CN207730350U - 一种柔性薄膜压力传感器 - Google Patents

Abstract

一种柔性薄膜压力传感器，包括间隔设置的第一电阻碳膜与第二电阻碳膜，所述第二电阻碳膜的电阻率小于第一电阻碳膜，所述第一电阻碳膜由导电线路与外部电路连接，传感器受压时第一电阻碳膜与第二电阻碳膜相接触，改变导电线路的输出电阻，本实用新型柔性薄膜压力传感器可以通过分别设定或调整第一电阻碳膜和第二电阻碳膜的电阻率，来限定输出电阻的变化范围，获得更高的灵敏度和更准确的电阻变化范围。

Description

一种柔性薄膜压力传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种柔性薄膜压力传感器。

背景技术

传感器技术与通信技术、计算机技术构成现代信息产业的三大支柱。其中，传感器技术是一项相对通信技术和计算机技术落后的瓶颈工业。传统传感器因功能、特性、体积等难以满足现代计算机技术、通信技术对精度、可靠性、抗环境性、信息处理能力等要求而逐渐被淘汰。

薄膜压力传感器是随着薄膜技术的发展而诞生的一种性能优良的新型压力传感器，其采用高精密印刷技术，具有精度高、工作温度范围宽、稳定性好等优良特点。现有薄膜压力传感器一面为银浆导电线路层，另一面为高电阻层，所述银浆线路层与高电阻层彼此分离。当传感器受压时，银浆线路层与高电阻层相接触，随着两者接触的紧密程度的增加，两者之间的电流增加，从而改变传感器的输出电阻。上述结构的传感器，通过改变银浆线路层与高电阻层的接触紧密程度来改变输出电阻，其灵敏度和电阻变化范围受银浆线路层的电路的疏密程度限制。

发明内容

有鉴于此，提供一种能有效克服上述缺点的柔性薄膜压力传感器。

一种柔性薄膜压力传感器，包括间隔设置的第一电阻碳膜与第二电阻碳膜，所述第二电阻碳膜的电阻率小于第一电阻碳膜，所述第一电阻碳膜由导电线路与外部电路连接，传感器受压时第一电阻碳膜与第二电阻碳膜相接触，改变导电线路的输出电阻。

较佳地，所述第一电阻碳膜包括两间隔设置的电阻，第一电阻碳膜的初始电阻值无限大，第二电阻碳膜与第一电阻碳膜相接触时，第二电阻碳膜电性连通第一电阻碳膜的两电阻。

较佳地，所述第一电阻碳膜与第二电阻碳膜之间设置有隔离片，所述隔离片将第一电阻碳膜与第二电阻碳膜粘结，隔离片的中央形成有开孔，所述开孔正对第一电阻碳膜与第二电阻碳膜。

较佳地，所述隔离片还形成有开槽将开孔与外界连通。

较佳地，所述第一电阻碳膜以及导电线路形成于一薄片基材上，所述第二电阻碳膜形成于一薄膜基材上，所述薄片基材与薄膜基材均为柔性基材。

一种柔性薄膜压力传感器，包括第一基材、以及形成于第一基材上的导电线路，所述导电线路包括两引线，还包括形成于所述第一基材上并与两引线连接的第一电阻碳膜、以及与第一电阻碳膜分离设置的第二电阻碳膜，所述第二电阻碳膜的电阻率小于第一电阻碳膜，传感器受压时产生变形，第一电阻碳膜与第二电阻碳膜相接触，改变引线的输出电阻。

较佳地，所述第一电阻碳膜与第二电阻碳膜之间设置有隔离片，所述隔离片的中央形成有开孔以及连通开孔与外界的开槽，所述开孔正对第一电阻碳膜与第二电阻碳膜。

较佳地，所述隔离片还形成有开槽将开孔与外界连通。

较佳地，所述第一电阻碳膜包括两间隔设置的电阻，所述两电阻分别与两引线连接，第一电阻碳膜的初始电阻值无限大。

较佳地，所述第一电阻碳膜的电阻为整块结构，两端分别与两引线连接，第一电阻碳膜具有一定的初始电阻。

相较于现有技术，本实用新型传感器根据第一电阻碳膜与即第二电阻碳膜的接触的紧密程度来改变第一电阻碳膜两端的输出电阻，可以通过分别设定或调整第一电阻碳膜和第二电阻碳膜的电阻率，来限定输出电阻的变化范围，获得更高的灵敏度和更准确的电阻变化范围。

