本发明专利技术涉及一种应力传感器及应力传感装置，应力传感器包括柔性传感层、第一电极、第二电极和导电层，所述柔性传感层由低电导率材料制成，所述导电层由高电导率材料制成；所述柔性传感层的一端与所述第一电极电连接，所述柔性传感层的另一端与所述第二电极电连接；所述导电层设置于所述柔性传感层一侧，在所述柔性传感层的另一侧受到压力，或者，在所述导电层远离所述柔性传感层的一侧受到压力时，所述柔性传感层与所述导电层接触。本发明专利技术所述的应力传感器通过设置形变程度随应力增加而增大的柔性传感层以及低电阻的导电层，在两者接触时，产生短接从而大幅度降低原阻值的大小，提高传感器的信噪比的同时，还能实现对微弱应力信号的大幅度响应。信号的大幅度响应。信号的大幅度响应。
【技术实现步骤摘要】
一种应力传感器及应力传感装置
[0001]本专利技术涉及传感器设备的
，特别是涉及一种应力传感器及应力传感装置。
技术介绍
[0002]应力传感器是传感器领域中较为常见的一种传感器，通常应力传感器的结构决定了其电学信号与应力大小之间的对应关系。目前应力传感器的特性响应曲线基本为线性设计，应力大小与电信号强弱之间成正比关系。这意味可能在针对小应力进行测量所获得的电信号较小，使得变送电路对于微弱信号的提取能力要求更高了。为了提高信噪比，有一部分传感器的结构设置了一个垫片结构，使得传感材料在未受应力时处于非导通状态，当受到应力作用时直接与电极接通，构成导通回路。这种应力传感器的对应电学信号则是表现为从电阻无限大到小电阻的转变，信号变化幅度较大。虽然这类传感器能够实现超大的电学变化量，但其结构难点在于垫片是具有一定的高度，从而引入了一个最小响应应力阈值，只有外界应力大于该阈值，传感器才有响应，使得无法针对非常微弱应力的高精度测量。并且，由于在无应力加载情况下，应力传感器处于非导通状态，初始电阻无穷大，无法评估传感器的噪声等级。
[0003]因此，为了实现微弱信号的提取，关键在于如何在提高传感器的信噪比的同时，还能实现对微弱应力信号的大幅度响应。
技术实现思路
[0004]基于此，本专利技术的目的在于，提供一种应力传感器，其具有信噪比高，灵敏度高的特点。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种应力传感器，包括柔性传感层、第一电极、第二电极和导电层，所述柔性传感层由低电导率材料制成，所述导电层由高电导率材料制成；所述柔性传感层的一端与所述第一电极电连接，所述柔性传感层的另一端与所述第二电极电连接所述导电层设置于所述柔性传感层一侧，在所述柔性传感层的另一侧受到压力，或者，在所述导电层远离所述柔性传感层的一侧受到压力时，所述柔性传感层与所述导电层接触。
[0006]本专利技术所述的一种应力传感器，能够实现微弱的信号提取的同时提高传感器的信噪比。
[0007]进一步地，所述柔性传感层与所述导电层之间的接触点，随所述柔性传感层受到的压力的增大而增多。
[0008]进一步地，所述第一电极和所述第二电极之间减小的电阻，与所述柔性传感层和所述导电层之间的最大短接距离成正比，其中，所述短接距离为任意两个所述接触点之间的距离。
[0009]进一步地，所述导电层设置于所述柔性传感层的下方。
[0010]进一步地，所述第一电极和所述第二电极设置于所述柔性传感层的下方，所述第
一电极和所述第二电极分别位于所述导电层的两端。
[0011]进一步地，所述导电层的数量为多个，多个所述导电层沿所述第一电极向所述第二电极的方向排布于所述柔性传感层下方。
[0012]进一步地，所述柔性传感层的电导率范围为10
－8
～103S/cm，所述柔性传感层与所述导电层之间的电阻相差至少两个量级。
[0013]进一步地，所述柔性传感层由以下至少一种材料制成：氧化钨、氧化锌、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、碳基材料复合布。
[0014]所述导电层由以下至少一种材料制成：铜、银、金、铂或合金。
[0015]第二方面，本专利技术还提供了本专利技术还提供一种应力传感装置：包括如本专利技术第一方面所述的应力传感器，多个所述应力传感器相互串联或并联。
[0016]本专利技术所述应力传感器通过设置柔性传感层和导电层，并使得导电层的电阻值远小于柔性传感层，使得柔性传感层在感受到压力产生形变，并与导电层接触时，与导电层之间产生短接从而大幅度降低应力传感器原电阻值的大小，从而提高传感器的信噪比。柔性传感层具有初始电阻值，能够通过该初始电阻值对噪声进行评估，从而有效区分微弱信号与噪声，最大限度地解决噪声误判为微弱压力变化的问题。并且，该柔性传感层的形变程度随外界应力的增大而增大，柔性传感层与导电层之间的接触点也随应力的增大而则增多，从而增大其短接路径，进一步降低应力传感器的电阻值，能够实现对微弱应力信号的大幅度响应。
