[發明專利]用于檢測兩個相鄰物體的相對運動的容性傳感器

有效

• 申請號: 201380060019.9
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN104781637B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 卡斯滕·馬夸斯
• 申請（專利權）人: 貝爾-赫拉恒溫控制有限公司
• 主分類號: G01D5/241
• 分類號: G01D5/241
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術領域

本發明涉及一種用于檢測兩個相鄰物體在接近或遠離時的相對運動的容性傳感器。

背景技術

容性傳感器例如用作壓力、力或位移傳感器。為了可以借助于容性傳感器探測兩個相鄰物體的微小相對于運動，需要在傳感器內電極間隔的變化的可靠的區別，這特別是在相對小的運動和間隔變化時可能是有問題的。人們可以放大傳感器的電信號，以便實現更好的區別。在非常小的變形位移的情況下，該變形位移應該以容性傳感器檢測，那么但是需要相當大的放大，其中人們隨后觸碰到電子裝置的極限，這涉及電子裝置的噪聲性能。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種改善的容性傳感器，其中，無需過度大幅放大信號的情況下，也可以探測最小運動。

為了達到該目的，本發明提供一種用于檢測兩個相鄰物體(例如在其接近或遠離時)的相對運動的容性傳感器，該容性傳感器具有：

－第一電極，該第一電極具有第一導電的電極面并且設置在第一電極載體上；

－與第一電極對置的第二電極，該第二電極具有第二導電的電極面并且設置在第二電極載體上；

－其中第二電極載體構成為能復位的薄膜件，該薄膜件在兩個相互間隔對置的支撐部段上在兩個電極兩側支撐在第一電極載體上；以及

－在第二電極載體的背向第二電極的側上的按壓體；

－其中按壓體具有至少兩個按壓突出部，該按壓突出部在第二電極載體的支撐部段之間的區域中貼靠在第二電極載體的背向第二電極的側上，并且該按壓突出部在第一電極載體與第二按壓體相對運動時在第二電極載體彎曲的情況下相對于該第二電極載體按壓；

－其中該至少兩個按壓突出部關于相同的空間方向相互具有間隔，沿該相同的空間方向第二電極載體的支撐部段間隔；以及

－其中第二電極在第二電極載體上僅固定在固定部段中，該固定部段基本上位于在第二電極載體的按壓區域之間的中間，其中按壓突出部貼靠在第二電極載體上，從而在按壓體與第二電極載體之間的運動行程可在兩個電極之間相對于該運動行程更大的運動行程中轉換。

按照本發明的容性傳感器如此構造，使得兩個物體運動的機械變換轉換為兩個電極的更大的接近或間隔變換，從而在小的電氣放大比例的情況下仍然可以安全地探測小的行程。這在特別是第二電極載體構成為可回復的薄膜件中具有其原因，第二電極在該薄膜件上僅僅固定在唯一的(中間)部段。第二電極載體在此支撐在第一電極載體上，亦即在兩個對置的支撐部段上，第一電極載體在其側承載第一電極。這兩個支撐部段位于在兩個電極之外。在這些支撐部段之間并且在第二電極載體上第二電極的固定部段兩側，按壓體相對于該第二電極載體按壓，該按壓體出于該目的具有兩個按壓突出部。如果按壓突出部相對于第二電極載體按壓，通過可回復的第二電極載體的彎曲，第二電極朝第一電極的方向前移，亦即以相比于第一電極載體相對于按壓體的運動更大的程度。因此實現了如上所述的機械轉換。

在本發明的較佳改進中，可以提供由第二電極載體的支撐部段構成的裝置在第一電極載體和按壓體的按壓突出部上與第二電極載體的用于第二電極的固定部段相對稱。

進一步地，如果第一電極載體具有在至少兩個對置的側上通過限制邊緣部段限制的凹處，第一電極設置在該凹處內，其中第二電極載體以其支撐部段支撐在限制邊緣部段上，那么可以是有利的。

在本發明的更佳實施方式中，提供了第一電極載體在其背向第一電極的側上具有另一第一電極；并且設有具有另一第二電極以及另外的支撐部段的另一第二電極載體和具有另外的按壓突出部的另一按壓體，其設置相互相對間如此如在前述權利要求之一中那樣。

最后還應該指出，特別是彈簧鋼適用作為薄膜件。

本發明的容性傳感器適合于，例如可以探測在用于特別是車輛構件的操作裝置上按鍵體的運動。用于特別是車輛構件的操作裝置通常具有前遮板或后遮板，在該前側上設置多個如果可能也不同地設計的操作件，該操作件以例如旋鈕、按鈕、翻轉開關或諸如此類形式。附加地也存在由后側突出的按鍵體的形式的操作件，該操作件具有操作端部，該操作端部具有上側和下側。這樣的操作件有時也稱為條形按鈕，因為其操作端部突出操作裝置的前側。

如果實施方式作為操作條，這樣的按鍵體可以具有多個符號區域(例如多個設有連續數字的相互并排的區域)，其中整個按鍵體不依賴于該按鍵體在哪個區域中操作而運動。通過容性接近傳感裝置可以識別到在按鍵體的操作中以手指接觸哪個符號區域。

此外已經被發現的是，如果按鍵體在操作中基本上僅僅不可察覺地運動，那么對于操作舒適性是有利的。通過聽覺或觸覺反饋隨后可以對于操作者實現按鍵體的操作。