CN113310618A - 一种陶瓷弹性膜片及其陶瓷力敏传感器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷弹性膜片及其制造的陶瓷力敏传感器装置，特别是适于液体压力、重量、重力、抵触力和位移检测的陶瓷弹性膜片及陶瓷力敏传感器装置，其中，所述陶瓷弹性膜片受力面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种，或者，所述陶瓷弹性膜片受力面的背面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层、弹性支撑体或补强层中的至少一种，其中，陶瓷力敏传感器装置包括：球形部件或凸形部件、压缩弹簧、连接部件、承力杆、限位部分、限制部分等。

Description

一种陶瓷弹性膜片及其陶瓷力敏传感器装置
技术领域
本发明涉及一种陶瓷弹性膜片及其制造的陶瓷力敏传感器装置，特别是适于液体压力、重量、重力、抵触力和位移检测的陶瓷弹性膜片及传感器装置、控制装置等，属传感器技术领域，但是，不仅限于此。
背景技术
目前，由陶瓷弹性膜片构成的压力传感器应用越来越广，因为中陶瓷弹性膜片的稳定性好，制造成本低，但其亦存在柔性或韧性差、过载能力比较小的缺陷，特别是由陶瓷弹性膜片制造重力、重量、触力传感器时，陶瓷弹性膜片容易破裂。在中国发明专利申请号2018100612650，名称：“一种传感器装置”的资料中，公开了一种制造重力、重量、触力、位移传感器的技术方案，其中，使用凸形部件或球形部件抵触设有预定厚度、可压缩变形的弹性片(416)，然后通过弹性片(416)来抵触其中的弹性膜片部分，其弹性片(416)通常由硅胶、橡胶等材料制成等弹性材料制成；其不足之处在于，其技术方案不利于由陶瓷弹性膜片构成的力敏传感器装置，因通过球形部件或凸形部件抵触弹性片(416)、弹性片再抵触陶瓷弹性膜片时，弹性片(416)变形后抵触陶瓷弹性膜片的面积较小，较小的抵触面积容易使陶瓷弹性膜片破裂，特别是在较大的抵触力时；其原因是陶瓷弹性膜片硬度较高、较脆、不易制造得较薄、并且弹性变形量较小，较大抵触力和较小的抵触面积容易产生破裂。另外，由于其中使用了由硅胶、橡胶等材料制成弹性片(416)，其还不利于制造高精度的位移传感器，因硅胶、橡胶等材料制成的弹性片的弹性或厚度容易随环境温度的变化而变化，即在相同的压力下，由于环境温度的不同其厚度会不同，从而影响位移传感器的测量精度或准确度。
发明内容
本发明的目的在于：改进上述产品的缺陷。
本发明的目的通过下述技术方案实现。
1、一种陶瓷弹性膜片，包括：陶瓷片和布置在陶瓷片上的应变电阻或电容，所述陶瓷弹性膜片适于受到外部输入力或抵触运动时变形，并将外部输入力或变形量转换成电信号，其中，所述陶瓷弹性膜片受力面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种，或者，所述陶瓷弹性膜片受力面的背面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层、弹性支撑体或补强层中的至少一种。
进一步包括：所述弹性层是由绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料中的至少一种制成。所述补强层包括：粘结或非粘结地布置在所述陶瓷弹性膜片上的绝缘材料层、塑料材料层、金属材料层、合金材料层、石墨烯材料层或电镀材料层中的至少一种。所述弹性支撑体包括：压缩弹簧和布置在压缩弹簧上的弹片。
2、一种陶瓷力敏传感器装置，其中包括以上所述的至少一项所述的陶瓷弹性膜片。
3、一种陶瓷力敏传感器装置，其中包括以上所述的至少一项所述的陶瓷弹性膜片，并且，所述陶瓷弹性膜片布置在筒形陶瓷基体上，从而构成杯形陶瓷压力传感器芯体，或者，所述陶瓷弹性膜片布置在杯形陶瓷基体上，从而构成柱形陶瓷压力传感器芯体。
4、一种陶瓷力敏传感器装置，其中包括以上所述的至少一项所述的陶瓷弹性膜片、力传递部件和壳体。
