[发明专利]应用混入微小构造体的柔软感应材料的速度传感器装置及速度信号感应方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用混入了微小构造体的柔软感应材料在其受外界影响发生变形的情况下，及电气特性发生变化，将柔软材料在外界影响下发生的变形的速度变化所引起的相关的电气信号变化检测出用来作为引起柔软材料变形的速度信号的装置及方法。 

背景技术

现有的速度传感器有检出磁性脉冲信号方式的速度传感器，光学及静电脉冲检出方式的速度传感器，也有通过传动机构转动旋转装置并记录转速的速度传感器。 

以上的传感器，其作为感应速度信号的材料或者机构都是硬质的材料。还没有像橡胶一样的柔软高分子材料作为加速度信号感应材料的加速度传感器。 

发明内容

前述的传统的速度传感器，都是应用硬质的感应材料或者机构。本发明的柔软速度感应材料作为速度感应材料的应用，提供了一种新型的速度传感器及速度检测方法。并且该柔软感应材速度传感器构造简单，有利于降低速度传感器生产成本和根据广泛的应用。 

本发明的目的，是提供了新型的柔软材料作为速度传感器感应材料的速度传感器装置及速度信号的感应检测方法。也就是应用了混入微小构造体的柔软感应材料速度传感器装置及速度感应方法。 

本专利申请的第一个发明内容是，发明了应用混入了微小构造体的柔软材料作为速度传感器感应材料的速度信号的检测方法。是提供了混入了微小构造体的柔软材料在其形状发生变化时，其形状变化的速度引起的该柔软材料的电气特性变化的检测方法，并将应用此检测方法检测出的电信号变化作为加速度信号的检测方法。 

另外，本发明申请的第二个发明内容是，该速度传感器装置由以下几部分组成：a，柔软的高分子橡胶材料；b，混入柔软中的导电性微小机械构造材料；c，引起柔软材料变形的机构；d，柔软构造体电气特性检测及将检测出的与柔软构造体变形的速度相关的电信号分离出并将速度信号输出电信号检出模块。 

关于发明的效果的说明 

依据本发明申请的发明，可以用柔软的混入了微型构造的材料来用作速度传感器的感应速度信号的材料，制作新型速度传感器。该新型速度传感器构造简单，将更加有利于速度传感器的广泛使用。 

本发明实施时最佳方案的说明 

一，混入了微小构造体的柔软材料在受到外界影响发生形状变化时其内部微小构造体的机电特性变化特性及其利用：混入微小导电构造的柔软材料，如橡胶材料中的具有导电特性的微小构造体，由于是微小的机械构造，当柔软材料的形状发生变化时，微小机械构造受周围的柔软材料的微小范围内的流动的影响，并且由于在微小空间范围内发生在微小构造体周围的柔软材料的流动速度不均衡，将是微小构造体发生变形，使其导电特性发生变化。在柔软材料中的微小机械构造体的导电特性的变化，在宏观上，导致混入了微小机械构造的柔软材料的电气特性发生变化。通过电子检测回路，将混入了微小构造体的柔软材料的随其内部应力变化而引起的电气特性变化检测出，并且将外部变形所引起的内部应力变化中的由外部 速度变化所导致的分离处理，作为检测出的速度信号输出。 

图1，图2，图3是本发明申请中的混入柔软材料中的微小机械构造的模型图。 

图5是混入了具有导电特性的柔软材料的电气模型图。从电气特性上看，混入了具有导电特性的微小机械构造的柔软材料可以看做是由电阻(R)，电容(C)，电感(L)组成的网络。 

图4是柔软材料中的导电构造体在在周边柔软材料发生位移变化时的简化的质量，弹簧，阻尼机械模型。 

其机电特性关系式可以简单的由下式表示： 

mK_mZ+cK_cZ+kK_cZ＝A·v²

Z：柔软感应材料的阻抗变化值 

v：柔软材料的变形速度 

m，c，k，：微小构造体简化机械模型的质量，阻尼，弹性系数 

K_m，K_c，K_k：系数 

柔软材料中混入的具有导电性的微小机械构造体的变化，将导致整个混入微小导电构造的柔软材料的整体的电气特性的变化。即，柔软材料的阻抗的变化。 

二，利用本发明制作速度传感器的应用例：