CN103438912A - 带初始状态的电容式位置检测传感器 - Google Patents

Abstract

带初始状态的电容式位置检测传感器，涉及一种位置检测传感器。设有外壳、极板骨架、公共金属极板、第1金属极板、第2金属极板、滚动体、底座、公共引脚、第1引脚和第2引脚；外壳安装在底座上，极板骨架设在外壳内，极板骨架内设有腔体，公共金属极板设在极板骨架的上部，第1和第2金属极板设在极板骨架下部，公共金属极板分别与第1和第2金属极板之间形成2个平板电容器；滚动体设在公共金属极板与第1和第2金属极板之间的极板骨架的腔体内；公共引脚上端与公共金属极板连接，第1引脚上端与第1金属极板连接，第2引脚上端与第2金属极板连接，公共引脚下端、第1引脚下端、第2引脚下端穿出外壳或底座。可靠性高、制造成本低。

Description

带初始状态的电容式位置检测传感器

技术领域

本发明涉及一种位置检测传感器，特别是涉及一种主要用于小家电自动断电检测的带初始状态的电容式位置检测传感器。

背景技术

目前，用于小家电自动断电检测传感器主要有接触式传感器和光电式传感器。接触式开关主要是由滚动金属球和开关触点组成，通过金属球接通或断开两个触点。这种结构的传感器存在着导通率的问题，因所用金属球和触点的导电效果差异导致传感器判断的准确性存在着较大偏差。光电式传感器主要是由光电发射和接收对管、腔体、遮光体组成。使用时需要给发射管加以一定的电流，通过遮光体的运动位置改变来实现对管间光线的通过和阻断，从而实现输出转换。但这种光电式开关成本较高，且功耗较大。

本申请人在中国专利CN202974307U中公开一种电容式位置检测传感器，设有圆筒形骨架、滚动件、前金属极板、公共金属极板、后金属极板、前金属引脚、公共金属引脚、后金属引脚、后盖；所述圆筒形骨架的内腔为喇叭形腔体，所述滚动件设于喇叭形腔体内；所述前金属极板和后金属极板分别设于喇叭形腔体一侧的前后两边，所述公共金属极板设于喇叭形腔体另一侧，所述前金属引脚、公共金属引脚和后金属引脚分别与前金属极板、公共金属极板和后金属极板连接并引出圆筒形骨架外；所述前金属极板和后金属极板分别设于喇叭形腔体一侧的前后两边的内壁或外壁，所述公共金属极板设于喇叭形腔体另一侧的内壁或外壁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性高、制造成本低，主要用于小家电自动断电检测的带初始状态的电容式位置检测传感器。

本发明设有外壳、极板骨架、公共金属极板、第1金属极板、第2金属极板、滚动体、底座、公共引脚、第1引脚和第2引脚；

所述外壳安装在底座上，极板骨架设在外壳内，极板骨架内设有腔体，公共金属极板设在极板骨架的上部，第1金属极板和第2金属极板设在极板骨架的下部，第1金属极板和第2金属极板设在同一平面上，公共金属极板分别与第1金属极板和第2金属极板之间形成2个平板电容器；滚动体设在公共金属极板与第1金属极板和第2金属极板之间的极板骨架的腔体内，滚动体在极板骨架的腔体内来回运动；公共引脚的上端与公共金属极板连接，第1引脚的上端与第1金属极板连接，第2引脚的上端与第2金属极板连接，公共引脚的下端、第1引脚的下端、第2引脚的下端穿出外壳或底座。

所述极板骨架的腔体可采用带倾斜角腔体，所述带倾斜角腔体可采用带倾斜角的子弹头状腔体。

所述公共金属极板与第1金属极板和第2金属极板可相互平行。

所述滚动体可采用实心球体或空心球体。

本发明采用3片金属极板，分别为公共金属极板、第1金属极板和第2金属极板；第1金属极板表面和公共金属极板表面相对应，形成第1可变电容器；第2金属极板表面和公共金属极板表面相对应，形成第2可变电容器；这2个电容器的结构为平板电容器；3根引脚分别与3片金属极板相连，公共引脚作为2个电容器的公共端，与公共金属极板相连；第1引脚和第2引脚分别与第1金属极板和第2金属极板相连，作为第1可变电容器和第2可变电容器的信号输入端；滚动体以滚动的方式位于上述3个金属极板与极板骨架的腔体内。

