一种新型电容器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及电容器领域，具体指一种新型电容器，本发明，采用平板结构，而非传统电容器的同轴结构，通过SMA或BNC接头，以三端方式输出，消除了分布参数的影响，提高了标准电容器技术指标。通过调节第一电极板和第二电极板之间的距离来调节电容量大小；同时具有电极屏蔽板，且屏蔽板的中心开有一个通孔，通过通孔的面积以调节电极之间的有效面积，增加了电容器的可调精度和灵活性；此外，本新型电容器，内部充满惰性气体作为介质，与传统的介质相比具有更高的稳定性；不仅如此，还采用铁镍合金作为电极材料和固定支架材料具有热膨胀系数小，稳定性好等优点；本新型电容器精度高，性能稳定，尤其适合用作高精度的标准电容器。
【专利说明】一种新型电容器
[0001]
【技术领域】
本发明涉及计量、校准和电子元件领域，特别涉及电容器领域。
【背景技术】
[0002]在计量或校准领域，标准电容器是为了保证电容器参数单位量值的一致而特制的电容量具。在元件传感器领域，标准电容器也同时能用于飞机和火箭上燃料箱的准确传感。本次发明的技术产品为:高准确度(小电容量)标准电容器，容量范围为0.0OlpF?1pF,它是在交流参数测量中，能用于小容量的电容器参数的量传和校准，同时也能作为电容参数传感器使用。
[0003]现有的标准电容器生产厂家所生产的标准电容器范围为IpF?10mF，其允许误差极限是±0.02%?0.5%，其中在IpF?1pF范围，允许误差极限是±0.02%?0.05%，结构一般为同轴结构，二端输出，采用金属铜材料加工，以空气(或氮气)作为介质材料加工而成；或者采用云母材料为介质材料，二端输出，以多层平板结构加工而成。从今后发展和需求来看，现有的IpF?1pF电容器在指标上±0.02%?0.05%已经不能满足技术发展的需要，技术的发展需要技术指标更高，更加精密的电容器，能够达到精度在±0.005%?0.01%的标准电容器；而在容量范围上目前最小电容量只能到lpF，也不能满足电容器参数的量传、校准和传感需求，而为了满足发展的要求，需要设计出电容量更小的标准电容器，如:0.1pF,0.0lpF,0.0OlpF容量的标准电容器。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种新型电容器，其精度可以达到±0.005%?0.01%;容量可以小到0.1pF,0.0lpF,0.0OlpF0同时具有高的准确度和和稳定性，可作为高精度的标准电容器。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案:
本发明提供一种新型电容器，采用平板结构，而不是传统电容器的同轴结构，以三端方式输出，消除了分布参数的影响，实现了标准电容器技术指标的提高。
[0006]具体的，本新型电容器，采用三端输出；所述三端为第一电极输出端、第二电极输出端、以及金属外壳；其中第一电极输出端与第一电极板相连，第二电极输出端与第二电极板相连，所述第一电极板与第二电极板平行；所述金属外壳为桶状包裹在电容器的外围，使用时，所述金属外壳相当于接地处理，这样，对电容器起到了一个整体的屏蔽作用，消除了分布参数的影响，使电容器更加精密和可靠，性能更加稳定，尤其适用于做成标准器件，在计量领域或者精密测量领域中使用。
[0007]本新型电容器，包括第一电极输出端、第二电极输出端、电容器顶盖、以及金属外壳，其中所述第一电极输出端和第二电极输出端安装于所述电容器顶盖之上；所述电容器顶盖安装于金属外壳的上端；所述第一电极输出端和第二电极输出端的下端通过金属连接线与电容器内部的电极固定轴接通；其中，所述电极固定轴，包括第一电极固定轴和第二电极固定轴。
