Druckempfindlicher Ohmscher Widerstand
Die Erfindung betrifft einen druckempfindlichen Ohmschen Widerstand.
Solche druckempfindlichen Widerstände finden beispielsweise Verwendung als Widerstandsgeber bei elektrischen Kraft- und Druckmessungen. Bekannte gebräuchliche Ausführungen sind die älteren Kohledruckwiderstände und die neueren Kristallwiderstände und Dehnungsmessstreifen.
Die Kohledruckwiderstände bestehen aus aufeinandergeschichteten Kohleplättchen, zwischen welchen durch Grenzflächeneffekte bedingte druckabhängige Übergangswiderstände vorhanden sind. Die Druck-Widerstand-Kennlinie zeigt eine gewisse Hysteresis und die Widerstände sind temperatur- und feuchtigkeitsempfindlich. Blosse Kohleplättchensäulen sind praktisch nicht verwendbar und die kompletten Geber, bei welchen üblicherweise in einem Gehäuse zur Kompensation von Fehlern zwei Kohleplättchensäulen angeordnet sind, sind ihrer besonderen Konstruktion entsprechend jeweils nur für bestimmte Fälle brauchbar, wobei meist noch zusätzliche Hilfsmittel zur Druckkraftübertragung nötig sind. Die Kristallwiderstände bestehen aus Halbleiterkristallen, vorzugsweise aus Germanium- oder Silizium
Einkristallen.
Die Umwandlung von Druck- und Wider standsänderungen beruht auf dem sogenannten Elastowiderstandseffekt: wird das Kristallgitter in bestimmter Richtung zusammengedrückt, so ändert sich der Wider stand. Neben den sehr guten messtechnischen Eigen schaften haben die Kristallwiderstände den Vorteil, dass mit ihnen sehr kleine Geber hergestellt werden können.
Die Herstellung ist jedoch ziemlich kompliziert und zumindest in den Endphasen auf eine individuelle Behandlung der einzelnen Widerstände abgestellt. Die
Kristallwiderstände sind ebenfalls temperaturempfindlich und bei Messungen wird üblicherweise neben dem belasteten ein unbelasteter Kompensationswiderstand verwendet.
Dehnungsmesstreifen enthalten einen metallischen Leiter, der durch mechanische Beanspruchung gestreckt (oder gestaucht) wird und dabei seine Länge, Querschnittsfläche und spezifischen Widerstand ändert. Der Leiter, häufig ein in Mäanderform gebogener Draht, ist zwischen zwei elektrisch isolierende Plättchen geklebt.
Zur Druckkraftmessung muss der Dehnungsstreifen auf einen Körper aufgeklebt werden, auf den die zu messenden Druckkräfte einwirken. Die Genauigkeit der Messung ist deshalb weitgehend von der Klebung abhängig.
Die Herstellung der Dehnungsmessstreifen ist verhältnismässig einfach, jedoch im wesentlichen an Einzelanfertigung gebunden. Änderungen in den Abmessungen fertiger Dehnungsmessstreifen sind im allgemeinen nicht möglich, so dass zur Erfassung der verschiedenartigsten Messbedingungen ein Sortiment verschieden dimensionierter Messstreifen nötig ist, was eine Massenfabrikation erheblich erschwert.
Zweck der Erfindung ist ein vielseitig anwendbarer, den verschiedenartigsten Messgegebenheiten leicht anpassbarer und für eine Serienfabrikation geeigneter druckempfindlicher Ohmescher Widerstand.
Der erfindungsgemässe druckempfindliche Ohmsche Widerstand ist dadurch gekennzeichnet, dass ein elastischer, elektrisch isolierter Träger mindestens eine durchgehende Öffnung aufweist und die Öffnung mit einer aus elektrisch leitenden Körnern und einem elektrisch isolierenden Binder bestehenden Widerstandsmasse dicht und an den Öffnungsmündungen mit der Trägeroberfläche je eine glatte Andruckfläche bildend ausgefüllt ist.
