电容器，其特征在于，所述可调电容器的电容包括所述 内极板与外极板之间产生的电容、内极板自身电容和外极板自身电容。
11. 根据权利要求9所述的可调电容器，其特征在于，所述内极板上设有用于接线的螺 纹孔，所述外极板上设有连接地线的接线端口。
12. 根据权利要求9所述的可调电容器，其特征在于，所述中间介质层封闭的一端设有 底座。
13. 根据权利要求9所述的可调电容器，其特征在于，所述可置换垫块包括：第一可置 换块、第二可置换块和第三可置换块，其中所述第一可置换块、第二可置换块和第三可置换 块均为圆筒形，且所述内极板、第一可置换块、第二可置换块和第三可置换块与所述中间介 质层均为间隙配合。
14. 根据权利要求13所述的可调电容器，其特征在于，当所述第一可置换块、第二可置 换块和第三可置换块均为金属材料时，所述第一可置换块、第二可置换块和第三可置换块 的长度分别为所述内极板长度的二倍、四倍和五倍。
15. 根据权利要求14所述的可调电容器，其特征在于，所述中间介质层的高度至少为 所述内极板和所述可置换垫块的长度之和。
16. 根据权利要求9所述的可调电容器，其特征在于，所述端盖的截面形状为"T"形，且 所述端盖的中间部位开有一个倒"T"的通孔，所述端盖与所述空心圆柱体状的中间介质层 相配合。
【文档编号】H01G5/013GK104157454SQ201410451671
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】杨辉, 韩燕斐, 牛伟 申请人:北京德尔福技术开发有限公司