[0008]具体的，所述电容器内部，包括支撑螺杆，密封板和电极固定架；其中所述支撑螺杆为两个或两个以上，竖直安装于电容器的内侧部，其底部对称的固定在所述金属外壳的内底面上；
所述支撑螺杆的顶端安装有密封板；所述支撑螺杆的顶部以下的位置安装有电极固定架，所述电极固定架的上端紧密安装有第一电极固定板；
所述第一电极固定板上安装有第一电极固定轴；所述第一电极固定轴嵌入式安装在所述第一电极固定板上，所述第一电极固定轴与所述第一电极固定板之间通过绝缘垫或绝缘环来绝缘隔离；所述第一电极固定轴的上端通过金属连接线与第一电极输出端相连，下端安装有第一电极板。
[0009]所述第一电极固定板上还安装有固定螺杆；所述固定螺杆的上部竖直固定在所述第一电极固定板，所述固定螺杆的下部安装有第二电极固定板；所述第二电极固定板用于固定第二电极固定轴，所述第二电极固定轴嵌入式安装在所述第二电极固定板上，所述第二电极固定轴与所述第二电极固定板之间通过绝缘垫或绝缘环来绝缘隔离；所述第二电极固定轴的下端通过金属连接线与第二电极输出端相连，第二电极固定轴上端安装有第二电极板。
[0010]进一步的，所述第一电极板与所述第二电极板平行；所述第一电极板与所述第二电极板之间的距离可以通过螺杆来精密调节和控制，具体的，只要改变所述第一电极固定轴和第二电极固定轴的长短，实现电极板距离的调节，从而调整其电容量。具体的，在生产制造时，根据使用的要求和设定电容量的大小，可以通过改变电极固定轴或者固定螺杆的长度来调节第一电极板与所述第二电极板之间的距离，进而调节电容器的容量大小值。通过上述方式来确定的电容器的容量大小值，适合制造标准电容器，尤其是容量很小的标准电容器，容量可以小到0.1pF,0.0lpF,0.0OlpF0
[0011]进一步的，所述第一电极板和第二电极板之间，安装有电极屏蔽板，所述电极屏蔽板固定在所述固定螺杆上，与所述第一电极板和第二电极板平行。
[0012]进一步的，所述电极屏蔽板的中心开有一个通孔，且所述通孔的大小可以选择。通过选择通孔的大小就可以调节第一电极板和第二电极板之间的有效面积，进而可以调节电容器的容量的大小，这样电容器容量大小可以更加精密的得到控制。当通孔的面积大于电极板的面积时，可以取消电极屏蔽板。在电容器电极板的距离固定的情况下，在小容量调节时，这样的调节方式非常有效，通过这样的方式，电容器的误差，精度可以达到±0.005%?0.01%。
[0013]进一步的，上述电容器中，所述密封板上具有两个绝缘子，分别引出第一电极输出端和第二电极输出端的金属连接线，所述第一电极输出端和第二电极输出端的金属连接线与所述密封板之间密封且通过绝缘子隔离。
[0014]进一步的，所述密封板上还具有密封管，所述密封管用于向电容器内部充入惰性气体，并在充入气体后将电容器内部密封。
[0015]进一步的，所述电容器内部充满惰性气体(如:氩气)作为介质材料；与传统的标准电容器采用空气(或氮气)作为介质材料相比，本新型电容器使用的惰性气体的稳定性更好，介质损耗更小，也更加有利于延长电容器的使用寿命。
[0016]过程为，本新型电容器，通过密封管将电容器内抽真空处理，这样可以将电容器内部的水气、油分子、灰尘等污染物去掉，抽真空处理后，充入惰性气体，这样反复进行多次，以保证电容器内惰性气体纯度，在充入惰性气体后，可以提高电容器介质材料的纯度，使电容器介质损耗非常小，达到10_5?10_7量级的指标，从而提高电容器的稳定性；最后将密封管进行全密封焊接，完全消除电场、磁场和环境湿度的影响。
[0017]作为一种优选，本新型电容器采用铁镍合金(殷钢)材料作为电容器电极材料和固定支架材料；而传统的标准电容器在电极材料和支架材料上一般采用金属铜(或金属铝);与金属铜(或金属铝)材料生产的电容器相比，本新型电容器所采用的铁镍合金(殷钢)的热膨胀系数更小，稳定性更好。
