CN1321243A - 静电电容式变形传感器及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的静电电容式变形传感器包括基板(119)和该基板上形成的二个交叉指型－对电极式电容器(209,209A)。该基板(119)在具有平面(或曲面)的弹性体的表面上,形成由厚度大致一致、介电常数随变形而变化的材料形成的电介质层膜(129)。另外,基板(119)在一个端部上固定了阻止变形的发生的部件(318),在另一端部固定了重物(329)。各交叉指型－对电极式电容器(209,209)在基板的表面上将成对电极组合成交叉指型而形成,该成对电极是将多个线状导电体作为平行的线状电极形成的。在静电电容式变形传感器中,在通过块(318)固定的基板(119)上形成一个交叉指型－对电极式电容器(209A)作为基准电容器,将其用于另一个交叉指型－对电极式电容器(209)的温度校正。为了检测另一方向的变形,线状电极的交叉指型中的指的方向大致互相垂直,或使形成交叉指型中的指的线状电极相对于平板的中心大致呈同心圆形状。另外,在弹性体为圆柱形的场合,将多个线状电极作为交叉指型中的指,该多个线状电极按照与中心轴方向大致倾斜45度且交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸,此外,通过形成与该线状电极的延伸方向成90度的另一对电极图形,可有效地检测反向的扭转量。静电电容式传感器通过将交叉指型－对电极式电容器作为振荡电路的元件而装入,可将随弹性体的变形产生的变形的值转换为静电电容的变化,还可容易地将其转换为频率变化,由于经转换的频率可精细地抽出,故可容易检测变形的细微变化。

Description

静电电容式变形传感器及其使用方法
技术领域
本发明涉及检测在弹性体表面形成、伴随弹性体的弯曲而产生的变形的变形传感器，本发明特别是涉及根据静电电容的变化检测所产生的变形的静电电容式变形传感器，以及下述的使用方法、变形的检测和其校正方法，该使用方法指通过顶部平面部的凹凸部检测该弹性体的中空圆筒状的密封容器的内部压力，另外检测在棒状圆柱的弹性体的外周面上所产生的圆柱的扭转量，再检测加速度的方法。
背景技术
在过去，在检测于弹性体表面形成、伴随弹性体的弯曲而产生的变形的变形传感器中，下述的变形(strain)量具(gauge)已为公众所知，该变形量具的电阻值随变形而变化。
图1为表示过去的变形传感器的使用状态的一个实例的斜视图，另外图2为表示用作过去的变形传感器的变形量具的一个实例的斜视图。
在图1中，在台座10的一个面上设置圆柱状的弹性体20，在弹性体20的顶部平面21的中央部，设置有变形量具30A，在外周侧面22上设置有变形量具30B，该变形量具30B的变形检测轴与弹性体20的中心轴方向倾斜45度且以与变形方向一致的方式粘接而形成。
图2所示的变形量具30与图1所示的变形量具30A,30B相同，其包括用Fe--Ni系合金多次反复折回而形成的平行线薄膜图形的电阻丝31和设置于其两端的端子32,33。
首先，对于图1的变形传感器30A，说明圆柱状的弹性体20为密封容器、用于检测密封容器弹性体20的内部压力的场合进行描述。
如果密封容器弹性体20的内部压力从普通状态开始增加，则密封容器弹性体20的顶部平面21和外周侧面22以及底部平面按照膨胀方式变形，如果密封容器弹性体20的内部压力从普通状态开始减小，则弹性体20的顶部平面21和外周侧面22以及底部平面按照形成凹状的方式变形。因此，如果粘接有变形量具30A的顶部平面21的板厚在安全的范围内比侧面和底板薄，则可使内部压力的变化集中于顶部平面21的变形。
图2所示的变形量具30为在产生变形的场合由薄膜图形形成的导体的电阻值发生变化的传感器，在图1所示的密封容器弹性体20的内部压力变化的场合，首先顶部平面21发生变形，与其粘接的变形量具30A也按照相同方式变形，其结果是，设置于变形传感器30上的电阻丝31的两个端子32,33之间的电阻变化，可检测弹性体20的密封容器的内部压力。
下面对于图1的变形传感器30B，圆柱状的弹性体20、即圆柱弹性体20为相对外周面的横截面形状呈圆形的圆柱，对用于检测该圆柱的扭转检测的场合进行描述。
在这样的状态下通过变形传感器30A检测圆柱弹性体20的扭转变形的场合，如果对圆柱弹性体20施加扭矩，在圆柱弹性体20中产生扭转变形，则在粘接有变形量具30B的部分上产生相对于圆柱弹性体20的中心轴方向倾斜45度的方向的拉伸变形以及与其相垂直的方向的压缩变形，故通过检测与这些拉伸变形和压缩变形相对应的电阻值的变化，可检测圆柱弹性体20的扭转变形。
此外，变形传感器可用作加速度传感器。加速度传感器用于检测汽车的振动或碰撞时的加速度，电子设备类的携带时的振动或加速度，以及马达或各种机械类的异常振动等，在过去，采用多种加速度传感器来检测机械类的振动或冲击。在加速度传感器中，人们根据所检测的加速度的大小或频率范围，采用适合于使用场合的类型。
下面参照图3～5，对作为过去的加速度传感器的、比如伴随汽车用的发动机的冲击(knocking)的振动或机械的振动检测用的类型进行描述。
图3所示的加速度传感器4咆括下述结构，其中2个压电圆环41,42按照与各自的分电极的方向相反的方式重叠，通过固定螺钉44，将金属中空圆柱的重物43一起固定，其用于数个Ga1～数十个Ga1的加速度的检测。加速度传感器40的外壳45一般接地，其与端子46接地点一起，通过安装用螺钉47，与被测体的接地点连接。
在图3的加速度传感器中，如果从外部施加加速度α4，则对压电圆环41,42，施加“F4=M4α4”的力。在这里，M4表示重物43的质量。压电圆环41,42为如果施加象字那样的压力就产生电压的元件，其产生由“V=k·g·F4”提供的电压。在这里，“k”表示由加速度传感器的形状、尺寸确定的常数，“g”表示由压电材料的确定的常数。即，以图3所示的加速度传感器为代表的压电型的加速度传感器的动作原理是：所施加的加速度对重物43施加作用力，在该力的作用下，压电圆环41,42发生变形，产生电压。
另外，最近，人们开发了伴随半导体细微加工技术发展而形成、所谓的微机械(micromachine)型的静电电容式加速度传感器。其可通过下述方式来对应，该方式为：可检测直流的加速度，并覆盖从1Ga以下的较小的加速度到汽车碰撞时的数十个Ga1的较大的加速度的较宽的范围，根据要求，设计机械振动系的共振频率和各部分的机械强度。
图4为表示采用微机械(micromachine)技术的静电电容型加速度传感器50的结构的一个实例的简要斜视图。利用表面微机械技术，在Si单晶片51上，由可动电极55(X)和2个固定电极56(Y),57(Z)形成该静电电容型加速度传感器50，该可动电极55(X)与成为重物的可动板54成整体地形成，该重物支承在固定于锚固件52上的支承部53上，这两个固定电极56(Y),57(Z)与该可动电极55(X)相对，形成静电电容。
下面参照图4和图5，对加速度检测的原理进行描述。图5为图4所示的静电电容型的加速度传感器50的动作说明图。
在图5中，由于各个电极X(55),Y(56),Z(57)分别共同地连接，故如图5所示，考虑采用在对置的电极Y(56),Z(57)之间***另一个电极X(55)的2个电容器串联的电路。在图4中，由于检测加速度的方向为与电极X,Y,Z各自的长度方向垂直，并且与单晶片51的平面保持平行的方向，故当施加加速度α5时，与压电型加速度传感器的场合相同，产生“F5=M5α5”的力。此场合的质量M5表示包含可动电极55(X)的可动片54的质量。如果产生力F5，则可动电极55(X)移动到与固定于锚固件52上的支承部53的弹簧相平衡的位置。即，在图4中，可动电极55(X)从中间位置起朝向固定电极56(Y)，57(Z)中的某一个方向偏离。
在图4中，如果对固定电极56(Y)和固定电极57(Z)施加相位差为180°而振幅相同的电压VY、VZ，则如图5所示，当可动电极X(55)位于固定电极Y(56)和固定电极Z(57)的中央时，可动电极X(55)的电压VX相互抵消而变为零，但是如果施加加速度，可动电极X(55)偏离固定电极Y(56)和固定电极Z(57)的中央的位置，则在可动电极X(55)上产生电压VX，该电压的大小与可动电极X(55)的位移量，即所施加的加速度的大小成比例。因此，可根据可动电极X(55)的电压，检测已施加的加速度。
但是，上述变形量具按照通过蒸镀等的方式、在聚酰亚胺等的薄的基板上形成电阻值随变形而变化的金属薄膜的方式形成，在实际上进行变形的检测的场合，必须采用粘接剂，将该聚酰亚胺等的较薄的基板粘接于可检测变形的板上，由于粘接位置或粘接层的厚度的误差，所检测的特性发生变化，由此，存在必须确认粘接程度、特性的缺点。
另外，作为检测平板的变形的另一方式，包括有下述方法，在该方法中，将检测变形的部分的板的材料定为金属，设置与该金属板相对的另一块金属板，将随检测用的金属板的变形而产生的相对的金属板的间距的变化作为两个电极间的静电电容变化而检测。但是，该方法具有下述缺点，即必须以较高的精度确保另外设置的金属板与检测用的金属板的位置关系，故结构复杂，制造困难。
此外，在位于圆筒侧面的扭转传感器的场合，必须还调整相对于轴向的倾斜角度，从原理上说，对应于拉伸变形和压缩变形的变化，电阻值发生改变，因此，在采用微型计算机进行信号处理的场合，必须要求模数转换电路等，存在信号处理电路复杂的缺点。
还有，关于采用半导体的变形量具，因压电电阻效应的作用，其灵敏度为采用金属的变形量具的数十倍，故其作为变形量具是有利的。但是，采用半导体的变形量具存在温度造成的电阻变化较大或变形灵敏度随变形量而变化的缺点故在测定微小变形的场合，存在结构复杂的问题。
再有，参照图3描述的压电型的加速度传感器具有结构简单、从原理上不需要电源的优点。但是，在对压电元件施加直流的加速度、即一定的力的状态下，因变形产生的电荷通过检测用的电子电路或压电材料的表面或内部而流出，由此，存在电压减小或无法准确地检测所施加的加速度的缺点。
另外，在参照图4和图5描述的静电电容型的加速度传感器中，为了形成静电电容，必须要求可动电极和固定电极，将所施加的加速度首先转换为可动电极和固定电极的间距尺寸的变化，其结果是，将其转换为静电电容的变化。因此，由于以较高的精度制作可动电极和固定电极，故存在必须要求可具有较高加工精度的成本较高的设备的问题，因此该方式是不理想的。
因此本发明的目的在于提供一种变形传感器该变形传感器的结构简单，特性稳定，还可准确地获得微小变形，并且可首先进行温度校正，另外也可对湿度等的其它环境因素进行校正，另外本发明的目的在于提供一种变形传感器，该变形传感器具有可进行直流的加速度检测的静电电容型的加速度传感器的优点，并且不采用可动电极和固定电极这两个电极，该变形传感器可用于下述的加速度传感器，该加速度传感器可由单一元件检测静电电容随施加了加速度的场合的弹性体的变形而产生的变化。
本发明的公开
本发明的静电电容式变形传感器具有基板和形成于该基板上的至少一个交叉指型-对电极式电容器(Interdigital Pair-Electrode Capacitor)。在基板上在具有平面或曲面的弹性体的表面上形成了由厚度大致一致、介电常数随变形而变化的材料形成的电介质层膜。在该交叉指型-对电极电容器中，在上述基板的表面上，将多个线状导电体作为平行的线状电极形成的至少一对电极组合为至少一个交叉指型。
