CN103674350A - 一种压力传感器和检测压力值的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种压力传感器和检测压力值的方法，涉及传感器，能够提高压力传感器压力值检测的精确度，压力传感器包括：检测区域，所述检测区域包括：至少一个检测单元，所述检测单元包括至少一层电容片和与所述电容片相接的至少一层弹性透明绝缘材料，本发明实施例用于检测压力值。
Description
技术领域
本发明涉及传感器，尤其涉及一种压力传感器和检测压力值的方法。
背景技术
现有技术中，压力传感器应用于显示器的每一个像素下，主要通过压力敏感材料实现，通过将产生的压力转换为电能，从而实现对显示器的应用。
但是，现有技术中通过压力敏感材料实现的压力传感器采集压力的精确度不高，并且获取压力的敏感度也不高。
发明内容
本发明的实施例提供一种压力传感器和检测压力值的方法，能够提高压力传感器压力值检测的精确度。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供一种压力传感器，包括：检测区域，所述检测区域包括：至少一个检测单元，所述检测单元包括至少一层电容片和与所述电容片相接的至少一层弹性透明绝缘材料。
另一方面，本发明实施例提供一种检测压力值的方法，包括：
在检测到压力传感器的弹性透明绝缘材料形变时，获取所述弹性透明绝缘材料形变对应的电容值；
根据所述电容值得到与使所述弹性透明绝缘材料形变对应的压力值。
通过采用上述压力传感器和检测压力值的方法，利用至少一层与电容片相接的弹性绝缘材料，通过提高获取压力的敏感度，从而提高压力传感器压力值检测的精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种压力传感器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种压力传感器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种压力传感器的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种检测压力值的方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种压力传感器，包括：检测区域，该检测区域包括：至少一个检测单元，该检测单元包括至少一层电容片和与该电容片相接的至少一层弹性透明绝缘材料。
其中，采用该弹性透明绝缘材料不仅使用户能够方便的确定待操作的区域，方便用户对操作区域的定位，而且使得该压力传感器采集的压力和电容片产生的电容值更加精确，这样，用户通过电容值获得的压力值更加准确。
可选地，当该检测区域包括至少两个检测单元，且该检测单元由一层电容片和与该一层电容片相接的一层弹性透明绝缘材料组成时，该弹性透明绝缘材料覆盖该电容片。
进一步地，在该检测单元检测到该弹性透明绝缘材料形变时，该电容片的电容值与使该弹性透明绝缘材料形变对应的压力值相对应，具体地，通过查询预设的电容值与压力值的关系对照表可以获得该压力值。
例如，如图1所示的压力传感器，包括两个检测单元(即检测单元A和检测单元B)，该两个检测单元分别包括一层电容片和与该电容片相接的一层弹性透明绝缘材料。用户通过手指等操作体对检测单元A中的检测区域中的弹性透明绝缘材料进行按压等操作时(此时对于该压力传感器相当于通过该操作体接地)，产生的压力使得弹性透明绝缘材料发生形变，而该压力对应的压力值与该电容片在该弹性透明绝缘材料形变时的电容值相对应，因此，通过电容片的电容值即可获得该压力的压力值。
优选地，为了提高该压力传感器对压力采集的能力和对压力检测的精确度，可以在该弹性透明绝缘材料上再增加一层电容片，在该检测单元检测到该弹性透明绝缘材料形变时，位于该弹性透明绝缘材料上层的电容片的电容值与位于该弹性透明绝缘材料下层的电容片的电容值的比值对应使该弹性透明绝缘材料形变对应的压力值，这样通过上下两层电容片对压力的采集能够减小得到的压力值与实际压力所对应的压力值间的误差。
其中，上述通过电容片的电容值获得该压力的压力值可以通过预设的压力值与电容值的关系对照表获得，本发明实施例对此不作限定。
