[实用新型]电阻型压力传感器与可穿戴设备

说明书

技术领域

本申请涉及传感器领域，具体而言，涉及一种电阻型压力传感器与可穿戴设备。

背景技术

用于可穿戴电子设备以及智能纺织品的织物压力传感器已有相关专利报道。这些专利主要采用导电经纱和导电纬纱之间的接触电阻的变化来测量压力。但是，它们具有以下不足：(1)纱线属于较疏松的结构，经纱与纬纱接触面积面积变化的重复性通常很差，且难以实现线性化，使得电阻信号的线性度低，并且重复性差；(2)纱线表面的导电涂层会同时受到压力和剪切力作用，因此无法经受长期的循环加载，寿命有限；(3)因为织物结构透气透湿，而湿气会严重影响纱线的接触电阻，所以传感器极易受到湿气影响。

因此，亟需一种具有较高可靠性的压力传感器。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种电阻型压力传感器与可穿戴设备，以解决现有技术中的织物压力传感器稳定性差的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电阻型压力传感器，该电阻型压力传感器包括：第一导电层；弹性隔离层，设置在上述第一导电层的表面上，且上述弹性隔离层包括至少一个通孔；第二导电层，设置在上述弹性隔离层的远离上述第一导电层的表面上，在未向上述电阻型压力传感器施加压力时，上述第一导电层与上述第二导电层处于隔离状态，当向上述电阻型压力传感器施加大于压力阈值的压力时，上述第一导电层与上述第二导电层通过上述通孔接触。

进一步地，上述通孔为圆形通孔或矩形通孔。

进一步地，上述第一导电层与第一导线电连接，上述第二导电层与第二导线电连接，上述第一导电层包括：一个或多个相互隔离的第一电接触部，上述第一电接触部在上述弹性隔离层上的投影与上述通孔一一对应重合或在对应的上述通孔的内部；一个或多个相互间隔的第一电连接部，各上述第一电连接部与一个或多个上述第一电接触部电连接，各上述第一电连接部用于将上述第一电接触部与上述第一导线连接，上述第二导电层包括：一个或多个相互隔离的第二电接触部，与上述第一电接触部一一对应设置，且各上述第二电接触部在上述弹性隔离层上的投影与对应的上述第一电接触部在上述弹性隔离层上的投影至少部分重合；一个或多个相互间隔的第二电连接部，各上述第二电连接部与一个或多个上述第二电接触部电连接，各上述第二电连接部用于将上述第二电接触部与上述第二导线连接。

进一步地，上述第一导电层和/或上述第二导电层为炭黑-硅橡胶复合层。

进一步地，上述弹性隔离层为聚氨酯弹性织物层。

进一步地，上述第一导线和/或上述第二导线为镀银纤维导电纱线。

进一步地，上述电阻型压力传感器还包括：第一织物层，上述第一导电层设置在上述第一织物层的表面上，且上述第一导电层位于上述第一织物层与上述弹性隔离层之间；第二织物层，上述第二导电层设置在上述第二织物层的表面上，且上述第二导电层位于上述第二织物层与上述弹性隔离层之间。

进一步地，上述第一织物层和/或上述第二织物层为涤纶平纹机织布层。

进一步地，上述电阻型压力传感器还包括：第一粘结层，设置在上述第一织物层与上述弹性隔离层之间且避让上述通孔；第二粘结层，设置在上述第二织物层与上述弹性隔离层之间且避让上述通孔。

进一步地，上述第一粘结层和/或上述第二粘结层为热熔型TPU层。

根据本申请的另一方面，提供了一种可穿戴设备，包括电阻型压力传感器，该电阻型压力传感器为任一种上述电阻型压力传感器。

应用本申请的技术方案，当没有外部压力时，两个导电层由于弹性隔离层的存在而相互分离。在施压情况下，第一导电层与第二导电层通过中间弹性隔离层的通孔进行面与面的接触从而导通并产生电阻信号。压力越大，第一导电层与第二导电层的接触面积越大，电阻值越小。因为第一导电层与第二导电层不是触点或者导线，所以实现了面接触。这极大地提高了压力传感器的稳定性、重复性和耐疲劳性能，并且大幅度改善了传感器的抗弯折和抗剪切能力。另外，可以通过改变弹性隔离层的厚度、弹性模量、通孔尺寸和通孔的形状来调节压力测量范围。且还可以通过控制两个导电层的厚度、表面形貌和电导率来调节压力传感器的灵敏度和电阻范围。当外部压力恰等于导通压力时，第一导电层与第二导电层相互接触，传感器的电阻从无穷大变为导通阈值电阻。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：