[發(fā)明專利]電容式傳感器及陀螺儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910302544.2
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101893451A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張仁淙
• 申請（專利權(quán)）人: 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: G01D5/241
• 分類號: G01D5/241;G01C19/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種電容式傳感器及使用該電容式傳感器的陀螺儀。

背景技術(shù)

利用電容來測量兩個物體之間的相對位置是眾所周知的。傳統(tǒng)的檢測方法是把兩片導電板分別固定在兩個相對運動的物體上，使得兩個導電板彼此對應且間隔一定距離。所述兩片導電板和夾在中間的電介質(zhì)(如空氣)一起構(gòu)成電容，當兩片導電板之間的間距一定時，所述電容的電容量依賴于兩片導電板彼此重疊的面積。當物體移動時，重疊面積發(fā)生變化，導致兩片導電板之間的電容量產(chǎn)生相應的變化。根據(jù)電容量的變化就可確定物體之間的相對運動量。

然而，傳統(tǒng)的電容式傳感器一般用于量測兩個物體之間的直線運動量或者物體的加速度，不能將物體的角速度上變化轉(zhuǎn)化為導電板之間電容量的變化，從而無法實現(xiàn)對物體角速度的量測。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種能量測物體角速度的電容式傳感器及使用該電容式傳感器的陀螺儀。

一種電容式傳感器，其包括一定極板、一動極板及一彈性裝置；所述定極板包括一底板、一側(cè)壁、多個第一支架及多個定柵；所述側(cè)壁呈圓環(huán)狀，固設(shè)于底板邊緣；所述多個第一支架間隔均勻的固設(shè)于側(cè)壁內(nèi)側(cè)；所述多個定柵沿同一方向垂直固設(shè)于第一支架上；所述彈性裝置一端固設(shè)于底板上，另一承載所述動極板；所述動極板包括多個第二支架及多個動柵；所述多個第二支架間隔均勻的固設(shè)于彈性裝置的另一端；所述多個動柵沿與定柵的朝向相反的方向垂直固設(shè)于第二支架上；所述定柵與動柵相互交錯重疊從而形成電容的兩極。

一種陀螺儀，其包括一承載裝置、一電路模塊及三個電容式傳感器；所述三個電容式傳感器分別沿空間坐標軸的三個相互垂直的方向固設(shè)在承載裝置上；所述電路模塊對電容式傳感器感測的信號進行處理；所述電容式傳感器包括一定極板、一動極板及一彈性裝置；所述電容式傳感器包括一定極板、一動極板及一彈性裝置；所述定極板包括一底板、一側(cè)壁、多個第一支架及多個定柵；所述側(cè)壁呈圓環(huán)狀，固設(shè)于底板邊緣；所述多個第一支架間隔均勻的固設(shè)于側(cè)壁內(nèi)側(cè)；所述多個定柵沿同一方向垂直固設(shè)于第一支架上；所述彈性裝置一端固設(shè)于底板上，另一承載所述動極板；所述動極板包括多個第二支架及多個動柵；所述多個第二支架間隔均勻的固設(shè)于彈性裝置的另一端；所述多個動柵沿與定柵的朝向相反的方向垂直固設(shè)于第二支架上；所述定柵與動柵相互交錯重疊從而形成電容的兩極。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的電容式傳感器，通過可轉(zhuǎn)動連接于彈性裝置的動柵的轉(zhuǎn)動，使動柵與其相互交錯重疊的定柵之間相對面積發(fā)生改變，從而定極板與動極板之間電容量的變化，則實現(xiàn)對帶動電容式傳感器轉(zhuǎn)動的裝置的角速度量測。本發(fā)明還提供一種使用該電容式傳感器的陀螺儀。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施方式提供的電容式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中電容式傳感器的使用狀態(tài)示意圖。

圖3為使用圖1中電容式傳感器的陀螺儀的立體示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1，本發(fā)明實施方式提供的一種電容式傳感器100，其用于對物體的角速度進行量測。所述電容式傳感器100包括一模擬裝置10、一電容量測電路20及一數(shù)/模轉(zhuǎn)化模塊30。所述模擬裝置10用于將角速度轉(zhuǎn)化為電容量的變化，所述電容量測電路20用于將微小的電容量的變化轉(zhuǎn)化為電壓信號，所述數(shù)/模轉(zhuǎn)化模塊30將模擬的電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。

所述模擬裝置10呈圓柱狀，其是采用MEMS(Micro?Flectro?Mechanical?Systems)技術(shù)在硅材料上蝕刻而成。該模擬裝置10包括一定極板11、一動極板12及一彈性裝置13。所述動極板12固設(shè)于彈性裝置13上，并與所述定極板11相重疊。

所述定極板11包括一底板111、一側(cè)壁112、多個第一支架113及多個定柵114。所述底板111為一圓形基板。所述側(cè)壁112呈圓環(huán)狀，其固設(shè)于底板111邊緣，并環(huán)繞所述底板111。所述多個第一支架113間隔均勻的設(shè)置于側(cè)壁112內(nèi)側(cè)，且每個第一支架113都垂直于底板111與側(cè)壁112。所述定柵114為多個具有同一圓心的弧形片，所述定柵114沿順時針方向垂直設(shè)置于第一支架113上。設(shè)置在同一第一支架113上的多個定柵114呈等間距排列，所述多個定柵114的弧長從靠近側(cè)壁112的一端到遠離側(cè)壁112的另一端逐漸減小。本實施方式中，所述定極板11包括四個第一支架113，在每個第一支架113上設(shè)置有三個定柵114。