一種中間電極板無導線連接的差動式電容測微器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及測量設備技術領域，具體涉及一種中間電極板無導線連接的差動式電容測微器。
【背景技術】
[0002]電容測微器的精度和靈敏度很高，廣泛地用于量程小、精度高的距離測量上。目前，公知文獻I (胡國慶，蔡亞先.一種高精度電容測微器.地殼形變與地震，1986年03期)介紹了一種電容測微器結構，它由中間的活動的金屬中間電極板和兩邊的兩塊固定的金屬定片組成。公知文獻2，中國專利99245185.X所公開的“一種高精度重力儀”的測微系統由上定片，中間電極板和下定片三塊金屬板(電容板)組成。公知文獻3，“李文萍，海洋重力儀電容測微系統研究，中國科學院大學碩士學位論文，2013年”所公布的CHZ型海洋重力儀的重力傳感器位移檢測系統也采用了中間的中間電極板和兩邊的兩塊金屬定片組成。按電容式傳感器的原理，三片式差動電容位移傳感器通過測量中間的電容極板(一般與被測對象固連，隨被測對象移動，以下稱為中間電極板)與兩邊的電容極板(一般與固定框架相固連，固定不動，以下稱為定片)所組成的電容的容量差值來表征中間的中間電極板與兩邊的定片的相對距離。
[0003]在上述三片式差動電容測微器結構中，中間的電極板是電容的一個電極，測量時需要由導線連接至電容容量測量電路，如上述公知文獻I至3的差動式電容測微器的中間電容極板均用導線連接到電容容量測量電路。在某些高精度差動式電容測微器測量任務中，如在高精度彈簧式重力儀重力檢驗質量塊位移檢測裝置中，電容中間電極板與重力檢驗質量塊相固連，隨著電容中間電極板的移動，導線與差動式電容測微器中間電極板之間必然存在機械力的作用，對重力測量結果不利。如上述公知文獻I至3降低導線對電容測微器的中間電容極板應力的解決方案是采用剛度極小的柔軟導線，該導線加工困難，且容易拉斷，即使采用了特殊加工的導線，該導線對電容測微器的中間電容極板的應力作用依然不能完全消除，對測量結果不利。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種中間電極板無導線連接的差動式電容測微器，其目的在于消除導線與差動電容測微器中間電極板之間的機械力作用。
[0005]本發明提供了一種中間電極板無導線連接的差動式電容測微器，包括外框架，設置在所述外框架內的第一電極板、中間電極板和第二電極板，用于將所述第二電極板與所述外框架固定連接的第一固連桿，用于將所述第一電極板與所述外框架固定連接的第二固連桿，與所述第一電極板和所述第二電極板均有連接的差動電容容量測量系統，以及連桿；所述連桿的一端與所述中間電極板的上表面固連，所述連桿的另一端依次穿過所述第一電極板的貫通孔和所述外框架頂端的孔后并伸出外框架的頂端可與被測物件固連。
[0006]更進一步地，所述第二電極板與所述第一電極板的結構相同，大小相等，方向相反。
[0007]更進一步地，所述中間電極板置于所述第一電極板與所述第二電極板之間，且所述中間電極板與所述第一電極板之間的距離為0.所述中間電極板與所述第二電極板之間的距離為0.
[0008]更進一步地，所述第一電極板包括呈同軸排列的絕緣基板、第一電容電極環、第二電容電極環和貫通孔;所述第一電容電極環和所述第二電容電極環附著在所述絕緣基板的同一面，且所述第一電容電極環和所述第二電容電極環之間相距0.lmm-5mm。
[0009]更進一步地，所述差動式電容測微器還包括第一導線、第二導線和第三導線;所述第一導線用于將所述第二電極板的第二電容電極環與所述差動電容容量測量系統相連;所述第二導線用于將所述第一電極板的第一電容電極環和所述第二電極板的第一電容電極環與所述差動電容容量測量系統相連;所述第三導線用于將所述第一電極板的第二電容電極環與所述差動電容容量測量系統相連。
[0010]更進一步地，在所述外框架上設置有供所述第一導線、所述第二導線和所述第三導線穿越的孔。
[0011]更進一步地，所述連桿與所述外框架和所述第一電極板之間均不接觸。
[0012]總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，本發明通過增加電容電極，消除導線與差動電容測微器中間電極板之間的機械力作用；實現了一種中間電極板無導線連接的差動式電容測微器，可用于實現公知差動式電容測微器的測量功能，且測量電路與測微器中間電極板間無機械連接，并且具有結構簡單，機械力擾動小的優點。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明實施例提供的一種中間電極板無導線連接的差動式電容測微器結構原理示意圖；
[0014]圖2是本發明實施例提供的一種中間電極板無導線連接的差動式電容測微器電容定片結構示意圖。
[0015]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:
[0016]I為外框架、2a為第一電極板、3為中間電極板、2b為第二電極板、4為第一固連桿、5為第一導線、6為第二導線、7為第三導線、8為差動電容容量測量系統、9為連桿、10為第二固連桿、2-1為絕緣基板、2-2為第一電容電極環、2-3為第二電容電極環、2-4為貫通孔。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0018]圖1示出了本發明實施例提供的電容測微器結構，圖2示出了本發明實施例提供的電容測微器電容定片結構，為了便于說明，僅僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下:
[0019]本發明實施例提供的一種中間電極板無導線連接的差動式電容測微器可以應用于彈簧式重力儀中，其中測微器的待測對象通常為重力質量塊，可將重力質量塊安裝在連桿9上。
[0020]本發明實施例提供的中間電極板無導線連接的差動式電容測微器包括:外框架1、第一電極板2a、中間電極板3、第二電極板2b、第一固連桿4、第一導線5、第二導線6、第三導線7、差動電容容量測量系統8、連桿9和第二固連桿10;其中，第二電極板2b與第一電極板2a結構相同，第一電極板2a包括絕緣基板2-1、第一電容電極環2-2、第二電容電極環2-3和貫通孔2-4;
[0021]外框架I為支撐保護結構，并起電磁屏蔽作用，外框架I可選導電金屬銅、鋁等制成;外框架I頂中心部位有孔，供連桿9穿過且不相摩擦;外框架I留有必要的孔供第一導線
5、第二導線6、第三導線7等穿越；
[0022]第一電極板2a，其置于外框架I內，其絕緣基板2-1通過第二固連桿10與外框架I內頂面固定連接，第二固連桿10的長度大于Imm;
[0023]第二電極板2b，其置于外框架I內，其絕緣基板2-1通過第一固連桿4與外框架I內底面固定連接，第一固連桿4的長度大于Imm;
[0024]第一電極板2a由絕緣基板2-1、第一電容電極環2-2、第二電容電極環2-3和貫通孔2-4構成，并呈同軸排列，其中第一電容電極環2-2和第二電容電極環2-3附著在絕緣基板2-1的同一面，貫通孔2-4貫通第一電極板2a，其中第一電容電極環2-2和第二電容電極環2-3之間相距0.第一電極板2a可用印刷電路工業制作；第一電容電極環2-2和第二電容電極環2-3可由銅鋁等良導體制成。
[0025]在本發明實施例中，第二電極板2b與第一電極板2a結構、大小相同，方向相向；在此不再贅述第二電極板2b的具體結構。
[0026]第一電極板2a與第二電極板2b為差動式電容測微器定片；
[0027]中間電極板3置于第一電極板2a與第二電極板2b