[发明专利]多区电容式力传感器件与方法

权利要求书

1.一种装置，包括：

多个电容器，每个电容器具有上导电表面和与所述上导电表面基本平行的下导电表面；

外壳，所述外壳具有顶板和底板以包围所述多个电容器；以及

所述外壳中的传感器，当与所述多个电容器中的每个电容器相关联的顶板的接触区在施加到所述接触区上的力作用下变形时，所述传感器基于所述多个电容器中的每个电容器的上导电表面和下导电表面之间的距离改变而产生测量结果。

2.如权利要求1所述的装置，还包括在所述外壳中的基准电容器，所述基准电容器具有上基准表面和下基准表面，用来补偿基于环境条件的测量结果误差。

3.如权利要求2所述的装置，还包括在所述顶板的底面上形成的至少一个接触区腔，并且其中所述上导电表面被形成在所述至少一个接触区腔中的每个接触区腔上。

4.如权利要求3所述的装置，还包括在所述底板的顶面上形成的至少一个底腔，并且其中所述下基准表面被形成在所述至少一个底腔中的每个底腔上。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述至少一个接触区腔和所述至少一个底腔的深度近似为1/2000英寸。

6.如权利要求5所述的装置，还包括单个印刷电路板，所述印刷电路板容纳所述传感器以及与所述传感器相关联的多个电路，并且提供所述多个电容器中的每个电容器的下导电表面和所述基准电容器的上基准表面。

7.如权利要求1所述的装置，还包括与所述传感器相关联的比较模块，当在所述多个电容器的测量结果之间存在显著差别时，所述比较模块产生指示施加在所述顶板上的力的不均匀度的信号数据。

8.如权利要求7所述的装置，还包括与所述传感器相关联的报警模块，当所述信号数据的参数超出阈值的时候，所述报警模块发出可感知数据。

9.如权利要求1所述的装置，还包括与所述传感器相关联的聚集模块，所述聚集模块加总所述多个电容器中的每个电容器的测量结果。

10.如权利要求1所述的装置，还包括与所述传感器相关联的电容-频率转换模块，所述电容-频率转换模块将所述测量结果转换为频率值。

11.如权利要求1所述的装置，还包括与所述传感器相关联的通信模块和数据处理模块，用于与通信器件连接。

12.如权利要求1所述的装置，其中所述外壳包括三个电容器以形成三区传感器，从而产生与所述三个电容器中的至少一个相关联的测量结果。

13.一种方法，包括：

当负载被施加到结合于包围多个电容器的外壳的顶板的多个接触区上时，在所述多个接触区的每个接触区中产生变形，其中所述多个电容器中的每个电容器具有两个平行的导电表面；以及

当所述多个电容器中的每个电容器的两个平行导电表面之间的距离由于所述多个接触区中的每个接触区中的变形而改变时，从所述多个电容器中的每个电容器自动产生电容数据。

14.如权利要求13所述的方法，还包括将所述电容数据按比例转换为频率数据，其中所述频率数据可以被调制到高值。

15.如权利要求13所述的方法，还包括比较所述电容数据以确定施加到所述多个接触区上的负载的水平度。

16.如权利要求15所述的方法，还包括当所述电容数据在所述多个电容器之间不基本上相等的时候，产生报警声音。

17.如权利要求13所述的方法，还包括当多个力被施加到所述多个接触区上的时候，使用具有所述多个电容器的传感器测量所述多个力。

18.如权利要求13所述的方法，还包括修改所述外壳的至少一个属性以改变所述接触区的变形特性。

19.如权利要求13所述的方法，还包括在所述顶板的与所述多个接触区中的每个接触区相对的底面上创建腔，以形成所述两个平行导电表面中的上导电表面。