可选地，当该检测区域包括至少两个检测单元，且该检测单元由至少两层电容片和与该至少两层电容片相接的至少两层弹性透明绝缘材料组成时，该检测单元由该电容片与该弹性透明绝缘材料相互间隔形成，其中，该检测单元的最下层为电容片。
采用至少两个检测单元能够提高该压力传感器采集压力时的分辨率，使得对压力值的检测更加精确，但是，由于采用多个检测单元会增加该压力传感器制作的工艺复杂度和制作成本，因此，在不增加制作工艺和制作成本的条件下，可以通过设置多个检测单元提高对压力值的检测的精确度。
进一步地，在该检测单元检测到该弹性透明绝缘材料形变时，位于该弹性透明绝缘材料上层的电容片的电容值与位于该弹性透明绝缘材料下层的电容片的电容值的比值对应使该弹性透明绝缘材料形变对应的压力值，从而减小得到的压力值与实际压力对应的压力值的误差。
例如，如图2所示，包括三个检测单元，分别记为检测单元A、检测单元B和检测单元C，其中，该检测单元A、检测单元B和检测单元C分别包括两层电容片和与该两层电容片相接的一层弹性透明绝缘材料；其中，与该透明绝缘材料上层相接的电容片记为上层电容片，与该透明绝缘材料下层相接的电容片记为下层电容片，用户通过手指等操作体对检测区域中的检测单元B上层电容片进行按压等操作时，产生的压力使得弹性透明绝缘材料发生形变，同时，该压力通过该弹性透明绝缘材料作用于下层电容片上，此时，用户可以分别获知弹性透明绝缘材料形变时上层电容片对应的电容值和下层电容片对应的电容值，由于该压力的压力值与该上层电容片对应的电容值和下层电容片对应的电容值的比值对应，因此，通过两层电容片对应的电容值的比值即可获得该压力的压力值。
其中，上述通过两层电容片对应的电容值的比值获得该压力的压力值可以通过预设的电容比值和压力值的关系对照表获得，本发明实施例对此不作限定。
可选地，当该检测区域包括一个检测单元，且该检测单元由至少两层电容片和与该至少两层电容片相接的至少两层弹性透明绝缘材料组成时，该检测单元由该电容片与该弹性透明绝缘材料相互间隔形成，其中，该检测单元的最上层和最下层为电容片，且除该最下层电容片外的其余电容片分割为至少两个电容区域，这样，通过该至少两个电容区域使得该压力传感器提高对压力采集的敏感度，进而提升对压力检测的精确度。
在实际应用中，为了简化制作工艺并节约制作的成本，通常采用一个检测单元，同时，为了保证该压力传感器对压力的采集更加敏感，在该检测单元的上层电容片，通常会划分多个电容区域，从而提高上层电容片采集压力时的分辨率，这样，用户在通过手指等操作体对上层电容片进行操作时，通过该上层电容片的多个电容区域采集的压力数据的误差较小；另外，为了进一步提高该压力传感器对压力采集的能力和对压力检测的精确度，可以在原有的两层电容片(即上层电容片和下层电容片)结构的基础上，再增加一层电容片(即为中层电容片)，相应地，增加一层弹性透明绝缘材料，即如图3所示的结构，优选地，在中层电容片上，也可以划分多个电容区域，这样，当压力通过弹性透明绝缘材料传递至中层电容片时，通过该上层电容片的多个电容区域采集的压力数据的误差较小，因此，通过该压力传感器能够减小得到的压力值与实际压力所对应的压力值间的误差，使得检测结果更加准确；当然，增加的电容片越多，最终的误差就越小，但考虑到实际应用中制作该压力传感器的工艺复杂度以及制作成本，应在不增加制作工艺和制作成本的条件下，尽可能大的减小得到的压力值与实际压力所对应的压力值间的误差。
进一步地，在该检测单元检测到该弹性透明绝缘材料形变时，位于该弹性透明绝缘材料上层的电容片的电容值与位于该弹性透明绝缘材料下层的电容片的电容值的比值对应使该弹性透明绝缘材料形变对应的压力值，通过上述的对应关系能够减小得到的压力值与实际压力对应的压力值的误差。。
例如，如图3所示，包括一个检测单元，该检测单元包括三层电容片和与该三层电容片相接的两层弹性透明绝缘材料(记为弹性透明绝缘材料A和弹性透明绝缘材料B)；其中，与该弹性透明绝缘材料A上层相接的电容片为上层电容片，与该弹性透明绝缘材料B下层相接的电容片为下层电容片，与该弹性透明绝缘材料A和弹性透明绝缘材料B分别相接的电容片为中层电容片，由图中可以看出，上层电容片分别为四个电容区域，中层电容片分为两个电容区域，用户通过手指等操作体对检测区域中的检测单元的上层电容片进行按压等操作时，该上层电容片的四个电容区域采集用户按压操作产生的压力，该压力使得弹性透明绝缘材料A发生形变并作用于中层电容片上，中层电容片的两个电容区域采集到该压力，该压力继续使得该弹性透明绝缘材料B发生形变并作用于下层电容片上，下层电容片采集到该压力，由于上层电容片的电容值与下层电容片的电容值的比值减去上层电容片的电容值与中层电容片的电容值的比值与该压力的压力值对应，这样，通过上层电容片的电容值与下层电容片的电容值的比值减去上层电容片的电容值与中层电容片的电容值的比值即可得到该压力的压力值。
