[實用新型]電阻型壓力傳感器與可穿戴設備

有效

• 申請號: 201720105883.1
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN206504812U
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 王飛;王楊勇;饒良魁;駱詩華
• 申請（專利權）人: 珠海安潤普科技有限公司
• 主分類號: G01L1/20
• 分類號: G01L1/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 趙囡囡,吳貴明

技術領域

本申請涉及傳感器領域，具體而言，涉及一種電阻型壓力傳感器與可穿戴設備。

背景技術

用于可穿戴電子設備以及智能紡織品的織物壓力傳感器已有相關專利報道。這些專利主要采用導電經紗和導電緯紗之間的接觸電阻的變化來測量壓力。但是，它們具有以下不足：(1)紗線屬于較疏松的結構，經紗與緯紗接觸面積面積變化的重復性通常很差，且難以實現線性化，使得電阻信號的線性度低，并且重復性差；(2)紗線表面的導電涂層會同時受到壓力和剪切力作用，因此無法經受長期的循環加載，壽命有限；(3)因為織物結構透氣透濕，而濕氣會嚴重影響紗線的接觸電阻，所以傳感器極易受到濕氣影響。

因此，亟需一種具有較高可靠性的壓力傳感器。

實用新型內容

本申請的主要目的在于提供一種電阻型壓力傳感器與可穿戴設備，以解決現有技術中的織物壓力傳感器穩定性差的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的一個方面，提供了一種電阻型壓力傳感器，該電阻型壓力傳感器包括：第一導電層；彈性隔離層，設置在上述第一導電層的表面上，且上述彈性隔離層包括至少一個通孔；第二導電層，設置在上述彈性隔離層的遠離上述第一導電層的表面上，在未向上述電阻型壓力傳感器施加壓力時，上述第一導電層與上述第二導電層處于隔離狀態，當向上述電阻型壓力傳感器施加大于壓力閾值的壓力時，上述第一導電層與上述第二導電層通過上述通孔接觸。

進一步地，上述通孔為圓形通孔或矩形通孔。

進一步地，上述第一導電層與第一導線電連接，上述第二導電層與第二導線電連接，上述第一導電層包括：一個或多個相互隔離的第一電接觸部，上述第一電接觸部在上述彈性隔離層上的投影與上述通孔一一對應重合或在對應的上述通孔的內部；一個或多個相互間隔的第一電連接部，各上述第一電連接部與一個或多個上述第一電接觸部電連接，各上述第一電連接部用于將上述第一電接觸部與上述第一導線連接，上述第二導電層包括：一個或多個相互隔離的第二電接觸部，與上述第一電接觸部一一對應設置，且各上述第二電接觸部在上述彈性隔離層上的投影與對應的上述第一電接觸部在上述彈性隔離層上的投影至少部分重合；一個或多個相互間隔的第二電連接部，各上述第二電連接部與一個或多個上述第二電接觸部電連接，各上述第二電連接部用于將上述第二電接觸部與上述第二導線連接。

進一步地，上述第一導電層和/或上述第二導電層為炭黑-硅橡膠復合層。

進一步地，上述彈性隔離層為聚氨酯彈性織物層。

進一步地，上述第一導線和/或上述第二導線為鍍銀纖維導電紗線。

進一步地，上述電阻型壓力傳感器還包括：第一織物層，上述第一導電層設置在上述第一織物層的表面上，且上述第一導電層位于上述第一織物層與上述彈性隔離層之間；第二織物層，上述第二導電層設置在上述第二織物層的表面上，且上述第二導電層位于上述第二織物層與上述彈性隔離層之間。

進一步地，上述第一織物層和/或上述第二織物層為滌綸平紋機織布層。

進一步地，上述電阻型壓力傳感器還包括：第一粘結層，設置在上述第一織物層與上述彈性隔離層之間且避讓上述通孔；第二粘結層，設置在上述第二織物層與上述彈性隔離層之間且避讓上述通孔。

進一步地，上述第一粘結層和/或上述第二粘結層為熱熔型TPU層。

根據本申請的另一方面，提供了一種可穿戴設備，包括電阻型壓力傳感器，該電阻型壓力傳感器為任一種上述電阻型壓力傳感器。

應用本申請的技術方案，當沒有外部壓力時，兩個導電層由于彈性隔離層的存在而相互分離。在施壓情況下，第一導電層與第二導電層通過中間彈性隔離層的通孔進行面與面的接觸從而導通并產生電阻信號。壓力越大，第一導電層與第二導電層的接觸面積越大，電阻值越小。因為第一導電層與第二導電層不是觸點或者導線，所以實現了面接觸。這極大地提高了壓力傳感器的穩定性、重復性和耐疲勞性能，并且大幅度改善了傳感器的抗彎折和抗剪切能力。另外，可以通過改變彈性隔離層的厚度、彈性模量、通孔尺寸和通孔的形狀來調節壓力測量范圍。且還可以通過控制兩個導電層的厚度、表面形貌和電導率來調節壓力傳感器的靈敏度和電阻范圍。當外部壓力恰等于導通壓力時，第一導電層與第二導電層相互接觸，傳感器的電阻從無窮大變為導通閾值電阻。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：