CN206420594U - 压力传感器及电子装置 - Google Patents
压力传感器及电子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206420594U CN206420594U CN201621472443.1U CN201621472443U CN206420594U CN 206420594 U CN206420594 U CN 206420594U CN 201621472443 U CN201621472443 U CN 201621472443U CN 206420594 U CN206420594 U CN 206420594U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure sensor
- outer sphere
- interior spheroid
- material layer
- piezoelectric material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 28
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种压力传感器及电子装置。压力传感器包括内球体、外球体和压电材料层。所述外球体是中空的外球体，所述内球体同心设置在所述外球体内，所述外球体的内表面是导电的。所述压电材料层填充在所述内球体的外表面与所述外球体的内表面之间且均与所述内球体的外表面与所述外球体的内表面贴合。上述压力传感器，通过在内球体的外表面与外球体的内表面之间设置压电材料层，将感应到的压力转换成电信号传输至外部电路，外部电路再将电信号转换成压力值，从而实现检测任意方向的压力。
Description
技术领域
本实用新型涉及压力传感技术领域，特别涉及一种压力传感器及电子装置。
背景技术
在相关技术中，压力传感器只能检测到来自一个或有限个方向的压力，不能检测任意方向的压力。
实用新型内容
本实用新型实施方式旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型实施方式提供一种压力传感器及电子装置。
本实用新型实施方式的压力传感器包括内球体、外球体和压电材料层。所述外球体是中空的外球体，所述内球体同心设置在所述外球体内，所述外球体是导电的。所述压电材料层填充在所述内球体的外表面与所述外球体的内表面之间且均与所述内球体的外表面与所述外球体的内表面贴合。
本实用新型实施方式的压力传感器，通过在内球体的外表面与外球体的内表面之间设置压电材料层，将感应到的压力转换成电信号传输至外部电路，外部电路再将电信号转换成压力值，从而实现检测任意方向的压力。
在某些实施方式中，所述内球体和所述外球体均是导电的球体。
在某些实施方式中，所述内球体是中空的。
在某些实施方式中，所述内球体的外表面是导电的，所述压力传感器还包括：
第一导线，电性连接所述内球体的外表面；及
第二导线，电性连接所述外球体的内表面。
在某些实施方式中，所述内球体的外表面为金属涂层表面，所述外球体的内表面为金属涂层表面。
在某些实施方式中，所述金属涂层包括铜镀层、铝镀层、氧化铟锡镀层中的任意一种金属涂层或多种的组合的金属涂层。
在某些实施方式中，所述压电材料层包括聚偏氟乙烯(PVDF)、锆钛酸铅压电陶瓷-聚偏氟乙烯(PZT-PVDF)复合压电膜、聚偏氟乙烯(PVDF)与尼龙11共混膜中的任意一种压电材料层或多种的组合的压电材料层。
在某些实施方式中，所述压力传感器还包括导电板，所述外球体是导电的，所述导电板与所述外球体电性连接。
本实用新型实施方式的电子装置，包括上述任一实施方式所述的压力传感器。
本实用新型实施方式的电子装置，通过在内球体的外表面与外球体的内表面之间设置压电材料层，将感应到的压力转换成电信号传输至外部电路，外部电路再将电信号转换成压力值，从而实现检测任意方向的压力。
在某些实施方式中，所述电子装置包括处理电路，所述压力传感器与所述处理电路电性连接，所述处理电路用于将所述压力传感器输出的压力电信号转换成压力值。
本实用新型实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型一个实施方式的压力传感器的截面示意图。
图2是本实用新型另一个实施方式的压力传感器的截面示意图。
图3是本实用新型实施方式的电子装置的功能模块示意图。
主要元件符号说明：
电子装置100，压力传感器10，内球体12，金属涂层表面122，外球体14，压电材料层16，第一导线182，第二导线184，导电板19，处理电路20。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1，本实用新型实施方式的压力传感器10包括内球体12、外球体14和压电材料层16。外球体14是中空的外球体14，内球体12同心设置在外球体14内，外球体14的内表面是导电的。压电材料层16填充在内球体12的外表面与外球体14的内表面之间且均与内球体12的外表面与外球体14的内表面贴合。
本实用新型实施方式的压力传感器10，通过在内球体12的外表面与外球体14的内表面之间设置压电材料层16，将感应到的压力转换成电信号传输至外部电路，外部电路再将电信号转换成压力值，从而实现检测任意方向的压力。
具体地，压电材料层16在感应到压力时，压电材料层16的表面会产生电荷，电荷的数量与压力的大小呈一定函数关系，如此，可实现将压力转换成电信号输出至外部电路。
压电材料层16均与内球体12的外表面与外球体14的内表面贴合是指，压电材料层16均与内球体12的外表面与外球体14的内表面直接接触，这样当压电材料层16表面产生的电荷时，电荷可传递至外球体14的内表面，或可传递至外球体14的内表面和内球体12的外表面(当内球体12的外表面是导电时)；或者指，压电材料层16均与内球体12的外表面与外球体14的内表面通过绝缘介质连接，压电材料层16受压后，表面产生电荷，压电材料层16的一个表面与外球体14的内表面相当于一个电容的两个极板，压电材料层16的一个表面的电荷使压电材料层16与外球体14的内表面之间的电压发生变化，压电材料层16的另一个表面与内球体12的外表面(当内球体12的外表面是导电时)相当于另一个电容的两个极板，压电材料层16的另一个表面的电荷使内球体12的外表面与压电材料层16之间的电压发生变化。在一个例子中，绝缘介质是光学胶(OCA)。
在某些实施方式中，内球体12和外球体14均是导电的球体。
如此，可直接使用导电的内球体12和外球体14，并将压电材料层16填充在内球体12的外表面和外球体14的内表面之间，可减少制备步骤。