进一步包括：所述力传递部件包括：球形部件或凸形部件、压缩弹簧、连接部件、承力杆，其中还包括：限位部分和限制部分；所述限位部分适于将所述球形部件或凸形部件圈定在陶瓷弹性膜片中心区域；所述限制部分适于与连接部件接触后阻止连接部件朝所述陶瓷弹性膜片方向进一步移动。
更进一步包括：所述压缩弹簧的内经或内圈大于所述球形部件或凸形部件的外径或外圈，所述球形部件或凸形部件至少部分布置在所述压缩弹簧的内经或内圈之中；所述连接部件一端与承力杆固定连接，所述连接部件的另外一端设有适于套接压缩弹簧的圆形沉孔或圆环形槽或圆形凸台；所述承力杆受到预定的抵触力时，所述压缩弹簧不与所述限位部分和限制部分接触。
再进一步包括：所述限位部分是布置在所述陶瓷弹性膜片受力面上的弹性层或补强层，所述弹性层或补强层中间区域设有凹形部分，所述球形部件或凸形部件的下端布置在所述凹形部分中。
其中，所述的补强层指有利于提高陶瓷弹性膜片强度或韧性的由非弹性材料制成的具有预定厚度的层状体。
本发明的有益效果是：有利于提高陶瓷弹性膜片或陶瓷力敏传感器装置的线性度或精度、使用寿命和量程，并且陶瓷力敏传感器装置结构简单、成本低、量程大。
附图说明
图1是本发明的一种陶瓷弹性膜片剖视结构示意图；
图2是本发明的另一种陶瓷弹性膜片剖视结构示意图；
图3是本发明的另一种陶瓷弹性膜片剖视结构示意图；
图4是本发明中的一种杯形陶瓷压力传感器芯体的外形示意图；
图5是图4所示杯形陶瓷压力传感器芯体的A-A剖面示意图；
图6是本发明中的一种柱形陶瓷压力传感器芯体的外形示意图；
图7是图6所示柱形陶瓷压力传感器芯体的B-B剖面示意图；
图8是本发明的一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图；
图9是图8陶瓷力敏传感器装置的俯视示意图；
图10是本发明的另一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图；
图11是本发明的另一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图；
图12是本发明的另一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图；
图13是本发明的另一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面根据本发明的技术方案结合附图进行举例说明。为描述清楚和简洁，在下述举例中，相同的编号表示功能相同的部件。
图1是本发明的一种陶瓷弹性膜片剖视结构示意图；特别是一种陶瓷弹性膜片受力F面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种的技术方案；其中，所述陶瓷弹性膜片包括：适于厚度的陶瓷片01，布置在陶瓷片上的应变电阻或应变电容02，应变电阻或电容的电输入端和电输出端03、04、05、06。所述陶瓷片01可以是圆形或菱形等形状。在陶瓷弹性膜片的受力面01a上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层07；如果07是弹性层则07可以可动地放置在陶瓷片01的受力面 01a上,亦可以是通过边缘处进行粘结地使弹性层07布置这陶瓷片01上，或全面粘帖或粘结在陶瓷片01上；如果07是补强层，则通过适于的技术手段使07部分或全面地粘结在陶瓷片01的受力面01a上。其中，07可由绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等制成， 07的形状包括圆形平面弹片或层、圆形圆环形波纹弹片或层，轮毂形弹片或层等，其厚度、硬度和弹性根据设计的灵敏度、量程进行选择。
