一種電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，其包括由上蓋和下蓋配合形成的外殼，外殼內(nèi)設(shè)有固定電路板的中框，該中框的三個(gè)內(nèi)壁上分別設(shè)置三塊印刷電路板，每塊印刷電路板上用銅箔分別印刷出一片感應(yīng)極板，三片感應(yīng)極板通過(guò)三根金屬引腳分別連接外部檢測(cè)芯片的三個(gè)檢測(cè)管腳；下蓋對(duì)應(yīng)設(shè)有將三片感應(yīng)極板連接的三根金屬引腳引出的通孔；上蓋和中框形成的容置空間內(nèi)設(shè)有一個(gè)可自由滾動(dòng)的金屬球，金屬球在中框和上蓋形成的容置空間內(nèi)滾動(dòng)時(shí)，與三片感應(yīng)極板的其中一片或者兩片接觸。本實(shí)用新型的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，制造簡(jiǎn)單，且定位精度較高、易于小型化、滾動(dòng)靈活且感應(yīng)靈敏度更高，具有很好的實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】一種電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電容式傳感器，具體涉及電容式傳感器的感應(yīng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電容式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種裝置，它本身就是一種可變電容器。由于這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，靈敏度高，分辨率高，能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于位移、加速度、振動(dòng)、壓力、壓差、液位、等分含量等檢測(cè)領(lǐng)域。
[0003]目前的電容式傳感器通常由外殼、以及安裝于外殼內(nèi)的感應(yīng)極板、固定結(jié)構(gòu)和檢測(cè)芯片構(gòu)成。其中，感應(yīng)極板通常是單獨(dú)制造的，其對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的精度要求很高，否則很容易造成感應(yīng)極板的大小不一，進(jìn)而影響測(cè)量精度；另外，在將感應(yīng)極板、固定結(jié)構(gòu)、檢測(cè)芯片等組件組裝起來(lái)時(shí)，其對(duì)安裝的精度同樣要求很高，這對(duì)生產(chǎn)設(shè)備提出了很高的要求，且組裝費(fèi)時(shí)。
[0004]因此，為了解決上述現(xiàn)有的電容式傳感器的制備復(fù)雜、精度低、小型化的難度大的缺點(diǎn)，本公司申請(qǐng)的一篇實(shí)用新型專利，參見(jiàn)圖1和圖2，提出了一種電容式傳感器的感應(yīng)裝置，其包括上蓋10、與上蓋10配合的印刷電路板11、以及位于上蓋10與印刷電路板11構(gòu)成的空腔內(nèi)的三顆金屬球12。將印刷電路板11固定于上蓋上即組成一個(gè)完整的電容式傳感器的感應(yīng)裝置。印刷電路板11的上表面通過(guò)銅箔印刷出三片感應(yīng)極板13:位于左側(cè)的第一感應(yīng)極板131、位于中間的第二感應(yīng)極板132和位于右側(cè)的第三感應(yīng)極板133，所述印刷電路板11的下表面焊接有三根金屬引腳14，該三根金屬引腳14分別連接至印刷電路板11上的三片感應(yīng)極板13。金屬球12采用不帶磁性的金屬制成，且三顆金屬球12的位置分別對(duì)應(yīng)第一感應(yīng)極板131、第二感應(yīng)極板132和第三感應(yīng)極板133，其中，位于兩側(cè)的金屬球分別固定卡置于上蓋10內(nèi)的固定結(jié)構(gòu)里，位于中間的金屬球則可隨著印刷電路板11的傾斜角度的變化而在所述空腔內(nèi)自由滾動(dòng)。
