[发明专利]阻容变形传感器

权利要求书

1.一种变形感测设备，包括：

弹性基底；

第一应变计元件，形成在所述弹性基底的第一表面上并且被配置为响应于沿第一方向施加的应变而输出第一信号；

第二应变计元件，形成在所述弹性基底的与所述第一表面相对的第二表面上，并且被配置为响应于沿相同的第一方向施加的应变而输出第二信号。

2.根据权利要求1所述的变形感测设备，其中：

所述第一应变计元件具有第一端子和第二端子两个不同的端子；

跨所述第一应变计元件的所述第一端子和所述第二端子能够测量所述第一信号；

所述第二应变计元件具有第三端子和第四端子两个不同的端子；并且

跨所述第二应变计元件的所述第三端子和所述第四端子能够测量所述第二信号。

3.根据权利要求1所述的变形感测设备，其中：

所述弹性基底包括弹性的、电气绝缘的介电材料；并且

所述变形感测设备被配置为响应于施加的变形而输出第三信号，所述第三信号在所述第一应变计元件的端子与所述第二应变计元件的端子之间是能够测量的。

4.根据权利要求3所述的变形感测设备，进一步包括：

测量电路，被配置为响应于所施加的变形而测量来自所述第一应变计元件的所述第一信号以及来自所述第二应变计元件的所述第二信号；以及

变形分析器，被配置为基于测量的来自所述第一应变计元件的所述第一信号、测量的所述第二应变计元件的所述第二信号、以及所述第三信号，计算所述感测设备在所施加的变形下的伸展变形的度量以及屈曲变形的度量。

5.根据权利要求4所述的变形感测设备，其中：

所述第一信号指示所述第一应变计元件的第一电阻；

所述第二信号指示所述第二应变计元件的第二电阻；并且

所述第三信号指示响应于所施加的变形而测量的跨所述弹性基底的电容。

6.根据权利要求5所述的变形感测设备，其中，所述变形分析器基于所述第一信号、所述第二信号以及所述第三信号，使用下述等式，作为所述第一应变计元件和所述第二应变计元件的长度变化的比例((ΔL)/L₀)来计算伸展变形的度量：

R₁＝R₂＝R₀+(GF·ΔL)

C=ϵAreagap=ϵL0·Wog=ϵL0·W0(g0-ΔL·γ)=ϵL0·W0(g0-(ΔL1+ΔL22)),]]>

其中，R1是所述第一电阻，R2是所述第二电阻，C是所述电容，并且

Area是在所述第一应变计元件与所述第二应变计元件之间的重叠，

GF是关于应变和电阻的量规因数，

γ是所述弹性基底关于轴线之间的变形的泊松比，

L₀是所述第一应变计元件和所述第二应变计元件的未变形长度，

ΔL，ΔL₁，ΔL₂是所述第一应变计元件和所述第二应变计元件的长度变化，

W₀是所述第一应变计元件和所述第二应变计元件的未变形长度，

ε是所述弹性基底的介电常数，

R₀是所述第一应变计元件和所述第二应变计元件的基线电阻，以及

g，g₀分别是所述弹性基底的变形宽度和基线宽度。