专利名称：电容性换能器的制作方法
技术领域：
本发明是关于电容性的换能器，例如表面极化型的或者是驻极体型，即所知的预先极化型的电容性麦克风。
特别地，本发明是关于具有两个导电的板片或者两个电极类型的电容性的换能器，两个板片或者两个电极中的一个相对于另一个被认为的固定电极是可以移动。该可移动电极被装配在一个中间开口的环形的元件上，从而振动膜覆盖在该中间开口上，而固定电极在该环形元件的中间开口中，它们之间被隔开，固定电极和可移动电极之间保持有一小段距离。本发明对于用于测量和科学用途的，在均匀性、线性、稳定性和对环境变化灵敏度方面有较高要求的电容器麦克风有特殊的重要性。在下文中，术语“电容器”和“电容性”是可以相互替换使用的。
本发明特别涉及用于诸如电容器麦克风之类的换能器中的电容性换能器。
背景技术：
对于用于测量和科学用途的麦克风需要满足的最基本的要求是该麦克风的声音性能一定要好，这就意味着，为了得到好的测量精度，麦克风的线性和稳定性要好，同时麦克风对待测声场的干扰和影响要能被很好地控制和预知。此外，麦克风有必要对诸如温度和静压力之类的环境变化有很低的灵敏度。为了得到可重复的结果和延长校准之间的间隔，该麦克风也有必要展示出很好的短期和长期的稳定性。此外，必须可以通过简单的方法来进行校准，用来校验该麦克风的基本特性，包括它的频率响应和灵敏度。此外还必须不但可以通过直接的测量，而且还可以通过基于理论计算来预期该麦克风的性能，以给已测量的信号一个独立的确认。
用于科学和测量目的的电容器麦克风通常由精确加工的机械元件构成。电容器麦克风的主要元件是一个固定电极，也称为背板电极，和一个作为振动膜的可移动电极，当静止时，该可移动电极和背板电极之间保持确定的距离。背板电极和振动膜一起构成了电容器的电极，用普通的空气作为电介质。在高质量的换能器中，振动膜是由金属制成的，通常装配在麦克风外壳的一端。麦克风外壳、电介质以及振动膜形成了一个闭合的空间。在外部大气和闭合空间之间出现压力差别时，就会使振动膜移动，该移动会引起电容的变化，该变化可以被电气测量。在高频部分的频率响应主要由振动膜的响应和它的阻尼决定。该响应频率由振动膜的质量和它的机械张力决定。该阻尼依赖于位于振动膜和背板电极之间空隙中的空气的动性，因此可以通过改变背板电极的几何形状和通过选择振动膜和背板电极之间合适的距离来改变和控制阻尼。在大多数测量麦克风中，振动膜和背板电极之间典型的距离范围为10μm到30μm。对于个别类型，为了使放置在有关区域的振动膜的阻尼均匀，振动膜和背板电极之间的距离误差必须被控制在±5％以内。通常通过在背板电极上钻一些孔来控制阻尼，这些孔从振动膜和背板电极之间的空隙一直通到背板电极的后表面。电容器麦克风的灵敏度和电极间的距离成正比，和振动膜的张力成反比。由于张力依赖于金属薄片的伸展度，为了获得比较好的长期稳定性，振动膜必须以很确定的方式被固定在麦克风的外壳或者环形元件上。
英国专利GB2 112 605公开了已有技术的电容器麦克风，如
图1所示。该已有技术的麦克风具有一个圆柱形的麦克风外壳，有一个横向的壁支撑一个和麦克风外壳同轴的内圆柱形壁。一个由绝缘材料制成的环形的圆盘被压装到内圆柱形壁的开口中。一层导电材料的涂层覆盖在绝缘圆盘的上表面的中央部分，且和内圆柱形壁隔开。该导电材料也覆盖在环形圆盘的开口中的表面，那里有导线连接到涂层。该导线被连接到麦克风的一接线端，该端和外壳绝缘。导电振动膜被装在外壳的所述的一端上，并且和环形圆盘上的涂层离开一小段距离。
