專利名稱：電容式紙厚傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電容式傳感器可用來(lái)測(cè)量直線位移、角位移、振動(dòng)振幅，尤其適合測(cè)量高頻振動(dòng)振 幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。電容式傳感器還可用來(lái)測(cè)量壓力、壓差、液 位、料面、成分含量(如油、糧食中的含水量)、非金屬材料的涂層、油膜等的厚度，測(cè)量 電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等等，在自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)中也常常用來(lái)作為位置信號(hào)發(fā) 生器。本實(shí)用新型是將電容式傳感器用于測(cè)量紙厚。
背景技術(shù)：
電容模型方程式如下
r _ k s。 A
其中，各符號(hào)代表意義如下 C:電容值
k:介電常數(shù)(隔離極板材料) S。自由空間介電常數(shù) A:極板面積(m2)
d:極板間距離(m)
由電容式模型方程可知，可以利用改變k、 A或d來(lái)改變電容值。本發(fā)明即是通過(guò)紙 張插入電容極板之間改變k來(lái)改變電容值。 發(fā)明內(nèi)容
為了有效測(cè)量紙厚，本實(shí)用新型的目的是提供一種實(shí)時(shí)、有效反應(yīng)所測(cè)紙張厚度變 化的電容式紙厚傳感器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案該電容式紙厚傳感器包括金屬 盒、電容感應(yīng)器、走紙板和兩塊電路板；
所述電容感應(yīng)器的銅電極固定在挖空的走紙板中，金屬電極固定在走紙板上方；兩 塊電路板固定在金屬盒內(nèi)，金屬盒固定在走紙板下方；兩塊電路板上分別集成有頻率發(fā) 生器模塊和頻-壓轉(zhuǎn)換模塊；
頻率發(fā)生器的輸出端與頻-壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連。電容感應(yīng)器的電容值變化影響 頻率發(fā)生器的輸出，頻率發(fā)生器輸出兩路頻率信號(hào)到頻-壓轉(zhuǎn)換模塊；頻-壓轉(zhuǎn)換模塊接收 到頻率發(fā)生器的兩路頻率信號(hào)后，通過(guò)比較，輸出電壓差異信號(hào)。
本實(shí)用新型將電容式傳感器用于測(cè)量紙厚，可以實(shí)時(shí)、有效地進(jìn)行測(cè)量。

圖1為本實(shí)用新型電容式紙厚傳感器構(gòu)成原理框圖； 圖2為本實(shí)用新型構(gòu)成頻率發(fā)生器模塊電路圖； 圖3為本實(shí)用新型構(gòu)成頻-壓轉(zhuǎn)換模塊電路圖；具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型公開的一種新型的電容式紙厚傳感器為兩塊電路板和機(jī)械 部分。
走紙板上開孔，從孔中露出銅電極，即為圖2的C4電容的一極；走紙板上方放置
另一個(gè)金屬電極，即為圖2的C4電容的另一電極。走紙板下方的金屬盒中安裝兩塊電 路板。
被測(cè)紙張從圖2的C4電容兩極板之間通過(guò)，紙張的有無(wú)或者厚度的變化，會(huì)使該 電容極板之間的介質(zhì)常數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使該電容的電容值發(fā)生變化。圖2中的 U1、 C1、 C11、 D1、 D2、 R6、 R5、 C4組成了頻率發(fā)生器電路。當(dāng)C4的電容值發(fā)生變 化時(shí)，頻率發(fā)生器從圖2中U1的pin3的輸出頻率值將會(huì)發(fā)生變化。圖3的U3、 R15、 R7、 R1、 C5、 R2、 C2、 R3、 R"、 R12、 C7、 R5、 R4、 U2A、 R6、 R8、 R10、 R9、 U2B、 R13、 R14構(gòu)成了頻-壓轉(zhuǎn)換電路。需要轉(zhuǎn)換的頻率由U3的pin2輸入，U3的pin4、 pin13輸出頻率相同但反向的頻率信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)通過(guò)U2A輸入，U2A輸出這兩個(gè)頻 率信號(hào)比較出的電壓差異信號(hào)，完成了頻-壓轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電壓通過(guò)U2B的pin5輸入， U2B的pin7輸出放大后的電壓信號(hào)。圖3的Power1 、 CT2、 C6、 C1、 CT1組成電源 電路，+12V電壓從PoweM的pin1輸入，Power1的pin3輸出需要的+5V電壓。
權(quán)利要求1.一種新型的電容式紙厚傳感器，其特征在于該紙厚傳感器包括金屬盒、電容感應(yīng)器、走紙板和兩塊電路板；所述電容感應(yīng)器的銅電極固定在挖空的走紙板中，金屬電極固定在走紙板上方；兩塊電路板固定在金屬盒內(nèi)，金屬盒固定在走紙板下方；兩塊電路板上分別集成有頻率發(fā)生器模塊和頻-壓轉(zhuǎn)換模塊；頻率發(fā)生器的輸出端與頻-壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型的電容式紙厚傳感器，其特征在于在紙厚傳感器上集成有頻率發(fā)生器模塊和頻-壓轉(zhuǎn)換模塊。它可以利用頻率發(fā)生器模塊將接收到的電容變化信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)輸出，頻率信號(hào)輸入到頻壓轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。本實(shí)用新型用于紙厚測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B7/02GK201302446SQ200820004649
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者葉方全, 胡煥彬, 賀長(zhǎng)城 申請(qǐng)人:北京五岳鑫信息技術(shù)股份有限公司