高精度差動式多層環(huán)形電容測微儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及測量設(shè)備領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種高精度差動式多層環(huán)形電容測微儀。
【背景技術(shù)】
[0002]電容位移傳感器是一種非接觸電容式原理的精密測量儀器，具有一般非接觸式儀器所共有的無磨擦、無損磨和無惰性特點外，還具有信噪比大，靈敏度高，零漂小，頻響寬，非線性小，精度穩(wěn)定性好，抗電磁干擾能力強和使用操作方便等優(yōu)點。其在國內(nèi)研宄所，高等院校、工廠和軍工部門得到廣泛應(yīng)用，成為科研、教學(xué)和生產(chǎn)中一種不可缺少的測試儀器。
[0003]目前已有的電容位移傳感器主要有變極距型電容傳感器，變面積型電容傳感器兩大類，然而以上兩種傳感器的靈敏度和精度都比較低，要達(dá)到高的測量精度必須增大極板面積，這不僅在成本上非常高，在體積上也難以微型化，并且無法測量工作臺的真正運動狀
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【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種高精度差動式多層環(huán)形電容測微儀，其能用于高測量精度，高靈敏度，尤其是應(yīng)用在微動工作臺中的電容位移傳感器，不僅降低成本，提高測量精度，而且能實現(xiàn)微型化。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下之技術(shù)方案:
[0006]一種高精度差動式多層環(huán)形電容測微儀，包括有金屬外殼、動電容體以及兩靜電容體；該金屬外殼接地，該動電容體和兩靜電容體均設(shè)置于金屬外殼內(nèi)；該動電容體的左右兩端均形成有多個同心的電容動極板，動電容體連接有金屬導(dǎo)向軌，金屬導(dǎo)向軌與金屬外殼直接配合接觸，金屬導(dǎo)向軌的末端伸出金屬外殼并與一測頭連接；一靜電容體的左端安裝有左絕緣導(dǎo)向靜極板套，另一靜電容體的右端安裝有右絕緣導(dǎo)向靜極板套，一靜電容體的右端和另一靜電容體的左端均形成有多個同心的電容靜極板，兩靜電容體上的電容靜極板與動電容體兩端對應(yīng)的電容動極板相互嵌套，以及，兩靜電容體連接有屏蔽電纜，該屏蔽電纜穿過金屬外殼與電容信號處理電路連接，電容信號處理電路連接差動放大電路。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，所述金屬外殼為左端開口的中空圓柱體，該金屬外殼的右端具有第一通孔，該左絕緣導(dǎo)向靜極板套封蓋住金屬外殼的左端，該右絕緣導(dǎo)向靜極板套設(shè)置于該金屬外殼的右端內(nèi)部，該左絕緣導(dǎo)向靜極板套以及右絕緣導(dǎo)向靜極板套分別具有第二通孔以及第三通孔，該金屬導(dǎo)向軌依次穿過第一通孔、第三通孔以及第二通孔且金屬導(dǎo)向軌的左右兩端伸出金屬外殼外，該金屬導(dǎo)向軌可左右移動地設(shè)置，對應(yīng)地該動電容體亦可隨金屬導(dǎo)向軌左右移動地設(shè)置。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述金屬導(dǎo)向軌上設(shè)置有一固定螺母，該固定螺母抵于左絕緣導(dǎo)向靜極板套上，該金屬導(dǎo)向軌與測頭之間通過一連接件連接，一復(fù)位彈簧套設(shè)于金屬導(dǎo)向軌外且該復(fù)位彈簧的兩端分別抵于金屬外殼與連接件之間。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述金屬導(dǎo)向軌包括有左金屬導(dǎo)向軌以及右金屬導(dǎo)向軌，該左金屬導(dǎo)向軌的左端伸出金屬外殼外并接地，該右金屬導(dǎo)向軌與金屬外殼直接配合接觸，該右金屬導(dǎo)向軌與動電容體的連接處設(shè)置有絕緣漆，該右金屬導(dǎo)向軌的右端伸出金屬外殼外并與測頭連接。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述測頭為可更換測頭。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