Bei dem erfindungsgemässen druckempfindlichen Ohmschen Widerstand erfolgt die Änderung des elektri schen Widerstandes des Widerstandsmasse-Einschlusses durch Änderung seines Volumens, das durch die Öffnung im elastischen, isolierenden Träger bestimmt ist.
Im Elastizitätsbereich des Trägermaterials sind die Volumenänderungen der Öffnung von der Belastungsänderung des Trägers abhängig und hysteresisfrei, solange das Trägermaterial keine Ermüdungserscheinungen zeigt. Die beiden Teile des Widerstandes, der Träger und die Widerstandsmasse, erfüllen verscheidene Funktionen und können dementsprechend unabhängig voneinander insbesondere durch Auswahl geeigneter Materialien einem Anwendungsbereich optimal angepasst werden.
Vorzugsweise erhält der elastische, isolierende Träger die Form eines Blockes, einer Scheibe oder einer Folie mit planparallelen Andruckflächen und einer Vielzahl von Öffnungen, die insbesondere über die Andruckfläche gleichmässig verteilt sein können, so dass der Widerstand durch Zuschneiden mit einfachen Mitteln in Form und Grösse den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden kann. Besonders vorteilhaft sind Träger, die aus einer perforierten Folie aus einem Elastomer bestehen, da die Widerstände dann biegsam sind und mit einfachen Schneidwerkzeugen mühelos in die gewünschte Form gebracht werden können.
In Anordnungen, bei welchen z. B. die Druckkräfte von Metallteilen gemessen werden sollen, sind bereits solche Widerstände als Geber verwendbar, wenn sie über die Metallteile an Spannung gelegt werden können.
In allen anderen Fällen müssen die Andruckflächen mit Anschlusselektroden versehen werden, durch die die einzelnen Widerstandsmasse-Einschlüsse elektrisch pa rallelgeschaltet werden.
Diese Anschlusselektroden können bereits bei der Fertigung, z. B. in Form von Aufdampfschichten aufgebracht werden. Vom für die Anwendung zurechtgeschnittenen Widerstand können dann störende Elektrodenbereiche beispielsweise durch Einschneiden und Abheben des Belags entfernt werden. Aus belegten folienförmigen Widerständen können auf einfache Weise nahezu beliebige Geber zusammengestellt werden. So können beispielsweise Folienzuschnitte zu einem blockförmigen Geber aufeinandergeschichtet werden und es kann auf einem Folienzuschnitt durch entsprechendes Entfernen von Elektroden-Belag eine Anzahl Geber, insbesondere ein Geber und ein Kompensationswiderstand, gebildet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ausführlich erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen druckempfindlichen Widerstand nach der Erfindung mit einem aus einem Elastomer bestehenden und eine Vielzahl durchgehender und mit Widerstandsmasse ausgefüllter Öffnungen aufweisenden Träger in Folienform,
Fig. 2 eine Ausführungsform des druckempfindlichen Widerstandes, bei der ein gitterförmiger elastischer Träger auf einer elektrisch leitenden Unterlage angeordnet ist,
Fig. 3 einen scheibchenförmigen Miniaturwiderstand mit einer zentralen zylindrischen Öffnung, die mit Widerstandsmasse ausgefüllt ist,
Fig. 4 einen scheibchenförmigen Minaturwiderstand mit einer Mehrzahl von Öffnungen und
Fig. 5 einen in Form eines zylindrischen Stäbchens ausgebildeten Widerstand, von dem Widerstände der in Fig.
3 gezeigten Art in gewünschten Dicken abgeschnitten werden können.