其中，上述通过上层电容片的电容值与下层电容片的电容值的比值减去上层电容片的电容值与中层电容片的电容值的比值得到该压力的压力值可以通过预设的关系对照表获得，本发明实施例对此不作限定。
另外，上述电容片划分的电容区域越多，则压力采集的精确度越高，但电容片划分电容区域的工艺复杂，因此电容片划分的电容区域应该在不增加制作成本的条件下实现最大的压力采集精确度。
需要说明的是，上述至少两层弹性透明绝缘材料可以是不同的材料，本发明对此不作限定。
这样，采用上述的压力传感器，利用至少一层与电容片相接的弹性绝缘材料，通过提高获取压力的敏感度，从而提高压力传感器压力值检测的精确度。
针对上述压力传感器，本发明实施例还提供一种检测压力值的方法，如图4所示，该实施例的执行主体为压力传感器，该方法包括：
S401、在检测到压力传感器的弹性透明绝缘材料形变时，压力传感器获取该弹性透明绝缘材料形变对应的电容值。
其中，采用该弹性透明绝缘材料不仅使用户能够方便的确定待操作的区域，方便用户对操作区域的定位，而且使得该压力传感器采集的压力和电容片产生的电容值更加精确，这样，用户通过电容值获得的压力值更加准确。
S402、压力传感器根据该电容值得到与使该弹性透明绝缘材料形变对应的压力值。
可选地，当该压力传感器的检测区域包括至少两个检测单元，且该检测单元由一层弹性透明绝缘材料覆盖一层电容片时，压力传感器通过该电容片的电容值得到与使该弹性透明绝缘材料形变对应的压力值。
具体地，参考上述对图1的描述，在此就不再赘述了。
可选地，当该检测区域包括至少两个检测单元，且该检测单元由至少两层电容片与至少两层弹性透明绝缘材料相互间隔相接形成，且该检测单元的最下层为电容片时，该压力传感器通过该弹性透明绝缘材料上层的电容片的电容值与该弹性透明绝缘材料下层的电容片的电容值的比值得到与使该弹性透明绝缘材料形变对应的该压力值，从而减小得到的压力值与实际压力对应的压力值的误差。
采用至少两个检测单元能够提高该压力传感器采集压力时的分辨率，使得对压力值的检测更加精确，但是，由于采用多个检测单元会增加该压力传感器制作的工艺复杂度和制作成本，因此，在不增加制作工艺和制作成本的条件下，可以通过设置多个检测单元提高对压力值的检测的精确度。
具体地，参考上述对图2的描述，在此就不再赘述了。
可选地，当该检测区域包括一个检测单元，且该检测单元由至少两层电容片和与该至少两层电容片相接的至少两层弹性透明绝缘材料组成，且该检测单元由该电容片与该弹性透明绝缘材料相互间隔形成，且该检测单元的最上层和最下层为电容片，并且除该最下层电容片外的其余电容片分割为至少两个电容区域时，该压力传感器通过该弹性透明绝缘材料上层的电容片的电容值与该弹性透明绝缘材料下层的电容片的电容值的比值得到与使该弹性透明绝缘材料形变对应的该压力值，通过上述的对应关系能够减小得到的压力值与实际压力对应的压力值的误差。
在实际应用中，为了简化制作工艺并节约制作的成本，通常采用一个检测单元，同时，为了保证该压力传感器对压力的采集更加敏感，在该检测单元的上层电容片，通常会划分多个电容区域，从而提高上层电容片采集压力时的分辨率，这样，用户在通过手指等操作体对上层电容片进行操作时，通过该上层电容片的多个电容区域采集的压力数据的误差较小；另外，为了进一步提高该压力传感器对压力采集的能力和对压力检测的精确度，可以在原有的两层电容片(即上层电容片和下层电容片)结构的基础上，再增加一层电容片(即为中层电容片)，相应地，增加一层弹性透明绝缘材料，即如图3所示的结构，优选地，在中层电容片上，也可以划分多个电容区域，这样，当压力通过弹性透明绝缘材料传递至中层电容片时，通过该上层电容片的多个电容区域采集的压力数据的误差较小，因此，通过该压力传感器能够减小得到的压力值与实际压力所对应的压力值间的误差，使得检测结果更加准确；当然，增加的电容片越多，最终的误差就越小，但考虑到实际应用中制作该压力传感器的工艺复杂度以及制作成本，应在不增加制作工艺和制作成本的条件下，尽可能大的减小得到的压力值与实际压力所对应的压力值间的误差。
具体地，参考上述对图3的描述，在此就不再赘述了。
