[发明专利]一种可以同时测力和方向的二向式电容传感器

说明书

本发明公开了一种可以同时测力和方向的二向式电容传感器，刚性杆为不易变形的细长杆，一端连接截面积大于刚性杆截面积的受力端，另一端连接动端，中间有孔与顶针支点连接，使得动端能够自由的在XOY面内移动；顶针支点固定在外壳上；X向正向标志固定在外壳上，用于标识传感器内的X轴正方向；定极板固定在外壳内侧，分为X向定极板和Y向定极板，X向和Y向的定极板互相垂直；复位弹簧由不导电材料制成，安装在定极板与动端之间；动端和定极板上都有引出线，通过外壳底部的引出线孔引出，形成引出线束。本发明的有益效果是装置结构简单，体积小，测量精度高，可以同时测量两个方向上所受外力的大小。

技术领域

本发明属于传感与检测技术领域，涉及一种可以同时测力和方向的二向式电容传感器。

背景技术

在航空和气象领域，需要使用力学传感器测量被测物某点处受力的大小和方向；如在扑翼机的机翼上安装上力学传感器后，机载控制芯片可以根据机翼受到风力的大小和方向调整机翼的翼型，从而得到不同的飞行姿态和飞行轨迹，达到不同的控制目的。

但是普通的力学传感器安装到飞行器等被测物上时会受到重量和体积的限制；且力的大小和方向是两个不同的物理量，需要分别测量，这进一步增加了传感器的体积，不利于飞行器等被测物上传感器的安装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以同时测力和方向的二向式电容传感器，本发明的有益效果是装置结构简单，体积小，测量精度高，可以同时测量两个方向上所受外力的大小。

本发明所采用的技术方案是包括受力端，刚性杆，顶针支点，X向正向标志，动端，定极板，外壳，引出线，引出线孔，引出线束，复位弹簧；刚性杆为不易变形的细长杆，一端连接截面积大于刚性杆截面积的受力端，另一端连接动端，中间有孔与顶针支点连接，使得动端能够自由的在XOY面内移动；顶针支点固定在外壳上；X向正向标志固定在外壳上，用于标识传感器内的X轴正方向；定极板固定在外壳内侧，分为X向定极板和Y向定极板，X向和Y向的定极板互相垂直；复位弹簧由不导电材料制成，安装在定极板与动端之间；动端和定极板上都有引出线，通过外壳底部的引出线孔引出，形成引出线束。

进一步，动端为空心的正方体，包括X向动极板，Y向动极板，复位弹簧；X向动极板与Y向动极板安装在动端的X向和Y向表面，分别正对X向定极板和Y向定极板；复位弹簧在受力端不受力时使得动端中心正好位于XOY平面的中心。

进一步，当传感器不是竖直安装时，需要在受力端加装配重，以平衡动端重力给受力端带来的影响。

附图说明

图1为传感器的外形示意图；

图2为传感器的内部结构示意图；

图3为传感器内部结构俯视示意图；

图4为水平安装时传感器受力端增加配重示意图；

图5为动端移动时电容变化示意图。

图中，1. 受力端，2. 刚性杆，3. 顶针支点，4. X向正向标志，5. 动端，6. 定极板，7. 外壳，8. 引出线，9. 引出线孔，10. 引出线束，11. 引出线引出点，12. 复位弹簧，13. Y向定极板，14. Y向动极板，15. X向动极板，16. X向定极板，17.配重。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。