專利名稱：一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及傾角傳感技術(shù)，特別是一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在類似技術(shù)中，用于改變電容量值的運動工作介質(zhì)是液態(tài)高純凈度電介質(zhì)材料，因為其作用是構(gòu)成電容的電介質(zhì)材料部分，所以同時還需考慮其介電常數(shù)等參數(shù)特性，因此現(xiàn)有技術(shù)難以兼顧傳感器敏感器件的材料和性能等要求。
本實用新型的目的在于提供一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，這種傳感結(jié)構(gòu)配合適當?shù)膴A層腔體的結(jié)構(gòu)，采用液態(tài)導電體作為運動電容電極，配合固定電容電極以及在其表面生成的絕緣電介質(zhì)層，構(gòu)成可變電容結(jié)構(gòu)，當傳感器敏感器件繞其工作軸轉(zhuǎn)動時，可變電容的電容量發(fā)生變化，通過測量電容量隨傾角的變化而實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。
本實用新型的構(gòu)成電容式傾角傳感器敏感器件結(jié)構(gòu)包括支承座、電容電極、絕緣電介質(zhì)層或電介質(zhì)層和絕緣層構(gòu)成的復(fù)合層、夾層腔體結(jié)構(gòu)和液態(tài)導電體，支承座采用絕緣材料制成，其主要作用是支撐聯(lián)接電容固定電極，由支承座和電容固定電極構(gòu)成具有夾層腔體的結(jié)構(gòu)，在電容固定電極表面生成兼有絕緣作用和電容電介質(zhì)作用的膜層，或者生成由電介質(zhì)層和絕緣層構(gòu)成的復(fù)合層，在夾層腔體中裝入液態(tài)導電體，電容固定電極表面絕緣電介質(zhì)層或復(fù)合層構(gòu)成電容的電介質(zhì)層，并且將液態(tài)導電體與電容固定電極絕緣隔離，液態(tài)導電體與電容固定電極表面絕緣電介質(zhì)層或復(fù)合層的接觸面形成可變電容的運動電極，構(gòu)成獨立可變電容方式或差動可變電容方式結(jié)構(gòu)，夾層腔體中液態(tài)導電體的取量一般根據(jù)下述條件當傾角傳感器敏感器件的傾角從零變化到滿量程或最大可測量傾斜角時，對于獨立可變電容方式，液態(tài)導電體與電容固定電極表面絕緣電介質(zhì)層的接觸面一般從完全覆蓋到全部分離狀態(tài)，或者從完全分離到全部覆蓋狀態(tài)，對于差動可變電容方式，液態(tài)導電體一般從等面積覆蓋差動電容固定電極對的兩個電極，變化為全部移動到差動電容固定電極對之一個電極所對應(yīng)的腔體中，或者相反地從全部在差動電容固定電極對之一個電極所對應(yīng)的腔體中，移動變化為等面積覆蓋差動電容固定電極對的兩個電極，當電容式傾角敏感器件繞單一工作軸線或者多個工作軸線旋轉(zhuǎn)時，傾角發(fā)生變化，對于獨立可變電容方式，單個獨立電容或相應(yīng)于多維工作軸的多個獨立電容分別相應(yīng)發(fā)生變化，對于差動可變電容方式，各組內(nèi)兩兩組合分組配置的差動電容相應(yīng)同時分別增大和減小。在電容固定電極(2)(7)(12)(17)(22)(27)(32)(37)(42)(47)(52)(57)(62)(67)(72)(77)的相應(yīng)工作表面上有至少一層絕緣電介質(zhì)層(3)(8)(13)(18)(23)(28)(33)(38)(43)(48)(53)(58)(63)(68)(73)(78)，或者有至少一層由電介質(zhì)層和絕緣層構(gòu)成的復(fù)合層。夾層腔體與繞工作軸轉(zhuǎn)動時發(fā)生的傾斜具有相關(guān)性，在正常工作狀態(tài)時，對于一維工作軸電容式傾角傳感器敏感器件，夾層腔體結(jié)構(gòu)一般是相對于工作軸旋轉(zhuǎn)對稱的圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形，或者是相對于垂直于水平面并且包含工作軸的平面對稱的非完整圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形，對于多維工作軸電容式傾角傳感器敏感器件，夾層腔體結(jié)構(gòu)一般是由分別相應(yīng)于各維工作軸旋轉(zhuǎn)對稱的圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形構(gòu)成的組合形，或者是由相對于垂直于水平面并且分別包含各維工作軸的