在这样的静电电容式变形传感器的使用方法中，设置振荡装置，该振荡装置产生对应于上述静电电容式变形传感器所具有的静电电容的变化的频率调制，根据该振荡装置输出的振荡信号的频率变动来检测变形量。即，将静电电容式变形传感器作为电容器的振荡电路的元件装入，由此，将因弹性体的变形产生的变形的大小转换为静电电容或阻抗的变化，另外可容易将其转换为频率的变化。由于可从被转换了的频率中抽出微小的变化，故也可容易地可靠地检测变形的微小变化。
在这样的静电电容式变形传感器中，由于用1个交叉指型-对电极式电容器能检测的方向受到限制，故其具有两个，由于该传感器按照线状电极的交叉指型中的指的方向相互大致保持垂直的方式形成，故可解除变形传感器本身的方向性的限制。另外，由于在静电电容式变形传感器中，板状的弹性体的形状为圆板或包含正方形的多边形的平板，形成上述交叉指型-对电极式电容器中的上述交叉指型中的指的上述线状电极相对上述平板的中心大致上呈同心圆状，故可进一步可靠地对放射状的变形进行检测。
这样的静电电容式变形传感器有效地用于在于上述弹性体为筒状的密封容器的上下部的平面上形成了交叉指型-对电极式电容器的场合，根据该电容器所具有的静电电容的变化，检测该平面的变形，由此检测密封容器的内部压力的变化的情况。
在本发明的静电电容式变形传感器中，一个上述的弹性体为长方形结构体，交叉指型-对电极式电容器可按照具有一对共用电极和多个形成交叉指型中的指的线状电极方式来形成一对电极图形而具有静电电容，该对共用电极由线状导电体形成，按照与上述长方形状的弹性体中的平行的两条边平行的方式延伸且相对设置，该多个线状电极按照与该共用电极的延伸方向大致倾斜45度且交错地嵌入的方式平行地延伸。对于该电极图形，弹性体适合于圆柱形状结构体，该圆柱形状结构体按照以一个轴线方向作为中心轴的方式延伸，并且外周面的截面形状呈圆形。即，上述电介质膜层按照厚度大致一致的方式形成于上述圆柱形状结构体的外周面上，上述交叉指型-对电极式电容器按照将下述多个线状电极作为上述交叉指型的指的方式形成一对电极图形而具有静电电容，该多个线状电极从一对共用电极起按照与上述中心轴方向大致倾斜45度且交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸，该对共用电极环绕上述圆柱线状结构体的外周面呈圆环线状地相对设置。
这样的静电电容式变形传感器最好用于下述场合，该场合指在弹性体的圆柱形状结构体的外周侧面上使沿中心轴方向二等分或沿与中心轴平行的方向二等分而形成的、作为2组各自的交叉指指型中的指的线状电极的方向相互垂直，由此对于两个方向的扭转来检测变形。
另外，在本发明的静电电容式变形传感器中，上述弹性体呈平板形状，并且在一个端部上具有阻止产生变形的结构的固定部，一个交叉指型-对电极式电容器可形成于除了该固定部以外的部分的弹性体的面上。此外，在静电电容式变形传感器中，最好在上述弹性体中的除了固定部以外的部分的弹性体的面上，还具有促使弹性体弯曲的重物。由于增加了重物，故可有效地检测所施加的加速度。
上述的静电电容式变形传感器的结构简单，可形成LC振荡电路或RC振荡电路，该传感器在通过对静电电容的变化造成的振荡电路的输出频率的变化进行电压转换、以高的精度准确地检测微小的变形量的场合下是非常有效的。
但是，由于静电电容式变形传感器的静电电容不仅随变形量，而且随周边温度的变化而改变，故必须设置用于对由温度造成的静电电容的特性变化进行校正的校正电路。
为了实现该目的，在本发明的静电电容式变形传感器中，将成为基准的交叉指型-对电极式电容器或单独形成的电容器中的至少一方设定为基准电容器，将基准电容器的静电电容用于变形检测的校正。另外，在其上形成了一个交叉指型-对电极式电容器的弹性体上，具备在其中一个端部上具有阻止产生难以产生变形的厚度或变形的结构的固定部，包括基准的交叉指型-对电极式电容器的基准电容器形成于该固定部上。因此，即使在弹性体发生变形的情况下，形成基准的静电电容也不变化。显然，基准电容器也可形成于单独设置的固定体上。
通过将这样的基准电容器的电容或阻抗与检测变形的交叉指型-对电极式电容器进行比较，对其进行校正，可排除变形以外的、对交叉指型-对电极式电容器造成影响的外部条件。
附图简要说明
图1为表示已有的变形传感器的使用状态的一个实例的斜视图；
图2为表示用作已有的变形传感器的变形量具的一个实例的斜视图；
图3为表示已有的压电型加速度传感器的结构的剖视图；
图4为表示采用微机械技术的静电电容型加速度传感器的简要结构的斜视图；
图5为表示图4所示的静电电容型加速度传感器的动作说明图；
图6为用于说明包含交叉指型-对电极式电容器的平板型静电电容式变形传感器的变形检测的原理的电极图形的平面图；
图7为简要地表示对图6所示的平板型静电电容型变形传感器施加压力的部分的侧面图；
图8为表示在用图7所示的方法施加压力的状态下测定平板型静电电容式变形传感器的施加压力-静电容量变化率特性的结果的特性说明图；
图9(A)为表示本发明的静电电容式变形传感器的结构的一个实施形态的平面图；
图9(B)为沿图9(A)的厚度方向的剖视图；
图10(A)为表示不同于图9(A)的静电电容式变形传感器的结构的一个实施形态的平面图；
图10(B)为沿图10(A)的厚度方向的剖视图；
图11A为表示本发明的静电电容式的扭转变形传感器中用的交叉指型-对电极式电容器的大致图形的一个实施形态的平面图；
图11B为表示沿图11(A)的厚度方向的剖视图；
图12为表示本发明的圆柱型静电容量式的扭转变形传感器中用的交叉指型-对电极式电容器的大致图形的一个实施形态的斜视图；
图13为表示采用2组与图12所示的相同的交叉指型-对电极式电容器的场合的一个实施形态的斜视图；
图14为表示采用2组不同于图13的、与图12所示的相同的交叉指型-对电极式电容器的场合的一个实施形态的斜视图；
图15为表示用于检测变形量的、在振荡电路中采用静电电容式变形传感器的一个实施形态的电路结构图；
图16为表示本发明的可进行温度校正的静电电容式变形传感器的一个实施形态的斜视图；
图17为表示采用图16所示的静电电容式变形传感器的一个实施形态的校正电路结构图；
图18为表示不同于图17的、在振荡电路中采用静电电容式变形传感器的一个实施形态的校正电路结构图；
图19为表示将本发明的静电电容式变形传感器用作加速度传感器的场合的一个实施形态的斜视图；
图20为表示将不同于图19的、本发明的静电电容式变形传感器用作加速度传感器的场合的一个实施形态的斜视图。
用于实施本发明的优选实施形态
为了对本发明的进行更加具体的描述，下面通过附图对本发明进行描述。
在本发明的静电电容式变形传感器中，在板状或棒状的弹性体的平面上或曲面上，形成厚膜层或薄膜层的电介质膜层作为基板，该膜层的厚度大致上一致，该膜层由其介电常数随变形变化的材料形成，在该基板的表面上，利用由多个线状导电体形成的平行的线状电极，形成至少一个交叉指型-对电极式电容器。
首先，参照图6，对在平板型的静电电容式变形传感器100中具有静电电容的交叉指型-对电极式电容器200进行描述。
在平板型的静电电容式变形传感器100的交叉指型-对电极式电容器200中的电极中，在长方形平板型绝缘片110的表面上形成电解质膜层120，在其上，利用线状导电体，形成一对梳形的电极图形。
该对电极图形包括线状的共用电极220以及线状的共用电极240，该共用电极220按照与长方形平板型绝缘片110中的相对的长边的一侧平行的方式延伸设置，其一端连接了端子210，该共用电极240按照与绝缘片110中的相对的长边的另一侧平行的方式延伸设置，其一端连接了端子230，此外下述多个线状电极250和下述多个线状电极260按照相互交错嵌入平行的方式形成，该多个线状电极250在线状的共用电极220上沿与其延伸方向相垂直的方向延伸，同样，该多个线状电极260在线状的共用电极240上沿与其延伸方向相垂直的方向延伸。即，与长方形平板型绝缘片110中的相对的短边相平行，分别具有一定间距的线状电极250,260通过线状的共用电极220,240，分别与各自的端子210,230连接，形成交叉指型-对电极式电容器200。
在采用这样的交叉指型-对电极式电容器200的平板型静电电容式变形传感器100中，在使长方形平板型绝缘片110沿与线状电极250,260的延伸方向相垂直的方向上弯曲的场合，相邻的线状电极250,260之间的间距发生变化。即，在电极面呈凸状变形的场合，在电解质膜层120中产生拉伸变形，相互的间距扩大，在电极面呈凹状变形的场合，电解质膜层120中产生压缩变形，相互的间距变窄。由此，端子210,230之间的静电电容值变化。
下面参照图7以及图8的实测值，对在下述场合产生的静电电容值的变化进行描述，该场合指采用加压装置，使图6所示的平板型的静电电容式变形传感器100变形。
在这里，在长方形平板型绝缘片110中采用具有优良柔性的氧化锆陶瓷制的绝缘片，以及在其表面上形成的电解质膜层120中采用陶瓷电容器中用的铅系的具有较高介电常数的绝缘片。
如图7所示，以适当长度将在表面侧形成了电介质膜层120和交叉指型-对电极式电容器200的长方形平板型绝缘片110切断，在支承了长边侧的两端部的状态下，通过刀片状的加压板130，沿与短边方向平行的方向对中央部施加压力，测定该施加压力(g)-静电电容变化率(％)特性。其结果表示于图8中。图8中的符号□的特性指对电极面的内侧加压的场合的测定值，符号△的特性指对电极面的外侧加压的场合的测定值。
从图8知道，在对电极面内侧加压的符号□的特性的场合，尽管为使电极间距加大的变形，但是伴随施加压力的增加，静电电容的值增大，然而在对另一电极面的外侧加压的符号△的特性的场合，尽管为使电极间距变小的变形，但是伴随施加压力的增加，静电电容的值减小。由此，判定在使电介质膜层120变形的场合，具有该方向的介电常数增加的所谓的“正变形-介电常数特性”。
因此，在图6中，在作为电介质膜层120的材料采用“正变形-介电常数特性”较大的材料的场合，作为电容器的端子210,230之间的静电容量的变化大于电极间距的变化造成的静电电容的变化。
与此不同，在使长方形平板型绝缘片110沿与线状电极250,260的延伸方向相同的方向弯曲的场合，线状电极250,260的长度稍稍发生变化，但是，由于相邻的线状电极250,260之间的间距几乎不变化，故端子210,230之间的静电电容值几乎不变化。
这意味着在图示的交叉指型的电极图形的场合，相对与平行延伸的线状电极相垂直的轴向的变形，起到灵敏度良好的变形传感器的作用，但是相对与其相垂直的轴向，即与线状电极相平行的方向的变形，灵敏度大幅度降低。
因此，在变形传感器中，形成与弹性体表面的变形分布相一致的一个形状的交叉指型-对电极，以便可有效地检测在固定了其周边的状态下发生变形的弹性体表面上的变形，这样是更加有效的。
在这里，参照图9(A)，图9(B)，图10(A)和图10(B)，考察在象图1所示的那样，弹性体20为中空圆筒状的密封容器的场合的顶部平面21的中央部处形成的变形传感器。
示出了中空圆筒状的密封容器弹性体20的顶部平面21的中央部的变形为最大值，该变形方向为放射状，其大小大致为由同心圆状的等高线表示的变形分布。因此，为了有效地将呈现这样的变形分布的变形作为静电电容的变化而检测，如图9(A)，图9(B)，图10(A)和图10(B)所示，图6所示的交叉指型-对电极式电容器200最好采用环状圆角的圆形的交叉指型-对电极式电容器201，或采用对正方形的的角部进行磨圆加工的圆角状的圆形。
