[发明专利]力和/或压力传感器

说明书

本发明涉及用于用作压力和/或力传感器的传感器（900）。传感器（900）包括：弹性且可拉伸的层（050、100、200），其包括具有第一杨氏模量（Y₂₀₀）和第一屈服应变（ε_y,200）的材料；至少第一可拉伸电极（301）和第二可拉伸电极（302），其附接至弹性且可拉伸的层（050、100、200），且被布置成彼此相距第一距离（d₁、d_1,301,302）；具有第二杨氏模量（Y₅₀₀）的柔性箔（500）；以及附接至柔性箔（500）的导电线路（400）。导电线路（400）的至少一部分以导电方式耦合到可拉伸电极（301、302）；第一屈服应变（ε_y,200）是至少百分之10；第一杨氏模量（Y₂₀₀）小于第二杨氏模量（Y₅₀₀）；并且，柔性箔（500）的厚度（t₅₀₀）是最多0.5 mm。

本申请是申请号为201780043411.0、申请日为2017年6月20日、发明名称为“力和/或压力传感器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及力传感器。本发明涉及压力传感器。本发明涉及电容式力和/或压力传感器。本发明涉及可穿戴电容式力和/或压力传感器。

背景技术

对幸福的关注已经增强。这涉及个人幸福以及健康护理。这已经引起产生了许多个人和医疗监测装置，诸如传感器。这样的传感器能够被嵌入服装（诸如，手套、露指手套（mitt）、鞋类、头盔等）中。关于用于服饰的力或压力传感器，其可以例如是压阻式、压电式、或电容式。电容式力/压力传感器通常仅涉及简单地可得的材料。

在电容式传感器中，测量电极的电容。能够相对于环境或相对于另一电极（诸如，接地电极）来测量电容。总体上存在两种工作原理：(1)靠近电极（例如，在两个电极之间）的介电材料改变，这改变了电容；和/或(2)在两个电极之间的距离改变，这改变了在这些电极之间的电容。对于本领域技术人员而言，这些原理是已知的。

例如，专利申请DE102009055121公开了具有多个导体和在其之间的弹性非导电层的力传感器。通过施加力，弹性非导电层变形，这导致在导体（即，电极）之间的电容的改变。

在这样的传感器中，存在若干相关的问题。例如，电极的面积应当适度地大，以便精确地测量力。此外，电极的电容的测量应当不影响另一电极的电容的测量结果。另外，将有益的是，多个电容能够并行测量，即，同时或者大致同时测量。例如，当监测跳高运动员的表现时，应当能够以适度高的采样率测量作为时间的函数的脚下的压力分布。此外，空间分辨率应当适度地高，由此，电极的数目也应当适度地高。更进一步地，传感器应当穿戴起来舒适，且机械可靠。

发明内容

公开了在前述方面之间具有良好平衡的力传感器和/或压力传感器。力传感器和/或压力传感器包括可拉伸且弹性的一层或多层。该传感器还包括附接至该层或这些层中的一者的可拉伸电极。可拉伸性改善了力传感器的舒适度。然而，已经认识到的是，电极的线路（wiring）造成问题。在可拉伸层上，因为可用于这样的目的的可拉伸材料，所以可拉伸线路将必须适度宽。这造成了问题，因为宽的线路降低电极的尺寸，由此仅能够测量局部压力，而不是总力。为了解决该问题，在柔性箔上布置用于电极的线路。与电极形成对比，在箔上的线路不需要是可拉伸的。因此线路能够被制成显著更窄，且相应地，电极更大。更具体地，在权利要求1中公开了本发明。

另外，当线路被布置成主要在电极之间的区域中延伸时，一个电容的测量不妨碍另一电容的测量。在从属权利要求中公开了该实施例和其他实施例。

附图说明

图1a以侧视图示出力和/或压力传感器的实施例，

图1b以底视图示出图1a的力和/或压力传感器的截面1b-1b，

图1c以顶视图示出图1a的力和/或压力传感器的截面1c-1c，