如图1所示，已有技术的麦克风有一些很大的问题，就是在可以进行测试和特性记述前，整个麦克风必须先装配好，这样麦克风的所有元件都会对麦克风的温度灵敏度产生很大的影响，这就意味着必须很小心地选择所有采用的元件的材料和尺寸。此外已有技术的麦克风的生产也很昂贵，而本发明提供了一种简单的设计、简单的制造和比较低的价格。
欧洲专利EP371 620公开了一种典型的用于低成本应用的麦克风。该结构通过将固定电极整合到外壳里，来取消所需的独立的固定电极或者背板电极。虽然这是一种很好的方法来减少低成本麦克风中的元件数目，但是有很多原因使得其不适于在测量麦克风中应用。在这些原因中的一些是在测量麦克风涉及误差的要求方面，它要求两个电极之间的距离误差控制在±5％以内，该要求在这样的设计中是达不到的；也就是说，比如麦克风由于突然掉到了地上而受到机械震动，外壳可能会变形，这将导致振动膜和固定电极之间的距离产生变化。此外，科学和测量用途的麦克风必须对温度、湿度和静压力的变化有比较低的灵敏度，该要求在这样的设计中很难达到。此外，为了给测量的数据一个相对独立的确认，测量麦克风要求可以通过基于理论计算来预测麦克风的性能，该要求在这样的设计中很难达到。
发明内容
上述讨论的已有技术中的一个问题是，在可以测试和特性记述前，整个换能器必须先装配好。符合这种规格的换能器然后可能不得不被丢弃或者退回调整或修理。
本发明的目的是提供一种电容性的换能器来用于例如电容器麦克风中，其中电容性换能器确定了换能器的主要参数，这样在早期阶段，也就是说，在整个换能器被制造出来前，可能出现的不符合规格的偏差可以被检测出来，因此可以获得更经济的产品。
在本文中，术语“电极”是指一种导电元件，包括可以是携带电极的元件。
两个电极可以都是可移动的，或者都是固定的，或者一个是固定的而另一个是可移动的。
在一个优选实施例中，第一个电极是固定的，第二个电极是可移动的。
在一个优选的实施例中，装配好的支撑件和电极形成一个封闭的空间，该空间包含空气。
在本文中，术语“封闭的空间包含空气”是指包含在支撑件和电极之间的空气可以是或者也可以不是密封的。
当支撑件包括一个确定一个轴向的圆柱形管状的本体，该本体有内表面和外表面，有第一轴端和第二轴端，固定电极固定在位于或者临近第一轴端的本体的内表面上，可移动电极沿其外周边装配在本体的第二轴端，并且以预先确定的距离和固定电极保持平行，这样确保提供了一种灵活的方法来将换能器的电极相互保持在一个固定的几何位置。
根据本发明，提供了一个带有两个导电板片的电容性的换能器，一个例如是固定电极，另一个例如是相对于固定电极可移动的电极。该可移动电极装配在换能器环形元件的一端，而固定电极放置在一个绝缘体上，该绝缘体被固定在环形元件的内部，并且在和可移动电极有明确的一小段距离处支撑固定电极。由于两个电极都装配在环形元件上或者环形元件内，因此该环形元件可以被嵌入到多种麦克风的外壳中，而不需要兼顾涉及稳定性和环境灵敏度的整体要求。和以前相比，这样就允许比较不严重的误差和用比较便宜的材料来生产外壳。这样就有很多优点。麦克风的各部分元件可以以所需的精度范围独立地生产，从而避免了个体操作的需要。和以前相比，元件所选择的材料和几何形状也不是很关键的事情，因为仅仅是由该电容性换能器来决定其灵敏度和频率响应，以及大多数的环境灵敏度。最后，换能器在最终被装配在麦克风外壳中前，可以测试该换能器的两个基本参数的功能，频率响应和灵敏度。这样可以在生产过程中比原来更早地检测关键参数是否超出误差允许范围，或者是检测出和目标参数的偏差，及其缺陷和错误。这就导致在生产过程中成本的极大节俭。以前这种测试只能在整个麦克风装配完成以后才能进行。