[0018]作为一种优选，所述第一电极输出端和第二电极输出端米用SMA或者BNC的方式输出。本新型电容器采用平板结构以三端方式，通过SMA或者BNC接口输出。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果:本新型电容器，采用平板结构，而不是传统电容器的同轴结构，以三端方式输出，消除了分布参数的影响，实现了标准电容器技术指标的提高。可以通过调节本新型电容器的第一电极板和第二电极板之间的距离，来实现电容量大小的调节；同时本第一电极板和第二电极板之间具有电极屏蔽板，且屏蔽板的中心具有大小可以调节的通孔，可以通过所述通孔面积的调节，调节电极之间的有效面积，进而实现了电容器容量的进一步调节的灵活性，增加了电容器的可调精度；此外，本新型电容器，采用金属外壳密封、抽真空和充惰性气体工艺，内部充满惰性气体(如，氩气、氖气等)充当介质气体，与传统的空气或氮气相比，消除了电场、磁场和环境湿度的影响；具有更高的稳定性；不仅如此本新型电容器中还采用铁镍合金作为电容器电极材料和固定支架材料，具有热膨胀系数更小，稳定性更好等优点，进一步提高了电容器性质的稳定性和寿命。综上所述，本新型电容器具有精度高，性能稳定，容量小和可靠性高等优势，尤其适合作为高精度的标准电容器。
[0020]【专利附图】
【附图说明】:
图1为传统标准电容器的结构示意图。
[0021]图2为本新型电容器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合试验例及【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
【发明内容】
所实现的技术均属于本发明的范围。
[0023]传统的标准电容器的结构如图1所示:包括内电极a和外电极b，其中内电极a和外电极b同轴，分别由内电极a引出内电极的引出电极c ;由外电极b引出外电极的引出电极d ;外电极与内电极之间通过绝缘层e隔离；通过金属连线将其输出，从而实现电容量的输出，由于金属连线未进行等电位屏蔽，其引线之间存在的分布参数，影响电容器的准确度和稳定性。
[0024]本发明提供一种新型电容器，采用平板结构，而不是传统电容器的同轴结构，以三端方式输出，消除了分布参数的影响，实现了标准电容器技术指标的提高。
[0025]具体的，本新型电容器，采用三端输出；所述三端为第一电极输出端、第二电极输出端、以及金属外壳；其中第一电极输出端与第一电极板相连，第二电极输出端与第二电极板相连，所述第一电极板与第二电极板平行；所述金属外壳为桶状包裹在电容器的外围，使用时，所述金属外壳与地相连，这样，对电容器起到了一个等电位的屏蔽作用，消除了分布参数的影响，同时具有高的准确度和稳定性，尤其适用于做成标准器件，在计量领域或者精密测量领域中使用。
[0026]本新型电容器，结构如图2所不,包括第一电极输出端1、第二电极输出端2、金属外壳3以及电容器顶盖4，其中所述第一电极输出端I和第二电极输出端2安装于所述电容器顶盖4之上；所述电容器顶盖4安装于金属外壳3的上端；所述第一电极输出端I和第二电极输出端2的下端通过金属连接线与电容器内部的电极固定轴接通；所述电极固定轴，包括第一电极固定轴5和第二电极固定轴6。
[0027]具体的，所述电容器内部，包括支撑螺杆7，密封板8和电极固定架9;其中所述支撑螺杆7为两个或两个以上，竖直安装于电容器的内侧部，其底部对称的固定在所述金属外壳3的内底面上；
所述支撑螺杆7的顶端安装有密封板8 ;所述支撑螺杆7的顶部以下的位置安装有电极固定架9，所述电极固定架9的上端紧密安装有第一电极固定板10 ；