在图9(A)和图9(B)中，在平板型的静电电容式变形传感器101中的正方形的平板型绝缘片111上，形成电介质膜层121，在图10(A)和图10(B)中，在平板型的静电电容式变形传感器102中的圆形的平板型绝缘片112上，形成电介质膜层122，在各自的表面上，形成同一形状的圆形交叉指型-对电极式电容器201。
在该结构中，在于图1的顶部平面21上作用有外力且在这里形成的平板型绝缘片112变形的场合，相邻的线状电极的间距发生变化，交叉指型一对电极式电容器201的静电电容发生改变。因此，在圆形交叉指型-对电极式电容器201中，可有效地检测在筒形的密封容器内的压力变化产生的密封容器弹性体20的顶部表面21上形成的平板型绝缘片112的变形。
另外，在顶部平板21的形状象图6那样为圆形的场合，图10(A)和图10(B)所示的正圆形的平板型绝缘片112当然适合于有效地检测顶部平板21的变形。
下面参照图11(A)和图11(B)，对适合对图1所示的棒状圆柱的弹性体20的外周面产生的圆柱的扭转量进行检测的变形传感器进行描述。
在形成一对电极图形的一个交叉指型-对电极式电容器203中，首先与电容器的一对端子(图示省略)连接的共用电极213,223分别沿与长方形绝缘片113中的相对的两侧的长边平行的方向延伸设置。但是，在圆柱弹性体20上施加了扭矩、圆柱弹性体20产生扭转变形的场合，如上所述，在粘贴有变形传感器的部分上产生与圆柱弹性体20的中心轴方向倾斜45度的方向的拉伸变形和与其相垂直的方向的压缩变形。因此，从共用电极213延伸的多个线状电极233和从线状的共用电极223延伸的多个线状电极243具有沿与共用电极213,223的延伸方向大致成45度的方向延伸且交错地平行嵌入的形状，由此，形成一个电容器。
下面参照图12，对下述场合进行描述，该场合指将图11所示的交叉指型-对电极式电容器203用作圆柱型静电电容式的扭转变形传感器104。
图12为表示本发明的一个扭转变形传感器104的大致结构的斜况图。
图示的扭转变形传感器104形成于绝缘杆154的外周面上。绝缘杆154为被检测用结构体，其按照一端固定于台座144上、其中心轴与台座144的中心轴方向一致地方式延伸，并且外周面的截面形状呈圆形，其材料为绝缘性的塑料(或也可为陶瓷)。
即，在扭转变形传感器104中，首先，介电常数随变形而变化的电介质膜层114以在绝缘杆154的外周面上厚度大致一致的方式，形成作为扭转变形传感器104的基板的厚膜或薄膜。在此电介质膜层114的外周面上，一对圆环线状的共用电极214,224和具有多个螺旋形的线状电极234,244形成一对电极图形，保持了静电电容。另外，一对圆环线状的共用电极214,224分别沿平行且相对的2条边的附近、即周缘而被定位。
该电极图形的特征在于，具有多个螺旋形的线状电极234,244分别从一对圆环线状的共用电极214,224起以与中心轴方向、即与共用电极214,224的延伸方向大致倾斜45度地交错地嵌入的方式，平行地呈螺旋状延伸。
因此，作为电容器的端子(图中省略)与共用电极214,224连接，共用电极214和线状电极234以及共用电极224和线状电极244的一对电极图形用作具有静电电容的电容器。
在这样的圆柱型的静电电容式扭转变形传感器104中，由于可形成相对于绝缘杆154直接配置变形传感器104的没有粘接层的结构，故可以容易获得结构简单、特性稳定的静电电容的变化。
但是，由于扭转变形相对于扭转轴可分解为+45度的方向的拉伸变形和-45度的方向的压缩变形，故在由图12描述的圆柱型静电电容式的扭转变形传感器104的场合，根据扭转变形是正值，还是负值(扭转的方向)，螺旋线状电极234,244相对的方向的介电常数发生变化，作为电容器的端子之间的静电容量的值变化，可根据此变化来检测所产生的扭转变形的大小。
另外，如参照图8而描述的那样，变形的大小随变形的方向而产生差别。因此，分别增加可检测反方向的变形的变形传感器，通过另外取出进一步增加的伸长方向的变形量，由此可更加有效地提高灵敏度。
下面参照图13和图14，对具有检测这样的反方向的变形的螺旋形状的2组的一对的线状电极的圆柱型静电电容式的扭转变形传感器进行描述。
图13所示的扭转变形传感器105与图12相同，形成于绝缘杆155的外周面上。绝缘杆155的一端固定于台座145上，使中心轴与台座145的中心轴方向保持一致地延伸，外周面的截面形状呈圆形。另外，在扭转变形传感器105中，首先，将介电常数随变形而变化的电介质膜层115形成为厚膜状或薄膜状，以成为在绝缘杆155的外周面上的厚度大致一致的基板。
与图12的不同之处在于：扭转变形传感器105的一个交叉指型-对电极式电容器在该电介质膜层115的外周面上由与中心轴方向相垂直的面二等分，其距离大致为图12所示的距离的1/2的圆环线状的一对共用电极215,225与一对共用电极255,265这二组电极设置于电介质膜层125上。第1组成对线状电极235,245与这些共用电极215,255的延伸方向大致倾斜+45度，形成第1交叉指型-对电极，第二组成对线状电极275,285与这些共用电极255,265的延伸方向大致倾斜-45度，形成第2交叉指型-对电极式电容器。
按照上述方式，由于形成一对电极图形的2组的相互垂直的螺旋状的线状电极形成电容器，故即使在相对于反方向的同等的扭转的情况下，仍可检测同等的变形量。
接着，与图12相同，在绝缘杆156的外周面上，形成图14所示的扭转变形传感器106。绝缘杆156的一端固定于台座146上，使其中心轴与台座146的中心轴方向一致地延伸，外周面的截面形状呈圆形。在扭转变形传感器106中，首先，将介电常数随变形而变化的电介质膜层116形成为厚膜状或薄膜状，以成为在绝缘杆156的外周面上厚度大致一致的基板。
与图12的不同之处在于：扭转变形传感器106中的一个的交叉指型-对电极式电容器相对于电介质膜层116的外周面被与中心轴方向平行的分割线所二等分，包括设置于同一圆环线上并呈分别位于相对的两条边的附近的半圆环线状的一对共用电极216,226和一对共用电极256,266这两组电极。即，其中一个电极图形由多个线状电极236,246形成该多个线状电极236,246从一对共用电极216,226起按照与中心轴方向大致倾斜+45度并交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸，另一电极图形由多个线状电极276,286形成，该多个线状电极276,286从一对共用电极256,266起按照与中心轴方向大致倾斜-45度并交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸，用各自的一对电极图形，保持了静电电容。
在这样的结构的场合，通过计算2个静电电容的检测输出的差，可使检测灵敏度大致提高2倍，另外可消除各自的变形传感器共同发生的不需要的信号(比如，依存于周围温度变化的特性变化等的成分)。
由于采用在前面参照图8进行了描述的“变形-介电常数特性”较大的材料的静电电容式变形传感器的结构简单，可容易形成LC振荡电路或RC振荡电路，实现频率转换，故可以较高精度检测微小的变形量，故在实际使用时非常有效。
下面参照图15，对为了检测变形量而采用振荡电路和运算放大器的一个电路结构进行描述。
在图示的电路中，振荡电路401的输出通过f-v(频率-电压)变换器402和电阻器R1与运算放大器403的一个输入端连接，接地端通过电阻器R1与运算放大器403的另一输入端连接，运算放大器403的输出的反馈端通过电阻器R2与运算放大器403的另一输入端连接。
图示的振荡电路401包括上述的静电电容式变形传感器的交叉指型-对电极式电容器，在LC电路或RC电路中，装有该静电电容。因此，在对应于变形的发生而静电容量变化时，振荡电路401的输出频率变化。该频率的变化通过f-v(频率-电压)变换器402而实现电压转换，可通过运算放大器403，以较高的精度检测微小的变形量。
静电电容式变形传感器结构上简单，可以容易形成LC振荡电路或RC振荡电路，在实用方面非常有效，然而，由于采用电介质层，故静电电容随周围温度变化而改变，由此，必须对由温度造成的静电容量的变化进行校正。
下面参照图16～18，对可进行温度校正的静电电容式变形传感器进行描述。
图16为表示本发明的静电电容式变形传感器107的一个实施形态的斜视图。在图示的静电电容式变形传感器107中，在具有厚度不同的区域的的陶瓷基板117的平面上，形成由介电常数随变形而发生改变的材料的电介质层127。在这里，在陶瓷基板117承受外部压力的场合，板厚较薄的部分的基板117A承受较大的变形。另外，板厚较厚的部分的基板117B即使在承受较大的外部压力的情况下，仍不发生变形。
静电电容式变形传感器107包括相同形状的2个交叉指型-对电极式电容器207,207A。其中一个交叉指型-对电极式电容器207形成于基板117A的表面上，另一个交叉指型-对电极式电容器207A形成于基板117B的表面上。形成于板厚较厚的部分的基板117B上的交叉指型-对电极式电容器207A形成温度校正用的基准电容器。
形成基准电容器的交叉指型-对电极式电容器207A的温度特性与检测静电电容型变形传感器107的变形的交叉指型-对电极式电容器207的温度特性相同，通过作为基准电容器的交叉指型-对电极式电容器107A的静电电容的变化量，对相对周边温度的变化的交叉指型-对电极式电容器207的静电电容的变化量进行校正，从而可获得静电容量相对于外部压力的变形的变化量。
例如参照图17，对第1补正例进行描述。
图17为下述电路结构图，在该图中，采用图16的静电电容式变形传感器107的交叉指型-对电极式电容器207的阻抗，借助形成基准电容器的交叉指型-对电极式电容器207A的阻抗，进行温度校正。在图17中，电容器501和电阻器502表示交叉指型-对电极式电容器207的静电电容和内部电阻，电容器501A和电阻器502A表示交叉指型-对电极式电容器207A的静电电容和内部电阻。由于交叉指型-对电极式电容器207,207A的静电电容的温度特性和内部电阻大致上相等，从输出端子将各自的阻抗作为电压值取出，采用比较器计算其差值，进行温度校正。
下面参照图18对第2补正例进行描述。
图18为下述力框图，其中，形成包括静电电容式传感器的交叉指型-对电极式电容器的静电电容的LC电路或RC电路的相同结构的振荡电路，相对于该振荡频率，用包括成为一个基准的交叉指型电极的振荡电路的振荡频率来进行温度校正。
在图18中，振荡电路411,411A分别为由LC电路或RC电路形成，该LC电路或RC电路分别采用静电电容式变形传感器的相同结构的2个交叉指型-对电极式电容器(比如，207,207A)，用于其中一个振荡电路411A的交叉指型-对电极式电容器(207A)形成上述的基准电容器。由于当静电电容输出变化时，输出的频率改变，故振荡电路411,411A的各自的输出通过各自的f-v变换器412,412A进行电压转换，采用比较器计算其差值，由比进行温度校正。
另外，在上面描述中，针对将电介质层作为用于陶瓷电容器等的高介电常数电介质厚膜的场合进行了描述，但是，在作为基准电容器的电容器的电介质材料，膜厚和交叉指型电极的尺寸与变形检测用的交叉指型-对电极式电容器的大致相同的场合，它们不必形成在同一面上，如果为将变形检测用交叉指型-对电极式电容器与基准电容器的温度环境视为相同的条件，则也可将它们设置于不同的位置上。另外，在电介质的场合，由于温度的影响较大，仅仅对温度校正进行了描述，但是，比如，也可相对于湿度等的其它的环境因素进行校正。