需要说明的是，上述至少两层弹性透明绝缘材料可以是不同的材料，本发明对此不作限定。
这样，采用上述检测压力值的方法，利用至少一层与电容片相接的弹性绝缘材料，通过提高获取压力的敏感度，从而提高压力传感器压力值检测的精确度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：检测区域，所述检测区域包括：至少一个检测单元，所述检测单元包括至少一层电容片和与所述电容片相接的至少一层弹性透明绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，包括：当所述检测区域包括至少两个检测单元，且所述检测单元由一层电容片和与所述一层电容片相接的一层所述弹性透明绝缘材料组成时，所述弹性透明绝缘材料覆盖所述电容片。
3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，在所述检测单元检测到所述弹性透明绝缘材料形变时，所述电容片的电容值与使所述弹性透明绝缘材料形变对应的压力值相对应。
4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，包括：当所述检测区域包括至少两个检测单元，且所述检测单元由至少两层电容片和与所述至少两层电容片相接的至少两层弹性透明绝缘材料组成时，所述检测单元由所述电容片与所述弹性透明绝缘材料相互间隔形成，其中，所述检测单元的最下层为电容片。
5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，包括：当所述检测区域包括一个检测单元，且所述检测单元由至少两层电容片和与所述至少两层电容片相接的至少两层弹性透明绝缘材料组成时，所述检测单元由所述电容片与所述弹性透明绝缘材料相互间隔形成，其中，所述检测单元的最上层和最下层为电容片，且除所述最下层电容片外的其余电容片分割为至少两个电容区域。
6.根据权利要求4或5所述的压力传感器，其特征在于，在所述检测单元检测到所述弹性透明绝缘材料形变时，位于所述弹性透明绝缘材料上层的电容片的电容值与位于所述弹性透明绝缘材料下层的电容片的电容值的比值对应使所述弹性透明绝缘材料形变对应的压力值。
7.根据权利要求4至6任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述至少两层弹性透明绝缘材料不同。
8.一种检测压力值的方法，其特征在于，包括：
在检测到压力传感器的弹性透明绝缘材料形变时，获取所述弹性透明绝缘材料形变对应的电容值；
根据所述电容值得到与使所述弹性透明绝缘材料形变对应的压力值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述压力传感器的检测区域包括至少两个检测单元，且所述检测单元由一层弹性透明绝缘材料覆盖一层电容片时，所述根据所述电容值得到与所述弹性透明绝缘材料形变对应的压力值包括：通过所述电容片的电容值得到与使所述弹性透明绝缘材料形变对应的压力值。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述检测区域包括至少两个检测单元，且所述检测单元由至少两层电容片与至少两层弹性透明绝缘材料相互间隔相接形成，且所述检测单元的最下层为电容片时，所述根据所述电容值得到与所述弹性透明绝缘材料形变对应的压力值包括：通过所述弹性透明绝缘材料上层的电容片的电容值与所述弹性透明绝缘材料下层的电容片的电容值的比值得到与使所述弹性透明绝缘材料形变对应的所述压力值。
11.根据权利要求8上所述的方法，其特征在于，包括：当所述检测区域包括一个检测单元，且所述检测单元由至少两层电容片和与所述至少两层电容片相接的至少两层弹性透明绝缘材料组成，且所述检测单元由所述电容片与所述弹性透明绝缘材料相互间隔形成，且所述检测单元的最上层和最下层为电容片，并且除所述最下层电容片外的其余电容片分割为至少两个电容区域时，所述根据所述电容值得到与所述弹性透明绝缘材料形变对应的压力值包括：通过所述弹性透明绝缘材料上层的电容片的电容值与所述弹性透明绝缘材料下层的电容片的电容值的比值得到与使所述弹性透明绝缘材料形变对应的所述压力值。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |