[发明专利]箔式压力传感器及评价传感器响应的方法

说明书

介绍

本发明总体来说涉及箔式压力传感器以及压力传感垫，其具有决定于施加给传感器的压力的电阻。这种箔式压力传感器包括：例如，借助于内隔片彼此相距一定距离布置的第一载体箔和第二载体箔。内隔片包括至少一个切除部分，该切除部分限定压力传感器的有源区域。在所述第一载体箔与第二载体箔之间以如下方式在压力传感器的有源区域中布置至少两个电极和一层压敏材料，即：响应作用于压力传感器的有源区域上的压力，第一载体箔和第二载体箔克服弹性载体箔的反作用力而压在一起，并且经由压敏材料在所述至少两个电极之间建立电接触。由于压敏材料的特性，两个电极之间的电接触的电阻决定于使压敏材料和电极压在一起的力，并因此决定于作用于压力传感器上的压力。

在这种压力传感器的第一实施例中，第一电极布置在第一载体箔上，第二电极以面向第一电极的关系布置在第二载体箔上。至少一个电极由一层压敏材料(例如，半导体材料)覆盖，以至于当第一载体箔和第二载体箔响应作用于开关元件上的力而压在一起时，经由压敏材料层在第一电极和第二电极之间建立电接触。这种压力传感器经常称为工作于所谓的“直通模式”。

在压力传感器的替代实施例中，第一电极和第二电极以间隔关系布置在第一载体箔和第二载体箔中之一上，而另一个载体箔由一层压敏材料覆盖。该压敏材料层以面向第一电极和第二电极的关系布置，以至于当所述第一载体箔和第二载体箔响应作用于开关元件的有源区域上的力而压在一起时，压敏材料层使第一电极和第二电极被绕开。这种传感器称为工作于所谓的“旁通模式”。

上述压力传感器可以以节约成本的方式制造，并且已经证明在实际应用中非常健壮而可靠。由于具有这些有利的特点，箔式压力传感器现在已经广泛应用于各种开关和检测应用场合。这种传感器具有较薄的外形和较轻的质量，这使其适于结合在各种工作环境中。这种箔式压力传感器的一个具体应用包括用于检测例如车座的乘坐状态的座椅传感器，所确定的乘坐状态用于控制汽车安全气囊系统或者触发座椅安全带提醒器。座椅传感器通常包括以特定构造布置并且在常用载体箔上制造的多个箔式压力检测元件。

由于压敏材料的电特性会随着环境状况并且随着传感器的老化而改变，因此箔式压力传感器的传感器响应决定于环境状况，并且在其使用寿命中会变化。为了补偿这种传感器响应的变化，公知的是借助于由压敏材料制成的基准电阻器元件补偿压力传感器的响应，该基准电阻器元件与压力传感器的压敏材料层同时进行制造。

在这种情况下，根据补偿后的传感器电阻值实现对车座乘坐状态的确定，通过如下方式获得补偿后的传感器电阻值，即：确定所述多个压力检测元件的原始传感器电阻值，确定补偿电阻器的补偿电阻值，并且根据所述原始传感器电阻值和所述补偿电阻值计算补偿后的传感器电阻值。

这种对于传感器老化和环境状况的补偿使得能够稳定传感器响应，从而使压力测量的准确度随着时间而基本上恒定。然而，由于压力传感器以及补偿电阻器的制造公差，补偿的准确度可能会不令人满意，尤其是在例如像乘坐分级传感器那样需要高分辨率的应用场合中更是如此。

发明目的

本发明的目的是提供一种通过箔式压力传感垫确定关于车座的乘坐相关状态的改进的方法。

本发明总体描述

通过根据权利要求1所述的方法达到该目的。本发明提出通过箔式压力传感垫确定关于车座的乘坐相关状态的方法，所述箔式压力传感垫包括多个压力检测元件和至少一个补偿电阻器，所述方法包括如下步骤：确定所述多个压力检测元件的原始传感器电阻值，确定所述至少一个补偿电阻器的原始补偿电阻值，根据所述原始传感器电阻值和所述原始补偿电阻值计算补偿后的传感器电阻值，并且根据所述补偿后的传感器电阻值确定所述乘坐相关状态。根据本发明，所述计算补偿后的传感器电阻值的步骤包括如下步骤：通过对所述原始补偿电阻值施加修正项，获得修正补偿电阻值，这个修正项由所述补偿电阻器的制造公差确定，并且根据所述原始传感器电阻值和所述修正补偿电阻值计算所述补偿后的传感器电阻值。

采用本发明的方法，通过补偿电阻器的制造公差的额外补偿，可以更准确地补偿传感器响应。实际上已经发现，压力检测元件与补偿电阻器的制造公差存在很大的差异，这导致例如压力检测元件对于特定压力的响应(欧姆平均值，VOA)位于公差带的上部，而补偿电阻器电阻值位于各公差带的下部。由于这些差异，已经发现因子(欧姆平均值)/(补偿电阻器电阻值)以超过10％的标准偏差变化。