下面参照图19和图20，对下述加速度传感器进行描述，该加速度传感器将图6所示的形状的交叉指型-对电极式电容器用作静电电容式变形传感器，具有可进行直流的加速度的检测的加速度传感器的优点，另外不采用固定电极和可动电极这样的电极，可从单一的元件来检测静电电容随施加了加速度的场合的弹性体的变形的变化。
图19为表示本发明的加速度传感器的一个实施形态的斜视图。在图示的加速度传感器中，在氧化锆的基板118的表面上，形成厚度大致相同且介电常数随变形变化的强电介质的厚膜层128，在该厚膜层128上的大致中央部处形成作为静电电容元件的一个交叉指型-对电极式电容器208。在交叉指型-对电极式电容器208中，线状电极的方向与因被检测加速度而产生的变形的方向相垂直，分别从一对共用电极将2个端子引出而以用于输入输出。
氧化锆基板118的一端通过支承固定用的部件318固定，重物328固定于另一端部。在图19的加速度传感器中，如果沿与氧化锆基板118的平面相垂直的方向上施加加速度α8，则在重物328上作用“F8=M8α8”的力，氧化锆基板118在该力F8的作用下，按照弯曲的方式变形。其结果是，作为一个静电电容元件的交叉指型-对电极式电容器208的两个端子之间的静电电容值变化。由于静电电容值的变化按照与象图8那样施加的力、即所施加的加速度成比例的方式变化，故可限据静电电容的变化，检测已施加的加速度。
图20为表示本发明的另一实施形态的加速度传感器的斜视图。
在图示的加速度传感器中，在氧化锆基板119的表面上，形成厚度大致一致且介电常数随变形而变化的强电介质厚膜层129，在该厚膜层129上的大致中央部处形成作为静电电容元件的第1交叉指型-对电极式电容器209。第1交叉指型-对电极式电容器209通过交叉指型-对电极形成，在该对电极中，线状电极的方向与因被检测加速度而产生的变形的方向相垂直，从各自的线状电极起经共用电极，第1交叉指型-对电极式电容器209的两个端子用于输入输出而被引出。氧化锆基板119的一个端部通过支承固定用的部件319固定，重物329固定于另一端部。
目前的结构与前述的图19的相同。该结构与图19不同之处在于：氧化锆基板119在固定接合于支承固定用的部件319上的部分上，形成作为静电电容元件的第2交叉指型-对电极式电容器209A，该电容器209A的线状电极的形状尺寸与第1交叉指型-对电极式电容器209相同，从各自的线状电极起经共用电极，引出作为静电电容元件的2个端子，用于输入输出。
同样，在图20的加速度传感器中，与图19的场合相同，如果沿与氧化锆基板119的平面相垂直的方向施加加速度α9，则在重物329上作用“F9=M9α9”的力，氧化锆基板119在该力F9的作用下，按照弯曲的方式变形。其结果是，在从第1交叉指型-对电极式电容器209引出的两个端子之间产生的静电电容的值变化。由于氧化锆基板119与支承固定用的部件319固定接合，故形成了第2交叉指型-对电极式电容器209A的部分几乎不会因所施加的加速度产生的力F9而发生变形。因此，在从第2交叉指型-对电极式电容器209A引出的两个端子之间产生的静电电容的值几乎不相对于已施加加速度而发生变化。
在图20的加速度传感器中，由于交叉指型-对电极式电容器209,209A分别以几乎相同的尺寸形状形成于相同材料的强电介质厚膜上，故各自的交叉指型-对电极式电容器的静电电容相对于周围温度变化或电磁噪声等这样的加速度以外的环境条件，按照相同的方式受到影响，通过采用作为这样的场合的常规装置的差动放大电路，象参照图16～18所描述的那样，可消除这些干扰条件。即，可将由作为一个静电电容元件而添加的第2交叉指型-对电极式电容器获得的静电电容用作加速度检测的基准。
在上面的描述中，针对交叉指型-对电极式电容器中的共用电极为线状的场合进行了描述，但是如果采用具有与检测对象的变形相对应的柔性的导电材料，则细长的板状，薄板状，或细薄的板等的形状不限定于线状。
在上面的描述中，作为形成变形传感器的弹性体表面的一个实例，例举了密封容器，其上下底面的形状为正方形或圆形，但是为了有效地检测变形，最好采用正多边形，该正多边形包括作为形成变形传感器的基板的面具有中心点的形状的圆形或正方形。另外，虽然将密封容器作成筒形，但是如果是按照内部压力而变形的板材部分所具有的形状，则显然，任意的形状均适合本发明。
另外，对弹性体的材料为绝缘性的陶瓷的场合进行了描述，但是即使在弹性体具有导电性的情况下，通过经介电常数较低的绝缘体层形成电介质层，也可以相同的效果容易地获得静电电容式变形传感器。
此外，作为绝缘基板，采用氧化锆基板，以厚膜形成强电介质层，但是，作为绝缘基板，也可在玻璃或Si单晶基板的表面上形成了SiO2膜的基板的表面上通过溅射等方式形成强电介质薄膜层。
在上面的描述中，对一个端部固定有加速度传感器的结构、即通过悬臂梁结构在前端部附加重物的场合进行了描述，但是，即使在将矩形板的两个端部固定、在中央部附加有重物的结构的情况下，也可获得相同的效果。另外，在采用圆形板或正方形板上的基板的场合，即使在将其周边部固定，在中央部附加重物的情况下，也可获得相同的效果。特别是，在基板的形状为圆形或正方形的场合，由于在施加沿与板面相垂直的方向的加速度的场合所产生的变形大致上呈同心圆状，故对交叉指电极的形状，与其变形分布相一致地呈同心圆状更为有效。
还有，在实施形态的描述中，针对附加了重物的场合进行了描述，但是也可根据检测灵敏度或共振频率的条件，不附加专门的重物，将基板本身的质量用作重物。
产业上的利用可能性
按照上述方式，由于本发明的静电电容型变形传感器形成于弹性体的表面上，通过静电电容的变化，检测伴随弹性体的弯曲而产生的变形，故适合用于产生这样的变形的领域，通过作为振荡电路的元件而装入，将随弹性体的变形而产生的变形的大小转换为静电电容的变化，另外可容易将其转换为频率的变化。经转换的频率可精细地抽出，故可容易地检测变形的细微的变化。因此，比如，即使作为由顶部平面部的凹凸部来检测弹性体的中空圆筒状的密封容器的内部压力、另外检测在棒状的圆柱的弹性体的外周面上产生的圆柱的扭转量、再检测加速度的加速度传感器，本发明的变形传感器也是适合的。

Claims (25)

1．一种静电电容式变形传感器，其特征在于：具有基板和交叉指型-对电极式电容器，该基板中，在具有平面和曲面中的至少一个面的弹性体的表面上，形成了厚度大致一致，由介电常数随变形而变化的材料形成的电介质层膜，在该电容器中，在上述基板的表面上，将多个线状导电体作为平行的线状电极构成的至少一对电极，组合成交叉指型，以形成一个电容器。
2．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：至少二个上述的交叉指型-对电极式电容器分别按照下述方式形成，该方式为，作为交叉指型中的指的上述线状电极分别呈直线状，该线状电极的延伸方向相互大致垂直。
3．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：上述板状的弹性体的形状为圆板和包含正方形的多边形板中的任何一个的平板，形成上述交叉指型-对电极式电容器中的上述交叉指型中的指的上述线状电极相对于上述平板的中心大致呈同心圆状。
4．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：一个上述的弹性体为长方形结构体，上述交叉指型-对电极式电容器按照将一对共用电极和多个线状电极作为上述交叉指型中的指的方式来形成一对电极图形而具有静电电容，该对共用电极按照与上述长方形状的弹性体中的平行的两条边平行的方式延伸且相对设置，该多个线状电极按照与该共用电极的延伸方向大致倾斜45度且交错地嵌入的方式平行地延伸。
5．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：上述弹性体具有圆柱形状结构体，该圆柱形状结构体按照以一个轴线方向作为中心轴的方式延伸，并且外周面的截面形状呈圆形，上述电介质膜层按照厚度大致一致的方式形成于上述圆柱形状结构体的外周面上，上述交叉指型-对电极式电容器按照将下述多个线状电极作为上述交叉指型的指的方式，形成一对电极图形，具有静电电容，该多个线状电极相对一对共用电极，按照与上述中心轴方向大致倾斜45度，交错地嵌入的方式平行地，呈螺旋状延伸，该对共用电极环绕上述圆柱线状结构体的外周面，呈圆环线状，相对设置。
6．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：上述弹性体具有圆柱形状结构体，该圆柱形状结构体按照以一个轴线方向作为中心轴的方式延伸，而且外周面的截面形状呈圆形，上述电介质膜层按照厚度大致一致的方式形成于上述圆柱形状结构体的外周面上，上述交叉指型-对电极式电容器包括至少两组，以上述中心轴为共同的轴，上述交叉指型中的指的方向不同，在其中一组中，按照下述方式形成一对第1电极图形而具有静电电容，该方式为，具有下述多个第1线状电极，该多个线状电极从一对共用电极起按照与上述中心轴方向大致倾斜45度且交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸，该对共用电极环绕上述圆柱形状结构体的外周面，呈圆环线状而相对设置，在另一组中，按照下述方式形成另一对第2电极图形而具有静电电容，该方式为，具有下述多个第2线状电极，该多个线状电极从一对共用电极起按照与上述第1线状电极的延伸方向大致相垂直地倾斜且交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸，该对共用电极环绕上述圆柱形状结构体的外周面，呈圆环线状而相对设置。
7．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：上述弹性体具有圆柱形状结构体，该圆柱形状结构体按照以一个轴线方向作为中心轴的方式延伸，而且外周面的截面形状呈圆形，上述电介质膜层按照厚度大致一致的方式形成于上述圆柱形状结构体的外周面上，上述交叉指型-对电极式电容器包括至少2组的呈半圆环线状的共用电极对，该共用电极对被与上述中心轴方向平行的分割线二等分，被配置在同一圆环线上，与上述交叉指型的指的方向以不同的方式对置，按照下述方式，形成2组电极图形而具有2个静电电容，该方式为，在其中一组共用电极对中，具有多个第1线状电极，该多个第1线状电极与从相对的共用电极起按照与上述中心轴方向大致倾斜45度且交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸，在另一组共用电极对中，具有多个第2线状电极，该多个线状电极按照与上述第1线状电极的延伸方向大致垂直地倾斜且交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸。
8．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：上述弹性体呈平板形状，并且在其中一个端部上具有阻止产生变形的结构的固定部，上述交叉指型-对电极式电容器形成于除了该固定部以外的部分的弹性体的面上。
9．根据权利要求8所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：在上述弹性体中的除了固定部以外的部分的弹性体的面上，还具有促使弹性体弯曲的重物。
10．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：多个上述交叉指型-对电极式电容器中的至少1个构成基准交叉指型-对电极式电容器。
