[发明专利]一种基于接触面积的线性响应电容型压力传感器

说明书

一种压力感测装置，包括微结构材料、附着于所述结构表面的电极、介质或导电材料；附着于所述介质或导电材料一面的电极以及支撑材料；所述附着于所述结构表面的电极接触所述介质或导电材料之一的非电极面的表面产生相应接触面积；所述结构、所述附着于所述结构表面的电极、所述介质或导电材料、所述附着于所述介质或导电材料一面的电极，以及所述支撑材料一起配置和布置以通过以下步骤提供对压力的线性电指示；响应于所述结构的弹性压缩或膨胀而影响所述相应的接触面积的变化，以及基于所述相应的接触面积的变化提供所述附着于所述结构表面的电极与所述附着于所述介质或导电材料一面的电极之间的电容值的变化。

技术领域

本发明涉及一种构建线性电学响应的压力传感器的通用方法及实施装置。

背景技术

压力感测具有多种应用，并且在各种应用中基于各种方法设计的压力传感器，包括传统的非柔性压力传感器与新型的柔性压力传感器，已经在灵敏度、检测极限、集成度、稳定性、重复性等性能指标上得到持续改进。

然而，以应用中所期望的压力感测的准确度及灵活度对于现有的实现方法而言一直充满挑战。例如，某些装置受到装置内压力响应材料的表观杨氏模量与泊松比的制约，导致其灵敏度较差、小压力无法检测，以及电学响应与所感测压力之间的数值关系呈现非线性关系。其中，尤其是所述非线性关系会导致压力感测在不同压力区域内灵敏度不一致，根据电学响应反推所受压力误差较大，以及后端电路设计复杂等问题。对于多种应用来说，这些问题及其他问题，特别是力电响应的非线性问题，已经对压力感测的持续改进提出挑战。

压力传感器-CN201610107791.7涉及一种或多种反应性气体被引入到内和外电容式电极之间的一个或多个特定区域处的电容式压力计，从而正和负弯曲的导致误差的测量影响被抵消或最小化。此外，保护结构可用于电容式压力计的电极结构。

压力检测装置-CN201680082741.6，其能够针对输入面高精度地一起检测垂直方向的应力和剪切应力。第一电极图案(Ty)和第二电极图案(Tx)在多个第三电极(Rx)中的在Y方向上相邻的第三电极(Rx)彼此之间延伸，从而在俯视图中仅与相邻的第三电极(Rx)接触。

压力传感器-CN201480067523.6，包括可根据压力变形的测量隔膜(2)和以压密方式相互连接并且形成测量腔(5)的配合体(3)，在测量腔(5)中提供参考压力，其中压力可以施加到测量隔膜(2)的外侧，其中压力传感器(1)具有电容变送器。.

201811477172.2变电容压力传感器，包括双层柔性电路板、多层陶瓷电容器、软性导电垫片；所述多层陶瓷电容器与软性导电垫片接近配置，所述多层陶瓷电容器与软性导电垫片之间设有带通孔或缺口的双层柔性电路板，所述多层陶瓷电容器设置于通孔或缺口上方。

CN201810147597:一种电容式压力检测方法，用于侦测施加在显示屏上的按压力，设置具有电极的第一基材和第二基材，将第一基材和第二基材正面相对地贴合在一起，使各自所设置电极之间形成间隙，该间隙与第一基材和第二基材外的空气连通；第一基材和第二基材中至少一个用作压力检测。

但仍未着力解决力电响应的非线性问题。

发明内容

本发明目的是，提出一种构建线性电学响应的压力传感器的通用方法及实施装置，实现压力传感器对压力的线性电指示，其中电指示是指电容。