各個平面對稱的多個非完整圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形構(gòu)成的組合形，特別是當各夾層腔體相互獨立封閉時，夾層腔體結(jié)構(gòu)是多個一維工作軸電容式傾角傳感器敏感器件結(jié)構(gòu)構(gòu)成的組合形，上述工作軸是圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形的旋轉(zhuǎn)對稱軸，可變電容固定電極是夾層腔體結(jié)構(gòu)的組成部分，對于獨立可變電容方式，相應(yīng)于工作軸維數(shù)的獨立電容固定電極位于圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形夾層腔體結(jié)構(gòu)的圓弧面上或端平面上，電容固定電極一般是非完整圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形，或者是環(huán)形、弓形或去除弓形后的圓形的剩余部分，并且相對于垂直于水平面并且包含工作軸的平面對稱，對于差動可變電容方式，相應(yīng)于工作軸維數(shù)的電容固定電極對按照差動電容對結(jié)構(gòu)要求，兩兩分組對稱組合配置，電容固定電極對相對于工作軸對稱，或者相對于垂直于水平面并且包含工作軸的平面對稱，各組電容固定電極對與支承座結(jié)合構(gòu)成相應(yīng)圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形夾層腔體結(jié)構(gòu)，并且位于圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形的圓弧面上或端平面上。電容固定電極是圓弧面的一維傾角敏感器件，由支承座(1)(11)和至少一個以工作軸為軸心的非完整圓弧面形獨立電容固定電極(2)，或者和至少一組相對于工作軸對稱的絕緣隔離的差動電容固定電極對(12)，構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(5)(15)的圓柱環(huán)形夾層腔體(4)(14)，類似地，可以由非完整球臺環(huán)形獨立電容固定電極或球臺環(huán)形差動電容固定電極對構(gòu)成球臺環(huán)形夾層腔體。電容固定電極在端平面的一維傾角敏感器件，由支承座(6)(16)和端面上的電容固定電極構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(10)(20)的圓柱環(huán)形夾層腔體(9)(19)，圓柱環(huán)形夾層腔體至少有一個端面上有至少一個獨立電容固定電極(7)或者至少一組絕緣隔離的差動電容固定電極對(17)，電極形狀為非完整環(huán)形，工作軸是圓柱環(huán)形的旋轉(zhuǎn)中心軸線，類似地，夾層腔體可以是球臺環(huán)形夾層腔體，夾層腔體結(jié)構(gòu)的圓柱環(huán)形內(nèi)側(cè)的直徑或球臺環(huán)形內(nèi)側(cè)的直徑大于因夾層腔體中液態(tài)導電體體積變化而導致的最大液面漲落變化差值。當用法線垂直于圓柱環(huán)形軸線的平面截取圓柱環(huán)形夾層腔體時，由支承座(21)(26)和圓弧面上至少一個獨立電容固定電極(22)或者至少一組差動電容固定電極對(27)配合，或由支承座(31)(36)和端平面上至少一個獨立電容固定電極(32)或者至少一組差動電容固定電極對(37)配合，構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(25)(30)(35)(40)的非完整圓柱環(huán)形對稱夾層腔體(24)(29)(34)(39)，工作軸是圓柱環(huán)形的對稱中心軸線，類似地，夾層腔體可以是非完整球臺環(huán)形夾層腔體。電容固定電極在圓弧面位置的多維工作軸傾角敏感器件，由支承座(41)(51)和個數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)的圓柱環(huán)形獨立電容固定電極(42)、或者組數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)的圓柱環(huán)形差動電容固定電極對(52)，構(gòu)成數(shù)量相應(yīng)于工作軸維數(shù)的封閉液態(tài)導電體(45)(55)的圓柱環(huán)形夾層腔體(44)(54)，多維工作軸相交于一中心點，各圓柱環(huán)形夾層腔體分別以相應(yīng)工作軸為軸心，并且形成一個組合體，類似地，可以由球臺環(huán)形獨立電容固定電極或球臺環(huán)形差動電容固定電極對構(gòu)成球臺環(huán)形夾層腔體。