一種壓感傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種壓感傳感器，包括上基底、下基底、本體電路層和引出電極；所述上基底和下基底為彈性有機(jī)材料，其一面為相同的立體結(jié)構(gòu)，且有立體結(jié)構(gòu)的一面相對(duì)設(shè)置；所述本體電路層為柔性，其上設(shè)置導(dǎo)電材料制成導(dǎo)電線路層；所述本體電路層夾設(shè)在上基底和下基底之間，按功能平面電路圖形結(jié)構(gòu)覆蓋在上基底和下基底的立體結(jié)構(gòu)上，且在本體電路層的兩端分別引出電極。本實(shí)用新型通過(guò)施加在傳感器的柔性基底表面的力量產(chǎn)生基材立體型變，基材立體型變同時(shí)位于基材中的立體的電路結(jié)構(gòu)形成立體型變，從而形成電阻變化，根據(jù)電阻變化計(jì)算出壓力值，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，而且靈敏度高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種壓感傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種壓感傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力傳感器被廣泛應(yīng)用于智能制造產(chǎn)業(yè)，但現(xiàn)有的壓力傳感器，感測(cè)方式及內(nèi)部結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，需要極為精密的電子控制系統(tǒng)，生產(chǎn)成本過(guò)高，而且大小厚度等都很受限制，無(wú)法做出超薄的壓力傳感器，靈敏度也極為有限，對(duì)于精密的微小壓力無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)得。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種能靈敏檢測(cè)微小壓力的壓感傳感器。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種壓感傳感器，包括上基底、下基底、本體電路層和引出電極;所述上基底和下基底為彈性有機(jī)材料，其一面為相同的立體結(jié)構(gòu)，且有立體結(jié)構(gòu)的一面相對(duì)設(shè)置;所述本體電路層為柔性，其上設(shè)置導(dǎo)電材料制成導(dǎo)電線路層;所述本體電路層夾設(shè)在上基底和下基底之間，均勻覆蓋在上基底和下基底的立體結(jié)構(gòu)上，且在本體電路層的兩端分別引出電極。
[0005]所述上基底和下基底上的立體結(jié)構(gòu)的截面為連續(xù)的V形；或者截面為連續(xù)的U形；或者截面為連續(xù)的正弦波形;或者立體結(jié)構(gòu)為均勻分布的三棱錐;或者立體結(jié)構(gòu)為均勻分布的尺寸相同的球面立體結(jié)構(gòu);或者前述立體結(jié)構(gòu)的組合;前述立體結(jié)構(gòu)根據(jù)功能要求設(shè)計(jì)成尺寸相同或者尺寸不同的連續(xù)結(jié)構(gòu)。
[0006]所述上基底和下基底的彈性模量為0.002?0.05Gpa，泊松比為0.1?I，厚度為為0.02?5mm0
[0007]所述本體電路層的導(dǎo)電線路層為石墨烯導(dǎo)電線路;或者碳納米管碳基導(dǎo)電線路；或者金屬氧化物導(dǎo)電線路;或者金屬和碳基復(fù)合導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料和碳基材料的復(fù)合導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料和金屬?gòu)?fù)合導(dǎo)電線路。
[0008]所述引出電極為彈性碳基導(dǎo)電電極或者金屬電極或者FPC電極或者有機(jī)基底鍍導(dǎo)電膜的電極。
[0009]所述本體電路層的導(dǎo)電線路包括電源信號(hào)電路、信號(hào)采集電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、MCU主控電路和信號(hào)輸出電路;所述電源信號(hào)電路為MCU主控電路供電，為壓感傳感器提供信號(hào)源;所述信號(hào)采集電路采集本體電路層形變帶來(lái)的電阻變化量;所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路對(duì)信號(hào)采集電路采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，將該數(shù)據(jù)傳給MCU主控電路進(jìn)行分析，分析結(jié)果通過(guò)信號(hào)輸出電路輸出給終端設(shè)備主控。
