倾斜传感器制造技术

提供一种根据一个临界值，无论从无倾斜状态向顺时针方向倾斜或是向反时针方向倾斜，都能与该倾斜方向无关地检测倾斜角是否达到规定值之上的倾斜传感器。在印刷电路基板２１上由平行于基准面的平面和印刷电路基板２１的交叉线Ｌ２所划分的（区域内，以将交叉线Ｌ２作为对称轴相互线对称的形状且以将垂直于基准面的平面和印刷电路基板２１的交叉线Ｌ１作为对称轴线对称形状，分别相互电独立地设置着一对差动电极２２ａ，２２ｂ。此外，相对于该一对差动电极，隔着规定空隙地设置对置的通用电极板２３。并将一对差动电极和通用电极板收藏在由印刷电路基板和罩体所形成的密闭空间内。该密闭空间内以液面根据基准面的倾斜而变化的状态封装有导电性液体２７。并将根据由通用电极２３和一对差动电极２２ａ、２２ｂ构成的２个电容器的电容量值的差分的输出信号作为倾斜检测输出而输出。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术所涉及的是一种常用的静电电容式倾斜传感器，它将检测出相对于沿重力方向垂直的面的倾斜角度，当所检测出的倾斜角度超出规定值时，便发生警报，并进行所规定的控制。众所周知，作为这种静电电容式的倾斜传感器大多采用如图5、图6所示结构的倾斜检测元件(关于这点，可参阅实公平4-53528号公报，实公平5-14168号公报等)。图5是该例的倾斜传感器的倾斜检测元件的分解斜视。图6表示用垂直于该正面的面将该倾斜检测元件切开时的剖面图。在图5和图6中，1为印刷电路基板，它可以由玻璃布基材环氧树脂积层板等耐热构件制成。当倾斜传感器被安装在倾斜检测对象物上时，该印刷电路基板1是相对倾斜测定的基准面垂直设置的。在图5中，该基准面作为包含用双点划线所表示的假想线L0的平面而表示。该基准面也是被测定面。此时，所谓的倾斜角为0度是基准面包含沿重力方向垂直线的状态。该印刷电路基板1上，通过铜箔图案，在由沿基准面及印刷电路基板1面的两个面垂直的面与印刷电路基板1的交叉线(图5中由双点划线所表示的假想线L1)所左右分割的领域内，分别电独立地形成一对差动电板2a、2b。在由印刷电路基板1的差动电极2a、2b所构成的平面的反面，由印刷电路布线图案和必要的电子元件构成并设置后述的倾斜传感器的信号处理电路部。各差动电极2a、2b分别从图5的电极点2c、2d穿过通孔与形成印刷电路基板1的信号处理电路部的平面上的铜箔图案连接。而且，一对差动电极2a、2b作为以前述假想线L1为对称轴而构成相互线对称的形状的电极图案而设置的。另外，该一对差动电极2a、2b，则分别具有以垂直于假想线L1的假想线L2为对称轴的线对称的电极图案。图5中的应用例中，差动电极2a、2b的形状被构成横向扇形。图5例场合，差动电极2a及2b的圆弧状边缘，是以假想线L1和L2的交点为圆心所构成的圆的一段圆弧。该应用例中，圆的直径选定为30mm。3是通用电极板，由具有适度刚性的导电构件构成。该通用电极板3，通过将与该板3为一体而从该板3弯成直角的四个端子3a、3b、3c、3d分别插到印刷电路基板1上所设置的四个端子孔4a、4b、4c和4d内，并用焊锡固定在形成印刷电路基板1的信号处理电路部的面上，如图6所示那样，以相对于差动电极2a、2b具有一定的间隔并保持平行的状态被安装在印刷电路基板1上。5是液体罩，由具有一定柔软生的塑料制成。如图6所示，该罩5，其截面为コ字型，罩的端面通过两面绝缘带5B等的粘结部件被粘结在印刷电路基板1上，与印刷电路基板1共同形成密封空间。此时，差动电极2a、2b的圆周边缘、通用电极板3的圆周边缘和罩5端面的内圆周边缘共同构成同心圆，此外，差动电极2a、2b、通用电极3和罩5的相对面均相互平行。罩5与印刷电路基板1所构成的密封空间内，硅油等介电性液体7从设置在印刷电路基板1上的通孔6填充至密封空间的有效容积的1/2的程度左右，即图5中假想线L2的位置。印刷电路基板上的通孔6，在装入介电性液体7之后将被封住。此外，8和9是为了截断外部影响的静电屏避板。该静电屏避板8被安装在印刷电路基板1上，以便遮蔽罩5和其周边；静电屏避板9也被安装在印刷电路基板1上以便遮蔽后述的信号处理电路部分。图7，表示本例的倾斜传感器的信号处理电路部分的结构。图7中，11是振荡器，它的振荡信号的输出端子与前述由图5及图6所介绍的结构中的倾斜检测元件10的通用电极板3相连。此外倾斜检测元件10的一对差动电极2a、2b分别与电容量-电压变换电路12a、12b的输入端子相连。这些电容量-电压变换电路12a及12b的输出端，则分别被连接在差动放大电路13的两个输入端子上。由该差动增幅电路13引出倾斜传感器的输出端子14。此外，信号处理电路部中含有电源稳定电路15，将通过该电源稳定电路15的稳定电压将作为其电源电压提供给振荡器11和差动放大电路13。由于信号处理电路部采用了上述结构，所以来自振荡器11的具有一定频率的振荡输出信号，通过由差动电极2a和通用电极板3所构成的第1电容器提供给电容量-电压变换电路12a，与此同时，又通过由差动电极2b和通用电极板3所构成的第2电容器提供给电容量-电压变换电路12b。