CN101865648B - 高精度电容测微仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度电容测微仪，包括壳体、测量杆、电容传感器、上套筒、下套筒、小套筒、固定块和水平定位块；所述壳体为圆筒状，壳体的中间设有一层板环；上套筒和下套筒分别固定于壳体的径向两端的通孔内，测量杆穿过上套筒和下套筒的内孔小套筒固定设置在测量杆位于壳体内的杆部上，小套筒与上套筒之间设置弹簧；电容传感器包括固定电容和动极板，所述固定电容固定于板环上方，所述固定电容中间设有槽，所述动极板一端通过固定块与测量杆固定连接，另一端嵌入固定电容的槽内；所述水平定位块固定于壳体内，所述动极板以水平定位块为导向相对固定电容移动。本发明具有测量时移动速度不受到限制，精度高稳定性好等优点。
Description
技术领域
本发明属于测量技术领域，涉及一种测量仪器，具体地说是一种高精度电容测微仪。
背景技术
高精度测微仪是机械制造工业中不可缺少的测量仪器。目前国内cm外所采用的测微仪大多使用的是静电感应的容栅式测量电路、感应同步式测量电路和光栅式测量电路等数种方式，由于这几种电路的共同特点是计算脉冲数，对读数电路的响应速度要求较高，就现有的电路而言，对传感器的移动速度有一定的限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高精度电容测微仪，以克服目前普遍采用的静电感应的容栅式测微仪存在的，测量时移动速度受到限制，进一步提高精度有困难的缺点。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
一种高精度电容测微仪，包括壳体、测量杆和电容传感器，其特征在于，还包括上套筒、下套筒、小套筒、固定块和水平定位块；
所述壳体为圆筒状，包括上下两层，所述壳体的中间设有一层板环；
所述上套筒和下套筒分别固定于壳体的径向两端的通孔内，测量杆穿过上套筒和下套筒的内孔，可以在壳体内上下移动；
所述小套筒固定设置在测量杆位于壳体内的杆部上，小套筒与上套筒之间设置弹簧；
所述电容传感器包括固定电容和动极板，所述固定电容固定于板环上方，所述固定电容中间设有槽，所述动极板一端通过固定块与测量杆固定连接，另一端嵌入固定电容的槽内；
所述水平定位块固定于壳体内，所述动极板以水平定位块为导向相对固定电容移动。
由以上公开的技术方案可知，本发明通过将动极板与测量杆相连接，从而测量杆的移动就意味着动极板移动，固定块、测量杆、上、下套筒都是金属件与壳体一起是接地的，也即动极板是接地的。而动极板的另一端正好嵌入固定电容的槽内。固定电容和动极板重合部分的电容就被屏蔽掉，因此测量杆越向左移动，固定电容的电容量越小，从而达到用电容传感器用作测量长度的目的。此外通过在小套筒和上套筒之间设置弹簧，平时弹簧处于压缩状态，所以测量杆总有一个向下的力，以保证测量杆与工件有一定的测量力。另外本发明通过在壳体内设置水平定位块作为导向，可以充分保证动极板在跟随测量杆移动时的水平。
附图说明
图1为本发明电容测微仪的正视剖面结构示意图；
图2为本发明电容传感器在测微仪内部的俯视结构示意图；
图3为固定电极剖视结构示意图；
图4为图3中固定电极的正视图。
具体实施方式
下面结合附图与进一步说明发明。
如图1～2所示，本发明高精度电容测微仪，包括壳体1、测量杆2、电容传感器、上套筒5、下套筒6、小套筒7、固定块8和水平定位块9；所述壳体1为圆筒状，包括上下两层，所述壳体1的中间设有一层板环101；所述上套筒5和下套筒6分别固定于壳体1的径向两端的通孔内，测量杆2穿过上套筒5和下套筒6的内孔，可以在壳体1内上下移动；所述小套筒7固定设置在测量杆2位于壳体1内的杆部上，小套筒7与上套筒7之间设置弹簧10；所述电容传感器包括固定电容3和动极板4，所述固定电容3固定于板环101上方，所述固定电容3中间设有槽11，所述动极板4一端通过固定块8与测量杆2固定连接，另一端嵌入固定电容3的槽11内；所述水平定位块9固定于壳体1内，所述动极板4以水平定位块9为导向相对固定电容3移动。
所述固定电容3包括上下两块对称固定设置一起的陶瓷基体301，如图3～4所示，所述每个陶瓷基体301上均设有凹槽，所述凹槽内涂覆固定电极金属层302，作为电容传感器的固定电极；固定电极金属层302表面涂覆绝缘层303，起保护金属涂层不受氧化，和防止固定电极与可动电极接触；所述陶瓷基体的反面涂覆屏蔽金属层304，起对电容传感器屏蔽作用，陶瓷基体301上设有四个孔，通过四个孔，将两块陶瓷体面对面地用四个螺钉，将其固定在壳体1的板环101上，从而构成了电容传感器电容的两个电极板，两陶瓷基体之间留有可供动极板4移动的槽11。
所述固定块8为矩形金属块，固定块8的两端有两个螺丝孔，通过两个螺钉将动极板4固定在固定块8上。
所述固定块8通过螺钉12固定于测量杆2上。所述螺钉12下端呈圆柱轴状。所述水平定位块9上设有长槽，所述长槽与测量杆方向平行且设置成垂直于螺钉12轴线所在平面内，所述螺钉12的下端轴部伸入到长槽内。