附图说明

图1为本实用新型柔性薄膜压力传感器的一实施例的结构示意图。

图2为图1所示柔性薄膜压力传感器的爆炸图。

图3为图2所示柔性薄膜压力传感器的第二电阻碳膜的另一角度视图。

图4为图1所示柔性薄膜压力传感器的侧视示意图。

图5为图1所示柔性薄膜压力传感器的受力时的状态变化示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本实用新型的一个或多个实施例，以使得本实用新型所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

图1及图2所示为本实用新型柔性薄膜压力传感器的一具体实施例，所述柔性薄膜压力传感器包括第一基材10、形成于第一基材10上的导电线路20与第一电阻碳膜30、第二基材40、形成于第二基材40上的第二电阻碳膜50、以及隔离片60。

所述第一基材10为薄片状，具有一定的弹性，受压可以有一定的形变量。所述第一基材10的材料优选地为PET、PI和/或FR4等薄膜柔性材料。在所述第一基材10上，通过印刷、蚀刻、电镀和/或喷涂等工艺形成所述导电线路20，其具体工艺在此不做赘述。本实施例中，所述导电线路20包括两条引线22，所述两条引线22分离设置，每一引线22具有一内端24与一外端26，所述引线22的内端24用于与第一电阻碳膜30连接，所述外端26则用于与外部电路连接。

所述第一电阻碳膜30通过印刷、喷涂和/或雕刻等工艺形成于第一基材10上，并位于两引线22的内端24之间。本实施例中，所述第一电阻碳膜30包括两个电阻。所述两个电阻31分离设置，之间形成有一小的间隔32。所述两个电阻31分别与所述两引线22的内端24连接。初始时，由于两电阻31分离设置，第一电阻碳膜30的初始电阻值无限大。在其它实施例中，所述电阻碳膜30也可以是整块结构，两端分别与两引线22的内端24连接，初始时具有一定的电阻值。

如图3所示，所述第二基材40优选地为PET、PI和/或FR4等薄膜柔性材料。所述第二电阻碳膜50通过印刷、喷涂和/或雕刻等工艺形成于第二基材40上。较佳地，所述第二电阻碳膜50为第二电阻碳膜，其电阻率远小于第一电阻碳膜30。所述隔离片60为绝缘薄片材料，两面均设有粘胶。所述隔离片60的中央形成有贯穿的开孔62。组装时，通过两面均有粘胶的隔离片60将第一基材10、第二基材40粘结为一体，并保证第一基材10与第二基材40相对齐，同时使第一电阻碳膜30与第二电阻碳膜50相向设置。

组装后，所述隔离片60将第一电阻碳膜30、第二电阻碳膜50相隔开，隔离片60的开孔62正对第一电阻碳膜30以及第二电阻碳膜50。如图4所示，在所述第一电阻碳膜30、第二电阻碳膜50之间，于对应开孔62的位置形成间隔70，从而为第一电阻碳膜30和/或第二电阻碳膜50提供形变空间。较佳地，本实施例中隔离片60还形成有开槽64，所述开槽64横向贯穿隔离片60并与开孔62相连通，从而所述间隔70通过开槽64与外部相连通，确保第一电阻碳膜30和/或第二电阻碳膜50的变形无气压差的影响。本实用新型柔性薄膜压力传感器在使用时，如图5所示，作用力F施加于第二基材40的背面正对第二电阻碳膜50的位置，第二基材40以及形成于第二基材40上的第二电阻碳膜50产生变形下凹，与第一电阻碳膜30相接触。作用力F越大，第二电阻碳膜50的变形程度越大，与第一电阻碳膜30的接触面积越大、接触越紧密，流过的电流越大，输出的电阻值越小；反之作用力F越小，第二电阻碳膜50的变形程度越小，流过的电流越小，输出的电阻值越大。当作用力F去除后，第二电阻碳膜50恢复形变，其电阻值恢复至初始值，从而获得压力与电阻之间的对应关系。

