[发明专利]力量传感器

说明书

本发明公开一种力量传感器，包括上层堆栈、下层堆栈、固态接合隔离单元控制电路和控制电路，其特征是，上层堆栈具有上层基板，该上层基板设置于该上层堆栈的顶面；下层堆栈具有下层基板，该下层基板设置于该下层堆栈的底面；固态接合隔离单元设置于该上层基板和该下层基板之间，当力量传感器在基底状态时，固态接合隔离单元用以保持上层基板以及下层基板之间的相对位置固定；控制电路电性耦合到该力量传感器，用于感测施加于该力量传感器上的力量，并且输出对应的信号。本发明的快速响应力量传感器可以对施加或是释放的力量变化，快速产生对应信号。

技术领域

本发明涉及一种力量传感器，特别是一种可以快速响应(fast response)的力量传感器(force sensor)。

背景技术

图1A-1B,2,3A-3B显示一种常见的力量传感器。

图1A显示常见的力量传感器未被压的状态。

图1A显示力量传感器100包括有一个隔离单元(spacer)14设置于上层堆栈10和下层堆栈10B之间，该隔离单元14系压敏粘合式(pressure sensitive adhesive,PSA)隔离单元，该PSA隔离单元14设置于上层堆栈10和下层堆栈10B之间。该PSA隔离单元14保持上层堆栈10和下层堆栈10B之间的固定空间。图中显示该PSA隔离单元14被压下之前的高度G11与宽度W11。

图1B显示常见的力量传感器被压下之后的状态。

图1B显示常见的力量传感器100被压下之后，PSA隔离单元14的高度G12与宽度W12。高度G12小于原来的高度G11，宽度W12则比原来的宽度W11宽。这是因为PSA是一种具有黏弹性(viscoelastic)的材料，也就是具有流动性(flowable)与黏性(sticky)。当力量传感器100被压下时，PSA隔离单元14受到压力影响而沿着压力方向变形，而发生下压信号稳定延迟(depression signal stabilization delay)的现象。同样地，当力量传感器100被释放时，在PSA隔离单元14的黏弹性，影响压电材料13的复原(restoration)，而发生复原信号稳定延迟(restoration signal stabilization delay)的现象。

现有技术的缺点是：当传感器100被压下以后，发生致动信号延迟(actuationsignal stabilization delay)现象；同样地，当压力释放以后，发生复原信号稳定延迟(restoration signal stabilization delay)的现象。

现有技术的信号延迟(signal delay)，对于后续的电性应用产生很大困扰。基于实际上的需求，一个可以快速响应的力量传感器亟待被开发，以便快速地、精确地测量一个正确的力量信号。

图2显示现有技术的阻抗对时间曲线图。

图2显示在时刻t0时，力量传感器100处于待机状态，阻抗(impedance)为基准信号水平(baseline signal level)的阻抗I0；在时刻t1时，力量传感器100被一个定力压下，阻抗朝向阻抗I2逐渐下降，直到稳定。我们设定在稳定阻抗I2的前面10％位置，以阻抗I1表示；且假设压下以后，阻抗由I0到I1需要三秒钟(3sec)以上，所以在阻抗到达I1时，时间以t1+3s表示。

图中对阻抗I2的前面10％位置的计算方法如下：

ABS(I1-I2)/I2≦10％；其中，

ABS：绝对值；

I1：实际信号的阻抗；

I2：固定力量下的稳态信号水平(steady-state signal level)的阻抗。

这显示力量压下以后，得到稳定信号的时间，至少延迟了3秒钟。