11．根据权利要求10所述的静电电容式变形传感器，其特征在于上述弹性体在其中一个端部上具有固定部，该固定部具有难于产生变形的厚度以及阻止变形的发生的结构中的至少一者，上述基准交叉指型-对电极式电容器形成于该固定部上。
12．根据权利要求11所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：上述弹性体包括固定其中一个端部的固定部，另外在另一端部具有促使弹性体的弯曲的重物，上述基准交叉指型-对电极式电容器形成于该固定部上。
13．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：将多个上述交叉指型-对电极式电容器中的至少1个的交叉指型-对电极式电容器以及独立于上述交叉指型-对电极式电容器的组成元件的一个电容器中的某一个用作基准电容器。
14．根据权利要求13所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：上述弹性体在其中一个端部上包括固定部，该固定部具有难于产生变形的厚度以及阻止变形的发生的结构中的至少一者，上述基准电容器形成于该固定部上。
15．根据权利要求13所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：上述基准电容器形成于独立于上述弹性体而设置的固定部上。
16．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：作为上述弹性体的材料，采用绝缘性的塑料，单晶体以及陶瓷中的任何一种。
17．根据权利要求1所述的静电电容式变形传感器，其特征在于：作为上述弹性体的材料，采用导电体，在该导电体的表面上，将介电常数较低的塑料和陶瓷中的任何一种作为绝缘片而预先形成，上述交叉指型-对电极式电容器形成于上述绝缘片的表面上。
18．一种权利要求1所述的静电电容式变形传感器的使用方法，其特征在于：上述弹性体为筒状的密封容器中的上下部的某一方为平面，上述交叉指型-对电极式电容器形成于该平面上，根据该电容器所具有的静电电容的变化，检测该平面的变形，由此检测密封容器的内部压力的变化。
19．一种权利要求1所述的静电电容式变形传感器的使用方法，其特征在于：上述弹性体具有圆柱形状结构体，该圆柱形状结构体按照以一个轴线方向为中心轴的方式延伸，并且外周面的截面形状呈圆形，上述电介质膜层按照其厚度大致一致的方式形成于上述圆柱形状结构体的外周面上，上述交叉指型-对电极式电容器按照下述方式，形成一对电极图形而具有静电电容，该方式为，将多个线状电极作为上述交叉指型的指，该多个线状电极从环绕上述圆柱形状结构体的外周面并呈圆环线状相对的一对共用电极起按照与上述中心轴方向大致倾斜45度且交错地嵌入的方式平行地呈螺旋状延伸，根据该电容器所具有的静电电容的变化，检测上述圆柱形状结构体的扭转变形。
20．一种权利要求1所述的静电电容式变形传感器的使用方法，其特征在于：上述弹性体具有圆柱形状结构体，该圆柱形状结构体按照以一个轴线方向为中心轴的方式延伸，并且外周面的截面形状呈圆形，该圆柱形状结构体为圆环状、筒状、圆柱状以及棒状中的任何一种的形状，上述静电电容式变形传感器形成于上述圆柱形状结构体的外周面上，根据该静电电容式变形传感器所具有的静电电容的变化，检测该圆柱形状结构体的扭转变形。
21．一种权利要求1所述的静电电容式变形传感器的使用方法，其特征在于：上述弹性体具有平板形状，并且在其中一个端部上具有阻止变形的发生的结构的固定部，上述交叉指型-对电极式电容器形成于除了该固定部以外的面上，根据下述变化来检测所施加的加速度，该变化指伴随施加的加速度而产生的上述弹性体的变形的上述交叉指型-对电极式电容器所具有的静电电容的变化。
22．一种权利要求1所述的静电电容式变形传感器的使用方法，其特征在于：具备振荡装置，该振荡装置产生对应于上述静电电容式变形传感器所具有的静电电容的变化的频率调制，根据该振荡装置输出的振荡信号的频率变动来检测变形量。
23．一种权利要求1所述的静电电容式变形传感器的使用方法，其特征在于：将多个上述交叉指型-对电极式电容器中的一个交叉指型-对电极式电容器以及独立于上述交叉指型-对电极式电容器的组成元件的一个电容器中的任何一个作为基准电容器，将该基准电容器的电容用于剩下的交叉指型-对电极式电容器的电容的变化部分的校正。
24．一种权利要求1所述的静电电容式变形传感器的使用方法，其特征在于：将多个上述交叉指型-对电极式电容器中的一个交叉指型-对电极以及独立于上述交叉指型-对电极式电容器的组成元件的一个电容器中的任何一个作为基准电容器，将该基准电容器的阻抗和剩下的交叉指型-对电极式电容器的阻抗的变化部分用于检测变形的校正。
25．一种权利要求1所述的静电电容式变形传感器的使用方法，其特征在于：将多个上述交叉指型-对电极式电容器中的一个交叉指型-对电极以及独立于上述交叉指型-对电极式电容器的组成元件的一个电容器中的至少一个作为基准电容器，将电感(L)和电阻(R)的某一方加到基准电容器和剩下的交叉指型-对电极式电容器各自的电容(C)上的振荡电路以及与该基准电容器相对应的振荡电路的振荡频率输出和与剩下的交叉指型-对电极式电容器分别对应的振荡电路的振荡频率输出的变化部分用于检测变形的校正。
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Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101517387A (zh) * 2006-10-02 2009-08-26 松下电工株式会社 压力传感器
CN102062652A (zh) * 2009-11-12 2011-05-18 无锡千里信步精密机电科技有限公司 应用混入微小构造体的柔软感应材料的压力传感器装置及压力信号感应方法
CN102980508A (zh) * 2012-11-21 2013-03-20 昆山北极光电子科技有限公司 一种自动平衡的机械形变测量方法
CN102997834A (zh) * 2012-12-12 2013-03-27 山东建筑大学 一种共面电容传感器的非导电介质薄膜厚度在线检测装置
CN103069269A (zh) * 2010-06-15 2013-04-24 3M创新有限公司 可变电容传感器及其制造方法
CN102105852B (zh) * 2008-07-29 2013-07-03 摩托罗拉*** 用于电子装置的单侧电容式力传感器
CN103748447A (zh) * 2011-07-01 2014-04-23 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 一种操作具有电容变送器的绝对压力或相对压力传感器的方法
CN104034251A (zh) * 2013-03-06 2014-09-10 中国科学院合肥物质科学研究院 一种微米尺度材料应变检测装置及其检测方法
CN104321874A (zh) * 2012-03-15 2015-01-28 于利奇研究中心有限公司 载体衬底和铁电层组成的传感器布置以及用于制造和使用的传感器布置的方法
CN105021120A (zh) * 2015-07-06 2015-11-04 电子科技大学 一种电容应变传感器及其制备方法
CN105066870A (zh) * 2015-08-13 2015-11-18 浙江工业大学 可测量表面应变轴向偏导的轴向偏差全桥双叉指型金属应变片
CN105180793A (zh) * 2015-08-13 2015-12-23 浙江工业大学 可测量表面应变横向偏导的横向偏差全桥全叉指型金属应变片
CN105241585A (zh) * 2015-11-12 2016-01-13 桂林电子科技大学 一种基于银导电胶的电容式传感器装置及其制作方法
CN101641827B (zh) * 2007-03-23 2016-03-02 株式会社村田制作所 天线以及无线通信机
CN105423900A (zh) * 2015-12-04 2016-03-23 浙江工业大学 可测量单侧片外横向偏导的横向分布六敏感栅全桥三叉指金属应变片
CN105423906A (zh) * 2015-12-04 2016-03-23 浙江工业大学 可测量单侧片外横向偏导的横向分布五敏感栅边叉指金属应变片
CN105547133A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 浙江工业大学 可测量单侧片外轴向偏导的轴向分布五敏感栅边叉指金属应变片
CN105547531A (zh) * 2016-01-19 2016-05-04 东南大学 一种高灵敏电容式压力传感器及其制作方法
CN105720964A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 天津富纳源创科技有限公司 压力侦测按钮、控制器以及压力侦测按钮的操作方法
CN105823411A (zh) * 2016-03-18 2016-08-03 苏州椒图电子有限公司 一种曲面轮廓测量方法
CN106092430A (zh) * 2016-06-16 2016-11-09 清华大学深圳研究生院 一种梳齿电容式压力传感器
CN106247920A (zh) * 2016-07-07 2016-12-21 中国计量大学 一种基于弹性基底夹心叉指电容的表面应变检测器件
CN107110634A (zh) * 2014-10-22 2017-08-29 阪东化学株式会社 静电电容型传感器
CN108414126A (zh) * 2018-01-22 2018-08-17 江苏军物联网股份有限公司 一种焊接工位压力监测***和监测方法
CN109883316A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 中国科学院力学研究所 一种电阻式应变传感器及应变测量方法
CN110487168A (zh) * 2019-08-29 2019-11-22 清华大学深圳研究生院 单向弯曲敏感传感器及其制备方法
CN111189563A (zh) * 2020-01-07 2020-05-22 西安电子科技大学 一种压力检测装置及***
CN111664968A (zh) * 2020-07-15 2020-09-15 襄阳臻芯传感科技有限公司 一种陶瓷电容式压力传感器的制作方法
CN111721397A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 住友重机械工业株式会社 传感器及传感器固定结构
CN113227738A (zh) * 2018-12-31 2021-08-06 美光科技公司 用于芯片上应力检测的方法及设备
WO2021168991A1 (zh) * 2020-02-26 2021-09-02 深迪半导体(上海)有限公司 Mems惯性传感器及应用方法和电子设备
CN113748403A (zh) * 2019-06-19 2021-12-03 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 触摸面板

Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19961299B4 (de) * 1999-12-18 2009-04-30 Robert Bosch Gmbh Sensor zur Erkennung des Klopfens bei einer Brennkraftmaschine
WO2001056636A1 (de) * 2000-02-01 2001-08-09 Disetronic Licensing Ag Konfigurierbare vorrichtung und verfahren zur abgabe einer substanz
AU2001223396A1 (en) * 2000-02-01 2001-08-14 Disetronic Licensing Ag Container and device for administering a substance
US6518083B2 (en) * 2001-01-31 2003-02-11 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Surface shape recognition sensor and method of manufacturing the same
DE10139158C1 (de) * 2001-08-09 2003-04-17 Siemens Dematic Ag Bauelemente-Erfassungsvorrichtung, Bauelemente-Zuführvorrichtung und Verfahren zum Zuführen von Bauelementen mittels einer Bauelemente-Zuführvorrichtung
EP1329190B1 (en) * 2002-12-14 2010-10-27 Research Institute of Tsinghua University in Shenzhen Apparatus and method for monitoring body composition by measuring body dielectric constant and body impedance based on digital frequency sampling
WO2005015137A1 (en) * 2003-08-12 2005-02-17 Heung Joon Park Load measuring transducer including elastic structure and gauge using induced voltage, and load measuring system using the same
GB0323781D0 (en) * 2003-10-10 2003-11-12 Bodycage Ltd Safety helmet
DE10360309B4 (de) * 2003-12-18 2015-01-22 Horst Ahlers Resistiver Dehnungssensor
US7644628B2 (en) * 2005-12-16 2010-01-12 Loadstar Sensors, Inc. Resistive force sensing device and method with an advanced communication interface
EP1773186A4 (en) 2004-07-08 2009-08-12 Deborah Schenberger LOAD MONITORING SYSTEM AND DEVICE
US20060030062A1 (en) * 2004-08-05 2006-02-09 Jun He Micromachined wafer strain gauge
US7204162B2 (en) * 2004-11-23 2007-04-17 Delphi Technologies, Inc. Capacitive strain gauge
DE102005002057B4 (de) * 2005-01-14 2007-05-31 Nicol, Klaus, Prof. Dr. Sensor zur Messung der Verteilung einer Flächenpressung
US7509870B2 (en) * 2005-10-26 2009-03-31 Orthodata Technologies Llc MEMS capacitive bending and axial strain sensor
US7728492B2 (en) 2005-12-19 2010-06-01 Physical Logic Ag Piezoelectric composite material
US8104358B1 (en) * 2006-01-23 2012-01-31 University Of Puerto Rico High sensitivity passive wireless strain sensor
DE102007044225A1 (de) * 2007-09-17 2009-03-19 Liebherr-Werk Nenzing Gmbh, Nenzing Vorrichtung zum Messen mechanischer Größen, Verfahren zum Messen mechanischer Größen sowie Verwendung einer Vorrichtung zum Messen mechanischer Größen
EP2065681A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-03 Paramata Limited Sensing system and method
US20090158856A1 (en) * 2007-12-23 2009-06-25 Divyasimha Harish Capacitive strain gauge system and method
US20090229369A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-17 Siew-Seong Tan Capacitor Compensation Structure and Method for a Micro-Electro-Mechanical System
US7545119B1 (en) 2008-07-31 2009-06-09 International Business Machines Corporation Sensor incorporated into energy storage device package
US8342031B2 (en) * 2008-10-27 2013-01-01 The Regents Of The University Of California Capacitive strain sensor
KR101224362B1 (ko) * 2008-11-06 2013-01-21 노스이스턴 유니버시티 2상류의 상농도 검출 장치, 2상류의 유동 파라미터 검출 시스템 및 그 방법
US8564310B2 (en) * 2009-08-18 2013-10-22 3M Innovative Properties Company Capacitive oil quality monitoring sensor with fluorinated barrier coating
KR101085489B1 (ko) 2009-10-16 2011-11-21 박흥준 온도에 의한 오차를 보정하기 위한 유도 전압을 이용한 하중 측정 트랜스듀서 및 그 트랜스듀서를 이용한 하중 측정 시스템
US8633916B2 (en) 2009-12-10 2014-01-21 Apple, Inc. Touch pad with force sensors and actuator feedback
KR101480752B1 (ko) * 2012-03-30 2015-01-09 한국과학기술원 표면 형상 측정 장치
RU2507474C1 (ru) * 2012-08-07 2014-02-20 Открытое акционерное общество "Авангард" Индукционный датчик положения
US9250143B2 (en) * 2012-09-19 2016-02-02 College Park Industries, Inc. Multicapacitor force/moment sensor arrays
DE102013114734A1 (de) * 2013-12-20 2015-07-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kapazitive Druckmesszelle mit mindestens einem Temperatursensor und Druckmessverfahren
JP6364886B2 (ja) * 2014-03-31 2018-08-01 大日本印刷株式会社 包装袋の変形の検出方法
CA2901026C (en) 2014-08-19 2020-11-24 Western Michigan University Research Foundation Helmet impact monitoring system
KR101665187B1 (ko) * 2014-09-22 2016-10-13 한국과학기술원 환경 정보 센서 회로 및 환경 정보 측정 장치
EP3009822B1 (en) * 2014-10-16 2017-06-21 Nokia Technologies OY A deformable apparatus and method
EP3010315A1 (en) 2014-10-16 2016-04-20 Nokia Technologies OY A deformable apparatus and method
KR101739791B1 (ko) * 2015-05-11 2017-05-26 주식회사 하이딥 압력 센싱 장치, 압력 검출기 및 이들을 포함하는 장치
US10067007B2 (en) * 2015-09-02 2018-09-04 Oculus Vr, Llc Resistive-capacitive deformation sensor
US9666661B2 (en) * 2015-09-08 2017-05-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Coplanar metal-insulator-metal capacitive structure
