[发明专利]压敏换能器组件和用于包括这种组件的系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括力感测电阻器的压敏换能器组件。

背景技术

更特别地，本发明涉及被用在按钮中以便检测按钮的激活的这样的组件或触觉压力传感器。

通常，压敏换能器组件包括具有连接装置的力感测电阻器，所述力感测电阻器包括：

-第一和第二衬底，其均具有内表面，其中衬底中的至少一个是柔性的，以便响应于所施加的力向衬底中的另一个移动；

-至少第一和第二导电迹线，其在第一衬底的内表面上，所述第一迹线包括第一组指状物，该第一组指状物与和第二迹线有关的第二组指状物相间错杂，以便在第一衬底的内表面上一起限定敏感区域，该第一组指状物和第二组指状物在该第一衬底的内表面上彼此电学上分离；

-电阻层，其在该第二衬底的内表面上，使得该电阻层面对该敏感区域。

在没有在衬底上施加的力的情况下，指示静止状态的第一电信号通过控制电路在第一和第二迹线之间施加参考电压来产生。

响应于施加到衬底中柔性的一个的力，电阻层将第一组的指状物和第二组的指状物一起与取决于电阻层的电阻率且取决于所施加的力的电阻进行接触和电连接。因此，该控制电路能够当在第一和第二迹线之间施加所述参考电压时产生指示所施加的力的第二电信号。

这样的压敏换能器组件已经在US2006/0007172A1被描述，其中其包括力感测电阻器，在其静止状态中没有预加载防止两个衬底之间的接触的空气间隙的情况下该力感测电阻器进行工作。这样的力感测电阻器将在下文被指定为标准力感测电阻器。

W02009/070503A1公开了替代实施例，其中力感测电阻器被设计成在其静止状态中的预加载状况下进行工作，即使在没有外部施加的力的情况下，衬底彼此触及。这样的力感测电阻器将在下文被指定为预加载的力感测电阻器。

当前的换能器组件并不是完全令人满意的，当组件为不同的情形提供相同的输出时，不可能容易地检测该组件何时从控制电路被断开。

对于使用标准力感测电阻器的组件，通过其连接装置提供给控制电路的输出电压在其被断开且处于其静止状态（没有外部施加的力）时基本上等于恒定电压。

对于使用预加载感测电阻器的组件，通过其连接装置提供给控制电路的输出电压在其被断开时且在预加载状况损耗时基本上等于恒定电压。

尤其重要的是，能够检测诸如汽车行业中的应用中的组件的断开，因为大量的部件被同时组装，并且通过压敏换能器组件由按钮所控制的功能可能是关键的。

另一个重要的问题是，能够进行关于力感测电阻器的状态的诊断，以便检测异常，诸如力感测电阻器和中央单元之间的不良接触、预加载状况的损耗、电子设备故障、力感测电阻器连接器的断开或超出力感测电阻器的正常操作范围的操作。

常见的解决方案提供了附加的接触引脚或线路和固定的电阻层，该附加的接触引脚或线路出于由中央单元测试的目的，以便检查引脚和力感测电阻器的连接之间的连续性及其特性，该固定的电阻层与处于线测试器（EOLT）或在线上的（in-line）测试器的末尾处的模拟驱动器或照相机测试一起被直接印制在力感测电阻器上，以通过使用形状检测原理来检查将力感测电阻器的连接器部分正确插入到连接装置中。

然而，出于测试目的添加的新引脚暗含了用于连接器和用于力感测电阻器的更高的成本。由于产品内的连接器区域的小空间和不良的可见性，EOLT或在线上的视觉检查和照相机测试也增加了成本和组装时间，并且不能被容易地实现。进一步，仅有的可以被检测的电子设备故障是对接地或对电源的短接。在力感测电阻器驱动器中的任何其它电子设备故障将不被检测。此外，这些常见的解决方案不允许将电子设备故障与力感测电阻器超出其正常操作范围的使用相区分。模拟驱动器的分辨率不足以检测预加载状况的损耗。尽管力感测电阻器的电连接器部分和该连接器之间的接触可以被检查，正确的插入仍需要被检查。

发明内容

本发明的目的在于通过提供容易实现且有成本效率的解决方案来克服前述缺陷。

出于该目的，提供了一种压敏换能器组件，其包括压力感测电阻器，所述压力感测电阻器包括：

-第一和第二衬底，其均具有内表面，其中衬底中的至少一个是柔性的，以便响应于所施加的力向衬底中的另一个移动；

-多个导电迹线，其在至少第一衬底的内表面上，第一迹线包括第一组指状物，该第一组指状物与和第二迹线有关的第二组指状物相间错杂，以便一起限定敏感区域，该第一组指状物和第二组指状物在该第一衬底的内表面上彼此电学上分离；以及

-电阻层，其在该第二衬底的内表面上，使得该电阻层面对第一组指状物，