[发明专利]一种电容式传感器

说明书

本发明实施例公开了一种电容式传感器，包括第一固定件、第一负极、第一连接件、正极、第二负极、第二连接件、第二固定件、钢缆、第一总导线、第二总导线、第一分导线、第二分导线、第三分导线、第一电极导线、第二电极导线、第三电极导线、通讯线和电路板；两组总导线、电路板均固定在钢缆上。电路板设置在任一电极中；每个分导线的一端分别与第一总导线、第二总导线和钢缆连接；每个分导线的另一端与电路板连接；每个电极导线分别与相应的电极和电路板相连；电路板通过总导线获得电能与上位机进行通讯，使得的电容式传感器内部布置较少的导线，减少了各结构件之间的晃动，有效避免了电容式传感器的电容值不会因为电容式传感器的姿态变化而改变。

技术领域

本发明实施例涉及电容式传感器技术领域，具体涉及一种电容式传感器。

背景技术

电容传感器是一种常用的检测手段。以粮食水分检测为例，电容式传感器的工作原理是：水分传感器以粮食为电容器介质。当粮食品种一定时，粮食水分(含水率)决定粮食介电常数，粮食介电常数决定电容器电容，电容器电容决定传感器输出模拟信号的值。上位机等设备接收到传感器输出信号后，以相反的方向解析即可得到水分值。传感器电容C_sens分为随粮食水分变化而变化的外部电容C_ext，不随粮食水分变化的内部电容C_int两部分，如下所示：

C_sens＝C_ext+C_int (1)

其中，外部电容除了粮食水分MC以外，还受温度T、结构件尺寸struct等因素影响，而内部电容受结构件struct、电子元器件electron、导线走线lin等影响，如下所示：

C_ext＝f_ext(MC,T,struct) (2)

C_int＝f_int(struct,electron,lin) (3)

在测量过程中，不同条件下传感器电容会发生变化，而传感器电容变化量是内外的电容的变化量之和：

△C_sens＝C_sens1-C_sens2＝(C_ext1+C_int1)-(C_ext2+C_int2) (4)

而C_ext1、C_ext2、C_int1、C_int2的表达式如下展开，△MC、△T、△struct、△electron、△lin分别为水分、温度、结构件、电子元器件、导线走线在传感器1和传感器2的差异：

C_ext1＝f_ext(MC₁,T₁,struct₁) (5)

C_ext2＝f_ext(MC₂,T₂,struct₂)＝f_ext(MC₁+△MC,T₁+△T,struct₁+△struct) (6)

C_int1＝f_int(struct₁,electron₁,lin₁) (7)