基于电容检测器的药片称重装置制造方法及图纸

基于电容检测器的药片称重装置，涉及称重设备，目的是为了解决现有称重装置精度差、体积大和价格贵的问题。本实用新型专利技术的转换器用于将电容检测器产生的电容信号转化为电压信号，计算电路用于根据电压与重量的关系将所述电压信号计算成药片的重量，并将重量信号发送至显示器进行显示；电容检测器包括至少两个沿竖直方向等间距同轴设置的圆形金属极板，位于中间的极板尺寸最小，向两侧尺寸逐渐增大；所有编号为奇数的极板用导线连接，作为一个信号输出端；所有编号为偶数的极板用导线连接，作为另一个信号输出端；相邻两个极板之间设置有一组硅胶柱，相邻两组硅胶柱的倾斜方向相反。该药片称重装置精度高、体积小，适用于药片称重。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及称重设备。
技术介绍
在药房，通常使用电子天平进行分药装瓶。对于家庭或医院中的单个病人，或者仅仅是参加医学测试的志愿者，每人配备一个电子天平不但不方便，也不经济，且电子天平无服药数量记录功能。此外，采用现有的其他电子称重装置进行药片称重，装置存在精度差、体积大、价格昂贵的缺陷。
技术实现思路
本技术的设计旨在解决现有称重装置精度差、体积大和价格贵的问题。现提供一种基于电容检测器的药片称重装置。本技术所述的基于电容检测器的药片称重装置包括电容检测器、转换器、计算电路和显示器，转换器用于将电容检测器产生的电容信号转化为电压信号，计算电路用于根据电压与重量的关系将所述电压信号计算成药片的重量，并将重量信号发送至显示器进行显示；所述电容检测器是一个多极板电容传感器，所述电容检测器包括至少两个圆形金属极板1，所有极板1依次沿竖直方向等间距同轴设置，且编号依次为一至n，一号极板1与n号极板1尺寸相同，二号极板1与n-1号极板1尺寸相同，三号极板1与n-2号极板1的尺寸相同，以此类推；位于中间的极板1尺寸最小，从中间向两侧极板1尺寸逐渐增大；所有编号为奇数的极板1采用导线相连接，并作为所述电容检测器的一个信号输出端；所有编号为偶数的极板1采用导线相连接，并作为所述电容检测器的另一个信号输出端；每相邻的两个极板1之间设置有一组硅胶柱2，且每组硅胶柱2中的个体均倾斜且等间距平行设置，同一组硅胶柱2的个体倾斜方向相同，相邻两组硅胶柱2的倾斜方向相反；所述多极板电容传感器用于根据药片施加在极板1上力的不同而产生变化的电容信号。有益效果：上述药片称重装置的电容检测器中，位于顶层的极板1和位于底层的极板1直径相同，上数第二层极板1和下数第二个极板1的直径相同，上数第三层极板1和下数第三个极板1的直径相同……，并且顶层极板1的直径大于上数第二层极板1的直径，上数第二层极板1的直径大于上数第三层极板1的直径……，即从中间向两侧，极板1直径呈递增变化。采用这种尺寸及结构进行排列，在电容检测器进行称重工作时，将药片放在顶层的极板1上，编号为奇数的极板1不会出现相对水平位移。此外，编号为偶数的极板1在水平方向也不会超出上下面积最大的极板1，其动作不会因接触周围物体而受限。在该多极板电容传感器中，硅胶柱2的功能相当于弹簧，每层硅胶柱2中的所有个体均与极板成一定夹角且等间距平行设置，相邻两层的硅胶柱2倾角方向相反。因此，本技术的结构既保证了称重时药瓶无横向位移，又避免了垂直弹簧易引起刚性突变的缺点，采用本申请的电容检测器的结构进行称重，具有灵敏度高、检测准确性强、成本低廉等优点。转换器的两个信号输入端分别连接电容检测器的两个信号输出端，电容检测器产生的电容信号经转换器处理后得到与药片重量相对应的电压信号，并通过显示器进行显示。经验证，采用五极板的电容检测器，平均灵敏度能够达到23.06mV/g。