CN109163828A - 一种电阻应变片及压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电阻应变片，包括有：柔性基底；以及电阻应变传感层，用于根据产生形变的大小改变对应的电阻值，所述电阻应变感应层上形成有感应图案，所述感应图案包括两根相互连接的第一电阻线和第二电阻线，所述第一电阻线和第二电阻线间隔交错设置，且整个感应图案为中心对称，第一电阻线和第二电阻线分别引出一个连接电极。同时，本发明还公开了相应的压力传感器。实施本发明实施例，可以实现各个方向上均匀感测压力，具有灵敏度高的优点。

Description

一种电阻应变片及压力传感器

技术领域

本发明涉及显示领域，特别涉及一种电阻应变片及压力传感器。

背景技术

电阻式压力传感器一般利用应变片原理，通过检测电阻变化从而计算压力值；一般地，电阻应变片包括基材以及附着基材上的电阻材料（如电阻线圈），当受到压力电阻材料向内压缩，电阻材料长度减少而截面积增大，使得电阻减小；反之，当受到拦力时，电阻材料向外拉伸，材料长度增大而截面积减小，使得电阻增大。故，电阻应变片通过将变形转换为电阻值的变化，可以广泛应用于测量拉力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。

如图1示出了现有的一种电阻应变片的线圈结构示意图， 其采用两根电阻线（21’和22’）并行向内绕线，绕至中心位置相连。但是现有的这种结构存在一些不足之处，两条电阻线如果从不同方向弯曲时，线圈图案的电阻改变会出现不一样的情形；例如从中间位置按压线圈时，垂直方向（x方向）与倾斜方向（y方向）的电阻线路受到弯折的宽度不一样，从而使电阻改变也不一致，无法实现各个方向上均匀感测压力，使得压力感测的灵敏度不够精准。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电阻应变片及相应的压力传感器，可以实现各个方向上均匀感测压力，灵敏度高。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例的一方面提供一种电阻应变片，其包括有：

柔性基底；以及

电阻应变传感层，用于根据产生形变的大小改变对应的电阻值，所述电阻应变感应层上形成有感应图案，所述感应图案包括两根相互连接的第一电阻线和第二电阻线，所述第一电阻线和第二电阻线间隔交错设置，且整个感应图案为中心对称，第一电阻线和第二电阻线分别引出一个连接电极。

其中，所述电阻应变片还包括：

保护层，覆盖于所述电阻应变传感层上，用于保护所述电阻应变传感层。

其中，在所述感应图案中，所述第一电阻线与第二电阻线由外呈螺旋式向内双向绕制，至中心位置处连接在一起。

其中，所第一电阻线中任意位置与第二电阻线上相邻位置之间的距离相等，所述第一电阻线与第二电阻线的线宽相同。

其中，在所述感应图案中，所述第一电阻线与第二电阻线两根电阻线绕圆心呈环形发散式双向绕制，至起始位置处连接在一起；所述第一电阻线包括多个依次设置的第一径向线、第一圆弧线、第二径向线、第二圆弧线；所述第二电阻线包括多个依次设置的第三径向线、第三圆弧线、第四径向线、第四圆弧线，且第一电阻线起始端引出第一电极，第二电阻线起始引出第二电极线；第一电阻线末端与第二电阻线末端相连接。

其中，所述第一圆弧线、第二圆弧线、第三圆弧线、第四圆弧线的圆心重合，且且四类圆弧线中与圆心距离由近至远依次为第一圆弧线、第四圆弧线、第二圆弧线、第三圆弧线；所述第一径向线、第二径向线、第三径向线、第四径向线长度相等。

其中，所述第一电阻线与第二电阻线的线宽相等。

其中，所述保护层和柔性基底均具有弹性，所用材料为橡胶或聚二甲基硅氧烷。

其中，所述电阻应变传感层为在较大形变下依旧保持电导通的导电薄膜，所述导电薄膜为金、铂、铜、石墨烯、锰白铜中的一种。

相应地，本发明的另一方面还提供一种压力传感器，其包括前述的电阻应变片。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

在本发明的实施例中，由于将电阻应变传感层中的感应图案设置成中心对称，使其从不同角度按压时，各个方向的电阻线路弯折的宽度及变形程度基本一致，从而使各个方向的压力感应灵敏度是一致的，提高了应变片及压力传感器的灵敏度。

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它的附图。

图1是现有的一种电阻应变片的线圈结构示意图；

图2是本发明提供的一种电阻应变片一个实施例的结构示意图；

图3是图2中电阻应变传感层一个实施例中的感应图案的结构示意图；

图4是图2中电阻应变传感层另一个实施例中的感应图案的结构示意图。

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的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

如图2所示，是本发明提供的一种电阻应变片一个实施例的结构示意图；一并结合图3所示，在本实施例中，所述电阻应变片包括：

柔性基底1，所述柔性基底1具有弹性，在一个例子中，其所用材料可以为橡胶或聚二甲基硅氧烷等；

电阻应变传感层2，用于根据产生形变的大小改变对应的电阻值，所述电阻应变感应层2上形成有至少一个感应图案20，所述感应图案20包括两根相互连接的第一电阻线21和第二电阻线22，所述第一电阻线21和第二电阻线22间隔交错设置，且整个感应图案20为中心对称，第一电阻线21和第二电阻线22分别引出一个连接电极，具体地，所述第一电阻线21引出第一电极210，第二电阻线引出第二电极220；在一个例子中，所述电阻应变传感层2中的第一电阻线21与第二电阻线22为在较大形变下依旧保持电导通的导电薄膜，所述导电薄膜为金、铂、铜、石墨烯、锰白铜中的一种；

