电容式位移传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种带有壳体的电容式位移传感器。在所述壳体中构造有用于至少能沿空间方向移动支承的滑动件的容纳部。所述容纳部具有参考区域，在该参考区域内，所述滑动件与位移无关地在安置在所述滑动件的第一侧上的板状接地电极和安置在所述滑动件的第二侧上的板状测量电极之间导引。所述容纳部还具有与参考区域相邻的测量区域，在该测量区域内，所述滑动件在安置在所述滑动件的第一侧上的板状接地电极和安置在所述滑动件的第二侧上的板状测量电极之间导引，其中所述滑动件与位移相关地至少部分伸入测量区域的子区域内。本发明专利技术还涉及一种具有这种位移传感器的电路装置，和一种具有这种电路装置的电子设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电容式位移传感器[0001 ] 本专利技术涉及一种具有壳体的电容式位移传感器。这样的传感器例如使用在电动工具中，尤其使用在钻孔机、电动螺丝刀、电动手持圆锯和其他电动的手持工具中。在这些电动工具中，例如借助或多或少可按压的操纵按钮改变电驱动马达的转速。在此，根据操纵按钮的按压深度调节到对应的转速。操纵按钮的运动借助于机械传动装置传递到与电路连接的位移传感器上，该电路使转速与位移成比例地变化，即，使得转速的变化与操纵按钮的按压深度有关。已知的是，这种位移传感器设计成电位计，S卩，设计为例如带有滑动触点的可变欧姆电阻。滑动触点例如借助机械传动装置与电动工具的操纵按钮连接。这种滑动触点由于在钻孔、打磨或锯削时产生的有害物质，例如磨料物质而受到磨损，以至于与位移有关的控制受损或完全失灵。现在，本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种位移传感器，其不易受到污物和由此形成的磨损的影响。本专利技术所要解决的另一个技术问题是，提供一种带有这种位移传感器的电路装置，通过该位移传感器可以实现对电子设备，例如电动工具进行与位移有关的稳定控制。最后，按本专利技术应当提供一种带有这种电路装置的电子设备。本专利技术所述的技术问题通过具有权利要求1的技术特征的位移传感器、具有权利要求14的技术特征的电路装置、具有权利要求17的技术特征的电子设备所解决。本专利技术有利的变型方案由从属权利要求给出。根据本专利技术，在位移传感器的壳体中构造用于至少可沿一个空间方向移动支承的滑动件的容纳部。根据本专利技术的电容式位移传感器的特征尤其为，不设置易受污染的滑动触点，而是将滑动件相对于电极可移动地支承在容纳部的内部。与传统的电阻电位计相反，在按本专利技术的位移传感器中在滑触头和电阻表面之间没有电压。所述容纳部可以具有参考区域，在该参考区域内滑动件与位移无关地在布置于滑动件的第一侧上的板状接地电极和布置于滑动件的、与第一侧对置的第二侧上的板状参考电极之间导引。此外，容纳部可以具有与参考区域相邻的测量区域，滑动件在该测量区域内在设置于滑动件的第一侧上的板状接地电极和设置于滑动件第二侧上的板状测量电极之间导弓I。滑动件与位移有关地至少伸入测量区域的子区域中。在按本专利技术的位移传感器中，在构造在测量电极和接地电极之间，即构造在测量区域内的测量电容器中，在滑动件滑入或滑出容纳部时，电容与位移成比例地变化。在此当利用参考区域时，与移动位移无关，滑动件一直位于参考电极和接地电极之间的参考区域内，也就是在由参考电极和接地电极构成的参考电容器的区域内。在参考电极和接地电极之间形成的电容在此保持不变。通过比较容纳部的测量区域内电容与位移成比例的变化和参考区域内与位移无关的恒定电容可以产生与位移成比例的信号，该信号可以通过合适的电路装置用于调节电动马达的转速。测量区域内的电容和参考区域内的电容均会受到环境的影响，如湿度和温度，因此这些电容就会发生变化。