一种变介电常数型高稳定度微小可调电容器件制造技术

本发明专利技术公开了一种变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，包括：标准电容器，包括壳体和安装于壳体内的熔融石英盘，熔融石英盘通过连接件与壳体固定连接；温度检测装置，可实时检测熔融石英盘的温度值；温度驱动装置，可实时驱动并控制熔融石英盘的温度值；控制电路，连接温度检测装置与温度驱动装置，可实时接收和处理温度检测装置检测到的温度值信号，并输出反馈电流信号给温度驱动装置以操控温度驱动装置的动作

【技术实现步骤摘要】
一种变介电常数型高稳定度微小可调电容器件


[0001]本专利技术涉及可调电容器领域，具体涉及一种变介电常数型高稳定度微小可调电容器件
。

技术介绍

[0002]可调电容器被广泛应用于电容测试模块的测试和标定
。
常见的可调电容器有两种基本的形式，一种是调节上下电容极板间的间距来改变电容值的变极距型可调电容器；另一种是调节电容的正对面积来改变电容值的变面积型可调电容器
。
这两种可调电容方式都是通过改变动极板位移来达到电容值可调的目的，而受于目前微小位移仪器水平的限制，这两类可调电容分辨力及稳定度都不高，无法满足检测精度达到
fF
量级的电容检测模块的测试与标定的需求
。
[0003]目前研究多集中在如何避免温度对电容器的影响，例如公告号为
CN213660209U
的专利说明书公开了一种可调式智能电容器，当装置在使用时内部的温度过高，需要对其进行外部的温度调节时，驱动散热风扇进行转动，对电容本体的温度进行降温，防止其温度过高对装置的使用造成影响
。
又如公告号为
CN206489980U
的专利说明书公开了一种散热效率可调电容器，隔热罩与保温垫能够通过旋转配合调节散热窗与散热套的重合面积，进而调节散热面积，以调节散热效率，增加设备的环境温度适应能力，增加电容器的使用效果，提高电容器的使用寿命
。
[0004]本专利技术采用完全不同的专利技术构思，反其道而行之，利用温度改变电容介质的介电常数，从而在保证电容稳定度的前提下，达到电容器容值微小可调的目的
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，包括标准电容器和温控装置，所述温控装置包括温度检测装置
、
温度驱动装置
、
控制电路
。
所述标准电容器的熔融石英盘介质可采用标准电容器
AH11A
的内胆，置于壳体中，两者之间可通过连接件相互连接，温度驱动装置可置于壳体内，可与标准电容器的介质紧密相贴
。
[0006]本专利技术可通过闭环检测的方式，采用温度检测装置检测熔融石英盘电容介质的实时温度，采用温度驱动装置和控制电路控制熔融石英盘介质的实时温度，从而调节电容的介电常数，进而精准调节熔融石英电容值，可达到亚
fF
级的分辨力和稳定度
。
[0007]本专利技术弥补了现有技术可调电容器稳定度不高的缺点，在极高稳定度的前提下，通过控制标准电容器介质的温度改变电容介质的介电常数，从而达到电容器容值微小可调的目的，构思新颖，效果显著
。
[0008]具体技术方案如下：
[0009]一种变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，包括：
[0010]标准电容器，包括壳体和安装于壳体内的熔融石英盘，熔融石英盘通过连接件与壳体固定连接；
[0011]温度检测装置，可实时检测熔融石英盘的温度值；
[0012]温度驱动装置，可实时驱动并控制熔融石英盘的温度值；
[0013]控制电路，连接温度检测装置与温度驱动装置，可实时接收和处理温度检测装置检测到的温度值信号，并输出反馈电流信号给温度驱动装置以操控温度驱动装置的动作
。
[0014]上述变介电常数型高稳定度微小可调电容器件在使用时，温度检测装置实时检测熔融石英盘的温度值，控制电路实时接收和处理温度检测装置检测到的温度值信号，并输出反馈电流信号给温度驱动装置以操控温度驱动装置的动作，温度驱动装置基于所述反馈电流信号实时驱动并控制熔融石英盘的温度值在目标值
。
此外，用户也可直接设定或改变控制电路输出给温度驱动装置的电流信号，或者向控制电路直接输入熔融石英盘的目标温度值信号，控制电路结合接收到的温度检测装置实时检测的熔融石英盘的温度值信号，对输出给温度驱动装置的反馈电流信号进行适应性调整，使温度驱动装置基于所述反馈电流信号实时驱动并控制熔融石英盘的温度值尽快达到并稳定在目标值
。
[0015]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，熔融石英盘为商用标准电容器
AH11A
的内胆
。