图2是本发明的另一种陶瓷弹性膜片剖视结构示意图；特别是一种陶瓷弹性膜片受力F面上的背面设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种的技术方案；其中，所述陶瓷弹性膜片包括：适于厚度的陶瓷片01，布置在陶瓷片上的应变电阻或应变电容02，应变电阻或电容的电输入端和电输出端03、04、05、06。所述陶瓷片 01可以是圆形或菱形等形状。在陶瓷弹性膜片的受力面的背面01b上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层07；如果07是弹性层则07可以可动地放置在陶瓷片01的受力面的背面01b上,亦可以是通过边缘处进行粘结地使弹性层07布置这陶瓷片01 上，或全面粘帖或粘结在陶瓷片01上；如果07是补强层，则通过适于的技术手段使07部分或全面地粘结在陶瓷片01的受力面的背面01b上。其中，07可由绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等制成，07的形状包括圆形平面弹片或层、圆形圆环形波纹弹片或层，轮毂形弹片或层等，其厚度、硬度和弹性根据设计的灵敏度、量程进行选择。
图3是本发明的另一种陶瓷弹性膜片剖视结构示意图；特别是一种陶瓷弹性膜片受力F面上的背面设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种的技术方案；其中，所述陶瓷弹性膜片包括：适于厚度的陶瓷片01，布置在陶瓷片上的应变电阻或应变电容02，应变电阻或电容的电输入端和电输出端03、04、05、06。所述陶瓷片01可以是圆形或菱形等形状。在陶瓷弹性膜片的受力面的背面01b上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层07；如果07是弹性层则07可以可动地放置在陶瓷片01的受力面的背面01b上,亦可以是通过边缘处进行粘结地使弹性层07布置这陶瓷片01 上，或全面粘帖或粘结在陶瓷片01上；如果07是补强层，则通过适于的技术手段使07部分或全面地粘结在陶瓷片01的受力面的背面01b上。其中，07可由绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等制成，07的形状包括圆形平面弹片或层、圆形圆环形波纹弹片或层，轮毂形弹片或层等，其厚度、硬度和弹性根据设计的灵敏度、量程进行选择。从图3中可看出，应变电阻或应变电容02，应变电阻或电容的电输入端和电输出端03、04、05、06是布置在弹性层或补强层07上，弹性层或补强层07在粘帖或粘结在陶瓷片01上；此技术方案更有利于陶瓷弹性膜片自动化和流水线生产。
图4、5是本发明的一种杯形陶瓷压力传感器芯体结构示意图；特别是一种杯形陶瓷压力传感器芯体受力F面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种的技术方案；其中，20是杯形陶瓷体，21是杯形陶瓷体中的具有适于厚度的底部或陶瓷片，22是布置在陶瓷片21上的应变电阻或应变电容，23、24、25、26是应变电阻或电容的电输入端和电输出端。其中，在陶瓷弹性膜片21的受力面21a上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层27；如果27是弹性层则27可以可动地放置在陶瓷片21的受力面21a上,亦可以是通过边缘处进行粘结地使弹性层27布置这陶瓷片21上，或全面粘帖或粘结在陶瓷片21上；如果27是补强层，则通过适于的技术手段使27部分或全面地粘结在陶瓷片21的受力面21a上。其中，27可由绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等制成，27的形状包括圆形平面弹片或层、圆形圆环形波纹弹片或层，轮毂形弹片或层等，其厚度、硬度和弹性根据设计的灵敏度、量程进行选择。
同理，根据本发明图2、3的技术方案，在图4、5中陶瓷弹性膜片受力F面的背面21b上亦可设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种的技术方案，由此实现本发明。