所述第一电极固定板10上安装有第一电极固定轴5 ;所述第一电极固定轴5嵌入式安装在所述第一电极固定板10上，所述第一电极固定轴5与所述第一电极固定板10之间通过绝缘垫或绝缘环11来绝缘隔离；所述第一电极固定轴5的上端通过金属连接线与第一电极输出端I相连，下端安装有第一电极板12。
[0028]所述第一电极固定板10上还安装有固定螺杆13 ;所述固定螺杆13的上部竖直固定在所述第一电极固定板10，所述固定螺杆13的下部安装有第二电极固定板14 ;所述第二电极固定板14用于固定第二电极固定轴6，所述第二电极固定轴6嵌入式安装在所述第二电极固定板14上，所述第二电极固定轴6与所述第二电极固定板14之间通过绝缘垫或绝缘环11来绝缘隔离；所述第二电极固定轴6的下端通过金属连接线与第二电极输出端2相连，第二电极固定轴6上端安装有第二电极板15。
[0029]进一步的，所述第一电极板12与所述第二电极板15平行；所述第一电极板12与所述第二电极板15之间的距离可以通过螺杆来精密调节和控制，具体的，只要改变所述第一电极固定轴5和第二电极固定轴6的长短，即过实现电极板距离的调节，从而调整其电容量。具体的，在生产制造时，根据使用的要求和设定电容器的大小，可以改变电极固定轴或者固定螺杆的长度来调节第一电极板与所述第二电极板之间的距离，进而调节电容器的容量大小值，通过上述方式来确定的电容器的容量大小值，适合制造标准电容器，尤其是容量很小的标准电容器，容量可以小到0.1pF,0.0lpF,0.0OlpF，精度可以达到±0.005%?0.01%。
[0030]进一步的，所述第一电极板12和第二电极板15之间，安装有电极屏蔽板16，所述电极屏蔽板16固定在所述固定螺杆13的中部，与所述第一电极板12和第二电极板15平行。
[0031]进一步的，所述电极屏蔽板16的中心开有一个通孔，且所述通孔的大小可以调节。通过调节通孔的大小就可以调节第一电极板12和第二电极板15之间的有效面积，进而可以调节电容器的容量的大小，这样电容器容量大小可以更加精密的得到控制，在电容器电极板的距离固定的情况下，在小容量调节时，这样的调节方式非常有效。
[0032]进一步的，上述电容器中，所述密封板8上具有两个绝缘子，分别引出第一电极输出端I和第二电极输出端2的金属连接线,所述第一电极输出端I和第二电极输出端2的金属连接线与所述密封板8之间密封且通过绝缘子17隔离。
[0033]进一步的，所述密封板8上还具有密封管18，所述密封管18用于向电容器内部充入惰性气体，并在充入气体后将电容器内部密封。
[0034]进一步的，所述电容器内部充满惰性气体(如:氩气)作为介质材料；与传统的标准电容器采用空气(或氮气)作为介质材料相比，本新型电容器使用的惰性气体的稳定性更好，介质损耗更小，也更加有利于延长电容器的使用寿命。
[0035]过程为，本新型电容器，通过密封管18将电容器内抽真空处理，这样可以将电容器内部的水气、油分子、灰尘等污染物去掉，抽真空处理后，充入惰性气体，这样反复进行多次，以保证电容器内惰性气体纯度，在充入惰性气体后，可以提高电容器介质材料的纯度，使电容器介质损耗非常小，达到10_5?10_7量级的指标，从而提高电容器的稳定性。最后将密封管18进行全密封焊接，完全消除电场、磁场和环境湿度的影响。
[0036]作为一种优选，本新型电容器采用铁镍合金(殷钢)材料作为电容器电极材料和固定支架材料；而传统的标准电容器在电极材料和支架材料上一般采用金属铜(或金属铝);与金属铜(或金属铝)材料生产的电容器相比，本新型电容器所采用的铁镍合金(殷钢)的热膨胀系数更小，稳定性更好。