Der in Fig. 1 dargestellte druckabhängige Widerstand besteht aus einem folienförmigen Träger 1 aus einem elastischen und elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise aus einem Elastomer, wie gummierlastischem Kunststoff. Die Foliendicke liegt z. B. zwischen 0,1 und mehreren Millimetern, die Grösse der Folie kann an sich beliebig sein und richtet sich lediglich nach den jeweils zur Verfügung stehenden Vorrichtungen, die für die Herstellung des Widerstandes nötig sind. Die Folie weist eine Vielzahl durchgehender Öffnungen 2 auf, welche z. B. zylindrische Form haben und über die Folienfläche gleichmässig verteilt sind. Der Durchmesser der zylindrischen Öffnungen 2 kann z. B. 0,2 mm betragen. Diese Öffnungen können auf beliebige Weise hergestellt werden, z. B. durch Stanzen oder auch mit Hilfe von Laser-Geräten. Die Öffnungen 2 sind mit einer Widerstandsmasse 3 dicht ausgefüllt.
Diese Widerstandsmasse besteht aus einem in weiten Grenzen elastischen und elektrisch isolierenden Binder, der mit einem elektrisch leitenden Pulver zu einer homogenen Masse verarbeitet ist. Die Pulverkörner können beliebige Form haben und ihre Grösse ist von den Massen der Öffnungen 2 im Träger 1 abhängig. In jeder Öffnung 2 müssen immer viele Pulverkörner übereinander liegen.
Für das Pulver kommen praktisch alle elektrisch leitenden festen Substanzen in Frage, die vorzugsweise einen möglichst niedrigen Temperaturkoeffizienten haben, im vorgesehenen Druck- und Temperaturbereich des Widerstandes nicht sintern, vor allem Metalle, elektrisch leitende Metallverbindungen, wie z. B. Metalloxyde, Kohle usw. oder Mischungen solcher pulverisierter Substanzen. Mit massgebend für die Auswahl eines bestimmten Pulvermaterials ist der Widerstandsbereich, der durch den druckempfindlichen Widerstand erfasst werden soll.
Eine bevorzugte Widerstandsmasse besteht z. B. aus Mangandioxyd-Pulver, welchem 10 Gewichtsprozent Nickelpulver zugemischt sind, und einem synthetischen Gummi mit Thermoplastzusatz als Binder. Die Widerstandsmasse wird auf die perforierte Folie aufgestrichen und z. B. durch Vakuum in die Öffnungen eingesaugt, so dass alle Öffnungen dicht ausgefüllt sind. Nach dem Abstreifen der überschüssigen Widerstandsmasse wird die Trägerfolie gepresst und einer Wärmebehandlung unterworfen. Die Folienoberfläche ist nach dem Pressen mit einer zusammenhängenden dünnen Schicht aus Widerstandsmasse bedeckt. Wird diese Schicht lediglich an den Folienrändern entfernt, so erhält man einen druckempfindlichen Widerstand, bei dem durch die aufliegende Widerstandsmasse alle mit Widerstandsmasse ausgefüllten Öffnungen elektrisch parallel geschaltet sind.
In etlichen Anwendungsfällten sind derart ausgebildete druckempfindliche Widerstände bereits mit Vorteil zu verwenden.
Um Präzisionswiderstände zu erhalten, werden diese Deckschichten aus Widerstandsmasse abgetragen, so dass sich planparallele Flächen ergeben und die Widerstandsmasse-Einschlüsse elektrisch durch den Träger voneinander völlig isoliert sind. Ein solcher durckempfindlicher Widersand ist bereits als Widerstandsgeber verwendbar, wenn, wie bereits erwähnt, z. B. die Messanordnung Metallteile aufweist, zwischen die der Geber eingesetzt werden soll, und die Möglichkeit besteht, dem Geber über diese Metallteile Spannung zuzuführen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung sind die planparallelen Flächen 4 mit je einer Metallschicht 5 abgedeckt. Die Metallschichten können auf beliebige Weise aufgebracht werden. z. B. durch Aufdampfen, Aufspritzen, Aufstreichen usw.
