[發明專利]應用混入微小構造體的柔軟感應材料的加速度傳感器裝置及加速度感應方法

無效

• 申請號: 201110333268.3
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103063871A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 郭松
• 申請（專利權）人: 郭松
• 主分類號: G01P15/00
• 分類號: G01P15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及利用混入了微小構造體的柔軟感應材料在其受外界影響發生變形的情況下，及電氣特性發生變化，將柔軟材料在外界影響下發生的變形的加速度變化所引起的相關的電氣信號變化檢測出用來作為導致柔軟材料變形的加速度信號的裝置及方法。?

背景技術

現有的加速度傳感器有利用壓電效應的加速度傳感器，應用位移變化有源補償原理的加速度傳感器，也有應用微小機械的電容式加速度傳感器。?

以上的傳感器，其作為感應加速度信號的材料或者機構都是硬質的材料。還沒有像橡膠一樣的柔軟高分子材料作為加速度信號感應材料的加速度傳感器。?

發明內容

前述的傳統的加速度傳感器，都是應用硬質的感應材料或者機構。本發明的柔軟加速度感應材料作為加速度感應材料的應用，提供了一種新型的加速度傳感器及加速度檢測方法。并且該柔軟感應材加速度傳感器構造簡單，有利于降低加速度傳感器生產成本和根據廣泛的應用。?

本發明的目的，是提供了新型的柔軟材料作為加速度傳感器感應材料的加速度傳感器裝置及加速度信號的感應檢測方法。也就是應用了混入微小構造體的柔軟感應材料加速度傳感器裝置及加速度感應方法。?

本專利申請的第一個發明內容是，發明了應用混入了微小構造體的柔軟材料作為加速度傳感器感應材料的加速度信號的檢測方法。是提供了混入了微小構造體的柔軟材料在其形狀發生變化時，其形狀變化的加速度引起的該柔軟材料的電氣特性變化的檢測方法，并將應用此檢測方法檢測出的電信號變化作為加速度信號的檢測方法。?

另外，本發明申請的第二個發明內容是，該加速度傳感器裝置由以下幾部分組成：a，柔軟的高分子橡膠材料；b，混入柔軟中的導電性微小機械構造材料；c，引起柔軟材料變形的機構；d，柔軟構造體電氣特性檢測及將檢測出的與柔軟構造體變形的加速度相關的電信號分離出并將加速度信號輸出電信號檢出模塊。?

關于發明的效果的說明?

依據本發明申請的發明，可以用柔軟的混入了微型構造的材料來用作加速度傳感器的感應加速度信號的材料，制作新型加速度傳感器。該新型加速度傳感器構造簡單，將更加有利于加速度傳感器的廣泛使用。?

本發明實施時最佳方案的說明?

一，混入了微小構造體的柔軟材料在受到外界影響發生內部應力變化時其內部微小構造體的機電特性變化特性及其利用：混入微小導電構造的柔軟材料，如橡膠材料中的具有導電特性的微小構造體，由于是微小的機械構造，當柔軟材料的內部應力發生變化時，微小機械構造受周圍的柔軟材料的應力變化的影響，將發生變形，使其導電特性發生變化。在柔軟材料中的微小機械構造體的導電特性的變化，在宏觀上，導致混入了微小機械構造的柔軟材料的電氣特性發生變化。通過電子檢測回路，將混入了微小構造體的柔軟材料的隨其內部應力變化而引起的電氣特性變化檢測出，并且將外部變形所引起的內部應力變化中的由外部加速度變化所導致的分離處理，作為檢測出加速度輸出。?

圖1，圖2是本發明申請中的混入柔軟材料中的微小機械構造的模型圖。?

圖3是混入了具有導電特性的柔軟材料的電氣模型圖。從電氣特性上看，混入了具有導電特性的微小機械構造的柔軟材料可以看做是由電阻(R)，電容(C)，電感(L)組成的網絡。?

圖4是柔軟材料的應力和其變形的關系圖。?

圖1中的尖形部分的開合與應力的變化關系以下算式算出。?

ΔΔa≈Δa(-1+KK′)]]>

ΔΔa：柔軟材料的彈性系數變化引起的尖形部分的開合角度變化[°]?

Δa：尖形部分的預變化角度[°]?

K：變形前的柔軟材料的彈性系數[m/N]?

K’：變形后的柔軟材料的彈性系數[m/N]?

柔軟材料中混入的具有導電性的微小機械構造體的變化，將導致整個混入微小導電構造的柔軟材料的整體的電氣特性的變化。即，柔軟材料的阻抗的變化。?

二，利用本發明進行制作加速度傳感器的應用例：?