一種新型電容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及計(jì)量、校準(zhǔn)和電子元件領(lǐng)域，特別涉及電容器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在計(jì)量或校準(zhǔn)領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)電容器是為了保證電容器參數(shù)單位量值的一致而特制的電容量具。在元件傳感器領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)電容器也同時(shí)能用于飛機(jī)和火箭上燃料箱的準(zhǔn)確傳感。本次實(shí)用新型的技術(shù)產(chǎn)品為:高準(zhǔn)確度(小電容量)標(biāo)準(zhǔn)電容器，容量范圍為0.0OlpF?1pF,它是在交流參數(shù)測(cè)量中，能用于小容量的電容器參數(shù)的量傳和校準(zhǔn)，同時(shí)也能作為電容參數(shù)傳感器使用。
[0003]現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電容器生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電容器范圍為IpF?10mF，其允許誤差極限是±0.02%?0.5%，其中在IpF?1pF范圍，允許誤差極限是±0.02%?0.05%，結(jié)構(gòu)一般為同軸結(jié)構(gòu)，二端輸出，采用金屬銅材料加工，以空氣(或氮?dú)?作為介質(zhì)材料加工而成；或者采用云母材料為介質(zhì)材料，二端輸出，以多層平板結(jié)構(gòu)加工而成。從今后發(fā)展和需求來(lái)看，現(xiàn)有的IpF?1pF電容器在指標(biāo)上±0.02%?0.05%已經(jīng)不能滿足技術(shù)發(fā)展的需要，技術(shù)的發(fā)展需要技術(shù)指標(biāo)更高，更加精密的電容器，能夠達(dá)到精度在±0.005%?0.01%的標(biāo)準(zhǔn)電容器；而在容量范圍上目前最小電容量只能到lpF，也不能滿足電容器參數(shù)的量傳、校準(zhǔn)和傳感需求，而為了滿足發(fā)展的要求，需要設(shè)計(jì)出電容量更小的標(biāo)準(zhǔn)電容器，如:0.1pF,0.0lpF,0.0OlpF容量的標(biāo)準(zhǔn)電容器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種新型電容器，其精度可以達(dá)到±0.005%?0.01% ;容量可以小到0.1pF,0.0lpF,0.0OlpF。同時(shí)具有高的準(zhǔn)確度和和穩(wěn)定性，可作為高精度的標(biāo)準(zhǔn)電容器。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:
[0006]本實(shí)用新型提供一種新型電容器，采用平板結(jié)構(gòu)，而不是傳統(tǒng)電容器的同軸結(jié)構(gòu)，以三端方式輸出，消除了分布參數(shù)的影響，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)電容器技術(shù)指標(biāo)的提高。
[0007]具體的，本新型電容器，采用三端輸出；所述三端為第一電極輸出端、第二電極輸出端、以及金屬外殼；其中第一電極輸出端與第一電極板相連，第二電極輸出端與第二電極板相連，所述第一電極板與第二電極板平行；所述金屬外殼為桶狀包裹在電容器的外圍，使用時(shí)，所述金屬外殼相當(dāng)于接地處理，這樣，對(duì)電容器起到了一個(gè)整體的屏蔽作用，消除了分布參數(shù)的影響，使電容器更加精密和可靠，性能更加穩(wěn)定，尤其適用于做成標(biāo)準(zhǔn)器件，在計(jì)量領(lǐng)域或者精密測(cè)量領(lǐng)域中使用。
[0008]本新型電容器，包括第一電極輸出端、第二電極輸出端、電容器頂蓋、以及金屬外殼，其中所述第一電極輸出端和第二電極輸出端安裝于所述電容器頂蓋之上；所述電容器頂蓋安裝于金屬外殼的上端；所述第一電極輸出端和第二電極輸出端的下端通過(guò)金屬連接線與電容器內(nèi)部的電極固定軸接通；其中，所述電極固定軸，包括第一電極固定軸和第二電極固定軸。