管状本体包括一个外壁和一个穿过横向壁且在第一个轴端附近刚性地连接到外壁的大致为圆柱形的内支撑壁元件，该内支撑壁元件在管状本体轴向方向上延伸其轴向长度的一小部分，为固定电极构成一个支座，这样确保提供了一种方便的设计来将固定电极(可能包括它的载带元件)嵌入到管状本体中。此外，该内支撑壁元件还提供了一个基准，以确保两个电极之间保持一个不变的、确定的距离，这使得其可以在不同装置中重复实现。
第一个电极包括一个支撑导电元件的绝缘载带元件，这确保提供了将第一个电极固定到上述支撑件上的便利的方法。作为由一部分绝缘和一部分导电的元件构成的电极的替代，该电极可以完全由导电元件(比如金属)制成或者可以由导电材料和绝缘材料在微观或者宏观上混合的材料制成。
在一个优选实施例中，管状本体和电极依照机械结构和材料选择来设计，这样应力，包括热应力，可以最小化。
在一个优选实施例中，支撑件的圆柱形管状本体由导电材料制成。其可以由绝缘材料(比如陶瓷材料)或者由绝缘材料涂上金属材料或者类似的材料来制成，以替代整体导电的材料。
在一个优选实施例中，固定电极和管状本体是相匹配的，使固定电极通过固定电极和管状本体之间的摩擦力固定在支撑件的管状本体上。这种方法有一个优点，可以使固定电极通过压合的方法来安装，而不需要其它的固定装置。
或者，固定电极也可以通过胶粘的方法固定到支撑件的管状本体上。
在一个优选实施例中，固定电极采用背板电极的形式，包括一个绝缘载带材料，其两个对立面全部或者部分地涂上了一个导电层，这些层是电气相连接的，并且和背板电极与管状本体的接触区域相隔开，其隔开方式为确保背板电极和管状本体之间的电气隔离。这样的优点在于提供了一个便利的可重复的方法，可以方便地机械连接到管状本体上和方便地将固定电极和其它部件进行电气连接，同时确保固定电极和管状本体电气上不相连。
当从包括陶瓷材料、塑料、玻璃、红宝石、兰宝石和石英的一组材料中选定电绝缘材料时，确保提供了相应的对低电传导率有合适选择的材料频谱。
当固定电极的电绝缘载带材料上的导电层是通过丝网印刷、模版印刷或者汽化工艺制成时，确保了从标准方法中选择了一种通常使用在电子环境中的方法，该方法的使用提供了一种既精确又经济的方法。
当可移动电极是由金属、金属合金或者用金属处理过的绝缘体构成时，确保提供了一种非常适合于高质量的换能器(包括测量用麦克风)的隔膜或者振动膜。
当用作驻极体的绝缘体层应用到一个或者两个电极中时，确保了该部件适合在预先极化型麦克风中使用。
固定电极包括一个绝缘体，比如构形为绝缘盘，并且有一层通过丝网印刷、模版印刷或者汽化技术制成的导电涂层。该绝缘体最好由陶瓷制成，并在其一侧通过丝网印刷或者汽化形成导电涂层。该固定电极可以涂上一层薄的氟化乙丙稀或者相似的绝缘材料，用以在预先极化型麦克风中使用，也就是所知的驻极体型麦克风。
当电绝缘载带元件是由一片陶瓷材料片通过激光切除或者激光钻孔方法制成时，其确保提供了一种特别经济的方法。
当背板电极通过使用通过丝网印刷、模版印刷或者汽化工艺将导电层构形应用到一陶瓷材料片的相对侧上的方法来制造且该构形形成一排独立的背板电极阵列，并且通过激光切除或者激光钻孔来使背板电极和陶瓷片分开时，其确保提供了一种特别经济的方法，该方法特别适合于大规模地生产高精度的换能器。