[0037]作为一种优选，所述第一电极输出端I和第二电极输出端2米用SMA或者BNC的方式输出。本新型电容器采用平板结构以三端方式，通过SMA或者BNC接口输出。
[0038]总之，本新型电容器，采用平板结构，而不是传统电容器的同轴结构，以三端方式输出，消除了分布参数的影响，实现了标准电容器技术指标的提高。可以通过调节本新型电容器的第一电极板和第二电极板之间的距离，来实现电容量大小的调节；同时本第一电极板和第二电极板之间具有电极屏蔽板，且屏蔽板的中心具有大小可以调节的通孔，可以通过所述通孔面积的调节，调节电极之间的有效面积，进而实现了电容器容量的进一步调节的灵活性，增加了电容器的可调精度；此外，本新型电容器，采用金属外壳密封、抽真空和充惰性气体工艺，内部充满惰性气体(如，氩气)充当介质气体，与传统的空气或氮气相比，消除了电场、磁场和环境湿度的影响；具有更高的稳定性；不仅如此本新型电容器中还采用铁镍合金作为电容器电极材料和固定支架材料，具有热膨胀系数更小，稳定性更好等优点，进一步提闻了电容器性质的稳定性和寿命。
【权利要求】
1.一种新型电容器，其特征是，采用三端输出；所述三端为第一电极输出端、第二电极输出端、以及金属外壳；其中第一电极输出端与第一电极板相连，第二电极输出端与第二电极板相连，所述第一电极板与第二电极板平行；所述金属外壳为桶状包裹在电容器的外围。
2.如权利要求1所述的一种新型电容器，其特征是，所述电容器包括第一电极输出端、第二电极输出端、电容器顶盖以及金属外壳，其中所述第一电极输出端和第二电极输出端安装于所述电容器顶盖上；所述电容器顶盖安装于金属外壳的上端；所述第一电极输出端和第二电极输出端的下端通过金属连接线与电容器内部的电极固定轴相连；所述电极固定轴，包括第一电极固定轴和第二电极固定轴。
3.如权利要求2所述的一种新型电容器，其特征是，所述电容器内部，包括支撑螺杆，密封板和电极固定架；其中所述支撑螺杆为两个或两个以上，竖直安装于电容器的内部。
4.如权利要求3所述的一种新型电容器，其特征是，所述支撑螺杆的顶端安装有密封板；所述支撑螺杆的上部安装有电极固定架，所述电极固定架的上端安装有第一电极固定板； 所述第一电极固定板上安装有第一电极固定轴和固定螺杆；所述第一电极固定轴上端通过金属连接线与第一电极输出端相连，下端安装有第一电极板； 所述固定螺杆的下部安装有第二电极固定板；所述第二电极固定板安装有第二电极固定轴，所述第二电极固定轴下端通过金属连接线与第二电极输出端相连，上端安装有第二电极板； 所述第一和第二电极固定轴与所述第一和第二电极固定板之间通过绝缘垫或绝缘环来绝缘隔离。
5.如权利要求4所述的一种新型电容器，其特征是，可以通过调节所述电极固定轴的长短来调节所述第一电极板与所述第二电极板之间的距离。
6.如权利要求5所述的一种新型电容器，其特征是，所述第一电极板和第二电极板之间，安装有电极屏蔽板，所述电极屏蔽板固定在所述固定螺杆的中部，与所述第一电极板和第二电极板平行；所述电极屏蔽板的中心开有一个通孔，生产时，所述通孔的大小可以根据使用需要进行选择。
7.如权利要求6之一所述的一种新型电容器，其特征是，所述密封板上还具有密封管和绝缘子。
8.如权利要求1至7所述的一种新型电容器，其特征是，所述电容器内部充满惰性气体作为介质材料。
9.如权利要求8所述的一种新型电容器，其特征是，所述电容器采用铁镍合金材料作为电容器电极材料和固定支架材料。
10.如权利要求9所述的一种新型电容器，其特征是，所述第一电极输出端和第二电极输出端以SMA或者BNC的方式输出。
【文档编号】H01G5/01GK104377034SQ201410700281
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】金攀 申请人:金攀