[0010]采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有下述積極的效果:(I)本實(shí)用新型通過(guò)施加在傳感器的柔性基底表面的力量產(chǎn)生基材立體型變，基材立體型變同時(shí)位于基材中的立體的電路結(jié)構(gòu)形成立體形變，從而形成電阻變化，通過(guò)電極加載恒流或恒壓或方波或其他波形的電源，測(cè)量電流變化量或電壓變化量即可以得到電阻變化量，通過(guò)計(jì)算材料的彈性模量特性和標(biāo)定單位電阻變化量的型變量，即可計(jì)算出收到的壓力值，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，而且靈敏度高。
[0011](2)本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)節(jié)本體電路的立體結(jié)構(gòu)以及基底的特性及厚度結(jié)構(gòu)，可以得到不同壓力分辨率的傳感器。
[0012](3)本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案是本體電路采用石墨烯薄膜，導(dǎo)電性能好，厚度非常薄，因此可以得到超薄的壓感傳感器，而且石墨烯對(duì)壓力的靈敏度非常高，壓感傳感器的分辨率可以測(cè)量0.0lg?200KG的壓力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微小的壓力的檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型按壓后形變的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本體電路層的電路圖。
[0017]附圖中標(biāo)號(hào)為:
[0018]上基底1、下基底2、本體電路層3、電源信號(hào)電路31、信號(hào)采集電路32、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路33、MCU主控電路34、信號(hào)輸出電路35、引出電極4、終端設(shè)備主控5。
【具體實(shí)施方式】
[0019](實(shí)施例1)
[0020]見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的一種壓感傳感器，包括上基底1、下基底2、本體電路層3和引出電極4 ；上基底I和下基底2為彈性有機(jī)材料，其一面為相同的立體結(jié)構(gòu)，且有立體結(jié)構(gòu)的一面相對(duì)設(shè)置;本體電路層3為柔性，其上設(shè)置導(dǎo)電材料制成導(dǎo)電線路層;本體電路層3夾設(shè)在上基底I和下基底2之間，均勻覆蓋在上基底I和下基底2的立體結(jié)構(gòu)上，且在本體電路層3的兩端分別引出電極4。上基底I和下基底2上的立體結(jié)構(gòu)的截面為連續(xù)的尺寸相同的V形；或者截面為連續(xù)的尺寸相同的U形;或者截面為連續(xù)的尺寸相同的正弦波形;或者立體結(jié)構(gòu)為均勾分布的尺寸相同的三棱錐;說(shuō)著立體結(jié)構(gòu)為均勾分布的尺寸相同的球面。上基底I和下基底2的彈性模量為0.002?0.05Gpa，泊松比為0.1?I，厚度為0.02?5mm，硬度值為O?20度。本體電路層3的導(dǎo)電線路層為石墨烯導(dǎo)電線路;或者碳納米管碳基導(dǎo)電線路;或者金屬氧化物導(dǎo)電線路;或者金屬和碳基復(fù)合導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料和碳基材料的復(fù)合導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料和金屬?gòu)?fù)合導(dǎo)電線路。引出電極4為彈性碳基導(dǎo)電電極或者金屬電極或者FPC電極或者有機(jī)基底鍍導(dǎo)電膜的電極。
[0021]見(jiàn)圖3，本體電路層3的導(dǎo)電線路包括電源信號(hào)電路31、信號(hào)采集電路32、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路33、MCU主控電路34和信號(hào)輸出電路35;電源信號(hào)電路31為MCU主控電路34供電，為壓感傳感器提供信號(hào)源;信號(hào)采集電路32采集本體電路層3形變帶來(lái)的電阻變化量;數(shù)模轉(zhuǎn)換電路33對(duì)信號(hào)采集電路32采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，將該數(shù)據(jù)傳給MCU主控電路34進(jìn)行分析，分析結(jié)果通過(guò)信號(hào)輸出電路35輸出給終端設(shè)備主控5。