具有由弹性材料制成板的平板电容器的制作方法

本发明涉及一种平板电容器。从现有技术中已知平板电容器，其具有两个彼此间隔开的导电电容器板。这种平板电容器还用于测量目的，方式是，通过测量平板电容器的电容，可以从当电容器板相对彼此的间距改变时平板电容器的电容变化推断出电容器板相对彼此的间距。迄今为止使用的平板电容器具有刚性的电容器板，并且可以在有限的程度上用于行程测量。因此，本发明的目的是提供一种平板电容器，该平板电容器结构简单并且可以用于行程测量。该目的通过一种平板电容器来实现，该平板电容器具有第一电容器板，该第一电容器板布置成与第二电容器板间隔开一定距离，该第一电容器板由弹性材料制成，在无负载的状态下具有弯曲的/拱曲的形状并被保持件/支架保持，弹性材料是导电的或设有导电层。此外，在第一电容器板和第二电容器板之间布置电绝缘层。有利地，弹性电容器板在无负载的情况下仅通过电绝缘层贴靠第二电容器板上，从而仅点状区域(对于具有部分球形的电容器板而言)或线状区域(对于弯曲的电容器板而言)在第一电容器板和第二电容器板之间具有最短的间距，并对平板电容器的电容有大的影响，而第一电容器板的其他区域由于其曲率而离得较远，并且作为电介质位于它们之间的空气整体对平板电容器的电容的影响较小。后面提到的位置有利地是电容器板之间的最大间距，这是因为随着电容器板之间的间距增加，较大的间距由于作为电介质而存在的空气仅微弱地改变平板电容器的电容，并且不能为测量目的提供良好的测量结果精度。然而，如果将第一电容器板刚接触绝缘层时的位置选择为两个电容器板之间的最大间距，则当该间距减小时第一电容器板的有效面积越来越大，从而无需任何特别的努力就可以实现良好的测量值精度。在第一电容器板的构造为部分圆形的情况下，当保持件与第二电容器板之间的间距减小时，该第一电容器板变形，并且搁置在绝缘层上的第一电容器板的比例也越来越大。对于第一电容器板的搁置的部分，近似地假定为圆形的截面。该截面随保持件与第二电容器板的间距减小而成比例地增大，直到第一电容器板完全搁置在绝缘层上。由于第二电路板与第一电路板的搁置在电绝缘层上的部分之间的间距现在保持相同，因此电容与第一电容器板的搁置面积线性相关。将弯曲/拱曲形状设计为呈部分球形的形状是最容易设计的方式，并且最佳地保证了，当第一电容器板接近第二电容器板时弯曲成型部的变形导致平面的贴靠而不产生歪斜，从而获得可复制的测量结果。当构造由导电橡胶制成的第一电容器板时，获得第一电路板的永久功能。当第一电容器板过渡/逐渐转变到过渡区域中，借助于该过渡区域来保持第一电容器板，则可以特别好地保持第一电容器板。

这可以特别好地通过使过渡区域被保持件夹紧和/或与保持件粘接而实现。如果过渡区域包围保持件的一部分，则可以特别容易地实现夹紧。过渡区域也可以被卡紧在保持件上或与保持件粘接。

如果过渡区域具有空心圆柱体形状，而保持件具有圆柱体的形状，则过渡区域的空心圆柱体形状可以被套装在圆柱体部分上并因此被夹紧，特别是当空心圆柱体的内径略小于圆柱体的外径时。

如果保持件由金属制成或设置有金属覆层，则第一电容器板可以容易地在由导电橡胶制成的或具有金属覆层的第一电容器板的构型中实现电连接。

如果将第二电容器板布置在电路板上，则第二电容器板可以特别简单地制造，即，使第二电容器板在通过传统的电路板制造技术制造电路板的过程中由电路板导体的导体材料随着该导体在一个工作周期中一起进行制造。第二电容器板也可以由布置在电路板上或以其他方式布置的单独的导电板制成。