電容固定電極在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的多維工作軸傾角敏感器件，由支承座(46)(56)和個數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)，并在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的環(huán)形獨立電容固定電極(47)、或者組數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)，并在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的環(huán)形差動電容固定電極對(57)，構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(50)(60)的圓環(huán)柱形夾層腔體(49)(59)，多維工作軸相交于一中心點，形成一個組合體，類似地，夾層腔體可以是球臺環(huán)形夾層腔體，各夾層腔體結(jié)構(gòu)的圓柱環(huán)形內(nèi)側(cè)或球臺環(huán)形內(nèi)側(cè)的直徑大于因夾層腔體中液態(tài)導電體體積變化而導致的最大液面漲落變化差值。電容固定電極在圓弧面位置的多維工作軸傾角敏感器件，由支承座(61)(66)和個數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)、并以工作軸為軸心的非完整圓柱環(huán)形獨立電容電極(62)、或者組數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)、并與工作軸為軸心的非完整圓柱環(huán)形差動電容電極對(67)結(jié)合，構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(65)(70)的非完整圓柱環(huán)形夾層腔體(64)(69)，多維工作軸相交于一中心點，并且形成一個組合體，類似地，可以由非完整球臺環(huán)形獨立電容固定電極或球臺環(huán)形差動電容固定電極對構(gòu)成球臺環(huán)形夾層腔體。電容固定電極在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的多維工作軸傾角敏感器件，由支承座(71)(76)和個數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)，并在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的非完整環(huán)形獨立電容電極(72)、或者組數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)并在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的非完整環(huán)形差動電容電極對(77)，構(gòu)成數(shù)量相應(yīng)于工作軸維數(shù)的封閉液態(tài)導電體(75)(80)的非完整球臺環(huán)形夾層腔體(74)(79)，多維工作軸相交于一中心點，并且形成一個組合體，類似地，可以由非完整圓柱環(huán)形獨立電容固定電極或圓柱環(huán)形差動電容固定電極對構(gòu)成非完整圓柱環(huán)形夾層腔體。
與現(xiàn)在類似技術(shù)相比較，用于改變電容量值的運動體不是構(gòu)成電容的液態(tài)電介質(zhì)材料部分，而是由液態(tài)導電體界面形成的運動電容電極，因此可以獨立優(yōu)化選擇電容電介質(zhì)材料以及介電常數(shù)等參數(shù)特性，能夠同時兼顧構(gòu)成敏感器件的各種材料和性能等要求。
附

圖1，附圖2，附圖3，附圖4是本實用新型中相對于一維工作軸圓柱環(huán)形夾層腔體結(jié)構(gòu)的示意圖。工作軸是圓柱環(huán)形的旋轉(zhuǎn)對稱軸。
附圖5，附圖6，附圖7，附圖8是本實用新型中相對于一維工作軸的非完整圓柱環(huán)形夾層腔體結(jié)構(gòu)的示意圖。工作軸是完整圓柱環(huán)形的旋轉(zhuǎn)對稱軸。
附圖9，附圖10，附圖11，附圖12分別是本實用新型中相對于二維工作軸旋轉(zhuǎn)對稱的圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形夾層腔體結(jié)構(gòu)的示意圖。工作軸是每一維圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)對稱軸。
