CN201215516Y - 差动式电容荷载传感器 - Google Patents

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于晓光
司柽宇
卢满怀
彭芳
潘奇明
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Abstract

一种差动式电容荷载传感器，主要由定极柱、动极柱、测量元件(弹性体)、测量头、壳体构成，测量头受被测外力作用时，将该作用力传给测量元件(弹性体)，测量元件发生弹性变形，沿轴向被压缩，测量头和电容动极柱一起产生相应位移，则电容传感器两极柱间的覆盖面积发生变化，引起传感器的电容值随之变化，电容值的变化量与测量头的位移量有一一对应的关系。通过电极引出线将电容变化量输出到外加电路，进行处理、输出，就可以得到外加荷载的大小。其特点是灵敏度高，便于拾取信号；极板间不接触、不变形、不磨损、寿命长；电容传感器受温度影响小；动态性能好。

Description

差动式电容荷载传感器
一、技术领域
本实用新型涉及一种检测各种荷载(力)大小的差动式电容传感器。
二、背景技术
目前，在众多的用于荷载(力)检测的传感器当中，绝大部分为电阻应变式传感器，暂未有电容式传感器产品或设计问世。电阻应变式荷载传感器的弊端一是检测灵敏度不够高，一般的误差在0.5％左右；二是电阻应变片易受环境温度的影响，使测量数值不准确；三是电阻应变片的粘贴位置精度和牢固度都会造成测量误差；四是电阻应变片信号变化微弱，不利于检测。
三、发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种全新的差动式电容荷载传感器，以克服现有技术的不足。
本实用新型采用的技术方案是：它主要由定极柱、动极柱、测量元件、测量头、壳体组成，动极柱与测量头固定连接为一体，定极柱与壳体固定连接为一体，测量头与壳体为间隙配合，测量元件安装在测量头与壳体底座之间；定极柱和动极拄的电极引出线经外壳底座上的引线孔引出。
动极拄、定极柱采用陶瓷材料作基底，表面分别镀有一层银，构成电容两个电极，银层表面再镀有一层惰性金属铑；定极柱的电极外还敷有一层聚氯乙烯层。
动极柱的电极两端分别设有电容等位环。
本实用新型的积极效果是：1、与现在普遍应用的电阻应变式荷载传感器相比较，结构简单、适应性强、动态相应好、温度稳定性好，可实现非接触测量，具有极板间不接触，不磨损、寿命长等优点；2、测量元件相对独立安装，拆装方便；3、采用差动变极柱面积形式，输入与输出线性关系好，测量精度高，可达um级以下；4、动、定电容极柱采用陶瓷材料作基底，绝缘性能高；电极采用在陶瓷基底上喷镀银，然后再镀一层惰性金属铑，达到了既使电极导电性能好，又使电极相对密封，起到防尘、防潮、防腐蚀、抗氧化、抗磨损的作用，同时降低了温度系数；5、动极柱采用等位环技术可有效消除电容的边缘效应，使得传感器的输入与输出的线性关系更好，测量精度更高；6、动、定极柱之间采用聚氯乙烯材料作为电容的电介质，相对介电常数较高，传感器初始电容值高，便于信号的提取、测量、处理以及减小信号干扰并提高测量精度。
四、附图说明
附图1：本实用新型的结构示意图；
附图2：本传感器的动极柱示意图；
附图3：本传感器的定极柱示意图。
五、具体实施方式
如图1所示，本传感器由定极柱5、动极柱6、测量元件3、测量头1、壳体2构成，动极柱6、定极柱5均采用陶瓷材料作基底，形状为中空圆柱形，在动极柱6的内表面、定极柱5的外表面分别镀以厚度不超过0.1mm的银，作为电容两个电极11、13(如图2、3所示)，然后再镀一层厚度0.05mm的惰性金属铑作为电极保护层，以达到既使电极导电性能好，又使电极相对密封，起到防尘、防潮、防腐蚀、抗氧化、抗磨损的作用，同时又可降低温度系数；在定极柱5的电极13外再敷以0.5mm厚的聚氯乙烯层14，以提高介电常数，增大电容值。如图2所示，动极柱6电极两端分别设有电容等位环10，可有效消除电容的边缘效应。定极柱5采用粘接方式与壳体2连为一体，动极柱6与测量头1粘接为一体；测量元件3在实施例中采用弹簧，可做成系列产品，根据检测对象、范围不同任意选用不同弹性系数的测量元件；测量头1和壳体2采用铁镍合金做材料，可减小温度变化对测量精度的影响；测量头1根据检测对象不同也可做成不同类型；壳体2采用铁镍合金材料，稳定性好，温度系数低，对内部的电容起到良好的屏蔽作用，抗信号干扰性能好。
本实用新型的工作原理是：传感器工作时，测量头1受外力作用，并将该作用力传给测量元件3，测量元件3发生弹性变形，沿轴向被压缩，测量头1和动极柱6一起产生相应位移，则电容传感器两极柱间的覆盖面积发生变化，引起传感器的电容值随之变化，该电容值通过电极引出线4、9输出到外加电路，由电路对传感器的电容值进行检测、处理、输出，就可以得到外加荷载的大小。

