自舉差動電容傳感器的製作方法

2023-11-02 05:40:17

專利名稱：自舉差動電容傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於壓力傳感器領域。
目前常規的差動電容傳感器的兩固定電極是圓弧形，中央電極是可移動的，受力後作弧形變形，改變電容間距，缺點是製作工藝複雜嚴格，材料要求也嚴格，而且非線性大。
目前現有的矽微機械加工壓力傳感器也是島膜結構，但電容腔要進行密封，引線困難。
本實用新型的目的就是提供一種加工簡單、靈敏度高、準確，而且容易實現過載保護的自舉差動電容傳感器。
本實用新型的技術方案是本實用新型包括上電極基體(1)、下電極基體(2)、上電極(3)、下電極(4)、上中央電極(5)、下中央電極(6)、過載保護突頭(7)、中央電極基體(8)、島(9)和膜(10)，上電極基體(1)扣在下電極基體(2)上，中央電極基體(8)和島(9)連接，上電極(3)與上電極基體(1)連接，下電極(4)與下電極基體(2)連接，上中央電極(5)與中央電極基體(8)連接，下中央電極(6)與中央電極基體(8)連接。上電極(3)是方環形，用鋁鍍在上電極基體(1)上；下電極(4)是方環形，用鋁鍍在下電極基體(2)上；上中央電極(5)是方環形，用鋁鍍在中央電極基體(8)的上面；下中央電極(6)是方環形，用鋁鍍在中央電極基體(8)的下面；島(9)是方形島，用膠或靜電封接與中央電極基體(8)連接；膜(10)是環形膜；上電極基體(1)和過載保護突頭(7)是用矽微機械加工而成，也可用陶瓷直接成型而成，下電極基體(2)、島(9)和膜(10)是用矽微機械加工而成，也可用陶瓷直接成型而成；中央電極基體(9)是用矽片製成的，或用陶瓷製成，也可用玻璃製成。
當流體壓力從下電極基體(2)下部中間加入後，使膜(10)向上變化，將島(9)舉起，從而將中央電極基體(8)上的上中央電極(5)和下中央電極(6)舉起，這樣使上電極(3)和上中央電極(5)之間的間距變小，下電極(4)和下中央電極(6)之間的間距變大，引起電容的變化，故形成差動電容，壓力去處後，上中央電極(5)、下中央電極(6)、中央電極基體(8)、島(9)和膜(10)復位，電容也恢復原值。當從下電極基體(2)下部加入的壓力超過額定壓力時，中央電極基體(8)與過載保護突頭(7)相碰，中央電極基體(8)與島(9)不能向上移動，使膜(10)不會被拉壞，起到過載保護作用。
本實用新型的效果是，電容腔不需密封，電極引線容易引出；這種差動結構容易消除寄生電容；靈敏度高，是普通型的2倍；中央電極變形小，線性好；加工簡單，而且容易實現過載保護。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。


