一种应变式传感器及电子设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种应变式传感器及电子设备，应变式传感器包括依次层叠设置的：应变电阻层，用于设置在待测设备的受力检测区域，根据外部作用力产生形变并根据形变状态对应改变自身电阻值，应变电阻层为微孔弹性结构；以及电路层，用于响应应变电阻层的电阻值变化输出对应的应变信号。本申请这种设置，在相同外部作用力下，可形变程度提高，应变量增大，即使外部作用力很小，也能产生足够的阻值变化，有利于提高传感器的灵敏度。本申请还设置补强层，有利于使用柔性电路板时提高整体强度。另外，采用支撑结构和双面粘接层，使得应变式传感器与待测设备连接牢固，安装方便简单，同时便于应变电阻层与待测设备的受力检测区域准确对位。域准确对位。域准确对位。

【技术实现步骤摘要】
一种应变式传感器及电子设备


[0001]本技术涉及传感器
，尤其涉及一种应变式传感器及电子设备。

技术介绍

[0002]目前市面上压阻式屈曲检测方案的传感器基本上都是使用应变片及其变种，检测电路都是基于惠斯通电桥进行设计的。其电路原理如图1所示，应变片连接到惠斯通电桥，假设该电路的设计使得当，当没有力施加到应变片上时，R1等于R2，应变片的电阻R4等于R3，R1、R2和R3的阻值固定，在这种情况下，惠斯通电桥是平衡的，电压表没有偏转。但是当外力施加到应变片上时，应变片产生应变，应变片的电阻值发生变化，惠斯通电桥变得不平衡，应变式传感器输出响应于该电阻值变化的应变信号。目前市场上的应变式传感器采用的应变片的材料不易产生形变，应变范围较小，无法提供较高的灵敏度。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是：提供一种应变式传感器及电子设备，以解决现有应变式传感器灵敏度低的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
[0005]一种应变式传感器，包括：
[0006]应变电阻层，用于设置在待测设备的受力检测区域，根据外部作用力产生形变并根据形变状态对应改变自身电阻值，所述应变电阻层为微孔弹性结构；以及
[0007]电路层，所述电路层与所述应变电阻层电连接，且所述电路层与所述应变电阻层层叠设置，所述电路层用于响应所述应变电阻层的电阻值变化输出对应的应变信号。
[0008]进一步的，所述应变电阻层的表面及内部密布微孔。
[0009]进一步的，所述应变电阻层为导电填料和热塑性聚氨酯弹性体制成的电阻层。
[0010]进一步的，所述应变式传感器还包括导电层，所述导电层设置于所述电路层和所述应变电阻层之间，所述应变电阻层通过所述导电层与所述电路层电连接。
[0011]进一步的，所述应变电阻层设置于所述电路层的中间表面上，所述应变式传感器还包括双面粘接层和支撑结构；
[0012]所述支撑结构设置于所述电路层的外围表面上，并与所述电路层连接；
[0013]所述双面粘接层的其中一侧粘接面分别与所述支撑结构和所述应变电阻层粘接，所述双面粘接层的另一侧粘接面用于与待测设备的受力检测区域粘接。
[0014]进一步的，所述电路层为柔性电路板，所述应变式传感器还包括补强层，所述补强层覆盖于所述柔性电路层的远离所述应变电阻层的侧面上。
[0015]进一步的，所述补强层为不锈钢、聚酰亚胺、FR
‑
4中的其中一种材质的片状或板状结构。
[0016]进一步的，所述双面粘接层为聚丙烯酸酯或丙烯酸材质制成的双面胶带。
[0017]进一步的，所述支撑结构为环氧树脂、不锈钢、玻璃纤维、FR
‑
4、聚酰亚胺中的其中
一种材质的支撑块。
[0018]一种电子设备，包括壳体、主板以及如上述任一项所述的应变式传感器，所述应变式传感器安装于所述壳体的受力检测区域上并与主板电连接。
[0019]本技术的有益效果在于：相较于现有技术中的电阻应变材料，本申请通过设置弹性微孔结构的应变电阻层，在相同外部作用力下，可形变程度提高，应变量增大，即使外部作用力很小，也能产生足够的阻值变化，从而使电路层响应电阻值变化输出对应的应变信号，有利于提高应变式传感器的灵敏度。
附图说明
[0020]图1为现有技术中的应变式传感器的检测电路原理图；
[0021]图2为本技术实施例的应变式传感器的第一结构示意图；
[0022]图3为本技术实施例的应变式传感器的第二结构示意图；
[0023]图4为本技术实施例的应变式传感器的第三结构示意图；
