机械力检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种机械力检测装置，具有至少一个检测板（８），它用于接收待检测的力，及具有至少两个电极（１，２），它们与检测板（８）电接触。本发明专利技术提出：检测板（８）具有至少两个彼此至少部分重叠地设置的测量层（３，４），及当待检测的力作用在检测板（８）上时至少一个测量层（３，４）改变它的至少一个电材料性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械力检测装置。
技术介绍
由DE 197 50 671公知了一种传感器，它检测在力作用下的导电塑料的电性能变化。但借助这种检测器难以获得关于作用力类型及它在较大面积上的作用的信息。
技术实现思路
因此提出了根据权利要求1的传感器。它的特别有利的构型可由从属权利要求中得到。根据权利要求1的装置可实现对不同类型的力的检测。根据权利要求2的装置可实现两个测量层之间的计算比较。根据权利要求3的装置可实现该装置对不同任务的最佳适配。根据权利要求4的装置可实现通过简单的电阻监测实现的测量。根据权利要求5的装置可改善对不同作用力的区别。根据权利要求6的装置允许单一地识别力在待监测面一定部分上的作用。根据权利要求7的装置可促进压力及弯曲力的可区别性。根据权利要求8的装置允许电极到检测板上的最佳电流过渡。根据权利要求9的装置尤其适于同时监测压力及弯曲力。根据权利要求10的装置可用简单的制造技术制造。根据权利要求11的装置可实现传感器的特别柔性的构造。这对于埋设在软材料中的传感器尤其重要。根据权利要求12的装置可实现压力及弯曲力特别简单的同时测量。附图说明以下的描述涉及本专利技术构型的多种可能性。这些实施例仅作为例子来理解及参考以下附图来描述图1一个检测装置的横截面图，图2具有曲折形电极的一个实施方案的俯视图。具体实施例方式图1表示根据本专利技术的装置的一个实施形式的横截面图。该装置具有一个检测板8。它用于检测作用力。在该实施例中，检测板8具有彼此叠置的材料层。这些材料层涉及第一测量层3，设置在其上的第二测量层4及延伸在这两个测量层之间的一个中间层9。这两个测量层3，4具有有限电阻值。至少测量层3，4中的一个是可压缩的。中间层9将两个测量层3，4隔开。它最好这样构成，即它垂直于检测板8的电导率大于沿着中间层9纵向的电导率。检测板8与两个电极1，2触点接通。这些电极彼此隔开一定距离及与检测板平行地延伸。这些电极被作成扁平的矩形铜导体，它们位于测量层3的背离中间层9的表面上。检测板8与电极2一起被封装在一个绝缘层16中。该绝缘层例如由聚氨基甲酸乙酯，聚酯或其它柔性材料组成。根据图1的装置100具有一个例如10×10cm大小的检测板。该装置100例如可设置在一个座位的软垫中，例如该座位表面的附近。如果一个使用者坐到一个这样的座位上，则有一个在平面上分布的力作用在检测板8上。这将导致至少一个测量层3，4和/或中间层9改变其电阻。电阻改变的量即为作用力大小的度量。在不同层中电阻改变的分配将给出力的种类及分布的信息。如果一个这样的座位不是被一个坐着的人均匀地加载，而是譬如仅由一个膝部点状地加载，这将导致作用在检测板8上的压力。同时检测板8被不均匀作用的力弯曲。这便引起一个测量板3，4的延展及同时对立侧的测量板3，4的压缩。材料的延展将导致横截面的减小及材料的伸长。由此产生电阻的增高。相反地，材料的压缩将导致相应材料横截面增大及该材料的缩短。由此引起了延展测量层3，4中电阻的增高及压缩测量层3，4中电阻的下降。如果这时这两个测量层3，4的电导率立即彼此明显地不同，则所产生的电阻变化可单一地对应到拉力、压力，或对应到凸起弯曲或下凹弯曲。图2表示一个检测板8，在其上曲折形状地设置了电极1，2。该实施形式将实现可大延展的检测装置的制造。如果该检测板8被延展或压缩，则它的相应运动不会受电极1，2的阻碍。检测板8的长度变化将由电极波形的波长或幅值的变化相应地平衡。这是重要的，由此，设在软垫中表面附近的传感器不会让使用者感到有碍。中间层的不同局部导电率例如通过设置槽来实现。也可考虑在检测板的两个表面的每一个上至少设置两个电极。由此每个测量层的电变化可以被彼此分开地确定及可以被相互比较。这样便可求得譬如一个弯曲作用力的作用方向。也可考虑，在检测板的相互对立的表面上设置电极。借助这些电极可与弯曲力无关地检测垂直作用在检测板上的力。也可考虑，将上面最后描述的两个用于弯曲力测量及压力测量的配置相组合。