附圖13，附圖14，附圖15，附圖16分別是本實用新型中相對于二維工作軸對稱的非完整圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形夾層腔體結(jié)構(gòu)的示意圖。工作軸是每一維完整圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)對稱軸。
本實用新型的實施例1和實施例2如附圖1和附圖2所示，由對應(yīng)于一維工作軸的圓柱環(huán)形夾層腔體(4)(9)內(nèi)液態(tài)導電體(5)(10)形成運動電容電極，配合支承座(1)(6)、獨立電容固定電極(2)(7)，以及其表面絕緣電介質(zhì)層(3)(8)，構(gòu)成電容量隨傾角變化而變化的傾角敏感結(jié)構(gòu)；工作軸是圓柱環(huán)形的對稱中心軸，獨立電容固定電極對應(yīng)地位于圓柱環(huán)形的弧面上或截面上，并相對于垂直于水平面并且過圓柱環(huán)形中心軸線的平面對稱，支承座的中心部分是一相對于工作軸旋轉(zhuǎn)對稱的圓柱環(huán)形體，工作時，夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體隨著工作軸旋轉(zhuǎn)，傾角發(fā)生變化而在腔體中運動，使可變電容發(fā)生變化，通過測量電容量隨傾角的變化而實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。
本實用新型的實施例3和實施例4如附圖3和附圖4所示，由對應(yīng)于一維工作軸的圓柱環(huán)形夾層腔體(14)(19)內(nèi)液態(tài)導電體(15)(20)形成運動電容電極，配合支承座(11)(16)、相互絕緣的差動電容固定電極對(12)(17)，以及其表面絕緣電介質(zhì)層(13)(18)，構(gòu)成電容量隨傾角變化而變化的傾角敏感結(jié)構(gòu)；工作軸是圓柱環(huán)形的對稱中心軸，差動電容固定電極對對應(yīng)地位于圓柱環(huán)形的弧面上或截面上，并相對于垂直于水平面并且過圓柱環(huán)形中心軸線的平面對稱，支承座的中心部分是一相對于工作軸旋轉(zhuǎn)對稱的圓柱環(huán)形體，工作時，夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體隨著工作軸旋轉(zhuǎn)而在腔體中運動，使差動可變電容對電容量同時分別增大和減小，通過測量差動可變電容對電容量隨傾角的差動變化，實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。
本實用新型的實施例5和實施例6如附圖5和附圖6所示，對應(yīng)于一維工作軸的非完整圓柱環(huán)形夾層腔體(24)(29)相對于過工作軸的平面對稱，工作軸是完整圓柱環(huán)形的對稱中心軸，由夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體(25)(30)形成運動電容電極，配合支承座(21)(26)、獨立固定電極(22)和差動電容對(27)，以及其表面絕緣電介質(zhì)層(23)(28)，構(gòu)成電容量隨傾角變化而變化的獨立可變電容和差動可變電容對結(jié)構(gòu)；固定電極位于非完整圓柱環(huán)形的弧面上，并相對于垂直于水平面并且過圓柱環(huán)形中心軸線的平面對稱，工作時，夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體隨著工作軸旋轉(zhuǎn)而在腔體中運動，使可變電容發(fā)生變化，通過測量電容量隨傾角的變化而實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。
本實用新型的實施例7和實施例8如附圖7和附圖8所示，對應(yīng)于一維工作軸的非完整圓柱形夾層腔體(34)(39)相對于過工作軸的平面對稱，工作軸是完整圓柱形的對稱中心軸，由夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體(35)(40)形成運動電容電極，配合支承座(31)(36)、獨立固定電極(32)和差動電容對(37)，以及其表面絕緣電介質(zhì)層(33)(38)，構(gòu)成電容量隨傾角變化而變化的獨立可變電容和差動可變電容對結(jié)構(gòu)；固定電極位于非完整圓柱環(huán)形的截面上，并相對于垂直于水平面并且過圓柱環(huán)形中心軸線的平面對稱，工作時，夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體隨著工作軸旋轉(zhuǎn)而在腔體中運動，使可變電容發(fā)生變化，通過測量電容量隨傾角的變化而實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。