当支撑件在很确定的位置有一个相对于第二电极的基准平面，且第一电极相对该基准平面装配到支撑件上时，确保提供了一种将固定电极相对于可移动电极的精确且可重复的装配。
当该相对于可移动电极的基准平面的位置通过丝网印刷、模版印刷或者汽化工艺确定时，其确保提供了一种将固定电极相对于可移动电极的很精确，且容易调整的和可重复的装配。
当背板电极上通过丝网印刷构形确定出电极之间一个预先确定的不太严格的距离时，确保提供了一种将固定电极相对于可移动电极的很精确，且容易调整的和可重复的装配。
本发明提供了一种换能器包括一个带有一个包括通过电介质材料隔开的第一和第二电极的组件的外壳、一个具有一个底部壁的后室和连接到电极的电接线端，本发明进一步提供了将该组件固定在外壳中的装置。当依照权利要求书，通过电介质材料隔开的第一和第二电极以电容性换能器的形式设置，及该电容性换能器适合装配在外壳中时，其确保提供了具有高质量的换能器，它可以有很多不同的应用，具有不同规格和不同的具体实施例，并且该换能器的生产很经济。
当通过在第一个电极里形成一个或者更多的开口，使其适合于用作电容器麦克风且电极是固定的时，其确保提供了非常适合用于测量的高质量的麦克风。
该电容性的或者电容器麦克风包括一个环形的元件，该元件的一侧装有一个可移动电极或者振动膜。在环形元件里面，一个固定电极(也即所知的背板电极)装配在很靠近振动膜的地方。带有振动膜和背板电极的环形元件构成了一个电容性换能器单元，该单元可以装配在外壳里。带有振动膜和背板电极的环形元件具有整个麦克风的大多数功能，这就可以在整个麦克风装配前，对其基本特征，灵敏度和频率响应进行测试和特性记述。这就意味着该麦克风比较容易制造和测试，同时可以以很低的成本加工。此外和现有技术的麦克风(其各部分必须精心挑选)相比，本发明的麦克风对环境变化的灵敏度也很大程度的取决于带有振动膜和背板电极的环形元件，而外壳材料、内腔和底部壁的材料选择不是很重要。
外壳成形后，其高度减到了最小，其主要由垂直于电极方向上的电容性换能器的高度决定，并且底部壁的面积比第二个电极的面积要大，其确保提供了一个较为扁平的麦克风。
底部壁有用于保持后室和其外界压力平衡的装置，且底部壁包括一个本体，该本体具有一个和后室相接触的基本上平坦的表面区域，用于压力平衡的装置包括一个从本体表面延伸的几何构形，该构形以如下的方式和接触区域相交叠，当后壁和后室相连接时，在后室和其外界之间至少有一个开口，这样确保提供了一个可重复的精确的方法来控制换能器的低频截止点。该构形可以通过一些标准化的方法来产生，比如丝网印刷和/或激光切除或者钻孔，从生产和经济观点上看，具有很大的优势。
本发明进一步提供了一种换能器系统包括一个带有一个包括通过电介质材料隔开的第一和第二电极的组件的外壳、一个带有一个底部壁的后室和连接到电极的电接线端。当包括根据本发明的一个电容性的换能器，且该电容性换能器适合于和放大器及电子接口单元一起装配在外壳中时，其确保提供了一种经济的可以适合于不同规格和具体换能器的外壳可以被制成比较容易集成电放大器或者其它电子元件，而不需要兼顾关于稳定性、线性和环境灵敏度的整体要求。和已有技术相比，这是可能的，因为振动膜和背板电极被装配在独立于外壳的一个环形元件中，因此使换能器的外壳设计比以前要求低得多。这也可以通过如下的方法来使换能器的外壳成形，即放大器可以很容易的整合到麦克风里，而不需要增加换能器外壳的成本。使用现有的技术，放大器的整合也是可以的，但是这意味着一个很复杂的本体，换能器外壳，其结果是成本更高，结构更复杂。