Mit einer Schere oder einem Messer kann der Widerstand auf die jeweils gewünschte Form zugeschnitten werden. Er ist biegsam und daher auch bei gekrümmten Flächen anwendbar. In Druckbereichen, die den Elastizitätsbereich seines Trägermaterials nicht überschreiten, ist der Widerstand ohne zusätzliche Hilfsmassnahmen verwendbar, bei grösseren Drücken sind bekannte Hilfsmassnahmen anzuwenden, durch die die Deformation des Widerstandselementes auf den elastischen Bereich beschränkt wird.
Durch die Wahl eines geeigneten Trägermaterials können daher Widerstände für die verschiedensten Druckbereiche hergestellt werden. Für sehr niedrige Drücke ist z. B. als Träger ein perforiertes Papier geeignet. Für höhere Drücke kann als Träger z. B. ein Metallgitter verwendet werden, dessen Oberfläche elektrisch isolierend gemacht ist. Sehr hoch belastbare Widerstände können als Träger z. B. eine dünne perforierte Quarzscheibe enthalten.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen druckempfindlichen Widerstand, bei dem ein dünner folienförmiger Träger auf eine Unterlage aufgebracht ist.
Für einen Widerstand mit Quarzträger besteht die Unterlage 6 aus z. B. einer mit elektrisch leitendem Material beschichteten Quarzplatte, die mindestens eine solche Stärke hat, um dem aufliegenden Gitter 7 aus Quarz eine ausreichende Bruchfestigkeit zu geben. Das Quarzgitter kann z. B. auf die Unterlage 6 aufgedampft sein. Die Gitteröffnungen 8 sind mit Widerstandsmasse 3 ausgefüllt. Nach dem Glätten wird, wie bereits beschrieben, die Metallschicht 5 aufgebracht.
Ein druckempfindlicher Widerstand in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform mit einem aus einem isolierten Metallgitter bestehenden Träger kann auch durch Anwendung von bekannten Aetz- und Maskierverfahren hergestellt werden. Die Unterlage 6 ist beispielsweise eine dünne Aluminiumplatte, in deren einen Seite eine Gitterstruktur eingepresst ist. Nach einer Maskierung werden die Gitterstäbe 7 zu Aluminiumoxyd oxydiert, das ein ausgezeichneter elektrischer Isolator ist.
Wie ersichtlich, sind für die Herstellung der druckempfindlichen Widerstände mit dem gezeigten Aufbau verschiedene bekannte technologischen Verfahren anwendbar.
Verschiedentlich werden Miniaturgeber benötigt, die sich auch in kleinen Messanordnungen leicht unterbringen lassen.
Die Figuren 3 und 4 zeigen vergrössert zwei Ausführungsformen. Der in Fig. 3 dargestellte druckempfindliche Widerstand besteht aus einem kreisrunden Scheibchen, dessen Durchmesser z. B. 2 mm beträgt. In der Mitte befindet sich eine durchgehende Öffnung 2, die mit Widerstandsmasse ausgefüllt ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 enthält das kreisrunde Scheibchen 9 mehrere solche durchgehende Öffnungen 2. An sich können auch solche Miniaturwiderstände aus folienförmigen Widerständen der vorstehend beschriebenen Art ausgeschnitten werden. Häufig ist es jedoch vorzuziehen, wie in Fig. 5 gezeigt, den elastischen, elektrisch isolierenden Träger in Form eines Röhrchens 10 mit der gewünschten Anzahl in axialer Richtung hindurchgehender Öffnungen 11 herzustellen und diese Öffnungen 11 mit der Widerstandsmasse 3 auszufüllen.
Nach der Wärmebehandlung können dann Widerstandsscheibchen der gewünschten Dicke abgeschnitten werden, wie dies in Fig. 5 durch die ¯strichlierten Linien 12 angedeutet ist.