基于上述电容检测器的药片称重装置，以电容检测器作为核心器件，具有灵敏度高、检测准确性强、体积小的优点，并且电容检测器的制备过程快速简单，成本低廉，降低了药片称重装置的成本。附图说明图1为实施方式一中多极板电容传感器的结构示意图；图2为实施方式一中药片称重装置的剖面结构示意图，图中3表示转换器，用于将电容检测器产生的电容信号转化为电压信号；图3为实施方式一中容值与极板间初始距离的关系曲线；图4为实施方式二中的五种电容检测器的电压-重量曲线，其中4为铜极板细弹簧，5为四极板铜粗弹簧，6为铜极板粗弹簧，7表示铝极板细疏弹簧，8表示铜极板细短弹簧；图5为实施方式二中的五极板铜电容与四极板铜电容的灵敏度对比图，图中9表示五极板铜电容，10表示四极板铜电容；图6为实施方式三中药片称重装置的原理框图；图7为实施方式三中的转换器的电路图；图8为实施方式三中用于单个药瓶称重的药片称重装置的俯视结构示意图；图9为实施方式三中用于多个药瓶称重的药片称重装置的俯视结构示意图；图10为实施方式四中药片称重装置的原理框图。具体实施方式具体实施方式一：参照图1至图3具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于电容检测器的药片称重装置包括电容检测器、转换器和显示器，转换器用于将电容检测器产生的电容信号转化为电压信号，并将该电压信号发送至显示器进行显示；所述电容检测器是一个多极板电容传感器，所述电容检测器包括至少两个圆形金属极板1，所有极板1依次沿竖直方向等间距同轴设置，且编号依次为一至n，一号极板1与n号极板1尺寸相同，二号极板1与n-1号极板1尺寸相同，三号极板1与n-2号极板1的尺寸相同，以此类推；位于中间的极板1尺寸最小，从中间向两侧极板1尺寸逐渐增大；所有编号为奇数的极板1采用导线相连接，并作为所述电容检测器的一个信号输出端；所有编号为偶数的极板1采用导线相连接，并作为所述电容检测器的另一个信号输出端；每相邻的两个极板1之间设置有一组硅胶柱2，且每组硅胶柱2中的个体均倾斜且等间距平行设置，同一组硅胶柱2的个体倾斜方向相同，相邻两组硅胶柱2的倾斜方向相反；所述多极板电容传感器用于根据药片施加在极板1上力的不同而产生变化的电容信号。上述药片称重装置的核心器件是电容检测器，在设计电容检测器时，需要从以下几方面考虑。1、极板1的选择电容传感器的极板1的材料应当具有重量轻、强度高、导电率高以及廉价等特性。对各种金属进行比较，铜是首选材料。与铜相比，铝材料除导电率稍低外，具有强度更高、重量更轻的优点，也可作为一种选择。由于板厚度不影响容值，我们将极板设计得尽量薄，只要强度满足要求即可。事实上，将来的产品甚至可以使用重量更轻的塑料或者玻璃制作极板，仅将导电材料电镀于其表面上。此外，为了减弱正对面积变化对容值的影响，如图1所示，我们对极板的结构进行特殊设计，使得相邻极板半径之差为当电容传感器工作时，任何板的水平移动范围都不会超出相邻板的边缘。这种结构有两个优点，一方面电容不会受正对面积变化影响太多，另一方面第一、三、五极板不会出现相对位移。此外，第二、四极板也不会超出上下最大面积的极板，其动作不会因接触周围物体而受限。2、极板间弹簧的选择极板间的弹性柱材料应具有诸如好的弹性、可重复性、长寿命、体积小和廉价等优点。由于金属弹簧易引起短路且易导致介电常数变化，因而不选择使用。为避免在相邻铜板间使用垂直弹性柱，易引起刚性突变的缺点，我们采用45度角倾斜的弹性柱作为极板间的弹簧。采用多极板电容传感器实现称重工作时，相邻极板间会出现相对移动。采用如图1所示的相邻两组弹性柱弹簧方向相反设置，隔层弹簧方向相同的排列结构，可令称重装置工作时，编号为奇数的极板1间无相对位移。此结构既保证了称重时药瓶无横向位移，又避免了采用垂直弹性柱易引起刚性突变的缺点。3、极板数量选择电容传感器的灵敏度分析：电容传感器电容值C可以用几何参数和介电常数表示如下：此处电容值C的单位为法拉(F)。εr是极板间材料的介电常数，ε0是真空介电常数。A是极板的正对面积，单位是平方米。d是两极板间的距离，单位是米。一个传感器的灵敏度反映了输出值随测量参数的变化量。我们把电容传感器的灵敏度定义为这里△G是称重重量，△C是电容值的相应变化量，灵敏度S的单位是F/g。对于称重传感器，除了极板间距距离d本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电容检测器的药片称重装置，其特征在于，包括电容检测器、转换器和显示器，转换器用于将电容检测器产生的电容信号转化为电压信号，并将该电压信号发送至显示器进行显示；所述电容检测器是一个多极板电容传感器，所述电容检测器包括至少两个圆形金属极板(1)，所有极板(1)依次沿竖直方向等间距同轴设置，且编号依次为一至n，一号极板(1)与n号极板(1)尺寸相同，二号极板(1)与n‑1号极板(1)尺寸相同，三号极板(1)与n‑2号极板(1)的尺寸相同，以此类推；位于中间的极板(1)尺寸最小，从中间向两侧极板(1)尺寸逐渐增大；所有编号为奇数的极板(1)采用导线相连接，并作为所述电容检测器的一个信号输出端；所有编号为偶数的极板(1)采用导线相连接，并作为所述电容检测器的另一个信号输出端；每相邻的两个极板(1)之间设置有一组硅胶柱(2)，且每组硅胶柱(2)中的个体均倾斜且等间距平行设置，同一组硅胶柱(2)的个体倾斜方向相同，相邻两组硅胶柱(2)的倾斜方向相反；所述多极板电容传感器用于根据药片施加在极板(1)上力的不同而产生变化的电容信号。

【技术特征摘要】
1.基于电容检测器的药片称重装置，其特征在于，包括电容检测器、转换器和显示器，转换器用于将电容检测器产生的电容信号转化为电压信号，并将该电压信号发送至显示器进行显示；所述电容检测器是一个多极板电容传感器，所述电容检测器包括至少两个圆形金属极板(1)，所有极板(1)依次沿竖直方向等间距同轴设置，且编号依次为一至n，一号极板(1)与n号极板(1)尺寸相同，二号极板(1)与n-1号极板(1)尺寸相同，三号极板(1)与n-2号极板(1)的尺寸相同，以此类推；位于中间的极板(1)尺寸最小，从中间向两侧极板(1)尺寸逐渐增大；所有编号为奇数的极板(1)采用导线相连接，并作为所述电容检测器的一个信号输出端；所有编号为偶数的极板(1)采用导线相连接，并作为所述电容检测器的另一个信号输出端；每相邻的两个极板(1)之间设置有一组硅胶柱(2)，且每组硅胶柱(2)中的个体均倾斜且等间距平行设置，同一组硅胶柱(2)的个体倾斜方向相同，相邻两组硅胶柱(2)的倾斜方向相反；所述多极板电容传感器用于根据药片施加在极板(1)上力的不同而产生变化的电容信号。2.根据权利要求1所述的药片称重装置，其特征在于，所述转换器包括±2.5V电源、变压器T、参考电容C0、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、滑动变阻器Rf1、滑动变阻器Rf2、滑动变阻器Rf3、运算放大器v0、运算放大器v1、运算放大器v2、运算放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦军，孙民贵，贾文艳，
申请(专利权)人：哈尔滨师范大学，匹兹堡大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23