保护层3，覆盖于所述电阻应变传感层2上，用于保护所述电阻应变传感层2。

一并结合图3所示，在本实施例中，在所述感应图案20中，所述第一电阻线21与第二电阻线22由外呈螺旋式向内双向绕制，至中心位置处通过一连接部23连接在一起。可以理解的是，在图3中为了更好地区别第一电阻线21和第二电阻线22，将其中的第二电阻线22画成了虚线，但在实际中，所述第二电阻线22为贯通的实线。

其中，所第一电阻线21中任意位置与第二电阻线22上相邻位置之间的距离相等（参见图中的距离d），且所述第一电阻线21与第二电阻线22的线宽相同。

可以理解的是，在本实施例中，由于将电阻应变传感层2中的感应图案20设置成中心对称，即对应于圆心位置（即连接部23处）中心对称，使其从不同角度按压时，各个方向的电阻线路弯折的宽度及变形程度基本一致，从而使各个方向的压力感应灵敏度是一致的，提高了应变片的灵敏度。

如图4所示，示出了是图2中电阻应变传感层另一个实施例中的感应图案的结构示意图。在本实施例中，在所述感应图案20中，所述第一电阻线21与第二电阻线22两根电阻线绕一圆心24呈环形发散式双向绕制，至起始位置处连接在一起；可以理解的是，在图4中为了更好地区别第一电阻线21和第二电阻线22，将其中的第二电阻线22画成了虚线，但在实际中，所述第二电阻线22为贯通的实线。

其中，所述第一电阻线21包括多个依次设置的第一径向线212、第一圆弧线213、第二径向线214、第二圆弧线215；所述第二电阻线包括多个依次设置的第三径向线222、第三圆弧线223、第四径向线224、第四圆弧线225，且第一电阻线21起始端引出第一电极210，第二电阻线22起始引出第二电极线220；第一电阻线21末端与第二电阻线22末端相连接，具体地，通过连接线25相连接。

其中，所述第一圆弧线213、第二圆弧线215、第三圆弧线223、第四圆弧线225的圆心重合，均为所述圆心24，且四类圆弧线中与圆心24距离由近至远依次为第一圆弧线213、第四圆弧线225、第二圆弧线215、第三圆弧线223；所述第一径向线212、第二径向线214、第三径向线222、第四径向线224长度相等。

其中，所述第一电阻线21与第二电阻线22的线宽相等。

本实施例所能带来的效果与前一实施例中的类似，可参照前述对图3的描述，在此不进行赘述。

相应地，本发明的另一方面还提供一种压力传感器，其包括前述的电阻应变片，更多的细节可以参考前述对图2至图4的描述，在此不进行详述。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

实施本发明实施例，由于将电阻应变传感层中的感应图案设置成中心对称，使其从不同角度按压时，各个方向的线路弯折的宽度及变形程度基本一致，从而使各个方向的压力感应灵敏度是一致的，提高了应变片及压力传感器的灵敏度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电阻应变片，其特征在于，包括有：

柔性基底；以及

电阻应变传感层，用于根据产生形变的大小改变对应的电阻值，所述电阻应变感应层上形成有感应图案，所述感应图案包括两根相互连接的第一电阻线和第二电阻线，所述第一电阻线和第二电阻线间隔交错设置，且整个感应图案为中心对称，第一电阻线和第二电阻线分别引出一个连接电极。

2.如权利要求1所述的电阻应变片，其特征在于，所述电阻应变片还包括：

保护层，覆盖于所述电阻应变传感层上，用于保护所述电阻应变传感层。

3.如权利要求2所述的电阻应变片，其特征在于，在所述感应图案中，所述第一电阻线与第二电阻线由外呈螺旋式向内双向绕制，至中心位置处连接在一起。

4.如权利要求3所述的电阻应变片，其特征在于，所第一电阻线中任意位置与第二电阻线上相邻位置之间的距离相等，所述第一电阻线与第二电阻线的线宽相同。

5.如权利要求2所述的电阻应变片，其特征在于，在所述感应图案中，所述第一电阻线与第二电阻线两根电阻线绕圆心呈环形发散式双向绕制，至起始位置处连接在一起；所述第一电阻线包括多个依次设置的第一径向线、第一圆弧线、第二径向线、第二圆弧线；所述第二电阻线包括多个依次设置的第三径向线、第三圆弧线、第四径向线、第四圆弧线，且第一电阻线起始端引出第一电极，第二电阻线起始引出第二电极线；第一电阻线末端与第二电阻线末端相连接。

6.如权利要求5所述的电阻应变片，其特征在于，所述第一圆弧线、第二圆弧线、第三圆弧线、第四圆弧线的圆心重合，且且四类圆弧线中与圆心距离由近至远依次为第一圆弧线、第四圆弧线、第二圆弧线、第三圆弧线；所述第一径向线、第二径向线、第三径向线、第四径向线长度相等。

7.如权利要求6所述的电阻应变片，其特征在于，所述第一电阻线与第二电阻线的线宽相等。

8.如权利要求1至7任一项所述的电阻应变片，其特征在于，所述保护层和柔性基底均具有弹性，所用材料为橡胶或聚二甲基硅氧烷。

9.如权利要求8所述的电阻应变片，其特征在于，所述电阻应变传感层中的所述第一电阻线与第二电阻线为导电薄膜，所述导电薄膜为金、铂、铜、石墨烯、锰白铜中的一种。

10.一种压力传感器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项的电阻应变片。