Die vorstehend beschriebenen druckempfindlichen Widerstände ermöglichen auf einfache Weise die Lösung verschiedener Mess-, Regel- und Schaltprobleme. Neben der Verwendung als Widerstandsgeber bei elektrischen Druck- und Druckkraftmessungen können sie auch zur Messung von Beschleunigungen und Vibrationen herangezogen werden. Widerstände mit einem folienförmigen Träger aus einem Elastomer sind verhältnismässig hoch belastbar, so dass sich der Widerstand in einem sehr weiten Bereich ändern kann. Die einfachste Anwendung des druckempfindlichen Widerstandes ist die Ermittlung einer Druckdifferenz. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel betrug der Ohmsche Widerstand eines Widerstandselementes, dessen 1 cm2 grosse Elektrodenfläche mit 1 kp belastet war, 2000 Q. Bei Belastung mit 10 kp betrug der Widerstand 200 Q.
Die Widerstands änderungen können mit heute bestens bekannten, einfachen Mitteln gemessen werden.
Dank der grossen Druckempfindlichkeit können aus solchen Widerständen auch Mikrophone hergestellt werden, wobei der Widerstand zweckmässig die Form einer Membrane erhält. Ferner können solche oder ähnliche druckempfindliche Widerstände auch als Schaltelemente verwendet werden, um einen Verbraucher direkt zu schalten. Die hierzu benötigten Hilfsmittel sind gering und können beliebig klein gehalten werden.
Pressure sensitive ohmic resistance
The invention relates to a pressure-sensitive ohmic resistor.
Such pressure-sensitive resistors are used, for example, as resistance transmitters in electrical force and pressure measurements. Well-known, common designs are the older carbon pressure resistors and the newer crystal resistors and strain gauges.
The carbon pressure resistors consist of carbon platelets stacked on top of one another, between which there are pressure-dependent transition resistances caused by boundary surface effects. The pressure-resistance curve shows a certain hysteresis and the resistances are sensitive to temperature and humidity. Mere carbon flake columns are practically unusable and the complete encoders, in which two carbon flake columns are usually arranged in a housing to compensate for errors, can only be used for certain cases, depending on their special design, whereby additional aids for compressive force transmission are usually necessary. The crystal resistors consist of semiconductor crystals, preferably of germanium or silicon
Single crystals.
The conversion of pressure and resistance changes is based on the so-called elasto-resistance effect: if the crystal lattice is compressed in a certain direction, the resistance changes. In addition to the very good metrological properties, the crystal resistors have the advantage that they can be used to produce very small encoders.
However, the production is quite complicated and, at least in the final phases, it is geared towards individual treatment of the individual resistors. The
Crystal resistors are also temperature-sensitive and for measurements, an unloaded compensation resistor is usually used in addition to the loaded one.
Strain gauges contain a metallic conductor that is stretched (or compressed) by mechanical stress and changes its length, cross-sectional area and specific resistance. The conductor, often a wire bent in a meander shape, is glued between two electrically insulating plates.
To measure the compressive force, the stretch mark must be glued to a body on which the compressive forces to be measured act. The accuracy of the measurement is therefore largely dependent on the bond.
The production of the strain gauges is relatively simple, but essentially tied to one-off production. Changes in the dimensions of finished strain gauges are generally not possible, so that an assortment of differently dimensioned measuring strips is required to record the most varied of measuring conditions, which makes mass production considerably more difficult.
The purpose of the invention is to provide a versatile, pressure-sensitive ohmic resistor that can be easily adapted to the most varied of measurement conditions and is suitable for series production.
The pressure-sensitive ohmic resistance according to the invention is characterized in that an elastic, electrically insulated carrier has at least one continuous opening and the opening is sealed with a resistance compound consisting of electrically conductive grains and an electrically insulating binder and forms a smooth pressure surface at the opening mouths with the carrier surface is filled out.
In the pressure-sensitive ohmic resistance according to the invention, the change in the electrical resistance of the resistance mass inclusion takes place by changing its volume, which is determined by the opening in the elastic, insulating carrier.
In the elasticity range of the carrier material, the changes in volume of the opening are dependent on the change in load on the carrier and are free of hysteresis as long as the carrier material shows no signs of fatigue. The two parts of the resistor, the carrier and the resistor mass, fulfill various functions and can accordingly be optimally adapted to an area of application independently of one another, in particular by selecting suitable materials.