本发明的电容性换能器的优点可以总结如下
●换能器可以比以前更方便地装配。
●可以在最终装配到外壳里之前鉴定换能器的基本性能，这样可以降低成本。
●电容性换能器包括一个带有振动膜和背板电极的环形元件，这就使换能器外壳的制造对尺寸误差的要求和对材料的要求相对比较低。
●本发明的换能器外壳比现有的换能器外壳要薄，这就使其可以在现有的换能器无法满足尺寸的要求的场合使用。
●取代原有的比较复杂的本体，本发明的换能器可以制造成具有比较简单的本体，它可以独立生产，且成本很低。举例来说，现有技术的麦克风外壳很复杂且生产成本高。本发明用一个简单的外壳和一个简单的后室来取代该复杂的本体，这使其生产成本很低。
●放大器和其它电子元件的整合也可以在不显著增加换能器外壳成本的基础上实现。
附图简述接下来通过一个优选实施例和参考附图将对本发明进行更详细描述，其中图1显示了现有技术的电容器麦克风，图2显示了根据本发明使用电容性换能器的一个电容器麦克风的分解透视图，图3显示了根据本发明的一个电容性换能器的横截面分解视图，图3A显示了如图3所示的装配好的电容性换能器，图4显示了麦克风底部壁和内腔件的分解视图，和图5a和5b显示了本发明的电容性换能器在电容器麦克风中的另一种使用。
这些图都是示意性的，为了清楚而稍有简化，它们只是显示对于理解本发明而必需的一些细节，而一些不重要的细节被省略了。在以下整个描述过程中，对于同样的或者相应的部分使用相同的参考数字。
发明详述图2显示了使用根据本发明的电容性换能器的一个电容器麦克风的分解透视图，图3，3A和4显示了其中的细节，其中图3和3A显示了用于电容器麦克风中的电容性换能器，及图4显示了麦克风底部壁和图2中所示的麦克风的内腔件的分解视图。
麦克风100(图2)包括一个电容性换能器1(图3和3A)。该电容性换能器1包括一个环形元件12，带有一个底部壁13和两个直立的同心的环形壁，该环形壁间有一段径向的距离。外环形壁支撑振动膜11。内环形壁的自由端凹进而低于外环形壁的自由端15，该环形壁中容纳固定电极，也叫做背板电极17。环形元件12、背板电极17和振动膜11一起构成了电容性换能器1。
环形元件12是由金属制成的导电的圆柱形本体。内环形壁16是如此定尺寸的，当背板电极17嵌入时，该壁可以膨胀，这样背板电极17就可以通过支撑壁元件16的内表面和背板电极17的外表面之间的摩擦力来固定就位。
在振动膜11的外围以外，环形元件12有一个自由表面14，用作基准平面，使环形元件12可以精确地装配到麦克风外壳21内的相应基准平面23上。该环形元件12的基准平面14和麦克风外壳内的相应基准平面23是匹配表面，且最好是平面，但是该表面也可以呈轻微的圆锥形，这样图3A中的换能器将位于麦克风外壳21的中心。环形元件12有一个直立的外环形壁，其端面15用来装配振动膜11。环形元件12的表面15有一个倒圆的外边缘，该表面15也是用来作为在环形元件12中装配背板电极17的基准平面。在装配过程中，最重要的是使背板电极17和振动膜11之间精确地保持一段期望的距离。这通过使用表面15作为基准平面来实现。使用合适的设备，这样的装配可以实现的精度为±1μm，或者更好。通过将背板电极17压入环形壁16的任何一端来将其装配到环形元件12中，该环形壁是如此定尺寸的，在背板电极压入过程中，该壁可以膨胀，这样背板电极就可以通过摩擦力来固定在环形壁中，或者背板电极被嵌入到环形壁16中时不使其变形，该背板电极可以通过粘合或者其它的固定方法来使其固定在环形壁中。