底盘13固定在壳体内起密封壳体1的下面部分，壳体的上面部分由线路板和液晶显示器密封，图中未画出。传感器的测量电路在本公司前公布的发明专利“电容式电子计价秤”专利号：“CN200410067563.9”中已有介绍，在此不再重复。
如图1～2所示，本发明高精度电容测微仪，包括壳体1、测量杆2、电容传感器、上套筒5、下套筒6、小套筒7、固定块8和水平定位块9；所述壳体1为圆筒状，包括上下两层，所述壳体1的中间设有一层板环101；所述上套筒5和下套筒6分别固定于壳体1的径向两端的通孔内，测量杆2穿过上套筒5和下套筒6的内孔，可以在壳体1内上下移动；所述小套筒7固定设置在测量杆2位于壳体1内的杆部上，小套筒7与上套筒7之间设置弹簧10；所述电容传感器包括固定电容3和动极板4，所述固定电容3固定于板环101上方，所述固定电容3中间设有槽11，所述动极板4一端通过固定块8与测量杆2固定连接，另一端嵌入固定电容3的槽11内；所述水平定位块9固定于壳体1内，所述动极板4以水平定位块9为导向相对固定电容3移动。
所述固定电容3包括上下两块对称固定设置一起的陶瓷基体301，如图3～4所示，所述每个陶瓷基体301上均设有凹槽，所述凹槽内涂覆固定电极金属层302，作为电容传感器的固定电极；固定电极金属层302表面涂覆绝缘层303，起保护金属涂层不受氧化，和防止固定电极与可动电极接触；所述陶瓷基体的反面涂覆屏蔽金属层304，起对电容传感器屏蔽作用，陶瓷基体301上设有四个孔，通过四个孔，将两块陶瓷体面对面地用四个螺钉，将其固定在壳体1的板环101上，从而构成了电容传感器电容的两个电极板，两陶瓷基体之间留有可供动极板4移动的槽11。
所述固定块8为矩形金属块，固定块8的两端有两个螺丝孔，通过两个螺钉将动极板4固定在固定块8上。
所述固定块8通过螺钉12固定于测量杆2上。所述螺钉12下端呈圆柱轴状。所述水平定位块9上设有长槽，所述长槽与测量杆方向平行且设置成垂直于螺钉12轴线所在平面内，所述螺钉12的下端轴部伸入到长槽内。
底盘13固定在壳体内起密封壳体1的下面部分，壳体的上面部分由线路板和液晶显示器密封，图中未画出。传感器的测量电路在本公司前公布的发明专利“电容式电子计价秤”专利号：“CN200410067563.9”中已有介绍，在此不再重复。
本发明采用电容式传感器计算传感器的最终位置，与传感器的运动过程无关，所以传感器的移动速度不受限制。一般的电容传感器都是将一个电极固定，一个电极移动变面积式，在移动过程中两个极板之间的的间隙很难保持恒定，从而会影响传感器的测量精度。本发明将电容传感器的两个极板全部固定，改变两个极板之间的电容量是靠一个接地的屏蔽电极的移动位置来达到。而屏蔽电极与测量电极之间的间隙，在一定范围内的变化是不影响测量精度的，因此本发明的电容传感器有更高的测量精度和稳定性。在两个固定电极的表面覆盖一层绝缘薄膜这样避免了屏蔽电机与固定电极的接触而造成短路。电容传感器的两个固定电极全部采用以陶瓷的基体的镀银电极，具有较好的稳定性和屏蔽性。
Claims (4)
1.一种高精度电容测微仪，包括壳体(1)、测量杆(2)和电容传感器，其特征在于，还包括上套筒(5)、下套筒(6)、小套筒(7)、固定块(8)和水平定位块(9)；
所述壳体(1)为圆筒状，包括上下两层，所述壳体(1)的中间设有一层板环(101)；
所述上套筒(5)和下套筒(6)分别固定于壳体(1)的径向两端的通孔内，测量杆(2)穿过上套筒(5)和下套筒(6)的内孔，可以在壳体(1)内上下移动；
所述小套筒(7)固定设置在测量杆(2)位于壳体(1)内的杆部上，小套筒(7)与上套筒(5)之间设置弹簧(10)；
所述电容传感器包括固定电容(3)和动极板(4)，所述固定电容(3)固定于板环(101)上方，所述固定电容(3)中间设有槽(11)，所述动极板(4)一端通过固定块(8)与测量杆(2)固定连接，另一端嵌入固定电容(3)的槽(11)内；
所述水平定位块(9)固定于壳体(1)内，所述动极板(4)以水平定位块(9)为导向相对固定电容(3)移动，所述固定块(8)通过螺钉(12)固定于测量杆(2)上，所述水平定位块(9)上设有长槽，所述长槽与测量杆(2)方向平行且设置成垂直于螺钉(12)轴线所在平面内，所述螺钉(12)的下端伸入到所述长槽内。
2.根据权利要求1所述的高精度电容测微仪，其特征在于，所述固定电容(3)包括上下两块对称固定设置一起的陶瓷基体(301)，所述每个陶瓷基体(301)上均设有凹槽，所述凹槽内涂覆固定电极金属层(302)，固定电极金属层表面涂覆绝缘层(303)，所述陶瓷基体的反面涂覆屏蔽金属层(304)，两陶瓷基体之间留有可供动极板(4)移动的槽(11)。
3.根据权利要求1所述的高精度电容测微仪，其特征在于，所述固定块(8)为矩形块，所述动极板(4)在固定块(8)的两端通过螺栓固定连接。
4.根据权利要求1所述的高精度电容测微仪，其特征在于，所述螺钉(12)下端呈圆柱轴状。
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