具体地，在一个实施方式中，压电材料层16在感应到压力时，压电材料层16的表面会产生电荷，进而使得压电材料层16两端的电压发生变化，内球体12和外球体14可与外部电路电性连接形成回路，外部电路根据压电材料层16两端的电压的变化获取压力信息。
在某些实施方式中，内球体12是中空的。
如此，中空的内球体12也可减轻压力传感器10的重量，扩大压力传感器10的应用范围。
在某些实施方式中，内球体12的外表面是导电的，压力传感器10还包括：
第一导线182，电性连接内球体12的外表面；及
第二导线184，电性连接外球体14的内表面。
如此，通过第一导线182和第二导线184将使内球体12，外球体14与外部电路形成回路，压电材料层16产生的电信号传输至外部电路。
具体地，在一个实施方式中，第一导线182与外部电路的负极连接，第二导线184与外部电路的正极连接。
在某些实施方式中，内球体12的外表面为金属涂层表面122，外球体14的内表面为金属涂层表面122。
如此，金属涂层表面122是导电的，便于传输电信号。
在某些实施方式中，金属涂层包括铜镀层、铝镀层、氧化铟锡镀层中的任意一种金属涂层或多种的组合的金属涂层。
如此，铜镀层、铝镀层、氧化铟锡镀层的金属涂层导电性能好，可提高压力传感器10的灵敏度和准确度。
具体地，压电材料层16受到压力的作用后，压电材料层16的表面会产生电荷，电荷迁移到位于压电材料层16两侧的内球体12和外球体14后，与外部电路连通，实现将压力转换成电信号，由于铜镀层、铝镀层、氧化铟锡镀层的导电性能好，外部电路可更加灵敏地感应到电信号，故而提高压力传感器10的灵敏度和准确度。
在某些实施方式中，压电材料层16包括聚偏氟乙烯(PVDF)、锆钛酸铅压电陶瓷-聚偏氟乙烯(PZT-PVDF)复合压电膜、聚偏氟乙烯(PVDF)与尼龙11共混膜中的任意一种压电材料层或多种的组合的压电材料层。
如此，聚偏氟乙烯(PVDF)、锆钛酸铅压电陶瓷-聚偏氟乙烯(PZT-PVDF)复合压电膜、聚偏氟乙烯(PVDF)与尼龙11共混膜均由压电材料制成，受到压力时会在两端产生电压，且电压与压力呈一定函数关系，通过检测电压的变化便即可获得压力的信息。
请参阅图2，在某些实施方式中，压力传感器10还包括导电板19，外球体14是导电的，导电板19与外球体14电性连接。
如此，由于导电板19与外球体14电性连接，压电材料层16在压力的作用下产生的电荷通过外球体14，迁移至导电板19，可通过检测导电板19流过的电荷的变化，获取压力信息。
具体地，在本实用新型实施方式中，外球体14设置在导电板19上并与导电极19接触。
在一个实施方式中，将导电板19连入外部电路，外部电路提供接地端，使得外球体14形成的电荷经导电板19流向外部电路，便可实现将压力转换成电信号输出至外部电路。
请参阅图3，本实用新型实施方式的电子装置100，包括上述任一实施方式所述的压力传感器10。
本实用新型实施方式的电子装置100，通过在内球体12的外表面与外球体14的内表面之间设置压电材料层16，将感应到的压力转换成电信号传输至外部电路，外部电路再将电信号转换成压力值，从而实现检测任意方向的压力。
在某些实施方式中，电子装置100包括处理电路20，压力传感器10与处理电路20电性连接，处理电路20用于将压力传感器10输出的压力电信号转换成压力值。
如此，通过处理电路20得到压力电信号的压力值。
具体地，在一个例子中，通过将压力传感器10的导线与处理电路20连接，实现将压力传感器10与处理电路20电性连接。在另一个例子中，通过将压力传感器10的导电板19接入外部电路，实现将压力传感器10与处理电路20电性连接。
当然，在其他实施方式中，不限于上述连接方式，可根据实际应用，设计合适连接方式将压力传感器10与处理电路20电性连接。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：
内球体；
中空的外球体，所述内球体同心设置在所述外球体内，所述外球体的内表面是导电的；
压电材料层，填充在所述内球体的外表面与所述外球体的内表面之间且均与所述内球体的外表面与所述外球体的内表面贴合。
2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述内球体和所述外球体均是导电的球体。
3.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述内球体是中空的。
4.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述内球体的外表面是导电的，所述压力传感器还包括：
第一导线，电性连接所述内球体的外表面；及
第二导线，电性连接所述外球体的内表面。
5.如权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述内球体的外表面为金属涂层表面，所述外球体的内表面为金属涂层表面。
6.如权利要求5所述的压力传感器，其特征在于，所述金属涂层包括铜镀层、铝镀层、氧化铟锡镀层中的任意一种金属涂层或多种的组合的金属涂层。
7.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压电材料层包括聚偏氟乙烯(PVDF)、锆钛酸铅压电陶瓷-聚偏氟乙烯(PZT-PVDF)复合压电膜、聚偏氟乙烯(PVDF)与尼龙11共混膜中的任意一种压电材料层或多种的组合的压电材料层。
8.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压力传感器还包括导电板，所述外球体是导电的，所述导电板与所述外球体电性连接。
9.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的压力传感器。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置包括处理电路，所述压力传感器与所述处理电路电性连接，所述处理电路用于将所述压力传感器输出的压力电信号转换成压力值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621472443.1U CN206420594U (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 压力传感器及电子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201621472443.1U CN206420594U (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 压力传感器及电子装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206420594U true CN206420594U (zh) | 2017-08-18 |