WO2017075201A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Northwestern University Dielectrostrictive sensors for shear stress measurement, process monitoring, and quality examination of viscoelastic materials
US10842667B2 (en) * 2016-02-17 2020-11-24 Tramec Termico Technologies, L.L.C. Self-regulating heater
US10637108B1 (en) 2016-12-09 2020-04-28 Cornell Dubilier Marketing, Inc. Apparatus for detecting expansion of an energy storage device case
US10612991B1 (en) * 2017-08-25 2020-04-07 Fluke Corporation High dynamic range capacitive pressure sensor
JP6988469B2 (ja) 2017-12-27 2022-01-05 株式会社デンソー 歪み検出装置およびそれを用いた診断装置
TWI659217B (zh) * 2018-03-27 2019-05-11 國立交通大學 無線被動應變感測器
CN109238519B (zh) * 2018-10-22 2024-03-15 河北工业大学 一种混合式柔性触觉传感器
CN109786430B (zh) * 2019-02-22 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 一种柔性显示面板及显示装置
US11021950B2 (en) 2019-06-06 2021-06-01 Probe Technology Services, Inc. Production-logging sensor
US11399587B2 (en) 2019-06-12 2022-08-02 The Board Of Trustees Of Western Michigan University Pressure monitoring system for helmets
US11494147B2 (en) 2019-06-26 2022-11-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Sensing bending of multiple joints
US11662820B2 (en) 2020-01-08 2023-05-30 Dell Products, Lp System for a solid-state keyboard and touchpad providing haptic feedback
US11093048B1 (en) 2020-01-31 2021-08-17 Dell Products, Lp System for modified key actions and haptic feedback for smart typing assist with a solid-state keyboard and touchpad
US11175745B2 (en) 2020-01-31 2021-11-16 Dell Products, Lp System and method for application of piezo electric haptic keyboard personal typing profile
US11301053B2 (en) 2020-01-31 2022-04-12 Dell Products, Lp System for providing haptic feedback across full palm rest in fixed position of information handling system
US10936073B1 (en) 2020-01-31 2021-03-02 Dell Products, Lp System and method for generating high-frequency and mid-frequency audible sound via piezoelectric actuators of a haptic keyboard
US11106286B2 (en) 2020-01-31 2021-08-31 Dell Products, Lp System and method for mood detection via piezo haptic keyboard dynamics
US11106772B2 (en) 2020-01-31 2021-08-31 Dell Products, Lp System and method for continuous user identification via piezo haptic keyboard and touchpad dynamics
US11294469B2 (en) 2020-01-31 2022-04-05 Dell Products, Lp System and method for processing user input via a reconfigurable haptic interface assembly for displaying a modified keyboard configuration
US11079849B1 (en) 2020-01-31 2021-08-03 Dell Products, Lp System for extended key actions and haptic feedback and optimized key layout for a solid-state keyboard and touchpad
US11079816B1 (en) 2020-01-31 2021-08-03 Dell Products, Lp System and method for vapor chamber directional heat dissipation for a piezoelectric keyboard assembly
US10860112B1 (en) 2020-01-31 2020-12-08 Dell Products, Lp System for a solid-state keyboard and touchpad with a single sheet cover for providing haptic feedback
US11579695B2 (en) 2020-01-31 2023-02-14 Dell Products, Lp System and method for generating sound effects on fingertips with piezoelectric actuators of a haptic keyboard
US11067269B1 (en) 2020-01-31 2021-07-20 Dell Products, Lp System and method for backlight integration with electrical contact foil in piezoelectric haptic keyboard
US20210293645A1 (en) 2020-03-17 2021-09-23 Arris Enterprises Llc Ceramic based strain detector
CN113340476B (zh) * 2021-05-08 2023-10-27 昆山朗德森机电科技有限公司 一种二维解耦力矩触觉传感器及mems制备方法
FR3126776B1 (fr) * 2021-09-09 2024-02-16 Faurecia Sieges Dautomobile Transducteur capacitif à électrodes interdigité coplanaire, tapis de détection d’occupation pour siège de véhicule et siège de véhicule
CN114111697B (zh) * 2021-11-26 2023-07-25 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 一种倾倒变形体监测预警装置及监测预警方法
FR3130786B1 (fr) * 2021-12-17 2023-12-15 Nanomade Labs Micro-capteur à électrodes interdigitées
CN114353916A (zh) * 2022-01-10 2022-04-15 江苏大学 一种基于柔性电容式传感器的质量测量装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5434519B2 (zh) * 1973-08-31 1979-10-27
US4188651A (en) * 1978-03-27 1980-02-12 Sprague Electric Company Ceramic capacitor with surface electrodes
US4520885A (en) 1981-08-05 1985-06-04 Yoshida Kogyo K.K. Load sensing apparatus with capacitive and inductive sensors
US4422127A (en) * 1981-12-15 1983-12-20 Electronic Concepts, Inc. Substantially small sized wound capacitor and manufacturing method therefor
JPS5954904A (ja) 1982-09-24 1984-03-29 Hitachi Ltd 容量型ひずみゲ−ジ
US4479392A (en) 1983-01-03 1984-10-30 Illinois Tool Works Inc. Force transducer
DE3634855C1 (de) * 1986-10-13 1988-03-31 Peter Seitz Kapazitive Messanordnung zur Bestimmung von Kraeften und/oder Druecken
ES2028421T3 (es) * 1988-08-11 1992-07-01 Siemens Aktiengesellschaft Preceptor del valor medido para variaciones de longitud o de distancia, especialmente para la medicion sin contacto fisico de momentos de giro en arboles rotativos.
