[實用新型]電容式位移傳感器及應用該傳感器的分量式鉆孔應變儀

有效

• 申請號: 201120051637.5
• 申請日: 2011-03-01
• 公開（公告）號: CN201964871U
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 歐陽祖熙
• 申請（專利權）人: 歐陽祖熙
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B7/16
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 叢芳;彭曉玲

技術領域

本實用新型涉及位移傳感器技術領域，更具體的說是涉及一種帶屏蔽極板的電容式位移傳感器及應用該傳感器的分量式鉆孔應變儀。

背景技術

現有的電容式位移傳感器大多數采用了三端電容結構，有的還設計了兩個電容傳感器，以形成差動式工作，例如RZB型鉆孔應變儀中的電容式位移傳感器。但這些傳感器無一例外地都是對整個位移傳感器進行屏蔽，稱作整體屏蔽。這種屏蔽技術可以基本上屏蔽掉傳感器殼體之外的雜散電磁場干擾，在精密測量中，僅僅做到這一步是不夠的，因為電容式位移傳感器無論采用何種測量電路，都要注意盡量縮短傳感器極板的接線，以減小連接電纜引入的分布電容，所以，測量電路的前置放大器總是安裝在靠近極板處，這就使得電容式位移傳感器的極板會受到置于傳感器殼體內部前置電路產生的電場的影響，以及接地回路漏電流形成的電磁場的影響。此外，差動式工作的兩個電容器電極各自產生的電磁場也要產生互相影響，這無疑會帶來干擾，增大傳感器噪聲，降低測量精度。

實用新型內容

本實用新型的目的之一在于提供一種帶屏蔽極板的電容式傳感器，該傳感器采用屏蔽式極板，從源頭上抑制傳感器噪聲，使傳感電容極板拾取的信號幾乎只與電容極板位移相關，大大提高了該傳感器測量精度。

本實用新型的另一目的在于提供一種應用上述電容式傳感器的分量式鉆孔應變儀，該分量式鉆孔應變儀大大提高測量精度。

本實用新型是采用如下技術方案來實現上述目的的：一種帶屏蔽極板的電容式位移傳感器，包括有平板電容，其特征在于，所述平板電容由兩塊以上平行設置的基板構成，該基板由絕緣層和包覆在該絕緣層外表面的導電層構成，在相鄰兩塊基板的相對的面上，均設有極板和引線，該極板和引線均由分隔出的導電層構成。

作為上述方案的進一步說明：

優選地，所述絕緣層為環氧樹脂板、陶瓷板、有機玻璃板等絕緣板材，所述導電層為包覆在該絕緣板材上的金、銀、銅等導電金屬膜。

優選地，所述極板和引線由機械加工或蝕刻分離出的導電層構成。

優選地，所述極板為圓形、矩形或異形。

一種應用上述帶屏蔽極板的電容式位移傳感器的鉆孔應變儀，包括密封鋼筒和位移傳遞桿，該位移傳遞桿沿該密封鋼筒的徑向與密封鋼筒內壁垂直連接，所述帶屏蔽極板的電容式位移傳感器連接在該位移傳遞桿之間。

本實用新型采用以上技術方案所能達到的有益效果是：

1.本實用新型所述的帶屏蔽極板的電容式位移傳感器，在基板上形成電容極板和屏蔽層，可使電容式位移傳感器的位移傳感空間與外部空間實現良好的隔離，不受外界雜散電場的影響，保證有極高的信號噪聲比，據初步測試結果表明，噪聲降低可達數倍以上，測量系統穩定性及精度有明顯提高。

2.本實用新型所述的電容式位移傳感器的電容極板可采用絕緣板表面包覆導電層進行蝕刻加工制作，與設計、制作印刷電路板一樣，十分方便，而且極板的引線可沿用印刷電路板設計中的引線的方式實現，占用的空間很小，對極板屏蔽效果沒有明顯影響。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一所述電容式位移傳感器的平板電容結構示意圖及其電場分布示意圖；

圖2是圖1所述平板電容的極板結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例二所述電容式位移傳感器的平板電容結構示意圖及其電場分布示意圖；

圖4是應用本實用新型所述電容式位移傳感器的鉆孔應變儀結構示意圖。

附圖標記說明：

1-陶瓷絕緣板，2-銅膜，3-電容極板，4-金屬物體，5-引線，6-密封鋼筒，7-電容式位移傳感器，8-位移傳遞桿。

具體實施方式

為進一步闡述本實用新型的結構和功能，以下結合附圖和優選的實施例對本實用新型作詳細說明，但應當理解本實用新型的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

實施例一

本實施例涉及圖1和圖2，圖1是本實施例所述電容式位移傳感器的平板電容結構示意圖及其電場分布示意圖，如圖中所示，該平板電容包括有兩塊基板，該基板為陶瓷絕緣板1外表面包覆銅膜2構成，在兩塊基板的相對的面上，蝕刻分離出一部分銅膜2作為平板電容的電容極板3，在基板上除去電容極板3以外的銅膜2即可形成屏蔽層，即使在平板電容附近存在金屬物體4，該金屬物體4的雜散電場也會被屏蔽層完全隔離，從而使兩個電容極板3之間的電場為平行電場，進而使平板電容的電容值的變化只與該平板電容的極板位移相關，不受外部雜散電場變動的影響。