Family
ID=59573414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201621472443.1U Expired - Fee Related CN206420594U (zh) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 压力传感器及电子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206420594U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110347291A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-18 | 业成科技（成都）有限公司 | 感测压力及位置之球体 |
| CN111366290A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-03 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种半球万向敏感压电冲击传感器 |
-
2016
- 2016-12-29 CN CN201621472443.1U patent/CN206420594U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110347291A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-18 | 业成科技（成都）有限公司 | 感测压力及位置之球体 |
| CN111366290A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-03 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种半球万向敏感压电冲击传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Self‐powered high‐resolution and pressure‐sensitive triboelectric sensor matrix for real‐time tactile mapping | |
| CN109883583B (zh) | 一种弹性体薄膜及其制备方法与包含该弹性体薄膜的柔性压力传感器 | |
| Wang et al. | Recent progress in electronic skin | |
| CN110068404B (zh) | 一种电阻式柔性压力传感器件及其制备方法、传感器阵列 | |
| CN110398259A (zh) | 多感知功能的柔性传感器件及制备方法 | |
| CN104215363B (zh) | 基于压敏导电橡胶的柔性触滑觉复合传感阵列 | |
| CN104897316A (zh) | 一种电容式超薄柔性应力传感器及其制备方法 | |
| CN106525296A (zh) | 一种用于触摸检测的电子皮肤 | |
| CN110358297A (zh) | 离子橡胶弹性体及其制备方法、离电子式电子皮肤 | |
| CN107340082A (zh) | 一种软性薄膜压力传感器 | |
| CN110954251A (zh) | 一种压容和压阻耦合的接近感知与接触力传感器 | |
| CN111504527B (zh) | 一种海胆状氧化物基复合膜仿生压力传感器及其制备方法 | |
| CN108180927A (zh) | 一种全柔性自供能传感器及其制作方法 | |
| CN206420594U (zh) | 压力传感器及电子装置 | |
| Xiao et al. | Highly sensitive printed crack-enhanced strain sensor as dual-directional bending detector | |
| CN107560766A (zh) | 压阻传感器和用于压阻传感器的压敏元件 | |
| Wang et al. | Flexible pseudocapacitive iontronic tactile sensor based on microsphere‐decorated electrode and microporous polymer electrolyte for ultrasensitive pressure detection | |
| CN206039467U (zh) | 压力感应器件及触摸显示装置 | |
| CN106197775A (zh) | 一种压力传感器 | |
| CN113252215A (zh) | 一种全打印可拉伸摩擦电压力传感阵列制备方法 | |
| CN204154423U (zh) | 一种基于压敏导电橡胶的柔性触滑觉复合传感阵列 | |
| CN107562235A (zh) | 压力感应器件及触摸显示装置 | |
| CN109163828A (zh) | 一种电阻应变片及压力传感器 | |
| CN207366108U (zh) | 一种软性薄膜压力传感器 | |
| CN208588778U (zh) | 一种基于电致伸缩效应的电场传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210930 Address after: Room 422, 4th floor, building 1, Linrui youth apartment, 955 rulehu street, Airport Economic Zone, Nanchang City, Jiangxi Province 330000 Patentee after: Jiangxi zhanyao Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 330013 Huang Jia Hu West Road, Nanchang Economic Development Zone, Jiangxi Patentee before: Nanchang OFilm Tech. Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170818 |