[0005]上述專利中，存在金屬球從印刷電路板上的銅箔上滾動(dòng)到無(wú)銅箔處，然后再滾上銅箔的過(guò)程，在滾上銅箔的時(shí)候，由于銅箔有一定厚度，所以造成滾動(dòng)不夠靈敏。而且使用三顆金屬球也會(huì)使感應(yīng)到的電容量降低，靈敏度不夠高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]因此，針對(duì)上述的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種制造簡(jiǎn)單、成本低廉、定位精度較高、易于小型化、滾動(dòng)靈活且感應(yīng)靈敏度更高的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，包括由上蓋和下蓋配合形成的外殼，外殼內(nèi)設(shè)有固定電路板的中框，該中框的三個(gè)內(nèi)壁上分別設(shè)置三塊印刷電路板，每塊印刷電路板上用銅箔分別印刷出一片感應(yīng)極板，三片感應(yīng)極板通過(guò)三根金屬引腳分別連接外部檢測(cè)芯片的三個(gè)檢測(cè)管腳；下蓋對(duì)應(yīng)設(shè)有將三片感應(yīng)極板連接的三根金屬引腳引出的通孔；上蓋和中框形成的容置空間內(nèi)設(shè)有一個(gè)可自由滾動(dòng)的金屬球，金屬球在中框和上蓋形成的容置空間內(nèi)滾動(dòng)時(shí)，與三片感應(yīng)極板的其中一片或者兩片接觸。
[0008]為了方便制作，所述中框的底面設(shè)置第一印刷電路板，所述中框的與底面相鄰的一側(cè)壁設(shè)置第二印刷電路板，與設(shè)置該第二印刷電路板的側(cè)壁相對(duì)的另一側(cè)壁設(shè)置第三印刷電路板；金屬球在中框和上蓋形成的容置空間內(nèi)滾動(dòng)時(shí)，也即在第一印刷電路板的感應(yīng)電極上滾動(dòng)，同時(shí)與第二印刷電路板的感應(yīng)電極或者第三印刷電路板的感應(yīng)電極相接觸。
[0009]進(jìn)一步的，作為一個(gè)可行的方案，所述中框具有底板、第一側(cè)板和第二側(cè)板，底板的上表面水平設(shè)置，且固定有第一印刷電路板；第一側(cè)板的內(nèi)表面和第二側(cè)板的內(nèi)表面與底板的上表面垂直設(shè)置，第一側(cè)板的內(nèi)表面和第二側(cè)板的內(nèi)表面相互平行，且第一側(cè)板的內(nèi)表面設(shè)置第二印刷電路板，第二側(cè)板的內(nèi)表面設(shè)置第三印刷電路板。這樣，其中一塊印刷電路板水平放置，另外兩塊印刷電路板豎直放置于兩側(cè)，金屬球可在中框與上蓋組成的空腔中自由滾動(dòng)。此時(shí)，金屬球被限制在中框與上蓋組成的空腔內(nèi)，沿印刷電路板的表面滾動(dòng)，不論金屬球處于空腔內(nèi)任何位置時(shí)，都處于感應(yīng)極板之上，故滾動(dòng)時(shí)完全是在一個(gè)平整的平面上，所以滾動(dòng)非常靈活。
[0010]為了方便制作，作為一個(gè)可行的方案，所述中框由三塊印刷電路板組合而成，該三塊印刷電路板記為第一印刷電路板、第二印刷電路板和第三印刷電路板；具體的，第一印刷電路板水平設(shè)置，第二印刷電路板和第三印刷電路板均與第一印刷電路板垂直設(shè)置，且第二印刷電路板和第三印刷電路板互相平行。
[0011]另外，該中框也可以設(shè)置為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其底面和兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)側(cè)面分別印刷三個(gè)印刷電路板即可。
[0012]本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)，其三片感應(yīng)極板由印刷電路板上的銅箔制成，外部的檢測(cè)芯片以差分方式檢測(cè)兩側(cè)的感應(yīng)極板與底部的感應(yīng)極板間的電容差值。以印刷電路板的銅箔印刷腐蝕成的感應(yīng)極板可以做到很高的尺寸及位置精度，可以獲得很好的對(duì)稱性，非常適合差分檢測(cè)方式。另外，本實(shí)用新型采用三個(gè)位于不同平面的側(cè)面設(shè)置感應(yīng)極板，與現(xiàn)有技術(shù)中的同一個(gè)平面設(shè)置三個(gè)感應(yīng)極板相比，其不需要對(duì)感應(yīng)極板的形狀和大小做過(guò)多的限制，即可實(shí)現(xiàn)差分檢測(cè)，簡(jiǎn)化了制作工藝，降低了制作成本。同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中金屬球在從無(wú)銅箔處滾上有銅箔處的時(shí)候，由于銅箔具有一定厚度，所以造成滾動(dòng)不夠靈敏，本實(shí)用新型采用三個(gè)平面設(shè)置感應(yīng)極板，金屬球在滾動(dòng)時(shí)，一直處在印刷電路板上的銅箔上，因此滾動(dòng)非常靈敏，同時(shí)，采用一個(gè)金屬球也使得使感應(yīng)到的電容量大大提高，進(jìn)而提高了感應(yīng)靈敏度。綜上，本實(shí)用新型的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，制造簡(jiǎn)單，且定位精度較高、易于小型化、滾動(dòng)靈活且感應(yīng)靈敏度更高，具有很好的實(shí)用性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)的立體示意圖；