本實用新型的實施例9和實施例10如附圖9和附圖10所示，由對應(yīng)二維工作軸之一的圓柱環(huán)形(44)(49)內(nèi)液態(tài)導電體(45)(50)形成運動電容電極，配合支承座(41)(46)、獨立電容固定電極(42)(47)，以及其表面絕緣電介質(zhì)層(43)(48)，構(gòu)成電容量隨傾角變化而變化的傾角敏感結(jié)構(gòu)；工作軸是圓柱環(huán)形的對稱中心軸，獨立電容固定電極對應(yīng)地位于圓柱環(huán)形的弧面上或截面上，并相對于垂直于水平面并且過相應(yīng)圓柱環(huán)形中心軸線的平面對稱，工作時，夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體隨著對應(yīng)工作軸旋轉(zhuǎn)而在腔體中運動，使可變獨立電容發(fā)生變化，通過測量電容量隨傾角的變化而實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。附圖9和附圖10中另外一維的夾層腔體是球臺環(huán)形，工作原理相同。
本實用新型的實施例11和實施例12如附圖11和附圖12所示，由對應(yīng)于二維工作軸之一的圓柱環(huán)形夾層腔體(54)(59)內(nèi)液態(tài)導電體(55)(60)形成運動電容電極，配合支承座(51)(56)、相互絕緣的差動電容固定電極對(52)(57)，以及其表面絕緣電介質(zhì)層(53)(58)，構(gòu)成電容量隨傾角變化而變化的傾角敏感結(jié)構(gòu)；工作軸是圓柱環(huán)形的對稱中心軸，差動電容固定電極對對應(yīng)地位于圓柱環(huán)形的弧面上或截面上，并相對于垂直于水平面并且過相應(yīng)圓柱環(huán)形中心軸線的平面對稱，工作時，夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體隨著對應(yīng)工作軸旋轉(zhuǎn)，傾角發(fā)生變化而在腔體中運動，差動可變電容對電容量同時分別增大和減小，通過測量差動可變電容對電容量隨傾角的差動變化，實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。附圖11和附圖12中另外一維對應(yīng)的球臺環(huán)形夾層腔體的工作原理相同。
本實用新型的實施例13和實施例14如附圖13和附圖14所示，對應(yīng)于二維工作軸之一的非完整圓柱環(huán)形夾層腔體(64)(69)相對于過工作軸的平面對稱，工作軸是完整圓柱環(huán)形的對稱中心軸，由夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體(65)(70)形成運動電容電極，配合支承座(61)(66)、獨立固定電極(62)和差動電容對(67)，以及其表面絕緣電介質(zhì)層(63)(68)，構(gòu)成電容量隨傾角變化而變化的獨立可變電容和差動可變電容對結(jié)構(gòu)；固定電極位于非完整圓柱環(huán)形的弧面上，并相對于垂直于水平面并且過相應(yīng)非完整圓柱環(huán)形中心軸線的平面對稱，工作時，夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體隨著工作軸旋轉(zhuǎn)而在腔體中運動，使可變電容發(fā)生變化，通過測量電容量隨傾角的變化而實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。附圖13和附圖14中對應(yīng)球臺環(huán)形夾層腔體的另外一維的工作原理相同。
本實用新型的實施例15和實施例16如附圖15和附圖16所示，對應(yīng)于二維工作軸之一的非完整球臺環(huán)形夾層腔體(74)(79)相對于過工作軸的平面對稱，工作軸是完整球臺環(huán)形的對稱中心軸，由夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體(75)(80)形成運動電容電極，配合支承座(71)(76)，獨立固定電極(72)和差動電容對(77)，以及其表面絕緣電介質(zhì)層(73)(78)，構(gòu)成電容量隨傾角變化而變化的獨立可變電容和差動可變電容對結(jié)構(gòu)；固定電極位于非完整圓柱環(huán)形的截面上，并相對于垂直于水平面并且過相應(yīng)球臺環(huán)形中心軸線的平面對稱，工作時，夾層腔體內(nèi)液態(tài)導電體隨著工作軸旋轉(zhuǎn)、傾角發(fā)生變化而在腔體中運動，使可變電容發(fā)生變化，通過測量電容量隨傾角的變化而實現(xiàn)對傾角變化量的檢測。附圖15和附圖16中另外一維的夾層腔體是圓柱環(huán)形，工作原理相同。