[0009]具體的，所述電容器內(nèi)部，包括支撐螺桿，密封板和電極固定架；其中所述支撐螺桿為兩個(gè)或兩個(gè)以上，豎直安裝于電容器的內(nèi)側(cè)部，其底部對(duì)稱的固定在所述金屬外殼的內(nèi)底面上；
[0010]所述支撐螺桿的頂端安裝有密封板；所述支撐螺桿的頂部以下的位置安裝有電極固定架，所述電極固定架的上端緊密安裝有第一電極固定板；
[0011]所述第一電極固定板上安裝有第一電極固定軸；所述第一電極固定軸嵌入式安裝在所述第一電極固定板上，所述第一電極固定軸與所述第一電極固定板之間通過(guò)絕緣墊或絕緣環(huán)來(lái)絕緣隔離；所述第一電極固定軸的上端通過(guò)金屬連接線與第一電極輸出端相連，下端安裝有第一電極板。
[0012]所述第一電極固定板上還安裝有固定螺桿；所述固定螺桿的上部豎直固定在所述第一電極固定板，所述固定螺桿的下部安裝有第二電極固定板；所述第二電極固定板用于固定第二電極固定軸，所述第二電極固定軸嵌入式安裝在所述第二電極固定板上，所述第二電極固定軸與所述第二電極固定板之間通過(guò)絕緣墊或絕緣環(huán)來(lái)絕緣隔離；所述第二電極固定軸的下端通過(guò)金屬連接線與第二電極輸出端相連，第二電極固定軸上端安裝有第二電極板。
[0013]進(jìn)一步的，所述第一電極板與所述第二電極板平行；所述第一電極板與所述第二電極板之間的距離可以通過(guò)螺桿來(lái)精密調(diào)節(jié)和控制，具體的，只要改變所述第一電極固定軸和第二電極固定軸的長(zhǎng)短，實(shí)現(xiàn)電極板距離的調(diào)節(jié)，從而調(diào)整其電容量。具體的，在生產(chǎn)制造時(shí)，根據(jù)使用的要求和設(shè)定電容量的大小，可以通過(guò)改變電極固定軸或者固定螺桿的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)第一電極板與所述第二電極板之間的距離，進(jìn)而調(diào)節(jié)電容器的容量大小值。通過(guò)上述方式來(lái)確定的電容器的容量大小值，適合制造標(biāo)準(zhǔn)電容器，尤其是容量很小的標(biāo)準(zhǔn)電容器，容量可以小到0.1pF,0.0lpF,0.0OlpFo
[0014]進(jìn)一步的，所述第一電極板和第二電極板之間，安裝有電極屏蔽板，所述電極屏蔽板固定在所述固定螺桿上，與所述第一電極板和第二電極板平行。
[0015]進(jìn)一步的，所述電極屏蔽板的中心開(kāi)有一個(gè)通孔，且所述通孔的大小可以選擇。通過(guò)選擇通孔的大小就可以調(diào)節(jié)第一電極板和第二電極板之間的有效面積，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)電容器的容量的大小，這樣電容器容量大小可以更加精密的得到控制。當(dāng)通孔的面積大于電極板的面積時(shí)，可以取消電極屏蔽板。在電容器電極板的距離固定的情況下，在小容量調(diào)節(jié)時(shí)，這樣的調(diào)節(jié)方式非常有效，通過(guò)這樣的方式，電容器的誤差，精度可以達(dá)到±0.005%?0.01%0
[0016]進(jìn)一步的，上述電容器中，所述密封板上具有兩個(gè)絕緣子，分別引出第一電極輸出端和第二電極輸出端的金屬連接線，所述第一電極輸出端和第二電極輸出端的金屬連接線與所述密封板之間密封且通過(guò)絕緣子隔離。
[0017]進(jìn)一步的，所述密封板上還具有密封管，所述密封管用于向電容器內(nèi)部充入惰性氣體，并在充入氣體后將電容器內(nèi)部密封。
[0018]進(jìn)一步的，所述電容器內(nèi)部充滿惰性氣體(如:氬氣)作為介質(zhì)材料；與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電容器采用空氣(或氮?dú)?作為介質(zhì)材料相比，本新型電容器使用的惰性氣體的穩(wěn)定性更好，介質(zhì)損耗更小，也更加有利于延長(zhǎng)電容器的使用壽命。
[0019]過(guò)程為，本新型電容器，通過(guò)密封管將電容器內(nèi)抽真空處理，這樣可以將電容器內(nèi)部的水氣、油分子、灰塵等污染物去掉，抽真空處理后，充入惰性氣體，這樣反復(fù)進(jìn)行多次，以保證電容器內(nèi)惰性氣體純度，在充入惰性氣體后，可以提高電容器介質(zhì)材料的純度，使電容器介質(zhì)損耗非常小，達(dá)到10_5?10_7量級(jí)的指標(biāo)，從而提高電容器的穩(wěn)定性；最后將密封管進(jìn)行全密封焊接，完全消除電場(chǎng)、磁場(chǎng)和環(huán)境濕度的影響。