[0014]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)的印刷電路板的俯視圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)的立體示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]本實(shí)用新型提供一種采取在印刷電路板上制作電容式傳感器的感應(yīng)裝置，并對(duì)現(xiàn)有的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其具有金屬球滾動(dòng)靈活的特點(diǎn)。
[0018]具體的，本實(shí)用新型的一種電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，包括外殼、三塊印刷電路板、一顆金屬球、三根金屬引腳。參見(jiàn)圖3，外殼由上蓋11和下蓋12配合形成。外殼內(nèi)設(shè)有固定電路板的中框，該中框的三個(gè)內(nèi)壁上分別設(shè)置三塊印刷電路板30，每塊印刷電路板30上用銅箔分別印刷出一片感應(yīng)極板40，三片感應(yīng)極板40通過(guò)三根金屬引腳50分別連接外部檢測(cè)芯片的三個(gè)檢測(cè)管腳；下蓋12對(duì)應(yīng)設(shè)有將三根金屬引腳50引出的通孔；上蓋11和中框形成的容置空間內(nèi)設(shè)有一個(gè)可自由滾動(dòng)的金屬球60，金屬球60在中框和上蓋11形成的容置空間內(nèi)滾動(dòng)時(shí)，與三片感應(yīng)極板40的其中一片或者兩片接觸。
[0019]本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖3，中框由三塊印刷電路板30直接組合而成，將該三塊印刷電路板記為位于底部的第一印刷電路板31、位于兩側(cè)的第二印刷電路板32和第三印刷電路板33 ;具體的，第一印刷電路板31水平設(shè)置，第二印刷電路板32和第三印刷電路板33均與第一印刷電路板31垂直設(shè)置，且第二印刷電路板32和第三印刷電路板33互相平行。第一印刷電路板31上表面通過(guò)銅箔印刷出位于中間的第一感應(yīng)極板41，第二印刷電路板32的內(nèi)表面通過(guò)銅箔印刷出位于左側(cè)的第二感應(yīng)極板42，第三印刷電路板33的內(nèi)表面通過(guò)銅箔印刷出位于右側(cè)的第三感應(yīng)極板(圖上未示出)。第一感應(yīng)極板41通過(guò)第一金屬引腳51分別連接外部檢測(cè)芯片的其中一個(gè)檢測(cè)管腳，第二感應(yīng)極板42通過(guò)第二金屬引腳52分別連接外部檢測(cè)芯片的其中一個(gè)檢測(cè)管腳，第三感應(yīng)極板通過(guò)第三金屬引腳53分別連接外部檢測(cè)芯片的其中一個(gè)檢測(cè)管腳。金屬球60在中框和上蓋11形成的容置空間內(nèi)滾動(dòng)時(shí)，也即在第一印刷電路板31的第一感應(yīng)極板41上滾動(dòng)，同時(shí)與第二印刷電路板32的第二感應(yīng)電極42或者第三印刷電路板33的第三感應(yīng)電極相接觸。
[0020]上述結(jié)構(gòu)下，金屬球被限制在中框與上蓋組成的空腔內(nèi)，沿印刷電路板的表面滾動(dòng)，不論金屬球處于空腔內(nèi)任何位置時(shí)，都處于感應(yīng)極板之上，故滾動(dòng)時(shí)完全是在一個(gè)平整的平面上，所以滾動(dòng)非常靈活。
[0021]另外，中框也可由底板、第一側(cè)板和第二側(cè)板實(shí)現(xiàn)，其中底板的上表面水平設(shè)置，且固定有第一印刷電路板；第一側(cè)板的內(nèi)表面和第二側(cè)板的內(nèi)表面與底板的上表面垂直設(shè)置，第一側(cè)板的內(nèi)表面和第二側(cè)板的內(nèi)表面相互平行，且第一側(cè)板的內(nèi)表面設(shè)置第二印刷電路板，第二側(cè)板的內(nèi)表面設(shè)置第三印刷電路板。這樣，也可實(shí)現(xiàn)其中一塊印刷電路板水平放置，另外兩塊印刷電路板豎直放置于兩側(cè)，金屬球可在中框與上蓋組成的空腔中自由滾動(dòng)。
