差动藕合平板电容器件 本发明涉及一种利用藕合电容量变化来检测位移量变化的差动藕合平板电容器件。
差动藕合平板电容器件的两个极板上排列着一个个彼此绝缘的金属平板。当这两个极板发生相互位移时，金属平板间的藕合电容量就发生变化，设法采集这种电容量的变化即可检测出位移量。
在现有的差动藕合平板电容器件中，极板上的金属层蚀刻成单排栅状，即形成若干个尺寸相同的矩形金属平板平行地排列成一排。其中发射极板的矩形金属平板按一定的间隔并联起来，并联的方式是在每个金属平板上打孔并进行孔金属化，然后在极板背面的金属层上蚀刻出联线。接收极板的金属平板每间隔一块并联起来，其它块接地，两个接地块间的距离为一个节距。如在美国专利说明书US3857092中所描述的那样。
这种差动藕合平板电容器件与相关电路结合已在多种检测装置中得到应用，例如数显卡尺、数显高度尺、数显千分尺等。但这种差动藕合平板电容器件的精密程度受边缘效应的影响较大。例如为了提高分辨率就要把金属平板蚀刻得尽可能窄，而越窄，边缘效应的影响越大，测量精度就越是上不去，这种结构缺陷影响了上述检测装置向更精密地档次发展。而且，因为要打孔及金属化，制造工艺过程较为复杂。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种能够减少边缘效应的金属平板排列结构，使差动藕合平板电容器件的测量精度和分辨率得到较大提高，并可去掉打孔及金属化和背层蚀刻等制造工序。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
在差动藕合平板电容器件的发射极板金属层上蚀刻出平行排列的多排栅格，每排栅格与相邻排栅格间保持一定比例的错位关系，所构成的结构为一块块面积相同的矩形金属平板沿长度方向平行排列，沿宽度方向阶梯式排列，每块矩形金属平板按一定的间隔与别块进行并联，并联的方式既可以通过打孔在极板背面联接，也可以在极板正面蚀刻出金属联线进行联接。接收极板仍按现有技术的结构。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
由于发射极的金属平板是多排阶梯形排列的，当与接收极发生位移时，相对于接收极的某一块金属平板而言，发射极金属平板是一排排相错地陆续进入藕合的。这样，边缘效应只是在进入藕合时和离开藕合时存在，藕合中间过程则不存在，因此减少了边缘效应带来的误差，提高了检测装置的测量精度和分辨率。边缘效应的减小量与栅格的排数和相错的距离有关，排数越多，相错的距离越小，边缘效应的影响越小。
按照本发明的在发射极板正面蚀刻出金属联线的结构可以节省打孔及金属化等制造工序，降低了制造难度。不打孔也为进一步提高精度和分辨率提供了可能。
下面参照附图详细说明本发明的实施例。
图1是本发明的差动藕合平板电容器件发射极4排栅格结构的一个实施例的示意图。
图2是本发明的差动藕合平板电容器件发射极8排栅格结构的一个实施例的示意图。
图3是本发明的差动藕合平板电容器件发射极4排栅格结构并采用正面联线的一个实施例的示意图。
在图1中，发射极的栅格是4排排列，每排与相邻排相错1/8个节距，记为1/8P。每一块金属平板与同排的相隔一块的金属平板并联，如图中的C1与C1、C2与C2、…C8与C8，在该结构中，并联的方式仍是打孔及孔金属化，并在极板背面的金属层上蚀刻出联线。当与接收极发生位移时，相对于接收极的某一块金属平板，首先进入藕合的是C1，移过1/8节距，C2进入藕合，依此类推，每过1/8节距下一块金属平板便进入藕合，直到C8。再开始下一轮藕合。每排相错的1/8个节距，相当于金属平板宽度的1/4，一块金属平板进入藕合后，其后的三块陆续进入藕合，直到第四块将开始进入藕合，它才移出藕合，这使得边缘效应的影响减少为现有技术的1/4，相当于提高精度和分辨率4倍。
在图2中，发射极板的栅格是8排排列，每排与相邻排相错1/16节距(1/16P)，每一块金属平板与其同排的相邻块并联，并联的方式仍是打孔及孔金属化，并在极板背面的金属层上蚀刻出联线。按照这种结构，当与接收极发生位移时，边缘效应的影响减少为现有技术的1/8，相当于提高精度和分辨率8倍。
在图3中，发射极的栅格是4排排列，每排与相邻排相错1/8个节距，每一块金属平板与其同排的相隔一块的金属平板并联，如图中的C1与C1等，在该结构中，并联的方式是在极板正面的金属层上直接蚀刻出联线。由于联线部分在长度方向上是贯通的，而且各条联线宽度一致，所以联线本身在藕合中电容量不发生变化，对矩形金属平板的藕合电容量没有影响。这种结构与图1的结构一样，边缘效应的影响减少为现有技术的1/4，相当于提高精度和分辨率4倍。
本发明不限于上述实施方案，可以根据本发明的精神作不同的变化。例如多排栅格的排数除了4排、8排外，也可以是4的其它倍数，还可以是2的任意倍数，或5的任意倍数。
又如多排栅格间排与排的错位距离既可以是1/8节距或1/16节距，也可以是1/2n节距或1/5n节距，n是正自然数。
又如栅格的形状除了矩形外，也可以是其它规则几何形状，如三角形、梯形、平行四边形等，栅格各块的面积相等。
又如相错排列的多排栅格，除了水平平行排列外，也可以按同心圆方式一圈圈地排列，栅格的形状相应改为扇形。
又如发射极板与接收极板既可以平行并保持一定间隔构成平面形状，也可以保持一定间隔构成同心圆筒形状。