[發(fā)明專利]箔片型壓力傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680025459.0
• 申請(qǐng)日: 2006-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN101223427A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J－L·凱澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: IEE國際電子工程股份公司
• 主分類號(hào): G01L1/24
• 分類號(hào): G01L1/24
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔡勝利

技術(shù)領(lǐng)域

[001]本發(fā)明通常涉及一種箔片型壓力傳感器。

背景技術(shù)

[002]箔片型壓力傳感器通常包括中間夾有間隔部的兩片箔片。該間隔部提供有開口或切口，其限定了感測(cè)區(qū)域，在其中箔片在相應(yīng)于間隔部厚度的距離處彼此面對(duì)。已知的箔片型壓力傳感器具有至少兩個(gè)布置在感測(cè)區(qū)域內(nèi)的電極。箔片是柔性的，并可在感測(cè)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生彼此接觸以響應(yīng)作用在箔片上的壓力。因而電接觸在兩個(gè)電極之間建立，和因而電路閉合。優(yōu)選的，電阻層或半導(dǎo)體層布置在感測(cè)區(qū)域內(nèi)以實(shí)現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)箔片之間的接觸表面增加時(shí)電極之間的電阻逐漸減小。這種壓力傳感器公開在比如WO02/097838中。

[003]這種壓力傳感器只能夠測(cè)量在特定極限壓力以上的壓力，特定極限壓力是在電極之間建立最初電接觸需要的最小壓力。這構(gòu)成在某些應(yīng)用中的缺陷，比如當(dāng)要探測(cè)相對(duì)小的壓力時(shí)。存在幾種選擇，其使能夠感測(cè)小的壓力，比如，減小間隔部的厚度，但它們涉及有關(guān)制造公差或減小傳感器動(dòng)態(tài)范圍的值得考慮的約束。

[004]這種壓力傳感器應(yīng)用的重要領(lǐng)域是在車輛中的乘客存在探測(cè)。箔片型壓力傳感器或其陣列布置在車輛座位的支座上并探測(cè)座位是否負(fù)載，相應(yīng)地探測(cè)測(cè)量的負(fù)載類型是否與乘客產(chǎn)生的負(fù)載類型相一致。隨著電子元件數(shù)量的增加，電磁干涉已經(jīng)成為在電子汽車裝置的研發(fā)中的一個(gè)重要問題。元件的電磁兼容性現(xiàn)在是汽車工業(yè)的大多數(shù)供應(yīng)商面對(duì)的一個(gè)需求。仍有空間來改進(jìn)有關(guān)壓力傳感器的電磁兼容性。

發(fā)明內(nèi)容

[005]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的壓力傳感器。該目的可通過如權(quán)利要求1要求的壓力傳感器實(shí)現(xiàn)。

[006]箔片型壓力傳感器包括第一箔片和第二箔片。間隔部布置在該第一和第二箔片之間，其保持箔片彼此相距一定的距離。間隔部具有開口(切口，凹陷)，其限定感測(cè)區(qū)域。在該感測(cè)區(qū)域中，第一和第二箔片可以通過作用在壓力傳感器上的壓力克服箔片的彈性被使得一片向另一片接近。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，壓力傳感器進(jìn)一步包括發(fā)光裝置，被布置在箔片之間，用于將光輸入到感測(cè)區(qū)域內(nèi)；和集光裝置，被布置在箔片之間，用于收集從發(fā)光裝置通過感測(cè)區(qū)域的至少一部分傳播到該集光裝置的光。箔片中的至少一片可通過施加在傳感器上的外部壓力或作用力彈性彎曲。第一和第二箔片具有相同特性(對(duì)稱情形)或不同特性(不對(duì)稱情形)。當(dāng)?shù)谝缓偷诙皇沟靡黄蛄硪黄咏鼤r(shí)，第一和第二箔片中的至少一片至少部分地阻擋通過感測(cè)區(qū)域的光傳播。

[007]發(fā)光裝置和集光裝置在感測(cè)區(qū)域中或在其邊緣處被彼此間隔一定距離布置，比如嵌入在間隔部中。當(dāng)沒有壓力或幾乎沒有壓力施加在傳感器上時(shí)，通過感測(cè)區(qū)域的介質(zhì)的光路存在于發(fā)光裝置和集光裝置之間。介質(zhì)可以是流體，通常是氣體。隨著傳感器上的壓力增加，第一和/或第二箔片彈性地承受在感測(cè)區(qū)域中的變形，那里它靠近相對(duì)的箔片。結(jié)果是，變形的箔片阻礙了發(fā)光裝置和集光裝置之間的光路。箔片彼此朝向彎曲的越厲害，越多的光在感測(cè)區(qū)域中被攔截；被集光裝置接收的光的強(qiáng)度因此取決于施加到壓力傳感器上壓力的量。可以證明，相對(duì)于己知的箔片型壓力傳感器，為了壓力確定箔片不需要接觸。

[008]本傳感器因此基于傳播通過感測(cè)區(qū)域的光的不同衰減。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到這種傳感器對(duì)與其它電子元件的電磁干涉相當(dāng)不敏感因?yàn)樗诠鈱W(xué)探測(cè)?？煽康奶綔y(cè)因此也可在電磁“吵雜”的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)箔片型壓力傳感器相比，本發(fā)明具有簡單制作的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)。

[009]發(fā)光裝置可舉例包括光源，比如在感測(cè)區(qū)域中或鄰近于感測(cè)區(qū)域的LED，OLED，VECSEL。盡管如此，優(yōu)選地，發(fā)光裝置包括輸入光波導(dǎo)的端表面，該輸入光波導(dǎo)與光源光連接。光源自身因此可遠(yuǎn)離傳感器布置。波導(dǎo)，比如光纖，引導(dǎo)光從光源到壓力傳感器的感測(cè)區(qū)域。相似地，集光裝置可包括輸出光波導(dǎo)的端表面，該輸出光波導(dǎo)與光探測(cè)器光連接?？蛇x擇地，光探測(cè)器可以位于感測(cè)區(qū)域中或鄰近感測(cè)區(qū)域。同樣可意識(shí)到，光探測(cè)器可以是能夠執(zhí)行相對(duì)或絕對(duì)測(cè)量的探測(cè)器。波導(dǎo)可以容納在間隔部的通道或槽中。