[0022]另外，該中框還可以設(shè)置為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其底面和兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)側(cè)面分別印刷三個(gè)印刷電路板即可。
[0023]下面具體描述本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)原理。
[0024]令金屬球60與第一感應(yīng)極板41之間的電容值為Cl,金屬球60與第二感應(yīng)極板42之間的電容值為C2，金屬球60與第三感應(yīng)極板之間的電容值為C3。金屬球60靠近第二感應(yīng)極板42時(shí)二者間的電容值為C2.1，遠(yuǎn)離時(shí)的電容值為C2.2，金屬球60靠近第三感應(yīng)極板時(shí)二者間的電容值為C3.1，遠(yuǎn)離時(shí)的電容值為C3.2。其中C2.1=C3.1>C2.2=C3.2。
[0025]那么當(dāng)金屬球60接近第一感應(yīng)極板41時(shí),第一金屬引腳51與第二金屬引腳52之間的電容值為Cl與C2.1串聯(lián)，第三金屬引腳53與第二金屬引腳52之間的電容值為Cl與C3.2串聯(lián)，前者大于后者，于是外部檢測(cè)芯片可以判別出金屬球60位于靠近第二感應(yīng)極板42的位置；反之，外部檢測(cè)芯片可以判別出金屬球60位于靠近第三感應(yīng)極板的位置。
[0026]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于: 包括由上蓋和下蓋配合形成的外殼； 外殼內(nèi)設(shè)有固定電路板的中框，該中框的三個(gè)內(nèi)壁上分別設(shè)置三塊印刷電路板，每塊印刷電路板上用銅箔分別印刷出一片感應(yīng)極板，三片感應(yīng)極板通過(guò)三根金屬引腳分別連接外部檢測(cè)芯片的三個(gè)檢測(cè)管腳； 下蓋對(duì)應(yīng)設(shè)有三根金屬引腳引出的通孔； 上蓋和中框形成的容置空間內(nèi)設(shè)有一個(gè)可自由滾動(dòng)的金屬球，金屬球在中框和上蓋形成的容置空間內(nèi)滾動(dòng)時(shí)，與三片感應(yīng)極板的其中一片或者兩片接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述中框的底面設(shè)置第一印刷電路板，所述中框的與底面相鄰的一側(cè)壁設(shè)置第二印刷電路板，與設(shè)置該第二印刷電路板的側(cè)壁相對(duì)的另一側(cè)壁設(shè)置第三印刷電路板；金屬球在中框和上蓋形成的容置空間內(nèi)滾動(dòng)時(shí)，也即在第一印刷電路板的感應(yīng)電極上滾動(dòng)，同時(shí)與第二印刷電路板的感應(yīng)電極或者第三印刷電路板的感應(yīng)電極相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述中框具有底板、第一側(cè)板和第二側(cè)板，底板的上表面水平設(shè)置，且固定有第一印刷電路板；第一側(cè)板的內(nèi)表面和第二側(cè)板的內(nèi)表面與底板的上表面垂直設(shè)置，第一側(cè)板的內(nèi)表面和第二側(cè)板的內(nèi)表面相互平行，且第一側(cè)板的內(nèi)表面設(shè)置第二印刷電路板，第二側(cè)板的內(nèi)表面設(shè)置第三印刷電路板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式傳感器感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述中框由三塊印刷電路板組合而成，該三塊印刷電路板記為第一印刷電路板、第二印刷電路板和第三印刷電路板；具體的，第一印刷電路板水平設(shè)置，第二印刷電路板和第三印刷電路板均與第一印刷電路板垂直設(shè)置，且第二印刷電路板和第三印刷電路板互相平行。
【文檔編號(hào)】G01D5/24GK204202626SQ201420541743
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】柴智, 楊叔仲, 劉雙春, 魏肅 申請(qǐng)人:廈門市芯陽(yáng)科技有限公司