[0012]通過在金屬外殼內(nèi)設(shè)置有動電容體和兩靜電容體，該動電容體的左右兩端均形成有多個同心的電容動極板，一靜電容體的右端和另一靜電容體的左端均形成有多個同心的電容靜極板，兩靜電容體上的電容靜極板與動電容體兩端對應(yīng)的電容動極板相互嵌套，使得電容靜極板與對應(yīng)的電容動極板組成多組環(huán)狀并聯(lián)電容，該多組環(huán)狀并聯(lián)電容的變化形態(tài)相同，各組差動變化累加，從而增大了微動時電容靜極板與電容動極板之間的面積變化量，從而使得系統(tǒng)更具穩(wěn)定性、抗干擾性，有效提高了測量精度和靈敏度。
[0013]為更清楚地闡述本實用新型的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實施例來對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型之較佳實施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實用新型之較佳實施例中靜電容體的主視圖；
[0016]圖3是本實用新型之較佳實施例中靜電容體的局部截面圖；
[0017]圖4是本實用新型之較佳實施例中靜電容體的側(cè)視圖；
[0018]圖5是本實用新型之較佳實施例中動電容體的主視圖；
[0019]圖6是本實用新型之較佳實施例中動電容體的局部截面圖；
[0020]圖7是本實用新型之較佳實施例中動電容體的側(cè)視圖；
[0021]圖8是本實用新型之較佳實施例中左絕緣導(dǎo)向靜極板套的主視圖；
[0022]圖9是本實用新型之較佳實施例中左絕緣導(dǎo)向靜極板套的截面圖；
[0023]圖10是本實用新型之較佳實施例中左絕緣導(dǎo)向靜極板套的側(cè)視圖；
[0024]圖11是本實用新型之較佳實施例中右絕緣導(dǎo)向靜極板套的主視圖；
[0025]圖12是本實用新型之較佳實施例中右絕緣導(dǎo)向靜極板套的截面圖；
[0026]圖13是本實用新型之較佳實施例中右絕緣導(dǎo)向靜極板套的側(cè)視圖；
[0027]圖14是本實用新型之較佳實施例中由cav444集成芯片組成的電路示意圖。
[0028]圖15是本實用新型之較佳實施例中高共模差動放大電路示意圖。
[0029]附圖標(biāo)識說明:
[0030]10、金屬外殼101、第一通孔
[0031]20、動電容體21、電容動極板
[0032]30、靜電容體31、電容靜極板
[0033]40、左絕緣導(dǎo)向靜極板套401、第二通孔
[0034]50、右絕緣導(dǎo)向靜極板套501、第三通孔
[0035]60、金屬導(dǎo)向軌61、固定螺母
[0036]62、連接件63、復(fù)位彈簧
[0037]64、左金屬導(dǎo)向軌65、右金屬導(dǎo)向軌
[0038]70、測頭。
【具體實施方式】
[0039]請參照圖1至圖15所示，其顯示出了本實用新型之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有金屬外殼10、動電容體20以及兩靜電容體30。
[0040]其中，該金屬外殼10接地，該金屬外殼10為左端開口的中空圓柱體，該金屬外殼10的右端具有第一通孔101。
[0041]該動電容體20和兩靜電容體30均設(shè)置于金屬外殼10內(nèi)。如圖5至圖7所示，該動電容體20的左右兩端均形成有多個同心的電容動極板21 ;如圖2至圖4所示，一靜電容體30的右端和另一靜電容體30的左端均形成有多個同心的電容靜極板31，該多個同心的電容動極板21與電容靜極板31的厚度均很薄、間距極小，通過兩靜電容體30上的電容靜極板31與動電容體20兩端對應(yīng)的電容動極板21相互嵌套，使得電容靜極板31與對應(yīng)的電容動極板21組成多組環(huán)狀并聯(lián)電容，該多組環(huán)狀并聯(lián)電容的變化形態(tài)相同，各組差動變化累加，有利于增加傳感器的初始電容值和電容變化時的改變量，從而提高本實用新型的測量精度以及靈敏度。該環(huán)狀并聯(lián)電容的組數(shù)不作限制，在本實施例中，該環(huán)狀并聯(lián)電容為18組。
[0042]一靜電容體30的左端安裝有左絕緣導(dǎo)向靜極板套40，另一靜電容體30的右端安裝有右絕緣導(dǎo)向靜極板套50。該左絕緣導(dǎo)向靜極板套40封蓋住金屬外殼10的左端，該右絕緣導(dǎo)向靜極板套5