權(quán)利要求1.一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，由支承座、電容電極、絕緣電介質(zhì)層或電介質(zhì)層和絕緣層的組合層、夾層腔體結(jié)構(gòu)和液態(tài)導電體組成，其特征在于支承座采用絕緣材料制成，其主要作用是支撐聯(lián)接電容固定電極，由支承座和電容固定電極構(gòu)成具有夾層腔體的結(jié)構(gòu)，在電容固定電極表面生成絕緣電介質(zhì)層，或者生成由電介質(zhì)層和絕緣層構(gòu)成的復(fù)合層，在夾層腔體中裝入液態(tài)導電體，電容固定電極表面絕緣電介質(zhì)層或復(fù)合層構(gòu)成電容的電介質(zhì)層，并且將液態(tài)導電體與電容固定電極絕緣隔離，液態(tài)導電體與電容固定電極表面絕緣電介質(zhì)層或復(fù)合層的接觸面形成可變電容的運動電極，構(gòu)成獨立可變電容方式或差動可變電容方式結(jié)構(gòu)，夾層腔體中液態(tài)導電體的取量一般根據(jù)下述條件當傾角傳感器敏感器件的傾角從零變化到滿量程或最大可測量傾斜角時，對于獨立可變電容方式，液態(tài)導電體與電容固定電極表面絕緣電介質(zhì)層的接觸面一般從完全覆蓋到全部分離狀態(tài)，或者從完全分離到全部覆蓋狀態(tài)，對于差動可變電容方式，液態(tài)導電體一般從等面積覆蓋差動電容固定電極對的兩個電極，變化為全部移動到差動電容固定電極對之一個電極所對應(yīng)的腔體中，或者相反地從全部在差動電容固定電極對之一個電極所對應(yīng)的腔體中，移動變化為等面積覆蓋差動電容固定電極對的兩個電極，當電容式傾角敏感器件繞單一工作軸線或者多個工作軸線旋轉(zhuǎn)時，傾角發(fā)生變化，對于獨立可變電容方式，單個獨立電容或相應(yīng)于多維工作軸的多個獨立電容分別相應(yīng)發(fā)生變化，對于差動可變電容方式，各組內(nèi)兩兩組合分組配置的差動電容相應(yīng)同時分別增大和減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于在電容固定電極(2)(7)(12)(17)(22)(27)(32)(37)(42)(47)(52)(57)(62)(67)(72)(77)的相應(yīng)工作表面上有至少一層絕緣電介質(zhì)層(3)(8)(13)(18)(23)(28)(33)(38)(43)(48)(53)(58)(63)(68)(73)(78)，或者有至少一層由電介質(zhì)層和絕緣層構(gòu)成的復(fù)合層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于夾層腔體與繞工作軸轉(zhuǎn)動時發(fā)生的傾斜具有相關(guān)性，在正常工作狀態(tài)時，對于一維工作軸電容式傾角傳感器敏感器件，夾層腔體結(jié)構(gòu)一般是相對于工作軸旋轉(zhuǎn)對稱的圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形，或者是相對于垂直于水平面并且包含工作軸的平面對稱的非完整圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形，對于多維工作軸電容式傾角傳感器敏感器件，夾層腔體結(jié)構(gòu)一般是由分別相應(yīng)于各維工作軸旋轉(zhuǎn)對稱的圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形構(gòu)成的組合形，或者是由相對于垂直于水平面并且分別包含各維工作軸的各個平面對稱的多個非完整圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形構(gòu)成的組合形，特別是當各夾層腔體相互獨立封閉時，夾層腔體結(jié)構(gòu)是多個一維工作軸電容式傾角傳感器敏感器件結(jié)構(gòu)構(gòu)成的組合形，上述工作軸是圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形的旋轉(zhuǎn)對稱軸，可變電容固定電極是夾層腔體結(jié)構(gòu