如果平板电容器具有套管，该套管从弯曲成型部的端部或过渡区域延伸到电路板，则可以有效地保护平板电容器免受环境影响。

如果将电绝缘层布置在第二电容器板上，则选择特别持久/耐用的构造，因为该层不会机械地运动。原则上，电绝缘层也可以构造在与第二电容器板相邻的第一电容器板上。

平板电容器也适合用作间距测量或压力测量的设备的一部分。

下面参考附图详细地解释本发明。

附图中：

图1示出了处于第一终点位置的本发明的特别优选实施例的截面图，

图2示出了图1的a部分，

图3示出了处于中间位置的图1的实施例的截面图。

图4示出了处于第二终点位置的图1和图3的实施例的截面图。

从图1中可以看出具有第一表面101和第二表面102的第一电容器板100、第二电容器板200和保持件300，该第二电容器板布置在电路板201上并且被电绝缘层202覆盖。第一电容器板100具有部分球形的形状，并过渡到过渡区域110中。此外，套管120与第一电容器板100一体地形成，该套管从过渡区域110延伸到电路板201，从而防止污物或湿气进入两个电容器板100、200之间，并且因此不损害平板电容器的功能。过渡区域110被设计成具有空心圆柱形的形状并且被套装在保持件300的圆柱形部分301上，其中在未组装的状态下，过渡区域110的内径略小于圆柱形部分301的直径，从而在图1所示的组装状态下过渡区域110夹紧在圆柱形部分301上。与保持件300之间的永久连接也可以通过其他已知的连接技术来实现，例如粘接或卡紧。代替圆柱形，例如，也可以选择长方体或部分球形的构造，但是圆柱形状结合第一电容器板100的特别优选的呈部分球形形状的构造提供了最佳的解决方案。

第二电容器板200由用于制造未示出的电路板201的导体路径的材料制成。因此第二电容器板可以与电路板同时生产。也可以以不同的方式生产第二电容器板200。阻焊剂可以用作电绝缘层202，并且因此可以进一步简化生产，这是因为该阻焊剂最晚在安装其它电气或电子部件到电路板201之前才被涂覆。原则上，也可以将绝缘层施加到第一电容器板100的第一表面101上。由于第一电容器板100的连续变形，在第二电容器板200上施加绝缘层似乎是更永久的解决方案。保持件300与圆柱形部分301有利地由金属制成，这是因为在由导电橡胶制成的第一电容器板100的构造中，第一电容器板100导电地与保持件300连接，并且因此第一电容器板可以容易地与未示出的评估电子设备电气连接，其中，评估电子设备可以安装在电路板201上，因此也可以简单地与第二电容器板200连接。第一电容器板100也可以由不导电的弹性材料制成，该不导电的弹性材料可以完全或部分地设有金属覆层，然后该金属覆层承担第一电路板的功能。如果在第二(内)侧102上施加这种金属覆层，则图1所示的部件100将具有绝缘层的功能，从而可以省去附加的电绝缘层202。金属覆层例如可以设计成蜿蜒曲折的，以增加覆层与弹性部件之间的连接的耐久性。

套管120有利地在电路板201的区域中具有根部121，该根部121被设计为环形并且搁置在电路板201上。

在图2中可以看出，第一电容器板100正接触电绝缘层202并且仍然具有部分球形的形状。

在图3中，保持件300比图1和图2所示的第一终点位置更靠近第二电路板201。因此，第一电容器板100被部分地挤压并且以扁平形式部分地搁置在电绝缘层202上，而仅第一电容器板100的外部区域仍具有弯曲部。套管120相应地变形，并且套管120的根部121搁置于电路板201上。

在图4中，保持件300处于其第二终点位置中，使得第一电路板100以其第一表面101完全搁置于绝缘层202上，并且因此具有电路板100、200的平板电容器的电容最大。原则上应注意，电容随保持件与电路板的间距而线性变化。通过精确测量特定位置处存在的电容并将测量结果存储在表中，如果将表中对应的相应间距分配/指定给测得的电容值，则可以进一步提高间距测量的精度。对于位于存储的电容值之间的数值，可以通过插值法确定间距值。

在图4中，保持件300处于其第二终点位置。第一平板电容器100以其第一表面101完全搁置于电绝缘层202上，使得平板电容器的电容最大。套管120的根部121仍搁置于电路板上。

在本说明书中，保持件300和电路板201被用作参考量，因为在本示例性实施例中，该参考量最清楚地描述了行程测量的位置变化。例如也可以采用第二电容器板与第一电容器板的非弹性弯曲部分或过渡区域之间的间距。