一种电容电阻二合一的压力传感器及传感器处理系统的制作方法

1.本发明涉及电子领域，具体地说涉及一种电容电阻二合一的压力传感器以及传感器处理系统。


背景技术：

2.现有技术的压力传感器一般为电容式或电阻式，其中电阻式压力传感器灵敏度较低。
3.市场上的压力传感器在受压电参数变化时，通过预设的数值对照表，可以根据输出的电参数对应的压力值，无法做到复杂的组合式应用，多参数控制。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电容电阻二合一的压力传感器，所述一种电容电阻二合一的压力传感器及传感器处理系统主要解决现有技术中的问题。
5.本发明公开的一种电容电阻二合一的压力传感器，包括：彼此相对的两片基底，分别为第一基底和第二基底，所述第一基底与所述第二基底之间具有空隙；
6.设置于所述第二基底朝向所述第一基底的稀疏导电层，所述稀疏导电层具有高电阻的导电多孔弹性薄膜，所述第二基底上设置有电极布线，所述电极布线与所述稀疏导电层导通，所述导电多孔弹性薄膜填充满所述空隙，所述导电多孔弹性薄膜内部设置有多个孔洞；
7.设置于所述第一基底上并背向所述第二基底一侧的第一导电薄膜；
8.设置于所述第二基底上并背向所述第一基底一侧的绝缘阻隔层；
9.设置于所述绝缘阻隔层上并背向所述第二基底的第二导电薄膜；
10.所述第一导电薄膜和/或所述第二导电薄膜包括多个彼此独立绝缘的导电单元，所述第一导电薄膜上设置的为第一导电单元，所述第二导电薄膜上设置的为第二导电单元，所述第一导电单元和所述第二导电单元分别单独设置引线。
11.在本发明中压力传感器受力时，使得第一基底和第二基底之间的间距距离变化，此时设置在第一基底上的第一导电薄膜和设置在第二基底上的第二导电薄膜之间的间距发生改变，从而实现电容值大小的变化，实现电容大小检测压力值的目的。同时，当第二基底和第一基底距离变化时，稀疏导电层的形状被挤压改变，改变的稀疏导电层的形状到达改变稀疏导电层的电阻值，此时，一方面，导电的第二基底和第一基底之间的距离变化，实现电容变化，另一方面电阻值变化的第二基底和稀疏导电层形成的电传输的通道实现输出电压变化，从而实现了电阻检测压力值的目的。
12.在本实施方式中，第一导电单元的引线和第二导电单元的引线通过串并联的方式组合连接，在施加压力的时候，能够输出多个不同的电容值，有利于电容组合使用，在使用时，经过前期的校准和调教的过程，能够在实际使用中提高压力检测的精度。
13.本发明同时还提供了一种传感器处理系统，所述传感器处理系统包括所述电容电
阻二合一压力传感器，以及前端处理模块，所述前端处理模块分别与所述第一导电单元的引线和第二导电单元的引线连接；放大模块，所述放大模块与所述前端处理模块连接，用于接收所述前端处理模块的处理结果。
14.在本实施方式中，通过前端处理模块对引出的多个引线进行串并联设置，并输出相应的数值，经过放大电路实现前端放大完成检测数值的前期处理，通过电容值检测和电阻值改变获得的电参数的改变，从而实现高精度的检测。
15.当通过软件控制将不同的电参数加持在多个不同的引线上，在施加压力的情况下能够实现多种不同的输出模式和输出压力值，从而能够通过编程的方式实现检测精度的调节。
附图说明
16.图1是本发明的结构示意图；
17.图2是本发明的传感器处理系统的模块示意图；
18.图3是本发明的传感器处理系统的一种实施方式示意图。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:
20.在本发明具体实施之前需要说明的是，以下所记述的各个模块和系统仅是通过相应的功能划分，并不排除各个功能模块是现有技术的可能。应该清楚的是，尽管各功能模块可能是现有技术的直接应用，但是由各个现有的功能模块的组合成的整个系统为一种组合发明，结合应用场景以及各模块组合方式来说，整个系统还是具有新颖性和创造性的。
21.另外，在本发明中数据、信号的发送和接收均是通过现有的通信协议以及控制方式来实现，相应的模块能够实现数据的记录、信号的发送和接收即可，并不需要对相应模块内的协议、控制方式以及可能涉及到的软件方法提出改进。