The elastic, insulating support is preferably in the form of a block, a disk or a film with plane-parallel pressure surfaces and a large number of openings, which in particular can be evenly distributed over the pressure surface so that the resistance can be reduced in shape and size by cutting with simple means can be adapted to the respective requirements. Carriers that consist of a perforated film made of an elastomer are particularly advantageous, since the resistors are then flexible and can easily be brought into the desired shape with simple cutting tools.
In arrangements in which z. If, for example, the pressure forces of metal parts are to be measured, such resistors can already be used as transmitters if they can be connected to voltage via the metal parts.
In all other cases, the pressure surfaces must be provided with connection electrodes through which the individual resistance mass inclusions are electrically connected in parallel.
These connection electrodes can already be used during manufacture, e.g. B. be applied in the form of vapor deposition layers. Interfering electrode areas can then be removed from the resistor cut to size for the application, for example by cutting into and lifting off the covering. Almost any transmitter can be easily assembled from occupied foil-shaped resistors. For example, foil blanks can be layered on top of one another to form a block-shaped transmitter and a number of transmitters, in particular a transmitter and a compensation resistor, can be formed on a foil blank by removing the electrode coating accordingly.
The invention is explained in detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. Show it:
1 shows a pressure-sensitive resistor according to the invention with a carrier in the form of a film, consisting of an elastomer and having a plurality of continuous openings filled with resistance compound,
2 shows an embodiment of the pressure-sensitive resistor in which a grid-shaped elastic carrier is arranged on an electrically conductive base,
3 shows a disc-shaped miniature resistor with a central cylindrical opening which is filled with resistor compound,
4 shows a disk-shaped miniature resistor with a plurality of openings and
5 shows a resistor in the form of a cylindrical rod from which resistors of the type shown in FIG.
3 can be cut off in the desired thicknesses.
The pressure-dependent resistor shown in Fig. 1 consists of a film-shaped carrier 1 made of an elastic and electrically insulating material, preferably of an elastomer such as rubber-elastic plastic. The film thickness is z. B. between 0.1 and several millimeters, the size of the film can be arbitrary and depends only on the devices available in each case that are necessary for the production of the resistor. The film has a plurality of through openings 2 which, for. B. have a cylindrical shape and are evenly distributed over the film surface. The diameter of the cylindrical openings 2 can, for. B. 0.2 mm. These openings can be made in any way, e.g. B. by punching or with the help of laser devices. The openings 2 are tightly filled with a resistance compound 3.
This resistance compound consists of a largely elastic and electrically insulating binder, which is processed into a homogeneous compound with an electrically conductive powder. The powder grains can have any shape and their size is dependent on the masses of the openings 2 in the carrier 1. In each opening 2, many powder grains must always lie on top of one another.
Practically all electrically conductive solid substances are suitable for the powder, which preferably have the lowest possible temperature coefficient, do not sinter in the intended pressure and temperature range of the resistor, especially metals, electrically conductive metal compounds, such as. B. metal oxides, coal, etc. or mixtures of such powdered substances. One of the decisive factors for the selection of a certain powder material is the resistance range that is to be covered by the pressure-sensitive resistor.
A preferred resistance mass consists e.g. B. from manganese dioxide powder, which 10 weight percent nickel powder are mixed, and a synthetic rubber with thermoplastic additive as a binder. The resistance mass is spread on the perforated film and z. B. sucked into the openings by vacuum so that all openings are tightly filled. After the excess resistance compound has been stripped off, the carrier film is pressed and subjected to a heat treatment. After pressing, the surface of the film is covered with a continuous thin layer of resistance compound. If this layer is only removed at the edges of the film, a pressure-sensitive resistor is obtained in which all openings filled with resistance mass are electrically connected in parallel through the resistive mass placed on it.
In a number of applications, pressure-sensitive resistors designed in this way can already be used with advantage.
