[发明专利]电容式位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有可设置在电路板上的壳体的电容式位移传感器。

背景技术

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、电动手持圆锯和其它电动的手持工具中。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，即，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。

发明内容

现在，本发明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。本发明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，按本发明应当提供一种带有这种电路装置的电子设备。

按照本发明，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。

该容纳部具有一个参考区域，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的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，容纳部具有一个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引。滑动件与位移有关地至少伸入测量区域的子区域中。

在按本发明的位移传感器中，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，与滑动件的位移无关，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。因为测量区域直接与参考区域相邻地布置，在按本发明的位移传感器中，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。

按本发明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，而是将滑动件可相对电极移动地支承在容纳部的内部。与传统的电阻电位计相反，在按本发明的位移传感器中在滑触头和电阻表面之间没有电压。

按另一种尤其简单的实施形式，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可以相邻地布置在同一个平面内并且通过绝缘装置彼此电绝缘。在此，参考电极和测量电极可以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设置第一绝缘层。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并且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，第二绝缘层可以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的滑动件的滑动支座。

按本发明的一种优选的实施形式，接地电极可以直接设置在壳体上并且由该壳体保持。在此，接地电极可以与至少一个朝电路板方向突出的、通向其它电路连接的连接引脚连接。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。