由此可制造一种紧凑的、多方面的传感器。也可考虑，中间层的对于测量重要的性能主要在力垂直作用于检测板的情况下改变而在力沿着检测板的纵向上作用时改变很小。由此使它可识别力的作用方向。也可考虑，测量层彼此部分地不重叠及在这些不重叠的区域中彼此隔开地设置附加电极。由此同样可更好地相互区分不同的力。也可考虑，至少一个测量层由弹性塑料制成，它包含导电颗粒。当测量层被压缩时这些导电颗粒彼此形成接触及使电导率增大。也可考虑，导电颗粒属于不同的颗粒类型。第一类譬如纤维状的颗粒类型可保证基本电导率。第二类譬如粒状的颗粒类型可在压力下产生增大的电导率。也可考虑多于两种颗粒类型、尤其是纤维状、线球状、粒子状或絮状颗粒的混合。作为塑料尤其考虑无定形的、结晶的及发泡的结构。权利要求1.一种机械力检测装置，具有至少一个检测板(8)，它用于接收待检测的力，及具有至少两个电极(1，2)，它们与检测板(8)电触点接通，其特征在于检测板(8)具有至少两个彼此至少部分重叠地设置的测量层(3，4)，及当待检测的力作用在检测板(8)上时至少一个测量层(3，4)改变它的至少一个电材料性能。2.根据权利要求1的装置，其特征在于两个测量层(3，4)在至少一个材料性能上有区别。3.根据权利要求2的装置，其特征在于在力作用下或在热作用下，两个测量层(3，4)之间在电导率、弹性模数、抗弯强度、单位电导率的变化上存在区别。4.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于至少一个测量层(3，4)在力作用下改变其电导率。5.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于在测量层(3，4)之间设有一个中间层(10)，它在垂直于检测板(8)方向的负荷作用下改变其电导率。6.根据权利要求5的装置，其特征在于中间层(10)的局部导电性能不同和/或弹性不同。7.根据权利要求5或6的装置，其特征在于中间层(10)垂直于检测板的电导率大于沿检测板纵向的电导率。8.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于至少一个电极(1，2)由铜制成，至少在与检测板(8)接触的位置上是平的并用导电漆涂层。9.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于所述机械力尤其是压力和/或弯曲力。10.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于电极(1，2)由扁形电缆(14)的导线(12)构成，及检测板(8)被设置在包封扁形电缆(14)的绝缘层(16)中。11.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于至少一个电极(1，2)被曲折形地设置在检测板(8)上。12.根据以上权利要求中一项的装置，其特征在于电极(1，2)被设置在由检测板(8)构成的平面的同一侧面上，及与电极(1，2)接触的测量层(3)比背离电极(1，2)的测量层(4)更可压缩。全文摘要本专利技术涉及一种机械力检测装置，具有至少一个检测板(8)，它用于接收待检测的力，及具有至少两个电极(1，2)，它们与检测板(8)电接触。本专利技术提出检测板(8)具有至少两个彼此至少部分重叠地设置的测量层(3，4)，及当待检测的力作用在检测板(8)上时至少一个测量层(3，4)改变它的至少一个电材料性能。文档编号G01L1/20GK1453564SQ0312297公开日2003年11月5日 申请日期2003年4月23日 优先本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械力检测装置，具有至少一个检测板（８），它用于接收待检测的力，及具有至少两个电极（１，２），它们与检测板（８）电触点接通，其特征在于：检测板（８）具有至少两个彼此至少部分重叠地设置的测量层（３，４），及当待检测的力作用在检测板（８）上时至少一个测量层（３，４）改变它的至少一个电材料性能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯胡根施密特，
申请(专利权)人：WET汽车系统股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]