[发明专利]一种电阻式多级压力传感器、感应压力方法及应用

权利要求书

1.一种电阻式多级压力传感器，其特征在于：包括相对平行设置的压力基板和支撑基板；

压力基板朝向所述支撑基板的一侧设有第一电极层；第一电极层包括一条或多条相互平行且绝缘间隔设置的第一导电路径；第一导电路径包括第一导线连接区和由一条或多条相互平行且绝缘间隔设置的第一导电通道；每一第一导电通道分别电连接于第一导线连接区；

支撑基板朝向所述压力基板的一侧设有第二电极层；第二电极层包括一条或多条相互平行且绝缘间隔设置的第二导电路径；第二导电路径包括第二导线连接区和由一条或多条相互平行且绝缘间隔的第二导电通道；每一第二导电通道分别电连接于第二导线连接区；

第一电极层和第二电极层之间具有介电层；

第一导线连接区和第二导线连接区分别电连接于外部电阻测量电路；

其中，第一导电路径和第二导电路径呈交叉设置；一条第一导电路径和一条第二导电路径重叠区域形成一压力感应单元；一条第一导电通道和一条第二导电通道重叠区域形成一压力感应节点；

一个压力感应单元内至少有两个或以上压力感应节点；

第一电极层之间和第二电极层之间还设有高度调节件，每一个压力感应单元受到不同压力水平时，该压力感应单元中的压力感应节点随着压力水平的变化，压力感应节点中第一导电通道和第二导电通道电接触形成压力感应单元逐级导通，引起电阻多级阶梯式变化测量压力。

2.如权利要求1所述的一种电阻式多级压力传感器，其特征在于：坐标(x，y)处压力感应单元所受多级压力下电阻R_n符合以下公式：

其中,该压力感应单元中第一导电通道和一条第二导电通道的单位电阻分别定义为r₀和c₀;a为补偿接触电阻误差的修正函数。

3.如权利要求1所述的一种电阻式多级压力传感器，其特征在于：每一个压力感应单元有至少一个固定的高度调节件；

该压力感应单元中每一个压力感应节点与距离其最近的高度调节件最远的距离为D，该压力感应单元中所述最远的距离从大至小依次为D1至Dn,其中n为大于等于2的整数；

一个压力感应单元受到的由小至大不同级别的压力，压力基板下凹，第一电极层和第二电极层部分电接触，使D1至Dn对应的压力感应节点由先至后逐级导通。

4.如权利要求3所述的一种电阻式多级压力传感器，其特征在于：

高度调节件位于其对应的压力感应节点内部；

或者，

高度调节件与对应的压力感应节点错位设置。

5.如权利要求4所述的一种电阻式多级压力传感器，其特征在于：一个所述压力感应单元中的部分压力感应节点的第一导电通道和第二导电通道分别设置为导电垫。

6.如权利要求5所述的一种电阻式多级压力传感器，其特征在于：高度调节件处于中间的压力感应节点其第一导电通道的导电垫设有让位孔。

7.一种使用权利要求1至权利要求6任一项所述的电阻式多级压力传感器的感应压力的方法，其特征在于：

检测沿x方向的第一导电通道和沿y方向的第二导电通道激活的电阻信号变化获得压力的位置坐标(x，y)；

一个压力感应单元中每一个压力感应节点与最近高度调节件最远的距离从大至小依次为D1至Dn,其中n为大于等于2的整数；

当该压力感应单元受压，压力基板下凹使D1至Dn中的压力感应节点中的第一导电通道和第二导电通道电接触逐级导通引起电阻n级阶梯式变化测量压力，其中可以检测到n个阶梯式压力等级电阻R_n符合:

其中，该压力感应单元中第一电极层和第二电极层的单位电阻分别定义为r₀和c₀;a为补偿接触电阻误差的修正函数。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：该压力感应单元的最小激活压力为压力基板下凹使D1范围内压力感应节点导通的压力。