背板电极17有一个由绝缘材料制成的本体20，比如陶瓷材料(诸如Al2O3之类)，同时在面向振动膜11的顶部表面上有一层导电涂层19(图3)和在背向振动膜11的底部表面(没有显示)上也有一层导电涂层。其它绝缘材料也可以用于该圆盘形的本体20，比如陶瓷材料、塑料、玻璃、红宝石、蓝宝石和玻璃。导电层19可以通过任何合适的工艺来沉积，比如丝网印刷、模版印刷或者汽化工艺。背板电极有若干贯穿孔24来设置振动膜的运动阻尼。背板电极两面上的涂层是通过一个在背板电极17中的垂直的电气导孔18或者是通过一个或者多个贯穿孔24来使其相互保持电气连接的。涂层并没有到达绝缘圆盘的边缘，这样在背板电极上的导电层19和环形元件12上的振动膜11之间建立了适当的绝缘。另一种方法为，背板电极17可以是金属圆盘，在其边缘有电绝缘材料，在金属圆盘和环形元件之间建立绝缘层。
为了获得最佳的长期稳定性，振动膜11通过使用比如激光束来焊接到或者锡焊到环形元件12的表面15上。在焊接前，振动膜11伸展到获得期望的灵敏度和频率响应等所要求的正确的张力。如图3A所示，在电容性换能器上，背板电极17的背面，即背向振动膜的表面，特别是其导电层是可以直接接触到的。
如图2所述，当振动膜11和背板电极17装配好以后，环形元件12被嵌入到麦克风外壳21中，通过基准平面14可以精确地将环形元件装配到麦克风外壳的基准平面23上。在此之后，将内腔件31嵌入到麦克风外壳21中，并使其一端和环形元件的一端13相接触。通过增加或者减少外壳的内径和/或长度以及内腔件31，麦克风的后室空间的尺寸可以被调整。接着内部腔块31，电绝缘材料制成的麦克风外壳底部壁41被嵌入，并带有具有很好的气阻控制的压力平衡通道42。一个导电本体43，比如由金属制成的，通过一个开口被嵌入到麦克风外壳的底部壁41中，当众部件被正确地装配以后，本体43可以制成和背板电极17的背面进行电气接触。这就允许电信号从背板电极17穿过麦克风外壳的绝缘底部壁41传输。此外，底部壁41和内腔件31一起决定了后室的容量。通过使用环形本体51，将带有振动膜11和背板电极17的环形元件12、容量件31和麦克风外壳底部壁41固定在麦克风外壳中。这可以通过比如螺纹配件或者如图2所示的弹簧固定。环形本体的准确实现对麦克风的性能影响不大，因此并没有详细显示。
根据本发明，图5a和5b显示了使用电容性换能器的另一种电容器麦克风。图5a显示了全视图，图5b显示了图5a中的麦克风的中间部分的特写。图5a和5b中所述的电容器麦克风利用了将图3A所示的换能器1嵌入到其形状和任何现有的测量麦克风都不一样的麦克风外壳的可能性，而不必兼顾涉及稳定性和环境灵敏度的整体要求。如图2的实施例中，换能器1被嵌入到麦克风外壳21中。然而麦克风外壳21被这样成形，使其整体高度减到了最小，其主要由背板电极17和环形元件12的厚度决定。保护罩45可以用来保护(特别是)振动膜11。通过增加或者减少外壳的内径和/或长度，麦克风的后室空间的尺寸可以被调整。麦克风外壳的底部壁41可以用和前面一样的整体考虑来制造，只是在本实施例中，麦克风外壳的底部壁41的直径比振动膜11大。
在本实施例的使用中，环形元件12在靠近底部壁13的外圆柱形壁上有一个或者多个的径向延伸的开口。当麦克风组装时，在振动膜后面形成的一个封闭的空间将包括环形元件12外的空间，其中该空间由外壳21和底部壁41界定。