图6、7是本发明的一种柱形陶瓷压力传感器芯体结构示意图；特别是一种柱形陶瓷压力传感器芯体受力F面的背面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种的技术方案；其中，30是中间设有圆管杯形陶瓷体，31是30陶瓷体中的具有适于厚度的底部或陶瓷片，32是布置在陶瓷片31上的应变电阻或应变电容，33、34、35、 36是应变电阻或电容的电输入端和电输出端，37是布置在30上的用于接受和传递外部力的陶瓷片。其中，在陶瓷弹性膜片的受力面的背面31b上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层37；如果37是弹性层则37可以可动地放置在陶瓷片31的受力面 31b上,亦可以是通过边缘处进行粘结地使弹性层37布置这陶瓷片31上，或全面粘帖或粘结在陶瓷片31上；如果37是补强层，则通过适于的技术手段37部分或全面地粘结在陶瓷片31的受力面31b上。其中，37可由绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等制成，37的形状包括圆形平面弹片或层、圆形圆环形波纹弹片或层，轮毂形弹片或层等，其厚度、硬度和弹性根据设计的灵敏度、量程进行选择。
图8、9是本发明中的一种杯形陶瓷力敏传感器装置结构示意图；特别是一种适于气体、液体压力检测的陶瓷力敏传感器装置。其中，30是金属壳体，壳体30的两外端设有外螺纹，上端设有内螺纹，31是如本发明图4、5所述的杯形压力传感器芯体，32是绝缘垫，33是布置在杯形压力传感器芯体31底部圆形圆环形波纹弹片，34、35是密封环，36是外缘设有螺纹的金属圆环形压环，37是杯形压力传感器芯体的电输入输出连接线，其中F代表进入杯形压力传感器芯体31的液体压力或气体压力。其中的弹片33不局限于圆环形波纹弹片，其亦可以是圆形平面弹片、各种形状的轮毂形等；另外，弹片33的厚度、大小、形状面积可根据设计进行选择。
图10是本发明的另一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图；特别是一种适于重量、重力、位移测量、控制系统的陶瓷力敏传感器装置。其中，40、41是壳体，42是如本发明图4、 5所述的杯形陶瓷压力传感器芯体，43是弹片，44是凸形部件但亦可以是球形部件，45是压缩弹簧，46是连接部件，47是承力杆，48是限位套，限位套48的圆筒形内壁4a构成限位部分， 49是限制部件，限制比较49的上端面4b构成限制部分，401是杯形压力传感器芯体42的电输入输出电连接线。从图10中可知道弹片43可粘帖或粘结或非粘帖或非粘结的方式布置在杯形压力传感器芯体42的受力面上，弹片43具有适于的形状面积、厚度或弹性，弹片43由非弹性材料制成，如绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等，弹片43应该满足当在承力杆47上施加预定的输入力F时，弹片43与杯形压力传感器芯体42的接触或抵触部分为预定面积的面接触或面抵触，由此降低凸形部件44对杯形压力传感器芯体42的抵触破坏率，弹片43通常是圆形但不局限于此，弹片43的直径由实际情况决定。其中，限位套48或限位部分 4a与凸形部件48间为动配合。当承力杆47接受到预定输入力F时，限制部分4a适于与连接部件 46接触并阻止连接部件46朝杯形压力传感器芯体42中的陶瓷弹性膜片方向进一步移动，为此，压缩弹簧45的弹力和伸缩距离H是经过设定的，其目标是当承力杆47接受到预定输入力F时，限制部分4a与连接部件46接触，杯形压力传感器芯体42中的陶瓷弹性膜片不受到破坏，从而实现本发明陶瓷弹性膜片或杯形陶瓷压力传感器芯体的目的。其中，所述压缩弹簧45的内经或内圈大于凸形部件44的外径或外圈，所述凸形部件44至少部分布置在所述压缩弹簧45的内经或内圈之中，所述连接部件46一端与承力杆47固定连接，所述连接部件46的另外一端设有适于套接压缩弹簧45的圆环形槽，所述承力杆47受到预定的抵触力F时，所述压缩弹簧45不与所述限位部分48和限制部分49接触。