在本实用新型柔性薄膜压力传感器的上述实施例中，传感器受力使第二电阻碳膜50产生变形，与第一电阻碳膜30相接触，根据第一电阻碳膜30(即第一电阻碳膜)与第二电阻碳膜50(即第二电阻碳膜)的接触的紧密程度来改变第一电阻碳膜30两端的输出电阻，从而获得压力与电阻的对应关系。在其它实施例中，也可以是作用力作用于第一基材10上使第一电阻碳膜30产生形变与第二电阻碳膜50相接触，同样根据第一电阻碳膜30(即第一电阻碳膜)与第二电阻碳膜50(即第二电阻碳膜)的接触的紧密程度来改变第一电阻碳膜30两端的输出电阻，从而获得压力与电阻的对应关系。本实用新型传感器压力电阻特性的线性更好，稳定性更好，恢复性更好，寿命更长，产品结构更牢靠。另外，本实用新型还可以通过分别设定或调整第一电阻碳膜30和第二电阻碳膜50的电阻率，来限定输出电阻的变化范围，获得更高的灵敏度和更准确的电阻变化范围，从而利于信号处理。另外，本实用新型柔性薄膜压力传感器的接触面，为耐磨耐氧化的电阻碳膜30、50，可以满足苛刻的使用环境，可以广泛应用于各行各业，如压力感应按键，压感笔、压力监测，形变监测，震动监测，智能鞋垫，压力阈值开关，计数器，生命体征监测等。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性薄膜压力传感器，其特征在于：包括间隔设置的第一电阻碳膜与第二电阻碳膜，所述第二电阻碳膜的电阻率小于第一电阻碳膜，所述第一电阻碳膜由导电线路与外部电路连接，传感器受压时第一电阻碳膜与第二电阻碳膜相接触，改变导电线路的输出电阻。

2.如权利要求1所述的柔性薄膜压力传感器，其特征在于，所述第一电阻碳膜包括两间隔设置的电阻，第一电阻碳膜的初始电阻值无限大，第二电阻碳膜与第一电阻碳膜相接触时，第二电阻碳膜电性连通第一电阻碳膜的两电阻。

3.如权利要求2所述的柔性薄膜压力传感器，其特征在于，所述第一电阻碳膜与第二电阻碳膜之间设置有隔离片，所述隔离片将第一电阻碳膜与第二电阻碳膜粘结，隔离片的中央形成有开孔，所述开孔正对第一电阻碳膜与第二电阻碳膜。

4.如权利要求3所述的柔性薄膜压力传感器，其特征在于，所述隔离片还形成有开槽将开孔与外界连通。

5.如权利要求1所述的柔性薄膜压力传感器，其特征在于，所述第一电阻碳膜以及导电线路形成于一薄片基材上，所述第二电阻碳膜形成于一薄膜基材上，所述薄片基材与薄膜基材均为柔性基材。

6.一种柔性薄膜压力传感器，包括第一基材、以及形成于第一基材上的导电线路，所述导电线路包括两引线，其特征在于：还包括形成于所述第一基材上并与两引线连接的第一电阻碳膜、以及与第一电阻碳膜分离设置的第二电阻碳膜，所述第二电阻碳膜的电阻率小于第一电阻碳膜，传感器受压时产生变形，第一电阻碳膜与第二电阻碳膜相接触，改变引线的输出电阻。

7.如权利要求6所述的柔性薄膜压力传感器，其特征在于，所述第一电阻碳膜与第二电阻碳膜之间设置有隔离片，所述隔离片的中央形成有开孔，所述开孔正对第一电阻碳膜与第二电阻碳膜。

8.如权利要求7所述的柔性薄膜压力传感器，其特征在于，所述隔离片还形成有开槽将开孔与外界连通。

9.如权利要求6所述的柔性薄膜压力传感器，其特征在于，所述第一电阻碳膜包括两间隔设置的电阻，所述两电阻分别与两引线连接，第一电阻碳膜的初始电阻值无限大。

10.如权利要求6所述的柔性薄膜压力传感器，其特征在于，所述第一电阻碳膜的电阻为整块结构，两端分别与两引线连接，第一电阻碳膜具有一定的初始电阻。