[发明专利]压力传感器以及压力传感器设计方法

说明书

本发明提供一种压力传感器以及压力传感器设计方法，所述压力传感器包括层叠设置的第一电极层、压力传感层以及第二电极层，所述压力传感层包括多个第一传感件以及多个第二传感件，所述第一传感件与所述第二传感件之间交错插接设置并使得该压力传感器能够通过该第一传感件及/或该第二传感件的弯曲变形感测外部压力。本发明提供的压力传感器以及压力传感器设计方法，利用第一传感件与第二传感件的结构弯曲来获得第一传感件与第二传感件的结构变形，通过弯曲变形来代替压缩变形来提高更高灵敏度的传感器检测，解决了传感器灵敏度低的问题。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种压力传感器以及压力传感器设计方法。

背景技术

随着信息时代的发展，传感器应用领域对被测量信息的范围、精度和稳定情况等性能和参数的测量要求越来越高。普通传感器已经无法满足特殊环境与特殊信号下对气体、压力和湿度的测量需求。压力传感器已广泛应用于智能服装、智能运动和器人“皮肤”等领域。聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚酰亚胺等材料已广泛用于制作压力传感器，它们有别于采用金属应变计的测力传感器，具有较好的柔韧性、导电性及压阻特性。

在相关技术中，电容式传感器电极之间的结构通常可以设计为圆柱状、圆锥状、锥台状及球状等微纳结构来提高传感器的灵敏度。但是这种设计以材料的压缩变形本身来实现其应变的测量，通过提高材料的压缩变形程度来提高传感器灵敏度的方法受限于材料本身的压缩强度及弹性模量。另外可以将微纳结构做的足够精密，在压缩的过程中变形相对容易，但是这种精密的微纳结构的对制作工艺有很高的要求，难以实现商业化生产。

针对相关技术中，传感器灵敏度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中传感器灵敏度低的问题，本发明提供了压力传感器及其设计方法，以至少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种压力传感器，包括层叠设置的第一电极层、压力传感层以及第二电极层；所述压力传感层包括多个第一传感件以及多个第二传感件，多个所述第一传感件之间一一间隔分布并均连接于所述第一电极层，多个所述第二传感件之间一一间隔分布并均连接于所述第二电极层；所述第一传感件与所述第二传感件之间交错插接设置，并使得所述压力传感器能够通过所述第一传感件及/或所述第二传感件的弯曲变形感测外部压力。

在其中一个实施例中，所述第一传感件倾斜交于所述第一电极层，所述第二传感件正交于所述第二电极层。

在其中一个实施例中，多个所述第一传感件中的至少一个第一传感件，在相对远离所述第一电极层的端部上抵接于所述第二传感件的体部；

多个所述第二传感件中的至少一个第二传感件，在相对远离所述第二电极层的端部上抵接于所述第一传感件的体部。

在其中一个实施例中，所述第一传感件的数量少于所述第二传感件的数量，每个所述第二传感件均能够对应抵接于一个所述第一传感件的体部。

在其中一个实施例中，所述压力传感器还包括两根导线，两根所述导线分别与所述第一电极层和所述第二电极层连接。

在其中一个实施例中，所述压力传感器为电容式压力传感器：所述第一传感件与所述第二传感件均为绝缘件；或者，

所述压力传感器为电阻式压力传感器：所述第一传感件与所述第二传感件均为电阻件。

在其中一个实施例中，所述第二电极层的长度大于所述第一电极层的长度；或者，

所述第一电极层的长度大于所述第二电极层的长度。

在其中一个实施例中，相邻所述第二传感件之间的间隔距离相等；所述第二电极层与所述第一电极层之间的长度差，大于所述相邻所述第二传感件之间的间隔距离。