图11是本发明的另一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图；特别是另一种适于重量、重力、位移测量、自动控制系统的陶瓷力敏传感器装置。其中，50、51是壳体，52是如本发明图6、7所述的柱形陶瓷压力传感器芯体，53是弹片，54是球形部件但亦可以是凸形部件，55是压缩弹簧，56是连接部件，57是承力杆，5a是壳体50的圆筒形内壁或限位部分，5b是壳体50的一内台端面或限制部分，501是杯形压力传感器芯体42的电输入输出电连接线。从图11 中可知道弹片53可粘帖或粘结或非粘帖或非粘结的方式布置在柱形压力传感器芯体52的受力面上，弹片53是具有适于形状面积、厚度或弹性的圆形圆环形波纹弹片，但是，弹片53的形状亦可以是圆形平面弹片或层、轮毂形弹片或层等，弹片53由非弹性材料制成，如绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等，弹片53应该满足当在承力杆上施加预定的输入力F时，弹片53与柱形压力传感器芯体52的接触或抵触部分为预定面积的面接触或面抵触，由此降低球形部件54对杯形压力传感器芯体52的抵触破坏率，其中，弹片53亦可以是平面形圆弹片、各种形状的轮毂形等，弹片43的直径由实际情况决定。其中，限位部分5a与球形部件54间为动配合。当承力杆57接受到预定输入力F时，限制部件5b适于与连接部件56接触并阻止连接部件56朝柱形陶瓷压力传感器芯体52方向进一步移动，为此，压缩弹簧55的弹力和伸缩距离H是经过设定的，其目标是当承力杆57接受到预定输入力F时，限制部分5b与连接部件56接触，柱形陶瓷压力传感器芯体52中的陶瓷片不受到破坏，从而实现本发明柱形陶瓷压力传感器芯体的目的。其中，所述压缩弹簧55的内经或内圈大于球形部件54的外径或外圈，所述球形部件54至少部分布置在所述压缩弹簧54的内经或内圈之中，所述连接部件56一端与承力杆57固定连接，所述连接部件56的另外一端设有适于套接压缩弹簧45的圆形沉孔，所述承力杆57受到预定的抵触力F时，所述压缩弹簧55不与所述限位部分5a和限制部分5b接触。
图12是本发明的另一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图；特别是另一种适于重量、重力、位移测量、自动控制系统的陶瓷力敏传感器装置。其中，60、61是壳体，62是如本发明图4、5所述的杯形陶瓷压力传感器芯体，63a、63b是弹片，63c是绝缘垫或层，64是球形部件但亦可以是凸形部件，65是压缩弹簧，66是连接部件，67是承力杆，601是杯形陶瓷压力传感器芯体62的电输入输出电连接线。其中，弹片63a中间区域设有凹形部分6a，所述球形部件 64的下端布置在所述凹形部分6a中，由此6a构成本发明所述的限位部分中的一种。6b是杯形陶瓷压力传感器芯体的上端面，6b构成发明的一种限制部分，当承力杆67接受到预定输入力F 时，限制部分6b适于与连接部件66接触并阻止连接部件66朝柱形陶瓷压力传感器芯体62方向进一步移动，为此，压缩弹簧65的弹力和伸缩距离H是经过设定的，其目标是当承力杆67接受到预定输入力F时，限制部分6b与连接部件66接触，柱形陶瓷压力传感器芯体62中的陶瓷片不受到破坏，从而实现本发明柱形陶瓷压力传感器芯体的目的。从图12中可知道弹片63a、63b 可采用粘帖或粘结或非粘帖或非粘结的方式布置在杯形陶瓷压力传感器芯体62的受力面和受力面的背面上，弹片63a、63b由非弹性材料制成，如绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等，弹片63a、63b是具有适于形状面积、厚度，弹片63b是圆形圆环形波纹弹片但亦可以是平面形圆弹片、各种形状的轮毂形等，弹片63a应该满足当在承力杆67上施加预定的输入力F时，弹片63a与柱形压力传感器芯体62的接触或抵触部分为预定面积的面接触或面抵触，由此降低球形部件64对杯形陶瓷压力传感器芯体62的抵触破坏率。其中，所述压缩弹簧65的内经或内圈大于球形部件64的外径或外圈，所述球形部件64至少部分布置在所述压缩弹簧65的内经或内圈之中，所述连接部件66一端与承力杆67固定连接，所述连接部件66 的另外一端设有适于套接压缩弹簧65的圆形沉孔或凸台，如图10中44、45的套接部分，所述承力杆67受到预定的抵触力F时，所述压缩弹簧65不与限位部分6a和限制部分6b接触。