電源信號(hào)電路31給傳感器加載恒壓或恒流或方波信號(hào)源;傳感器受到壓力后(如圖2所示，手指按壓)，本體電路層層3形變，信號(hào)采集電路32采集本體電路層3形變帶來(lái)的電阻變化量;數(shù)模轉(zhuǎn)換電路33對(duì)信號(hào)采集電路32采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，將該數(shù)據(jù)傳給MCU主控電路34進(jìn)行分析，計(jì)算阻值變化量，依據(jù)基底材料型變的材料特性參數(shù)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)壓力校準(zhǔn)得到壓力值，壓力值通過(guò)信號(hào)輸出電路35輸出給終端設(shè)備主控5。
[0022]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓感傳感器，其特征在于:包括上基底(I)、下基底(2)、本體電路層(3)和引出電極(4);所述上基底(I)和下基底(2)為彈性有機(jī)材料，其一面為相同的立體結(jié)構(gòu)，且有立體結(jié)構(gòu)的一面相對(duì)設(shè)置;所述本體電路層(3)為柔性，其上設(shè)置導(dǎo)電材料制成導(dǎo)電線路層;所述本體電路層(3)夾設(shè)在上基底(I)和下基底(2)之間，均勻覆蓋在上基底(I)和下基底(2)的立體結(jié)構(gòu)上，且在本體電路層(3)的兩端分別引出電極(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓感傳感器，其特征在于:所述上基底(I)和下基底(2)上的立體結(jié)構(gòu)的截面為連續(xù)的V形;或者截面為連續(xù)的U形;或者截面為連續(xù)的正弦波形;或者立體結(jié)構(gòu)為均勻分布的三棱錐;或者立體結(jié)構(gòu)為均勻分布的尺寸相同的球面立體結(jié)構(gòu);或者前述立體結(jié)構(gòu)的組合;前述立體結(jié)構(gòu)根據(jù)功能要求設(shè)計(jì)成尺寸相同或者尺寸不同的連續(xù)結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓感傳感器，其特征在于:所述上基底(I)和下基底(2)的彈性模量為0.002?0.05Gpa，泊松比為0.1?I，厚度為0.02?5mm，硬度值為O?20度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種壓感傳感器，其特征在于:所述本體電路層(3)的導(dǎo)電線路層為石墨烯導(dǎo)電線路;或者碳納米管碳基導(dǎo)電線路;或者金屬氧化物導(dǎo)電線路;或者金屬和碳基復(fù)合導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料和碳基材料的復(fù)合導(dǎo)電線路;或者有機(jī)導(dǎo)電材料和金屬?gòu)?fù)合導(dǎo)電線路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種壓感傳感器，其特征在于:所述引出電極(4)為彈性碳基導(dǎo)電電極或者金屬電極或者FPC電極或者有機(jī)基底鍍導(dǎo)電膜的電極。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種壓感傳感器，其特征在于:所述本體電路層(3)的導(dǎo)電線路包括電源信號(hào)電路(31)、信號(hào)采集電路(32)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(33)、MCU主控電路(34)和信號(hào)輸出電路(35);所述電源信號(hào)電路(31)為MCU主控電路(34)供電，為壓感傳感器提供信號(hào)源;所述信號(hào)采集電路(32)采集本體電路層(3)形變帶來(lái)的電阻變化量;所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(33)對(duì)信號(hào)采集電路(32)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，將該數(shù)據(jù)傳給MCU主控電路(34)進(jìn)行分析，分析結(jié)果通過(guò)信號(hào)輸出電路(35)輸出給終端設(shè)備主控(5)。
【文檔編號(hào)】G01L1/22GK205562090SQ201620019094
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年1月7日
【發(fā)明人】金虎, 尉長(zhǎng)虹
【申請(qǐng)人】常州二維光電科技有限公司