Claims (3)

1、一种差动式电容荷载传感器，其特征是：它主要由定极柱(5)、动极柱(6)、测量元件(3)、测量头(1)、壳体(2)组成，动极柱(6)与测量头(1)固定连接为一体，定极柱(5)与壳体(2)固定连接为一体，测量头(1)与壳体(2)为间隙配合，测量元件(3)安装在测量头(1)与壳体(2)底座之间；定极柱(5)和动极柱(6)的电极引出线(4、9)经外壳(2)底座上的引线孔(8)引出。
2、根据权利要求1所述的差动式电容荷载传感器，其特征是：动极柱(6)、定极柱(5)由陶瓷材料作基底，表面分别镀有一层银，银层表面镀有一层惰性金属铑；定极柱(5)的电极(13)外还敷有一层聚氯乙烯(14)层。
3、根据权利要求1或2所述的差动式电容荷载传感器，其特征是：动极柱(6)的电极(11)两端分别设有电容等位环(10)。
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Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102445629A (zh) * 2010-10-06 2012-05-09 微探测株式会社 差动电容式传感器模块及使用该模块的用于显示面板的检查设备
CN110514345A (zh) * 2019-08-23 2019-11-29 武汉科技大学 一种电容式螺栓预紧力的测量监测装置
CN111174962A (zh) * 2020-01-08 2020-05-19 哈尔滨工业大学 一种可调量程的电容式三维力传感器
CN113125052A (zh) * 2021-03-30 2021-07-16 于智育 一种压力传感器及其检测方法
CN113297658A (zh) * 2021-05-24 2021-08-24 中国十七冶集团有限公司 一种基于bim技术的桥梁结构分析***及其分析方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102445629A (zh) * 2010-10-06 2012-05-09 微探测株式会社 差动电容式传感器模块及使用该模块的用于显示面板的检查设备
CN110514345A (zh) * 2019-08-23 2019-11-29 武汉科技大学 一种电容式螺栓预紧力的测量监测装置
CN110514345B (zh) * 2019-08-23 2021-09-17 武汉科技大学 一种电容式螺栓预紧力的测量监测装置
CN111174962A (zh) * 2020-01-08 2020-05-19 哈尔滨工业大学 一种可调量程的电容式三维力传感器
CN113125052A (zh) * 2021-03-30 2021-07-16 于智育 一种压力传感器及其检测方法
CN113125052B (zh) * 2021-03-30 2022-05-27 于智育 一种压力传感器及其检测方法
CN113297658A (zh) * 2021-05-24 2021-08-24 中国十七冶集团有限公司 一种基于bim技术的桥梁结构分析***及其分析方法
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