US5233213A (en) 1990-07-14 1993-08-03 Robert Bosch Gmbh Silicon-mass angular acceleration sensor
CH685214A5 (fr) * 1991-10-15 1995-04-28 Hans Ulrich Meyer Capteur capacitif de position.
US5608246A (en) * 1994-02-10 1997-03-04 Ramtron International Corporation Integration of high value capacitor with ferroelectric memory
DE59508330D1 (de) 1994-08-16 2000-06-15 Siemens Ag Kraft- oder dehnungssensor
WO1996005491A1 (de) 1994-08-16 1996-02-22 Siemens Aktiengesellschaft Kraft- oder dehnungssensor
FR2732467B1 (fr) 1995-02-10 1999-09-17 Bosch Gmbh Robert Capteur d'acceleration et procede de fabrication d'un tel capteur
US5610528A (en) 1995-06-28 1997-03-11 International Business Machines Corporation Capacitive bend sensor
JP3525400B2 (ja) 1995-10-17 2004-05-10 Ｎｅｃトーキン株式会社 力検出装置
US5804065A (en) * 1995-11-17 1998-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Control apparatus for marine animals
US6222376B1 (en) * 1999-01-16 2001-04-24 Honeywell International Inc. Capacitive moisture detector and method of making the same

Cited By (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101517387A (zh) * 2006-10-02 2009-08-26 松下电工株式会社 压力传感器
CN101641827B (zh) * 2007-03-23 2016-03-02 株式会社村田制作所 天线以及无线通信机
CN102105852B (zh) * 2008-07-29 2013-07-03 摩托罗拉*** 用于电子装置的单侧电容式力传感器
CN102062652A (zh) * 2009-11-12 2011-05-18 无锡千里信步精密机电科技有限公司 应用混入微小构造体的柔软感应材料的压力传感器装置及压力信号感应方法
CN103069269A (zh) * 2010-06-15 2013-04-24 3M创新有限公司 可变电容传感器及其制造方法
US9018060B2 (en) 2010-06-15 2015-04-28 3M Innovative Properties Company Variable capacitance sensors and methods of making the same
CN103069269B (zh) * 2010-06-15 2016-08-03 3M创新有限公司 可变电容传感器及其制造方法
CN103748447A (zh) * 2011-07-01 2014-04-23 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 一种操作具有电容变送器的绝对压力或相对压力传感器的方法
CN103748447B (zh) * 2011-07-01 2015-09-09 恩德莱斯和豪瑟尔两合公司 一种操作具有电容变送器的绝对压力或相对压力传感器的方法
US9470773B2 (en) 2011-07-01 2016-10-18 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Method for operating an absolute, or relative, pressure sensor having a capacitive transducer
CN104321874A (zh) * 2012-03-15 2015-01-28 于利奇研究中心有限公司 载体衬底和铁电层组成的传感器布置以及用于制造和使用的传感器布置的方法
CN102980508A (zh) * 2012-11-21 2013-03-20 昆山北极光电子科技有限公司 一种自动平衡的机械形变测量方法
CN102997834A (zh) * 2012-12-12 2013-03-27 山东建筑大学 一种共面电容传感器的非导电介质薄膜厚度在线检测装置
CN104034251A (zh) * 2013-03-06 2014-09-10 中国科学院合肥物质科学研究院 一种微米尺度材料应变检测装置及其检测方法
CN107110634A (zh) * 2014-10-22 2017-08-29 阪东化学株式会社 静电电容型传感器
CN105720964A (zh) * 2014-12-02 2016-06-29 天津富纳源创科技有限公司 压力侦测按钮、控制器以及压力侦测按钮的操作方法
CN105021120B (zh) * 2015-07-06 2019-07-19 电子科技大学 一种电容应变传感器及其制备方法
CN105021120A (zh) * 2015-07-06 2015-11-04 电子科技大学 一种电容应变传感器及其制备方法
CN105180793A (zh) * 2015-08-13 2015-12-23 浙江工业大学 可测量表面应变横向偏导的横向偏差全桥全叉指型金属应变片
CN105066870B (zh) * 2015-08-13 2017-09-22 浙江工业大学 可测量表面应变轴向偏导的轴向偏差全桥双叉指型金属应变片
CN105066870A (zh) * 2015-08-13 2015-11-18 浙江工业大学 可测量表面应变轴向偏导的轴向偏差全桥双叉指型金属应变片
CN105241585B (zh) * 2015-11-12 2017-08-18 桂林电子科技大学 一种基于银导电胶的电容式传感器装置及其制作方法
CN105241585A (zh) * 2015-11-12 2016-01-13 桂林电子科技大学 一种基于银导电胶的电容式传感器装置及其制作方法
CN105547133B (zh) * 2015-12-04 2017-12-05 浙江工业大学 可测量单侧片外轴向偏导的轴向分布五敏感栅边叉指金属应变片
CN105423900A (zh) * 2015-12-04 2016-03-23 浙江工业大学 可测量单侧片外横向偏导的横向分布六敏感栅全桥三叉指金属应变片
CN105423906A (zh) * 2015-12-04 2016-03-23 浙江工业大学 可测量单侧片外横向偏导的横向分布五敏感栅边叉指金属应变片
CN105547133A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 浙江工业大学 可测量单侧片外轴向偏导的轴向分布五敏感栅边叉指金属应变片
CN105423900B (zh) * 2015-12-04 2017-12-05 浙江工业大学 可测量单侧片外横向偏导的横向分布六敏感栅全桥三叉指金属应变片
CN105547531B (zh) * 2016-01-19 2018-07-06 东南大学 一种高灵敏电容式压力传感器及其制作方法
CN105547531A (zh) * 2016-01-19 2016-05-04 东南大学 一种高灵敏电容式压力传感器及其制作方法
CN105823411B (zh) * 2016-03-18 2019-02-22 苏州椒图电子有限公司 一种曲面轮廓测量方法
CN105823411A (zh) * 2016-03-18 2016-08-03 苏州椒图电子有限公司 一种曲面轮廓测量方法
CN106092430A (zh) * 2016-06-16 2016-11-09 清华大学深圳研究生院 一种梳齿电容式压力传感器
CN106092430B (zh) * 2016-06-16 2018-11-16 清华大学深圳研究生院 一种梳齿电容式压力传感器
CN106247920B (zh) * 2016-07-07 2019-02-12 中国计量大学 一种基于弹性基底夹心叉指电容的表面应变检测器件
CN106247920A (zh) * 2016-07-07 2016-12-21 中国计量大学 一种基于弹性基底夹心叉指电容的表面应变检测器件
CN108414126A (zh) * 2018-01-22 2018-08-17 江苏军物联网股份有限公司 一种焊接工位压力监测***和监测方法
US11978680B2 (en) 2018-12-31 2024-05-07 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for on-chip stress detection
CN113227738A (zh) * 2018-12-31 2021-08-06 美光科技公司 用于芯片上应力检测的方法及设备
CN113227738B (zh) * 2018-12-31 2022-10-28 美光科技公司 用于芯片上应力检测的方法及设备
CN111721397A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 住友重机械工业株式会社 传感器及传感器固定结构
CN109883316A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 中国科学院力学研究所 一种电阻式应变传感器及应变测量方法
CN113748403B (zh) * 2019-06-19 2024-03-08 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 触摸面板
CN113748403A (zh) * 2019-06-19 2021-12-03 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 触摸面板
CN110487168B (zh) * 2019-08-29 2024-03-01 清华大学深圳研究生院 单向弯曲敏感传感器及其制备方法
CN110487168A (zh) * 2019-08-29 2019-11-22 清华大学深圳研究生院 单向弯曲敏感传感器及其制备方法
CN111189563A (zh) * 2020-01-07 2020-05-22 西安电子科技大学 一种压力检测装置及***
US11740089B2 (en) 2020-02-26 2023-08-29 Senodia Technologies (Shaoxing) Co., Ltd. MEMS inertial sensor, application method of MEMS inertial sensor, and electronic device
WO2021168991A1 (zh) * 2020-02-26 2021-09-02 深迪半导体(上海)有限公司 Mems惯性传感器及应用方法和电子设备
CN111664968A (zh) * 2020-07-15 2020-09-15 襄阳臻芯传感科技有限公司 一种陶瓷电容式压力传感器的制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1113252A1 (en) 2001-07-04
KR20010074988A (ko) 2001-08-09
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KR100421304B1 (ko) 2004-03-09
EP1113252A4 (en) 2001-09-19
TW432198B (en) 2001-05-01
CN1157594C (zh) 2004-07-14
US6532824B1 (en) 2003-03-18
WO2001004593A8 (en) 2001-04-12

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