[發(fā)明專利]基于摩擦電的壓力傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510849299.2
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN106610324A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王中林;蔣濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京納米能源與系統(tǒng)研究所
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 謝鑫,肖冰濱

本發(fā)明涉及傳感領(lǐng)域，公開了一種基于摩擦電的壓力傳感器。其中，該壓力傳感器包括：發(fā)電機，該發(fā)電機在壓力的作用下產(chǎn)生形變，并基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號；外部電路，與所述發(fā)電機連接，用于檢測所述發(fā)電機輸出的電信號，并根據(jù)所檢測到的電信號確定壓力的大小或形變的大小。通過本發(fā)明上述的壓力傳感器，無需外加電源就可以對壓力進行檢測，實現(xiàn)壓力傳感器的自驅(qū)動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于摩擦電的壓力傳感器。

背景技術(shù)

信息技術(shù)是現(xiàn)代社會發(fā)展的主要驅(qū)動力，而信息的收集和交換主要依賴于各種具有不同功能的傳感器。將單獨的傳感器件集成來創(chuàng)建大尺度的傳感器網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)對于物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)是至關(guān)重要的。這些數(shù)量巨大且遍布世界各個角落的微型傳感器件的驅(qū)動主要依賴于電池，然而電池面臨著使用壽命、回收再利用、環(huán)境污染等諸多問題。另外，傳感器節(jié)點經(jīng)常是植入型的，需要無線操作，所以能夠獨立地、可持續(xù)地、免維護地工作是非常重要的。因此，這些傳感器節(jié)點的供電不能再簡單地由電池來提供，因為傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器數(shù)量巨大且位置很難追蹤，由此將導(dǎo)致替換個別傳感器的電池是非常繁瑣甚至是不可能完成的任務(wù)，并且大量的廢棄電池將對人類健康造成很大的傷害。因此，發(fā)展微納尺度的能源技術(shù)從周圍環(huán)境中自行收集能量，并以此實現(xiàn)傳感器的自驅(qū)動是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于摩擦電的壓力傳感器，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于摩擦電的壓力傳感器，其中，該壓力傳感器包括：發(fā)電機，該發(fā)電機在壓力的作用下產(chǎn)生形變，并基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號；外部電路，與所述發(fā)電機連接，用于檢測所述發(fā)電機輸出的電信號，并根據(jù)所檢測到的電信號確定壓力的大小或形變的大小。

通過上述技術(shù)方案，在需要檢測壓力的位置設(shè)置本發(fā)明上述的壓力傳感器，該壓力傳感器中的發(fā)電機在壓力的作用下產(chǎn)生形變，并基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號，該壓力傳感器中的外部電路與所述發(fā)電機連接，用于檢測所述發(fā)電機輸出的電信號，并根據(jù)所檢測到的電信號確定壓力的大小或形變的大小。由此，無需外加電源就可以對壓力進行檢測，實現(xiàn)壓力傳感器的自驅(qū)動。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于摩擦電的壓力傳感器的方框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于摩擦電的壓力傳感器的橫截面示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于摩擦電的壓力傳感器的開路電壓峰值與壓力的關(guān)系曲線圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于摩擦電的壓力傳感器的開路電壓峰值與形變深度的關(guān)系曲線圖；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的凸起陣列結(jié)構(gòu)層的制造方法的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的基于摩擦電的壓力傳感器的方框圖。

如圖1所示，本發(fā)明一種實施方式提供的基于摩擦電的壓力傳感器包括：發(fā)電機10，該發(fā)電機10在壓力的作用下產(chǎn)生形變，并基于該形變產(chǎn)生并輸出電信號；外部電路20，與所述發(fā)電機10連接，用于檢測所述發(fā)電機10輸出的電信號，并根據(jù)所檢測到的電信號確定壓力的大小或形變的大小。