此时，在电容量-电压变换电路12a及12b的各自上分别输入根据第1电容器的容量值及第2电容器的容量值的峰值信号。电容量-电压变换电路12a及12b，将其各自输入的信号进行整流，输出平滑后的电压。因而，电容量-电压变换电路12a及12b的输出电压，将根据各自输入信号的峰值，即依据第1电容器的电容量值及第2电容器的自各电容量值确定大小。因此，从差动放大电路13可以得到电容量-电压变换电路12a的输出电压与电容量-电压变换电路12b的输出电压的电压差，该压差作为倾斜传感器之输出，由输出端子14导出。也就是说，自差动增幅电路13得到的是依据第1电容器和第2电容器的电容量值的差的输出电压。将具有如以上结构的倾斜检测元件10及信号处理电路部的倾斜传感器，如前所述那样，设置在构成被测定物体的倾斜测定基准面的平面(以下，该面称为被测定面)上。此时，将按照构成包含被测面上的被测定倾斜方向的平面来设置倾斜检测元件10的印刷电路基板1的平面。另外，在本说明书中，所谓被测定面的被测定倾斜方向，是沿想要测定的倾斜方向被测定面倾斜时的被测定面的法线移动方向，也称为在想要测定的被测定面的倾斜方向依次倾斜时，沿包含位于各倾斜位置的被测定面的法线的全部的面的方向。若被测定面沿前述被测定倾斜方向无倾斜时(即，成为包含与重力方向垂直的线的面时)，导电性液体7处于浸泡各差动电极2a和2b约一半的状态。因而，由差动电极2a和通用电极板3所构成的第1电容器的电容量值与由差动电极2b和通用电极板3所构成的第2电容器的电容量值相等，电容量-电压变换电路12a、12b的输出电压之差为零。此时，将差动放大电路13的输出电压根据此值而成为电压V0。当被测定面沿着前述被测定的倾斜方向倾斜时，导电生液体7的液面位置形成使差动电极2a、2b中的一个的倾斜角部分浸泡在导电性液体7内，而另一个电极将处于露出液面的状态，这样，依据其倾斜角变化的电容差将在第1电容器和第2电容器之间产生。此时，参阅图5，当被测定面从倾斜角为0度位置向+方向(反时针方向)倾斜时，第1电容器的电容量值变少，第2电容器的电容量值变大，使得电容量-电压变换电路12a的输出电压大于电容量-电压变换电路12b的输出电压。因而，差动放大电路13的输出电压与电压V0相比，仅按照+θ方向的倾角变化逐渐变大。同理，在图5中，当被测面从倾斜角0度位置向-θ方向倾斜时(顺时针方向)、第2电容器的电容量值减小，第1电容器的电容量值增加，电容量-电压变换电路12a的输出电压小于电容量-电压变换电路12b的输出电压。因而，差动放大电路13的输出电压仅根据-θ方向的倾斜角变化逐渐小于电压V0。因此，从差动放大电路13得到了依据电容量-电压变换电路12a、12b的输出电压的差分，即两个电容器的电容量值的差分的电压，并作为输出电压。该差动放大电路13的输出电压，如图8所示，变成与倾斜角等于零的面位置开始的被测定面的倾斜角、也包含倾斜角等于零的面位置开始的倾斜方向成比例地线性变化的直流电压。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倾斜传感器，具有：对倾斜测定基础面沿垂直方向设置的印刷电路基板；相互电独立地设置在前述印刷电路基板上的一对差动电极；对前述一对差动电极，隔着规定的空隙并对置的通用电极；通过由该道用电极板引出的端子安装在前述印刷电路基板上 的通用电极；将前述一对差动电极和前述通用电极板收藏在与前述印刷电路基板之间形成的密封空间内的罩体构件；以液面根据前述基准面的倾斜而变化的状态封装到前述密闭空间内的导电性液体；设置在前述印刷电路基板上，并将根据分别由前述通用电极和 前述一对差动电极构成的２个电容器的电容量值的差分的电平输出信号作为倾斜检测输出的信号处理电路部。其特征在于：前述一对差动电极相互电独立地设置在由平行于前述基准面的平面和前述印刷电路基板的第１交叉线所划分的区域上，并是以前述第１交叉线作为 对称轴的线对称形状，此外，前述一对差动电极的各自形状是以垂直于前述基准面的平面和前述印刷电路基板的第２交叉线作为对称轴的线对称形状，前述导电性液体被封装至前述密封空间内的前述第１交线的水平面处，前述信号处理电路部由如下部分组成： 接收来自外部的一定频率的信号，并提供给前述通用电极的缓冲器电路；对通过由前述通用电极和前述一对差动电极的一个电极所构成的第１电容器取出的信号进行整流后转换成电压的第１电容量－电压变换电路；对通过由前述通用电极和前述一对差动电极的另外 一个电极所构成的第２电容器取出的信号进行整流后转换成电压的第２电容量－电压变换电路；输出前述第１电容量－电压变换电路的输出电压与前述第２电容量－电压变换电路的输出电压的差分的差动放大电路。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：川本宏，竹内义明，
申请(专利权)人：株式会社大光设备，本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]