[0020]作為一種優(yōu)選，本新型電容器采用鐵鎳合金(殷鋼)材料作為電容器電極材料和固定支架材料；而傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電容器在電極材料和支架材料上一般采用金屬銅(或金屬鋁);與金屬銅(或金屬鋁)材料生產(chǎn)的電容器相比，本新型電容器所采用的鐵鎳合金(殷鋼)的熱膨脹系數(shù)更小，穩(wěn)定性更好。
[0021]作為一種優(yōu)選，所述第一電極輸出端和第二電極輸出端米用SMA或者BNC的方式輸出。本新型電容器采用平板結(jié)構(gòu)以三端方式，通過(guò)SMA或者BNC接口輸出。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:本新型電容器，采用平板結(jié)構(gòu)，而不是傳統(tǒng)電容器的同軸結(jié)構(gòu)，以三端方式輸出，消除了分布參數(shù)的影響，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)電容器技術(shù)指標(biāo)的提高?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)本新型電容器的第一電極板和第二電極板之間的距離，來(lái)實(shí)現(xiàn)電容量大小的調(diào)節(jié)；同時(shí)本第一電極板和第二電極板之間具有電極屏蔽板，且屏蔽板的中心具有大小可以調(diào)節(jié)的通孔，可以通過(guò)所述通孔面積的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電極之間的有效面積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電容器容量的進(jìn)一步調(diào)節(jié)的靈活性，增加了電容器的可調(diào)精度；此外，本新型電容器，采用金屬外殼密封、抽真空和充惰性氣體工藝，內(nèi)部充滿惰性氣體(如，氬氣、氖氣等)充當(dāng)介質(zhì)氣體，與傳統(tǒng)的空氣或氮?dú)庀啾?，消除了電?chǎng)、磁場(chǎng)和環(huán)境濕度的影響；具有更高的穩(wěn)定性；不僅如此本新型電容器中還采用鐵鎳合金作為電容器電極材料和固定支架材料，具有熱膨脹系數(shù)更小，穩(wěn)定性更好等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步提高了電容器性質(zhì)的穩(wěn)定性和壽命。綜上所述，本新型電容器具有精度高，性能穩(wěn)定，容量小和可靠性高等優(yōu)勢(shì)，尤其適合作為高精度的標(biāo)準(zhǔn)電容器。
[0023]【附圖說(shuō)明】:
[0024]圖1為傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本新型電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本【實(shí)用新型內(nèi)容】所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0027]傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電容器的結(jié)構(gòu)如圖1所示:包括內(nèi)電極a和外電極b，其中內(nèi)電極a和外電極b同軸，分別由內(nèi)電極a引出內(nèi)電極的引出電極c ;由外電極b引出外電極的引出電極d;，外電極與內(nèi)電極之間通過(guò)絕緣層e隔離；通過(guò)金屬連線將其輸出，從而實(shí)現(xiàn)電容量的輸出，由于金屬連線未進(jìn)行等電位屏蔽，其引線之間存在的分布參數(shù)，影響電容器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
[0028]本實(shí)用新型提供一種新型電容器，采用平板結(jié)構(gòu)，而不是傳統(tǒng)電容器的同軸結(jié)構(gòu)，以三端方式輸出，消除了分布參數(shù)的影響，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)電容器技術(shù)指標(biāo)的提高。
[0029]具體的，本新型電容器，采用三端輸出；所述三端為第一電極輸出端、第二電極輸出端、以及金屬外殼；其中第一電極輸出端與第一電極板相連，第二電極輸出端與第二電極板相連，所述第一電極板與第二電極板平行；所