In order to obtain precision resistors, these cover layers of resistance compound are removed so that plane-parallel surfaces are obtained and the resistance compound inclusions are completely isolated from one another by the carrier. Such a pressure-sensitive resistance can already be used as a resistance transmitter if, as already mentioned, z. B. the measuring arrangement has metal parts between which the encoder is to be inserted, and it is possible to supply voltage to the encoder via these metal parts.
In the embodiment shown in FIG. 1, the plane-parallel surfaces 4 are each covered with a metal layer 5. The metal layers can be applied in any way. z. B. by vapor deposition, spraying, brushing, etc.
With scissors or a knife, the resistor can be cut to the desired shape. It is flexible and can therefore also be used on curved surfaces. In pressure areas that do not exceed the elasticity range of its carrier material, the resistance can be used without additional measures; for higher pressures, known auxiliary measures are to be used by which the deformation of the resistance element is limited to the elastic range.
By choosing a suitable carrier material, resistors for a wide variety of pressure ranges can be produced. For very low pressures z. B. suitable as a carrier a perforated paper. For higher pressures, e.g. B. a metal grid can be used, the surface of which is made electrically insulating. Very heavy-duty resistors can be used as a carrier for. B. contain a thin perforated quartz disk.
FIG. 2 shows an exemplary embodiment for a pressure-sensitive resistor in which a thin, film-shaped carrier is applied to a base.
For a resistor with a quartz carrier, the base 6 consists of, for. B. a coated with electrically conductive material quartz plate, which has at least such a thickness to give the resting grid 7 of quartz sufficient breaking strength. The quartz grid can, for. B. be vapor deposited on the base 6. The grid openings 8 are filled with resistance compound 3. After smoothing, as already described, the metal layer 5 is applied.
A pressure-sensitive resistor in the embodiment shown in FIG. 2 with a carrier consisting of an insulated metal grid can also be produced by using known etching and masking processes. The base 6 is, for example, a thin aluminum plate, into one side of which a lattice structure is pressed. After masking, the bars 7 are oxidized to aluminum oxide, which is an excellent electrical insulator.
As can be seen, various known technological processes can be used for the production of the pressure-sensitive resistors with the structure shown.
Miniature encoders are sometimes required that can easily be accommodated in small measuring arrangements.
Figures 3 and 4 show enlarged two embodiments. The pressure-sensitive resistor shown in Fig. 3 consists of a circular disc whose diameter z. B. is 2 mm. In the middle there is a through opening 2 which is filled with resistance compound. In the embodiment according to FIG. 4, the circular disc 9 contains several such through openings 2. Such miniature resistors can also be cut out from foil-shaped resistors of the type described above. However, it is often preferable, as shown in FIG. 5, to produce the elastic, electrically insulating carrier in the form of a tube 10 with the desired number of openings 11 passing through in the axial direction and to fill these openings 11 with the resistance compound 3.
After the heat treatment, resistor disks of the desired thickness can then be cut off, as is indicated in FIG. 5 by the dashed lines 12.
The pressure-sensitive resistors described above allow various measurement, control and switching problems to be solved in a simple manner. In addition to being used as resistance transmitters for electrical pressure and pressure force measurements, they can also be used to measure accelerations and vibrations. Resistors with a film-shaped carrier made of an elastomer can withstand relatively high loads, so that the resistance can change over a very wide range. The simplest application of the pressure-sensitive resistor is to determine a pressure difference. In a practical embodiment, the ohmic resistance of a resistance element, the 1 cm2 electrode area of which was loaded with 1 kp, was 2000 Ω. When loaded with 10 kp, the resistance was 200 Ω.
The changes in resistance can be measured using simple means that are well known today.
Thanks to the great pressure sensitivity, microphones can also be produced from such resistors, the resistor appropriately being given the shape of a membrane. Furthermore, such or similar pressure-sensitive resistors can also be used as switching elements in order to switch a consumer directly. The resources required for this are few and can be kept as small as desired.