)的組成部分，對于獨立可變電容方式，相應(yīng)于工作軸維數(shù)的獨立電容固定電極位于圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形夾層腔體結(jié)構(gòu)的圓弧面上或端平面上，電容固定電極一般是非完整圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形，或者是環(huán)形、弓形或去除弓形后的圓形的剩余部分，并且相對于垂直于水平面并且包含工作軸的平面對稱，對于差動可變電容方式，相應(yīng)于工作軸維數(shù)的電容固定電極對按照差動電容對結(jié)構(gòu)要求，兩兩分組對稱組合配置，電容固定電極對相對于工作軸對稱，或者相對于垂直于水平面并且包含工作軸的平面對稱，各組電容固定電極對與支承座結(jié)合構(gòu)成相應(yīng)圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形夾層腔體結(jié)構(gòu)，并且位于圓柱環(huán)形或球臺環(huán)形的圓弧面上或端平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于電容固定電極是圓弧面的一維傾角敏感器件，由支承座(1)(11)和至少一個以工作軸為軸心的非完整圓弧面形獨立電容固定電極(2)，或者和至少一組相對于工作軸對稱的絕緣隔離的差動電容固定電極對(12)，構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(5)(15)的圓柱環(huán)形夾層腔體(4)(14)，類似地，可以由非完整球臺環(huán)形獨立電容固定電極或球臺環(huán)形差動電容固定電極對構(gòu)成球臺環(huán)形夾層腔體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于電容固定電極在端平面的一維傾角敏感器件，由支承座(6)(16)和端面上的電容固定電極構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(10)(20)的圓柱環(huán)形夾層腔體(9)(19)，圓柱環(huán)形夾層腔體至少有一個端面上有至少一個獨立電容固定電極(7)或者至少一組絕緣隔離的差動電容固定電極對(17)，電極形狀為非完整環(huán)形，工作軸是圓柱環(huán)形的旋轉(zhuǎn)中心軸線，類似地，夾層腔體可以是球臺環(huán)形夾層腔體，夾層腔體結(jié)構(gòu)的圓柱環(huán)形內(nèi)側(cè)的直徑或球臺環(huán)形內(nèi)側(cè)的直徑大于因夾層腔體中液態(tài)導電體體積變化而導致的最大液面漲落變化差值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于當用法線垂直于圓柱環(huán)形軸線的平面截取圓柱環(huán)形夾層腔體時，由支承座(21)(26)和圓弧面上至少一個獨立電容固定電極(22)或者至少一組差動電容固定電極對(27)配合，或由支承座(31)(36)和端平面上至少一個獨立電容固定電極(32)或者至少一組差動電容固定電極對(37)配合，構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(25)(30)(35)(40)的非完整圓柱環(huán)形對稱夾層腔體(24)(29)(34)(39)，工作軸是圓柱環(huán)形的對稱中心軸線，類似地，夾層腔體可以是非完整球臺環(huán)形夾層腔體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于電容固定電極在圓弧面位置的多維工作軸傾角敏感器件，由支承座(41)(51)和個數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)的圓柱環(huán)形獨立電容固定電極(42)、或者組數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)的圓柱環(huán)形差動電容固定電極對(52)，構(gòu)成數(shù)量相應(yīng)于工作軸維數(shù)的封閉液態(tài)導電體(45)(55)的圓柱環(huán)形夾層腔體(44)(54)，多維工作軸相交于一中心點，各圓柱環(huán)形夾層腔體分別以相應(yīng)工作軸為軸心，并且形成一個組合體，類似地，可以由球臺環(huán)形獨立電容固定電極或球臺環(huán)形差動電容固定電極對構(gòu)成球臺環(huán)形夾層腔體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