图13是本发明的另一种陶瓷力敏传感器装置的剖视结构示意图；特别是另一种适于重量、重力、位移测量、自动控制系统的陶瓷力敏传感器装置。其中，70、71是壳体，72是如本发明图4、5所述的杯形陶瓷压力传感器芯体，73a、73b是弹片，73e是压缩弹簧，73c是绝缘垫或层，74是球形部件但亦可以是凸形部件，75是压缩弹簧，76是连接部件，77是承力杆，701 是杯形陶瓷压力传感器芯体72的电输入输出电连接线。其中，弹片73a中间区域设有凹形部分 7a，所述球形部件74的下端布置在所述凹形部分7a中，由此7a构成本发明所述的限位部分中的一种。7b是杯形陶瓷压力传感器芯体的上端面，7b构成发明的一种限制部分，当承力杆77 接受到预定输入力F时，限制部分7b适于与连接部件76接触并阻止连接部件76朝柱形陶瓷压力传感器芯体72方向进一步移动，为此，压缩弹簧75的弹力和伸缩距离H是经过设定的，其目标是当承力杆77接受到预定输入力F时，限制部分7b与连接部件76接触，柱形陶瓷压力传感器芯体72中的陶瓷片不受到破坏，从而实现本发明柱形陶瓷压力传感器芯体的目的。从图13中可知道弹片73a、73b可采用粘帖或粘结或非粘帖或非粘结的方式布置在杯形陶瓷压力传感器芯体72的受力面和受力面的背面上，弹片73a、73b由非弹性材料制成，如绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料等，弹片73a、73b是具有适于形状面积、厚度，弹片73b 是圆形圆环形波纹弹片但亦可以是平面形圆弹片、各种形状的轮毂形等，弹片73a应该满足当在承力杆77上施加预定的输入力F时，弹片73a与柱形压力传感器芯体72的接触或抵触部分为预定面积的面接触或面抵触，由此降低球形部件74对杯形陶瓷压力传感器芯体72的抵触破坏率。其中，所述压缩弹簧75的内经或内圈大于球形部件74的外径或外圈，所述球形部件74至少部分布置在所述压缩弹簧75的内经或内圈之中，所述连接部件76一端与承力杆77固定连接，所述连接部件76的另外一端设有适于套接压缩弹簧75的圆形沉孔或凸台，如图10中44、45的套接部分，所述承力杆77受到预定的抵触力F时，所述压缩弹簧75不与限位部分7a和限制部分 7b接触。通过图13可想到，在杯形陶瓷压力传感器芯体72中的陶瓷弹性膜片受力面的背面布置由压缩弹簧73e、弹片73b构成的弹性支撑体有利于提高本发明所述陶瓷力敏传感器装置的量程，但弹片73b的弹性变形量，压缩弹簧的弹性需要经过特别的设计，但其设计方案不在本发明的讨论之内。其中，图13中的弹片73a可替换图10中的弹片43。
应该想到，本发明所述的限位部分、限制部分不局限于本发明的上述举例；所述弹性层或补强层的形状不局限于本发明的上述举例。本发明的力传递部件中可加入其它部件，但是加入其它部件的力传递部件均包含在本发明之内。本发明图1、2中所述的陶瓷弹性膜片可以替换图8至图12中的所述的杯形或柱形陶瓷压力传感器芯体，从而使本发明变得的结构更加简单。本发明所述的非弹性材料是指除橡胶材料、硅胶材料、凝胶等具有弹性的材料之外的材料，其可以采用电镀、热粘结、胶粘帖等方式进行粘帖或粘结。
以上所述只是本发明特定的举例，在不偏离本发明广义方面时，显然可能对本发明进行可以想象到的修改、变异或组合，因此，本发明的权利范围不应当受到特定举例和具体实施例的限制；本发明的旨在涵盖所有类似的修改、变异或组合，落在本发明所述的权利要求书的精神和范围之列的变异均属于本发明。

Claims (10)

