CN104848960A - 电容式温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电容式温度传感器。电容式温度传感器包括壳体、放置在所述壳体内的空心管和固定在壳体上的电路板，所述壳体内具有容置空间，所述壳体一端设有插头，所述插头上设有一对接线脚，所述电路板与所述插头电连接，所述空心管的两端设置有两平行极板，且所述两平行极板与所述空心管气密封配合,形成一个以空气为介质的简易电容，所述两平行极板与所述电路板电连接，所述电路板上设有用于检测电容容量大小的电容检测电路。本发明电容式温度传感器功耗低。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器，特别是涉及一种电容式温度传感器。
背景技术
由于温度和人们的日常生活紧密相关，因此人们很早就开始了对于温度的测量和电容式温度传感器的开发。日前已有的电容式温度传感器的种类繁多，测温原理各不相同，凡是有温度效应的物理或化学过程都可以用作电容式温度传感器的测温原理。常用的电容式温度传感器功耗大，且自身发热对测量结果也会造成一定的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种灵敏度高，且功耗低的电容式温度传感器。
为解决上述问题，本发明提供一种电容式温度传感器，电容式温度传感器包括壳体，所述壳体内具有容置空间，所述壳体一端设有插头，所述插头上设有一对接线脚，所述电容式温度传感器还包括放置在所述壳体内的空心管和固定在壳体上的电路板，所述电路板与所述插头电连接，所述空心管的两端设置有两平行极板，且所述两平行极板与所述空心管气密封配合,形成一个以空气为介质的简易电容，所述两平行极板与所述电路板电连接，所述电路板上设有用于检测电容容量大小的电容检测电路。
进一步的，所述壳体内设有一隔板，所述隔板将壳体分为第一空腔和第二空腔，所述空心管和所述两平行极板均位于所述第一空腔内，所述插头和电路板位于所述第二空腔内。
进一步的，所述插头与第二空腔的连接处设有环形密封垫圈。
进一步的，所述两个电极板均为云母电极板。
进一步的，所述空心管为铜制空心管。
本发明电容式温度传感器利用空气的热胀冷缩，改变电容容量大小，实现对温度的检测，能准确的检测出待测体的温度。
附图说明
图1是本发明电容式温度传感器的较佳实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明电容式温度传感器的较佳实施方式包括壳体1、放置在所述壳体1内的空心管2和电路板7，所述壳体1内具有容置空间，所述壳体1一端设有插头6，所述插头6上设有一对电源接线脚51和信号输出接线脚52，所述电路板7固定在所述壳体1上，所述电路板1与所述插头6电连接，即与两个接线脚5和信号输出接线脚52电连接；所述空心管2的两端设置有两平行极板3，且所述两平行极板3与所述空心管2气密封配合,形成一个密闭的空腔，同时也是一个以空气为介质的简易电容；所述两平行极板3与所述电路板7电连接，所述电路板7上设有用于检测电容容量大小的电容检测电路。其中，所述两个电极板3均为云母电极板，所述空心管2为铜制空心管。电容检测电路为现有技术，故，在此不再赘述。
所述壳体1内设有一隔板，所述隔板将壳体1分为第一空腔12和第二空腔11，所述空心管2和所述两平行极板3均位于所述第一空腔12内，所述插头6位于所述第二空腔12内，且所述插头6与第二空腔11的连接处设有环形密封垫圈。
密闭容器内温度和压强存在以下关系：
PV＝nRT，其中P为密闭容器内的压强，V为密闭容器的体积，n为物质的量(因某物质的量是不变的，因此可以理解为常数)，R为常数，T为密闭容器内的温度。n和R都是不变的，当密闭容器内的压强P不变，那么容器的体积V和温度T成正比，即密闭容器内的温度T升高时，密闭容器的体积V增大；密闭容器内的温度T降低时，密闭容器的体积V减小。
电容容量与两平行极板3之间的距离满足以下关系式：
C＝εs/4πkd其中，C为电容容量，ε为极板3间介质的介电常数，S为两平行极板3的正对面积，k为静电力常量(也是常数)，d为极板3间的距离。可以看出当面积不变时，两平行极板3之间距离d与所述电容容量C成反比；即两平行极板3之间的距离d增大时，电容容量C减小；两平行极板3之间的距离d减小时，电容容量C增大。
当环境温度降低时，空心管2内的温度也随之降低，为保持空心管2内外压强不变，空心管2的密封体积减小，从而两平行极板3之间的距离缩短，因此电容容量会增加；反之，则电容容量会减小。本发明电容式温度传感器根据电容容量大小来检测待测体的温度，电容不存在直流功耗，且电容测量时，只需使用交流小信号，因此本发明电容式温度传感器功耗低。插头6与车载ECU连接，插头6将相应的交流电信号传递给车载ECU。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电容式温度传感器，所述电容式温度传感器包括壳体，所述壳体内具有容置空间，所述壳体一端设有插头，所述插头上设有一对电源接线脚和信号输出接线脚，其特征在于：所述电容式温度传感器还包括放置在所述壳体内的空心管和固定在壳体上的电路板，所述电路板与所述插头电连接，所述空心管的两端设置有两平行极板，且所述两平行极板与所述空心管气密封配合,形成一个以空气为介质的简易电容，所述两平行极板与所述电路板电连接，所述电路板上设有用于检测电容容量大小的电容检测电路。
2.如权利要求1所述的电容式温度传感器，其特征在于：所述壳体内设有一隔板，所述隔板将壳体分为第一空腔和第二空腔，所述空心管和所述两平行极板均位于所述第一空腔内，所述插头和电路板位于所述第二空腔内。
3.如权利要求2所述的电容式温度传感器，其特征在于：所述插头与第二空腔的连接处设有环形密封垫圈。
4.如权利要求1所述的电容方式温度传感器，其特征在于：所述两个电极板均为云母电极板。
5.如权利要求1所述的电容式温度传感器，其特征在于：所述空心管为铜制空心管。
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