圖1是自舉差動電容傳感器剖面圖圖中1、上電極基體 2、下電極基體 3、上電極 4、下電極過 5、上中央電極 6、下中央電極 7、過載保護突頭 8、中央電極基體 9、島 10、膜上電極基體(1)外形尺寸是，上平面為10mm×10mm的方形，高0.6mm，側壁厚1mm，頂壁厚0.3mm；過載保護突頭(7)高0.01mm，長和寬都是2mm；上電極基體(1)和過載保護突頭(7)用矽經微機械加工而成。下電極基體(2)外形尺寸是，下平面為10mm×10mm的方形，高0.38mm，側壁厚1mm，底厚0.33mm，膜厚0.08mm，膜寬1mm，島(9)高0.3mm，長和寬都是2mm，膜(10)是環形膜，下電極基體(2)、島(9)和膜(10)用矽經微機械加工而成。中央電極基體(8)厚0.25mm，長和寬都是7mm，是用矽片製成的。上電極(3)是方環形，用鋁鍍在上電極基體(1)上，外方環尺寸是8mm×8mm，內方環尺寸是4mm×4mm；下電極(4)是方環形，用鋁鍍在下電極基體(2)上，外方環尺寸是8mm×8mm，內方環尺寸是4mm×4mm；上中央電極(5)是方環形，用鋁鍍在中央電極基體(8)的上面，外方環尺寸是7mm×7mm，內方環尺寸是3mm×3mm；下中央電極(6)是方環形，用鋁鍍在中央電極基體(8)的下面，外方環尺寸是7mm×7mm，內方環尺寸是3mm×3mm。島(9)與中央電極基體(8)是粘接，上電極基體(1)扣在下電極基體(2)上。
當流體壓力從下電極基體(2)下部中間加入後，使膜(10)向上變化，將島(9)舉起，從而將中央電極基體(8)上的上中央電極(5)和下中央電極(6)舉起，這樣使上電極(3)和上中央電極(5)之間的間距變小，下電極(4)和下中央電極(6)之間的間距變大，引起電容的變化，故形成差動電容，壓力去處後，上中央電極(5)、下中央電極(6)、中央電極基體(8)、島(9)和膜(10)復位，電容也恢復原值。當從下電極基體(2)下部加入的壓力超過額定壓力時，中央電極基體(8)與過載保護突頭(7)相碰，中央電極基體(8)與島(9)不能向上移動，使膜(10)不會被拉壞，起到過載保護作用。
權利要求自舉差動電容傳感器1、本實用新型包括上電極基體(1)、下電極基體(2)、上電極(3)、下電極(4)、上中央電極(5)和下中央電極(6)，上電極基體(1)扣在下電極基體(2)上，其特徵在於，它還包括過載保護突頭(7)、中央電極基體(8)、島(9)和膜(10)，中央電極基體(8)和島(9)連接，上電極(3)與上電極基體(1)連接，下電極(4)與下電極基體(2)連接，上中央電極(5)與中央電極基體(8)連接，下中央電極(6)與中央電極基體(8)連接。
2.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，上電極(3)是方環形，用鋁鍍在上電極基體(1)上。
3.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，下電極(4)是方環形，用鋁鍍在下電極基體(2)上。
4.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，上中央電極(5)是方環形，用鋁鍍在中央電極基體(8)的上面。
5.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，下中央電極(6)是方環形，用鋁鍍在中央電極基體(8)的下面。
6.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，島(9)是方形島，用膠與中央電極基體(8)連接。
7.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，島(9)是方形島，用靜電封接與中央電極基體(8)連接。
8.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，膜(10)是環形膜。
9.根據權利要求1、8所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，膜(10)是方環形膜。
10.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，上電極基體(1)和過載保護突頭(7)是用矽微機械加工而成。
11.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，下電極基體(2)、島(9)和膜(10)是用矽微機械加工而成。
12.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，上電極基體(1)和過載保護突頭(7)是用陶瓷直接成型而成。
13.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，下電極基體(2)、島(9)和膜(10)是用陶瓷直接成型而成。
14.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，中央電極基體(8)是用矽片製成的。
15.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，中央電極基體(8)是用玻璃製成的。
16.根據權利要求1所述的自舉差動電容傳感器，其特徵在於，中央電極基體(8)是用陶瓷製成的。
專利摘要本實用新型包括上電極基體(1)、下電極基體(2)、上電極(3)、下電極(4))、上中央電極(5)、下中央電極(6)、過載保護突頭(7)、中央電極基體(8)、島(9)和膜(10),上電極基體(1)扣在下電極基體(2)上,中央電極基體(8)和島(9)連接,上電極(3)與上電極基體(1)連接,下電極(4)與下電極基體(2)連接,上中央電極(5)與中央電極基體(8)連接,下中央電極(6)與中央電極基體(8)連接。優點是:不需密封、容易消除寄生電容、靈敏度高、中央電極變形小,加工簡單,而且容易實現過載保護。
文檔編號G01L9/12GK2390194SQ99213478
公開日2000年8月2日 申請日期1999年6月22日 優先權日1999年6月22日
發明者牛德芳, 張永彩, 臧翠榮, 湯淑芬, 周麗芳 申請人:大連理工大學