[0017]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例中应力传感器的结构示意图；
[0019]图2本专利技术实施例中应力传感器受力前后的结构示意图；
[0020]图3为图2中应力传感器未受到外界应力时的电路图；
[0021]图4为图2中应力传感器受到外界应力时的电路图；
[0022]图5为本专利技术实施例中应力传感器受力过程中压力变化与短接路径变化关系的示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例中基于短接技术的柔性传感层与导电层接触形成接触点的结构示意图；
[0024]图7为本专利技术实施例中应力传感装置的结构示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例中应力传感器的实物结构示意图；
[0026]图9为本专利技术一个实施例应用于人体呼吸波检测中呼吸波与电阻的关系示意图。
[0027]附图标记：1、柔性传感层；2、导电层；3、第一电极；4、第二电极。
具体实施方式
[0028]现在参看后文中的附图，更完整地描述本专利技术，在图中，显示了本专利技术的实施例。然而，本专利技术可体现为多种不同的形式，并且不应理解为限于本文中所提出的特定实施例。确切地说，这些实施例用于将本专利技术的范围传达给本领域的技术人员。
[0029]除非另外限定，否则，本文中所使用的术语(包括技术性和科学性术语)应理解为
具有与本专利技术所属的领域中的技术人员通常所理解的意义相同的意义。而且，要理解的是，本文中所使用的术语应理解为具有与本说明书和相关领域中的意义一致的意义，并且不应通过理想的或者过度正式的意义对其进行解释，除非本文中明确这样规定。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0031]针对
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术提供了一种应力传感器，如图1所示，其为本专利技术实施例中的应力传感器的结构示意图。本专利技术的应力传感器包括柔性传感层1、导电层2、第一电极3和第二电极4，柔性传感层1的一端与第一电极3连接，柔性传感层1的另一端与第二电极4连接，导电层2设置于柔性传感层1的一侧，在柔性传感层1的另一侧受到压力时，柔性传感层1产生形变，并与导电层2接触。在其他实施例中，导电层2远离所述柔性传感层1的一侧也可以受到应力从而与柔性传感层1接触。
[0032]其中，柔性传感层1由低电导率材料制成，如氧化钨、氧化锌、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、碳基材料复合布等至少一种低导电率的半导体材料制成，优本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应力传感器，其特征在于：包括柔性传感层、第一电极、第二电极和导电层，所述柔性传感层由低电导率材料制成，所述导电层由高电导率材料制成；所述柔性传感层的一端与所述第一电极电连接，所述柔性传感层的另一端与所述第二电极电连接；所述导电层设置于所述柔性传感层一侧，在所述柔性传感层的另一侧受到压力，或者，在所述导电层远离所述柔性传感层的一侧受到压力时，所述柔性传感层与所述导电层接触。2.根据权利要求1所述的应力传感器，其特征在于：所述柔性传感层与所述导电层之间的接触点，随所述柔性传感层受到的压力的增大而增多。3.根据权利要求2所述的应力传感器，其特征在于：所述第一电极和所述第二电极之间减小的电阻，与所述柔性传感层和所述导电层之间的最大短接距离成正比，其中，所述短接距离为任意两个所述接触点之间的距离。4.根据权利要求1所述的应力传感器，其特征在于：所述导电层设置于所述柔性传感层的下方。5.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄景诚，邝淼，陈国宁，李松晖，甘裕丰，陈泽钦，
申请(专利权)人：广州碳思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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