22.请参考图1，本发明公开了一种电容电阻二合一的压力传感器100，包括：
23.彼此相对的两片基底10，分别为第一基底10a和第二基底10b，所述第一基底10a与所述第二基底之间具有空隙11；设置于所述第二基底10b朝向所述第一基底的稀疏导电层12，所述稀疏导电层12为导电多孔弹性薄膜，所述第二基底10b上设置有电极布线，所述电极布线与所述稀疏导电层12导通，所述导电多孔弹性薄膜位于所述空隙11内；设置于所述第一基底10a上并背向所述第二基底10b一侧的第一导电薄膜13；设置于所述第二基底10b上并背向所述第一基底10a一侧的绝缘阻隔层14；设置于所述绝缘阻隔层14上并背向所述第二基底10b的第二导电薄膜15；所述导电多孔弹性薄膜由弹性材料、发泡材料和导电材料混合加热后固化获得。
24.其中，所述第一导电薄膜13和/或所述第二导电薄膜14包括多个彼此独立绝缘的导电单元d，所述第一导电薄膜13上设置的为第一导电单元13d，所述第二导电薄膜14上设置的为第二导电单元14d，所述第一导电单元13d和所述第二导电单元14d分别单独设置引线x1。
25.在本发明中压力传感器100受力时，使得第一基底10a和第二基底10b之间的间距距离变化，此时设置在第一基底10a上的第一导电薄膜13和设置在第二基底10b上的第二导
电薄膜14之间的间距发生改变，从而实现电容值大小的变化，实现电容大小检测压力值的目的。同时，当第二基底10b和第一基底10a距离变化时，稀疏导电层12的形状被挤压改变，改变的稀疏导电层12的形状到达改变稀疏导电层12的电阻值，此时，一方面，导电的第二基底10b和第一基底10a之间的距离变化，实现电容变化，另一方面电阻值变化的第二基底10b和稀疏导电层12形成的电传输的通道实现输出电压变化，从而实现了电阻检测压力值的目的。
26.在本实施方式中，第一导电单元13d的引线和第二导电单元14d的引线通过串并联的方式组合连接，在施加压力的时候，能够输出多个不同的电容值，有利于电容组合使用，在使用时，经过前期的校准和调教的过程，能够在实际使用中提高压力检测的精度。
27.在本实施方式中，基底为半导体基底，所述弹性材料为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或铂催化硅胶材料的混合物；所述发泡材料为甲苯磺酰氨和碳酸氢钠，氧化双肋的混合物，所述导电材料为石墨烯、炭黑、金属纳米管。
28.其中，所述第一基底10a和所述第一导电薄13膜彼此绝缘。
29.其中，所述第二基底10b上设置有引线x2，所述第二基底10b上的引线x2与所述第一导电薄膜13和所述第二导电薄膜15彼此不导通。
30.当对第一导电薄膜13或第二导电薄膜15分割出多个绝缘的导电单元d后，通过将多个导电单元d连接至不同电位的电源端，在形变产生后，每个导电单元d输出不同的电压，从而实现了电容值的区分调节，当将多个引线分别连接至可编程的软件程序系统中，例如eda软件、单片机系统内，能够通过程序控制电容值和输出的变化。
31.参阅图2以及图3，本发明同时还提供了一种传感器处理系统200，所述传感器处理系统200包括所述电容电阻二合一压力传感器100，以及前端处理模块110，所述前端处理模块110分别与所述第一导电单元13d的引线和第二导电单元14d的引线连接；放大模块120，所述放大模块120与所述前端处理模块110连接，用于接收所述前端处理模块110的处理结果。
32.在本实施方式中，通过前端处理模块110对引出的多个引线进行串并联设置，并输出相应的数值，经过放大模块120实现前端放大完成检测数值的前期处理，通过电容值检测和电阻值改变获得的电参数的改变，从而实现高精度的检测。
33.如图3，当通过软件控制将不同的电参数加持在多个不同的引线上，在施加压力的情况下能够实现多种不同的输出模式和输出压力值，从而能够通过编程的方式实现检测精度的调节，例如通过程序控制模块130控制第二导电单元14d上的初始电压值等方式
34.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。