和现有技术相比，该实施例是可行的，因为环形元件12可以做成在轴向和径向上尺寸比较小，同时在径向上延伸的开口可以利用环形元件12外的空气容量。所述的实施例对以下领域有很重要的影响，该领域在实际尺寸上只允许使用很薄的换能器，同时其测量又必须和通常的测量麦克风一样具有很高的精度和稳定性。
图3和3A显示的表面14相对于支撑振动膜11的表面15是低陷的。当图3A中的电容性换能器位于图2中的圆柱形麦克风外壳21中或者位于图5B和5A中的大直径平状的外壳21中，同时其基准平面14贴靠各自麦克风外壳相应的基准平面23时，振动膜11将和麦克风外壳前端齐平，特别地，这样就没有形成以该振动膜为底部的空腔。由于这样的空腔不可避免地会影响麦克风的声音性能，因此不期望有这样的空腔。
然而，和麦克风外壳前端齐平的振动膜容易受损，因此期望将该振动膜相对于麦克风外壳的前端凹入数量级为毫米之分数的小距离，比如20-100μm。这通过适当设定支撑振动膜的直立壁15的高度和麦克风外壳的基准平面23向内延伸的边缘的厚度可以很容易地达到。
预先极化型麦克风是一种特殊型号的电容器麦克风，也即所知的驻极体型麦克风。这种类型的麦克风含有预先极化的材料，该材料可以存储永久的电荷，用来提供麦克风工作所必需的电场。该预先极化的材料是一种绝缘材料，通常是一薄塑料材料片。在本发明中，在固定电极或者背板电极被装配到环形元件12中之前，该预先极化的材料将被放置在固定电极或者背板电极17上。
一个包括和图2所示相似的麦克风的系统、一个前置放大器和其它可能的电子元件可以很容易地被组合起来。
此前已经描述了一些优选实施例，但是应当强调的是本发明并不局限于这些实施例，它可在下述权利要求书所定义的主题范围内，以其它方式实施。比如，替代图中所述的平板电极和背板电极，这些部分可以是任何便利的形状，比如双曲线形、抛物线形、穹形，或者可以是含有阶梯或弯头的形状。
权利要求
1.电容性换能器(1)，包括●确定一个轴线的且具有开口的环形元件(12)，●振动膜(11)，固定在环形元件(12)上并覆盖该开口，该振动膜(11)有外边缘和导电部分，该振动膜和它的导电部分可以根据声压而移动，●圆盘形元件(17)，固定在环形元件(12)的开口中并和振动膜(11)平行，该圆盘形元件(17)具有含有导电部分(19)的第一表面和与第一表面相对的第二表面，该第二表面具有和圆盘形元件(17)的第一表面上的导电部分(19)保持电气连接的接触元件，该圆盘形元件(17)的第一表面上的导电部分(19)和环形元件(12)保持一段距离并且以预先确定的距离面向振动膜(11)，其中振动膜(11)和位于圆盘形元件(17)上的导电部分(19)形成了一个电容器，其特征在于圆盘形元件(17)的第二表面和接触元件是直接可接触的。
2.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于在振动膜(11)的外边缘以外，该环形元件(12)有相对环形元件(12)的轴线方向横向延伸的自由表面(14)。
3.电容性换能器(1)，包括●确定一个轴线的且具有开口的环形元件(12)，●振动膜(11)，固定在环形元件(12)上并覆盖该开口，该振动膜(11)有外边缘和导电部分，该振动膜和它的导电部分可以根据声压而移动，●圆盘形元件(17)，固定在环形元件(12)的所述开口中并和振动膜(11)平行，该圆盘形元件(17)具有含有导电部分(19)的第一表面和与第一表面相对的第二表面，该第二表面具有和圆盘形元件(17)的第一表面上的导电部分(19)保持电气连接的接触元件，该圆盘形元件(17)的第一表面上的导电部分(19)和环形元件(12)保持一段距离并且以预先确定的距离面向振动膜(11)，其中振动膜(11)和位于圆盘形元件(17)上的导电部分(19)形成了一个电容器，其特征在于在振动膜(11)的外边缘，环形元件(12)有一个相对环形元件(12)的轴线方向横向延伸的自由表面(14)。