1.一种陶瓷弹性膜片，包括：陶瓷片和布置在陶瓷片上的应变电阻或电容，所述陶瓷弹性膜片适于受到外部输入力或抵触运动时变形，并将外部输入力或变形量转换成电信号，
其特征在于：
所述陶瓷弹性膜片受力面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层或补强层中的至少一种，或者，
所述陶瓷弹性膜片受力面的背面上设有由非弹性材料制成的具有适于厚度、硬度和弹性的弹性层、弹性支撑体或补强层中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的陶瓷弹性膜片，其特征在于：
所述弹性层由绝缘材料、塑料材料、金属材料、合金材料、石墨烯材料中的至少一种制成。
3.根据权利要求1所述的陶瓷弹性膜片，其特征在于：
所述补强层包括：粘结或非粘结地布置在所述陶瓷弹性膜片上的绝缘材料层、塑料材料层、金属材料层、合金材料层、石墨烯材料层或电镀材料层中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的陶瓷弹性膜片，其特征在于：
所述弹性支撑体包括：压缩弹簧和布置在压缩弹簧上的弹片。
5.一种陶瓷力敏传感器装置，其特征在于：
包括权利要求1至4中所述的至少一项所述的陶瓷弹性膜片。
6.一种陶瓷力敏传感器装置，其特征在于：
包括权利要求1至4中所述的至少一项所述的陶瓷弹性膜片，并且，
所述陶瓷弹性膜片布置在筒形陶瓷基体上，从而构成杯形陶瓷压力传感器芯体，或者，所述陶瓷弹性膜片布置在杯形陶瓷基体上，从而构成柱形陶瓷压力传感器芯体。
7.一种陶瓷力敏传感器装置，其特征在于：
包括权利要求1至4中所述的至少一项所述的陶瓷弹性膜片、力传递部件和壳体。
8.根据权利要求7所述的陶瓷力敏传感器装置，其特征在于：
所述力传递部件包括：球形部件(54；64；74)或凸形部件(44)、压缩弹簧(45；55；65；75)、连接部件(46；56；66；76)、承力杆(47；57；67；77)，其中进一步还包括：限位部分(4a；5a；6a；7a)和限制部分(4b；5b；6b；7b)，
所述限位部分(4a；5a；6a；7a)适于将所述球形部件(54；64；74)或凸形部件(44)圈定在陶瓷弹性膜片中心区域，
所述限制部分(4b；5b；6b；7b)适于与连接部件(46；56；66；76)接触后阻止连接部件(46；56；66；76)朝所述陶瓷弹性膜片方向进一步移动。
9.根据权利要求8所述的陶瓷力敏传感器装置，其特征在于：
所述压缩弹簧(45；55；65；75)的内经或内圈大于所述球形部件(54；64；74)或凸形部件(44)的外径或外圈，所述球形部件(54；64；74)或凸形部件(44)至少部分布置在所述压缩弹簧(45；55；65；65)的内经或内圈之中，
所述连接部件(46；56；66；76)一端与承力杆(47；57；67；77)固定连接，所述连接部件(46；56；66；76)的另外一端设有适于套接压缩弹簧(45；55；65；75)的圆形沉孔或圆环形槽或圆形凸台，
所述承力杆(47；57；67；77)受到预定的抵触力F时，所述压缩弹簧(45；55；65；75)不与所述限位部分(4a；5a；6a；7a)和限制部分(4b；5b；6b；7b)接触。
10.根据权利要求8所述的陶瓷力敏传感器装置，其特征在于：
所述限位部分是布置在所述陶瓷弹性膜片受力面上的弹性层或补强层(63a；73a)，所述弹性层或补强层(63a；73a)中间区域设有凹形部分(6a；7a)，所述球形部件(64；74)或凸形部件的下端布置在所述凹形部分(6a；7a)中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115493683A (zh) * 2022-08-03 2022-12-20 深圳北航新兴产业技术研究院 一种氧化石墨烯波纹膜光纤f-p声压传感器及其制作方法

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