[0024]图5为本技术实施例的应变式传感器的第四结构示意图；
[0025]图6为本技术实施例的应变式传感器的第五结构示意图；
[0026]图7为本技术实施例的应变式传感器的第六结构示意图；
[0027]图8为本技术实施例二的电子设备的结构示意图；
[0028]图9为本技术实施例的应变式传感器的受力仿真图。
[0029]标号说明：
[0030]100、电路层；200、应变电阻层；300、导电层；400、支撑结构；500、双面粘接层；600、补强层；700、主板；800、应变式传感器；900、壳体。
具体实施方式
[0031]为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0032]实施例一
[0033]请参照图2至图7，本技术的实施例一为：
[0034]请参照图2，一种应变式传感器，包括：应变电阻层200，用于设置在待测设备的受力检测区域，根据外部作用力产生形变并根据形变状态对应改变自身电阻值，所述应变电阻层200为微孔弹性结构；以及
[0035]电路层，所述电路层100与所述应变电阻层200电连接，且所述电路层100与所述应变电阻层200层叠设置，所述电路层100用于响应所述应变电阻层200的电阻值变化输出对应的应变信号。
[0036]本实施例中的所述应变式传感器的工作原理为：电路层100和应变电阻层200形成检测电路，检测电路可以为惠斯通电桥等相似类型的电路，可以为四分之一桥电路、半桥电路或全桥电路。示例性地，当待测设备的受力检测区域被施加外部作用力时，应变电阻层200在初始状态下产生形变，阻值发生变化，电路能根据应变电阻层200的阻值变化输出对应的应变信号。当施加的外部作用力撤离时，应变电阻层200恢复至初始状态。其中，所述形变可以是压缩或拉伸等，微孔弹性结构为类似于海绵弹性体的结构。示例性地，应变电阻层
200在压缩或拉伸时阻值可以是减小，也可以是增大。本实施例中，电路层100设置有接口，用于与待测设备的主板或其他外部的电路电连接，以传输应变信号。
[0037]可以理解的，本实施例的应变式传感器采用微孔弹性结构的应变电阻层200，在相同外部作用力下，可形变程度提高，应变量增大，即使外部作用力很小，也能产生足够的阻值变化，从而使电路层100响应电阻值变化输出对应的应变信号，有利于提高应变式传感器的灵敏度。
[0038]具体的，所述应变电阻层200的表面及内部密布微孔。本实施例在应变电阻层200的表面及内部均设置微孔，有利于使应变电阻层200的每个部分的可变形程度均能提高。可以理解的，所述微孔的孔径大小和密度会影响应变电阻层200的可变形程度以及形变恢复速度，因此，可以通过提高微孔的孔径、密度，以增加应变电阻层200的可变形程度。进一步地，由于应变电阻层200的可变形程度增大，单位形变量对应的外部作用力变小，从而增大了可检测和响应到的外部作用力的大小范围增大，即可以通过调节微孔的孔径大小和密度调节可检测和响应到的外部作用力的大小范围。示例性地，所述微孔的孔径为5μm～100μm，本实施例中，各个微孔的孔径可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应变式传感器，其特征在于，包括：应变电阻层，用于设置在待测设备的受力检测区域，根据外部作用力产生形变并根据形变状态对应改变自身电阻值，所述应变电阻层为微孔弹性结构；以及电路层，所述电路层与所述应变电阻层电连接，且所述电路层与所述应变电阻层层叠设置，所述电路层用于响应所述应变电阻层的电阻值变化输出对应的应变信号。2.根据权利要求1所述的应变式传感器，其特征在于，所述应变电阻层的表面及内部密布微孔。3.根据权利要求1所述的应变式传感器，其特征在于，还包括导电层，所述导电层设置于所述电路层和所述应变电阻层之间，所述应变电阻层通过所述导电层与所述电路层电连接。4.根据权利要求1所述的应变式传感器，其特征在于，所述应变电阻层设置于所述电路层的中间表面上，所述应变式传感器还包括双面粘接层和支撑结构；所述支撑结构设置于所述电路层的外围表面上，并与所述电路层连接；所述双面粘接层的其中一侧粘接面分别与所述支撑结构和所述应变电阻层粘接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建朋，关怀，彭争春，
申请(专利权)人：零感科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：