4.根据权利要求3所述的换能器，其特征在于圆盘形元件(17)的第二表面和接触元件是直接可接触的。
5.根据权利要求1-4中的任何一项所述的换能器，其特征在于该换能器包括一个外壳(21，41)，该外壳和振动膜(11)一起限定了一个基本封闭的空间，并且该外壳设有一个从外面可进入的和圆盘形元件(17)上的导电部分(19)进行电气连接的装置。
6.根据权利要求5所述的换能器，其特征在于该基本封闭的空间通过环形元件(12)中的一个或多个径向延伸的开口而扩大。
7.根据权利要求1-6中的任何一项所述的换能器，其特征在于环形元件(12)是由导电材料制成的。
8.根据权利要求1-7中的任何一项所述的换能器，其特征在于圆盘形元件(17)通过摩擦力固定在环形元件(12)中。
9.根据权利要求1-8中的任何一项所述的换能器，其特征在于圆盘形元件(17)包括带有导电部分(19)的绝缘材料(20)，该绝缘材料从包括陶瓷材料、塑料、红宝石、兰宝石和石英的一组材料中选定。
10.根据权利要求1-9中的任何一项所述的换能器，其特征在于该绝缘材料是Al2O3。
11.根据权利要求1-10中的任何一项所述的换能器，其特征在于一预先极化的材料至少部分覆盖在圆盘形元件(17)的第一表面上或者覆盖在振动膜(11)面向圆盘形元件(17)的表面上，或者上述两个表面都覆盖。
12.根据权利要求3-11中的任何一项所述的换能器，其特征在于相对环形元件(12)的轴线方向横向延伸的自由表面(14)相对于振动膜(11)凹陷。
13.根据权利要求12所述的换能器，其特征在于该换能器包括一个环形或者管状元件(21，41)，带有一与环形元件的自由表面(14)相贴靠的第一表面，和与振动膜(11)平行、并且和第一表面相对的前表面，振动膜(11)相对于该前表面凹陷20μm到100μm。
14.根据权利要求12所述的换能器，其特征在于该换能器包括一个环形或者管状元件(21，41)，带有一与环形元件的自由表面(14)相贴靠的第一表面，和与振动膜(11)平行、并且和第一表面相对的前表面，振动膜(11)和前表面基本齐平。
全文摘要
电容性换能器，特别是电容器麦克风，带有一个环形元件(12)和一个固定在该环形元件(12)中的振动膜(11)。一个圆盘形元件(17)固定在该环形元件(12)的开口中，并且和振动膜(11)平行。该圆盘形元件(17)带有一个和环形元件(12)分离并且以预先确定的距离面向振动膜(11)的导电部分(19)，其中振动膜(11)和位于圆盘形元件(17)上的导电部分(19)形成了一个电容器。该圆盘形元件(17)的第二表面和该接触元件是直接可接触的。此外，在振动膜(11)的外边缘以外，环形元件(12)有相对环形元件(12)的轴线方向横向延伸的自由表面(14)，用来在麦克风外壳中装配，使振动膜和麦克风的前端相齐平或者相对于前端稍微凹陷。
文档编号H04R19/00GK1481654SQ01820623
公开日2004年3月10日 申请日期2001年10月19日 优先权日2000年10月20日
发明者J·O·古洛夫, N·埃尔比, , J O 古洛夫 申请人:布鲁尔及凯尔声音及振动测量公司