因为测量区域可以直接与参考区域相邻地布置，在按本专利技术的位移传感器中，参考电容和与位移有关的电容经受相同的影响因素并且相应地以相同的程度变化。按另一种特别简单的实施形式，布置在参考区域内的接地电极和布置在测量区域内的接地电极由一体式设计的公共接地电极构成。因此简化了位移传感器的结构以及它在电路装置的电路板上的接线。此外，接地电极在此也可以用作位移传感器的电磁屏蔽件。参考电极和测量电极能够相邻地布置在同一个平面内，并且通过该绝缘装置彼此电绝缘。在此，参考电极和测量电极能够基本上平行于接地电极布置。在滑动件的第一侧和接地电极之间可以安装第一绝缘层。在此，一方面可以将第一绝缘层直接布置在滑动件的第一侧上。另一方面也可以可选地将第一绝缘层布置在接地电极上。在滑动件的第二侧和参考电极之间和/或在滑动件的第二侧和测量电极之间可以设置连续的第二绝缘层。在此，第二绝缘层能够直接安设在滑动件的第二侧上。可选地，第二绝缘层也可以设置在参考电极和测量电极上，其中，该第二绝缘层覆盖这两个电极。通过可以设置在滑动件两侧的第一绝缘层以及第二绝缘层，一方面使滑动件与各电极电绝缘。另一方面，绝缘层也可以用作一种用于在容纳部中可移动地支承滑动件的滑动支座。按本专利技术的一种优选的实施形式，接地电极可以直接被设置在壳体上，并且被该壳体保持。在此，接地电极可以与至少一个朝着电路板方向突出的、通向其它电路连接的连接引脚或同样的连接电极相连接。该连接引脚除了与接地电极接触外还能够用于将位移传感器固定在电路板上。壳体上用于滑动件的容纳部可以由朝向电路板方向开口的容纳通道构成，以便滑动件的第二侧不被盖住并且朝向电路板的方向显露。在此，在电路板上可以设置两个彼此分离的、由绝缘装置相互电绝缘的、彼此相邻的电极面。在此，一个电极面形成参考电极，而另一个电极面形成测量电极。在一侧开口的容纳通道中导引的滑动件的第二侧在移动时经过参考电极和测量电极，其中，在它们之间可以设置绝缘层。通过这种布置使位移传感器的高度减至最小并且在整体上简化了结构。滑动件可以具有矩形块状或长方六面体形的基体，该基体延伸到参考区域和测量区域中。这种造型特别容易实现。滑动件的基体可以由金属或者喷镀金属的塑料构成或者是通孔电镀板。在此本专利技术的变型方案可以是，由金属构成的基体在其面向接地电极和/或测量电极和/或参考电极的一侧设置有绝缘层，优选所述基体由铝构成，并且该绝缘层设计为阳极氧化层。按本专利技术的另一种基本思想，设计一种具有按本专利技术的位移传感器的电路装置。在这种电路装置中，接地电极与地电位相连接。而参考电极和测量电极与微处理器的接口连接。微处理器在此设计成，使得该微处理器基于参考电极和接地电极之间存在的、始终不变的参考电容与在接地电极和测量电极之间由于滑动件在位移传感器的测量区域内的位移形成的、与位移有关的电容比较产生与位移有关的数字信号。微处理器运行一种运算算法，使得输出与滑动件的滑动位移相类似的与位移有关的信号。这种算法例如可以执行Microchip Technology Inc.公司的所谓的CVD方法(电容分压器方法)或者类似的方法，用于评估和比较电容。嵌入在微处理器中的CVD方法(或者其他算法)可进行防干扰的检测和评估测量值。在此，CVD方法(或者类似方法)对电磁耦合的干扰也非常不敏感。此外还规定，所述微处理器(50)与输出电路(52)相连接或者这样设计所述微处理器(50)，使得根据所述滑动件(18)的滑动位移(a)输出模拟电压(Vanaltjg)。输出的模拟电压可以包括在所施加的供电电压10%至90%之间的范围。在输出的模拟电压在10%至90%之间使用供电电压的范围具有这样的优点，S卩，位移传感器的传感器信号能可靠地转换成与位移有关的信号，因为在供电电压附近会由于接触电阻或短路出现故障，并且干扰与位移有关的、准确的转速控制。按本专利技术的一种扩展的构思，输出电路或微处理器可以与根据滑动件在位移传感器的测量区域内的位移调节的电子设备，例如电动工具连接。