[发明专利]一种无电容元件的电容式传感器

说明书

本发明提供了一种无电容元件的电容式传感器，属于传感器技术领域。它解决了现有电容式感应器在相同硬件条件下因电容容值个体之间存在误差、电容元件的电容值随着温度改变而不断变化导致感应器灵敏度不稳定的技术问题。本无电容元件的电容式传感器包括分别紧贴固定于基板顶面和底面的第一铜片和第二铜片，第一铜片的上侧面紧贴设置于非导体触发件的下侧面；第一铜片和第二铜片分别与芯片电连接。本电容式传感器在减少对元件(即电容)依赖的同时，获得了更好稳定的感应精度，这个感应精度不会受应用环境不同而产生改变，永远保持一致性，稳定性强。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，特指一种无电容元件的电容式传感器。

背景技术

目前，传统的电容式感应器是在其他硬件相同的情况下通过电路上电容元件的电容值来设定感应灵敏度(感应距离)。但这类电容式感应器在相同硬件条件下还会存在两个不可改善的缺陷：1、电容容值个体之间存在误差；2、同一个电容元件的电容值会随着温度改变而不断变化，无法在相同硬件条件下做到在各种温度条件下保持感应灵敏度(感应距离)一致。从而导致电容式感应器必定存在一定比例的不感应或长感应的问题，而且这个问题属于不可改善的范畴。

发明内容

本发明的目的是提供一种不受温度影响、稳定性和精度更高的电容式传感器。

本发明的目的是这样实现的：

一种无电容元件的电容式传感器，其特征在于，包括分别紧贴固定于基板顶面和底面的第一铜片和第二铜片，所述第一铜片的体积大于、等于或小于所述第二铜片的体积，第一铜片的上侧面紧贴设置于非导体触发件的下侧面，所述第一铜片和第二铜片分别与芯片电连接。

本电容式传感器中，非导体触发件由非导体介质制成，第一铜片和第二铜片设置的顶面和底面是相对而言的，只要第一铜片与非导体触发件紧贴装配即可，使用时可以用手指或类似接地的导体隔着非导体触发件来触发；本发明通过基板上的第一铜片和第二铜片体积的比例或者第一铜片以及第二铜片和触发点的距离来调节灵敏度(感应距离)，无须通过电路上增加电容元件的方式即可实现感应功能，其感应灵敏度(感应距离)不受温度的影响，精度和稳定性更高，该电容式感应器可广泛应用于智能马桶座圈的着座感应，饮水机等产品的液位感应及其他传统电容式触控感应器应用的领域。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述第一铜片的厚度与第二铜片的厚度相同，并且第一铜片的面积大于、等于或小于所述第二铜片的面积。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述电容式传感器包括由非导体材料制成的壳体，所述基板、第一铜片和第二铜片设于所述壳体内，并且所述第一铜片的上侧面紧贴固定于壳体上端的内侧面。通过密封壳体的设计能够避免外界空气中的湿度/成分/气压的改变导致与生产时第一铜片和第二铜片接触的空气的介电常数发生改变，确保壳体内的空气介电常数不会受外界环境的影响，隔绝水汽，有利于保持本电容式传感器的稳定性，提高本电容式传感器的精度。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述壳体内填充满干燥空气或其他接近或大于空气介电常数的物质。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述芯片的两个引脚分别通过电线与第一铜片和第二铜片电连接，当第一铜片的电容值大于第二铜片的电容值时，芯片输出高电频；当第一铜片的电容值小于第二铜片的电容值时，芯片输出低电频。上述第一铜片的电容值＝ε·Sa/da；第二铜片的电容值＝ε·Sb/db；其中，ε:材料介电常数；Sa:第一铜片的面积；da:第一铜片到触发点的距离；Sb:第二铜片的面积；db:第二铜片到触发点的距离。

在上述的一种无电容元件的电容式传感器中，所述壳体包括上盖和底壳，所述上盖和底壳围成封闭的容置腔，所述基板、第一铜片和第二铜片设于所述容置腔内，所述第一铜片的上侧面紧贴固定于上盖的内侧面，所述基板上连接有电线，所述电线从上盖和底壳的连接处伸出并与成型后的壳体密封连接。