与现有的位置检测传感器相比，本发明具有以下优点：

1）本发明设有3片金属极板，由极板骨架内的滚动体来回运动实现两个电容的增大或减小。由于不存在电接触导通要求，不需要对滚动体和极板骨架腔体内壁进行镀金处理，因此生产工艺简单，生产成本低。

2）本发明是通过检测两个可变电容值的相对大小来判断物体位置的变化，具有抗干扰性强、检测灵敏度高、功耗小、应用范围广等特点。

3）本发明所构成的两个电容器是平板电容器，相比于利用横截面构成电容的电容器，具有更大的绝对电容，因此具有更好的抗干扰性以及更低的工艺要求。

4）由于极板骨架的腔体采用带倾斜角腔体，尤其是带倾斜角的子弹头状腔体，因此具有确定的初始状态，同时可以避免绝大部分的不确定空间状态，提高传感器可靠性与稳定性，且易于加工。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成剖面图。

图2为本发明实施例的结构组成分解图。

图3为本发明实施例的内部结构组成示意图。

图4为本发明实施例的公共金属极板的结构组成示意图。

图5为本发明实施例的第1金属极板和第2金属极板的结构组成示意图。

图6为本发明实施例的应用电路原理图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1～6，本发明实施例设有外壳1、极板骨架2、公共金属极板31、第1金属极板32、第2金属极板33、滚动体4、底座5、公共引脚61、第1引脚62和第2引脚63；所述外壳1安装在底座5上，极板骨架2设在外壳1内，极板骨架2内设有带倾斜角的子弹头状腔体，公共金属极板31设在极板骨架2的上部，第1金属极板32和第2金属极板33设在极板骨架2的下部，第1金属极板32和第2金属极板33设在同一平面上，公共金属极板31分别与第1金属极板32和第2金属极板33之间形成2个平板电容器；滚动体4设在公共金属极板31与第1金属极板32和第2金属极板33之间的极板骨架2的腔体内，滚动体4在极板骨架2的腔体内来回运动；公共引脚61的上端与公共金属极板31连接，第1引脚62的上端与第1金属极板32连接，第2引脚63的上端与第2金属极板33连接，公共引脚61的下端、第1引脚62的下端、第2引脚63的下端穿出外壳1或底座5。

所述公共金属极板31与第1金属极板32和第2金属极板33可相互平行。

所述滚动体4可采用实心球体或空心球体。

以下给出本发明的工作原理：

本发明主要由3片金属极板形成的两个电容器C1、C2，以及1个滚动体组成；两个电容器构成串联关系，有一个公共端SUM，两个输入端CA1、CA2；滚动体在子弹头状腔体内位置的变化，使C1、C2的电容值发生变化；利用2个可变电容器与外部芯片IC配合产生检测信号SUM，该检测信号直接反映两个电容值的相对大小；芯片IC对上述信号SUM进行放大、比较和滤波等处理，从而判断物体运动状态和位置变化。

由于腔体有一个倾斜角度，当传感器装配在水平位置时，在重力作用下，滚动体会滚到低的一端，从而有一个确定的初始状态。

在图6中，标记A为本发明（即带初始状态的电容式位置检测传感器）。

Claims (5)

1.带初始状态的电容式位置检测传感器，其特征在于设有外壳、极板骨架、公共金属极板、第1金属极板、第2金属极板、滚动体、底座、公共引脚、第1引脚和第2引脚；

所述外壳安装在底座上，极板骨架设在外壳内，极板骨架内设有腔体，公共金属极板设在极板骨架的上部，第1金属极板和第2金属极板设在极板骨架的下部，第1金属极板和第2金属极板设在同一平面上，公共金属极板分别与第1金属极板和第2金属极板之间形成2个平板电容器；滚动体设在公共金属极板与第1金属极板和第2金属极板之间的极板骨架的腔体内，滚动体在极板骨架的腔体内来回运动；公共引脚的上端与公共金属极板连接，第1引脚的上端与第1金属极板连接，第2引脚的上端与第2金属极板连接，公共引脚的下端、第1引脚的下端、第2引脚的下端穿出外壳或底座。

2.如权利要求1所述带初始状态的电容式位置检测传感器，其特征在于所述极板骨架的腔体采用带倾斜角腔体。

3.如权利要求2所述带初始状态的电容式位置检测传感器，其特征在于所述带倾斜角腔体采用带倾斜角的子弹头状腔体。

4.如权利要求1所述带初始状态的电容式位置检测传感器，其特征在于所述公共金属极板与第1金属极板和第2金属极板相互平行。

5.如权利要求1所述带初始状态的电容式位置检测传感器，其特征在于所述滚动体采用实心球体或空心球体。

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