[0016]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，熔融石英盘为表面有多个电容单元环状分布的实心圆盘
。
[0017]进一步的，实心圆盘可为表面镀有一层黄铜的熔融石英介质，可使圆盘的温度分布均匀
。
[0018]进一步的，电容单元可由金属涂层构成
。
[0019]进一步的，电容单元容值可大致呈二进制关系
。
[0020]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，温度检测装置为负温度系数热敏电阻
。
[0021]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，温度驱动装置为电阻加热器
。
[0022]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，温度驱动装置为聚酰亚胺柔性薄膜电热膜
。
所述聚酰亚胺柔性薄膜电热膜的形状可以是环形等
。
[0023]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，所述聚酰亚胺柔性薄膜电热膜与熔融石英盘上的所有电容单元均紧密接触，尽可能减小电容介质的温度梯度
。
[0024]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，连接件为
BNC
母头
。
[0025]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，控制电路包括温度检测模块
、
处理器模块和
PWM
驱动模块
。
[0026]进一步的，所述温度检测模块和所述
PWM
驱动模块均与所述处理器模块相连
。
[0027]进一步的，所述温度检测模块与温度检测装置相连，用于检测熔融石英盘的温度值
。
[0028]进一步的，所述
PWM
驱动模块与温度驱动装置相连，用于控制驱动加热的反馈电流大小
。
[0029]进一步的，所述处理器模块接收所述温度检测模块的输出信号，并将所述输出信
号经过
PID
控制算法处理，得到反馈控制信号；所述
PWM
驱动模块根据所述反馈控制信号给温度驱动装置施加反馈电流，使熔融石英盘保持在所控制的温度值
。
[0030]在一实施例中，所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件对温度的灵敏度为
0.3℃
，相应的电容调制最小分辨幅度为
0.2
～
0.25fF。
[0031]本专利技术所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件适用的温度范围较广，示例的，可以是
20...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，其特征在于，包括：标准电容器
(1)
，包括壳体
(12)
和安装于壳体
(12)
内的熔融石英盘
(11)
，熔融石英盘
(11)
通过连接件
(13)
与壳体
(12)
固定连接；温度检测装置
(2)
，可实时检测熔融石英盘
(11)
的温度值；温度驱动装置
(3)
，可实时驱动并控制熔融石英盘
(11)
的温度值；控制电路
(4)
，连接温度检测装置
(2)
与温度驱动装置
(3)
，可实时接收和处理温度检测装置
(2)
检测到的温度值信号，并输出反馈电流信号给温度驱动装置
(3)
以操控温度驱动装置
(3)
的动作
。2.
根据权利要求1所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，其特征在于，熔融石英盘
(11)
为商用标准电容器
AH11A
的内胆
。3.
根据权利要求1或2所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，其特征在于，熔融石英盘
(11)
为表面有多个电容单元
(112)
环状分布的实心圆盘
(111)
；实心圆盘
(111)
为表面镀有一层黄铜的熔融石英介质；电容单元
(112)
由金属涂层构成，容值呈二进制关系
。4.
根据权利要求1所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，其特征在于，温度检测装置
(2)
为负温度系数热敏电阻
。5.
根据权利要求1所述的变介电常数型高稳定度微小可调电容器件，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄添添，杭锴，朱智娟，宋开臣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：