于電容固定電極在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的多維工作軸傾角敏感器件，由支承座(46)(56)和個數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)，并在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的環(huán)形獨立電容固定電極(47)、或者組數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)，并在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的環(huán)形差動電容固定電極對(57)，構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(50)(60)的圓環(huán)柱形夾層腔體(49)(59)，多維工作軸相交于一中心點，形成一個組合體，類似地，夾層腔體可以是球臺環(huán)形夾層腔體，各夾層腔體結(jié)構(gòu)的圓柱環(huán)形內(nèi)側(cè)或球臺環(huán)形內(nèi)側(cè)的直徑大于因夾層腔體中液態(tài)導電體體積變化而導致的最大液面漲落變化差值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于電容固定電極在圓弧面位置的多維工作軸傾角敏感器件，由支承座(61)(66)和個數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)、并以工作軸為軸心的非完整圓柱環(huán)形獨立電容電極(62)、或者組數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)、并與工作軸為軸心的非完整圓柱環(huán)形差動電容電極對(67)結(jié)合，構(gòu)成封閉液態(tài)導電體(65)(70)的非完整圓柱環(huán)形夾層腔體(64)(69)，多維工作軸相交于一中心點，各夾層腔體、獨立電容電極或差動電容電極對相對于垂直于水平面并且過相應(yīng)圓柱環(huán)形中心軸線的平面對稱，并且形成一個組合體，類似地，可以由非完整球臺環(huán)形獨立電容固定電極或球臺環(huán)形差動電容固定電極對構(gòu)成球臺環(huán)形夾層腔體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，其特征在于電容固定電極在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的多維工作軸傾角敏感器件，由支承座(71)(76)和個數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)，并在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的非完整環(huán)形獨立電容電極(72)、或者組數(shù)相應(yīng)于工作軸維數(shù)并在垂直于相應(yīng)工作軸的平面上的非完整環(huán)形差動電容電極對(77)，構(gòu)成數(shù)量相應(yīng)于工作軸維數(shù)的封閉液態(tài)導電體(75)(80)的非完整球臺環(huán)形夾層腔體(74)(79)，多維工作軸相交于一中心點，并且形成一個組合體，類似地，可以由非完整圓環(huán)柱形獨立電容固定電極或圓環(huán)柱形差動電容固定電極對構(gòu)成非完整圓柱環(huán)形夾層腔體。
專利摘要一種電容式傾角敏感器件結(jié)構(gòu)，由支承座(1)、電容固定電極(2)、絕緣電介質(zhì)層(3)、夾層腔體結(jié)構(gòu)(4)和液態(tài)導電體(5)組成。支承座由絕緣材料制成，與電容固定電極配合，構(gòu)成對于工作軸旋轉(zhuǎn)對稱的夾層腔體結(jié)構(gòu)，夾層腔體中裝入適量液態(tài)導電體，電容固定電極表面絕緣電介質(zhì)層構(gòu)成電容的電介質(zhì)層，并將液態(tài)導電體與電容固定電極絕緣隔離，液態(tài)導電體與絕緣電介質(zhì)層的接觸面形成可變電容的運動電極，工作軸旋轉(zhuǎn)使傾角變化，電容量隨之改變。
文檔編號G01B7/30GK2548116SQ0223882
公開日2003年4月30日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月13日
發(fā)明者陳進軍, 王武 申請人:貴州工業(yè)大學