此外，按本专利技术可以这样构造配有按本专利技术的电路装置的电子设备，使得滑动件借助机械的传动装置与电子设备可手动操纵的操纵元件连接。在此，操纵元件的运动传递到位移传感器的滑动件上，因此可以与位移有关地控制电子设备。按照本专利技术的另一种基本构思，设计一种具有按本专利技术的电路装置的电子设备。滑动件可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有壳体(14)的电容式位移传感器(10)，其特征在于，在所述壳体(14)中构造有用于至少能沿空间方向(A)移动支承的滑动件(18)的容纳部(16)，并且所述容纳部(16)具有测量区域(30)，在所述测量区域(30)内，所述滑动件(18)在安置在所述滑动件(18)的第一侧(18a)上的板状接地电极(22)和安置在所述滑动件(18)的第二侧(18b)上的板状测量电极(32)之间导引，其中，如果只形成调节器功能，则所述滑动件(18)与滑动位移(a)相关地至少伸入到所述测量区域(30)的子区域(30a)中，或者如果除了调节器功能还形成开关功能，则所述滑动件(18)完全地从所述测量区域(30)中被拉出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.13 DE 102011002009.81.一种具有壳体(14)的电容式位移传感器(10),其特征在于,在所述壳体(14)中构造有用于至少能沿空间方向(A)移动支承的滑动件(18)的容纳部(16)，并且所述容纳部(16)具有测量区域(30)，在所述测量区域(30)内，所述滑动件(18)在安置在所述滑动件(18)的第一侧(18a)上的板状接地电极(22)和安置在所述滑动件(18)的第二侧(18b)上的板状测量电极(32)之间导引，其中，如果只形成调节器功能，则所述滑动件(18)与滑动位移(a)相关地至少伸入到所述测量区域(30)的子区域(30a)中，或者如果除了调节器功能还形成开关功能，则所述滑动件(18)完全地从所述测量区域(30)中被拉出。2.如权利要求1所述的电容式位移传感器(10)，其特征在于，所述容纳部(16)具有参考区域(20)，在所述参考区域(20)内，所述滑动件(18)与滑动位移(a)无关地在安置在所述滑动件(18)的第一侧(18a)上的板状接地电极(22)和安置在所述滑动件(18)的与第一侧(18a)相对置的第二侧(18b)上的板状参考电极(24)之间导引。3.如权利要求2所述的电容式位移传感器(10)，其特征在于，所述测量区域(30)沿滑动方向与所述参考区域相邻。4.如权利要求2或3所述的位移传感器(10)，其特征在于，安置在所述参考区域(20)内的所述接地电极和安置在所述测量区域(30)内的所述接地电极由一体式构造的、公共的接地电极(22)形成。5.如权利要求2至4之一所述的移传感器(10)，其特征在于，所述参考电极(24)和所述测量电极(32)布置在同一平面内，并且通过绝缘装置(40)相对彼此电绝缘。6.如权利要求1至5之一所述的位移传感器(10)，其特征在于，在所述滑动件(18)和所述接地电极(22)之间设置第一绝缘层(42)。7.如权利要求1至6之一所述的位移传感器(10)，其特征在于，在所述滑动件(18)和所述参考电极(24)之间和/或在所述滑动件(18)和所述测量电极(32)之间设置连续的第二绝缘层(44)。8.如权利要求1至7之一所述的位移传感器(10)，其特征在于，所述接地电极(22)直接设置在所述壳体(14)上并且与至少一个朝着所述电路板(12)方向突出的连接引脚(22a; 22b)连接或者与其他连接件相连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：R萨曼，
申请(专利权)人：埃尔拉德国际公司，
类型：
国别省市：