KR850000038B1 - 압력 감지장치 - Google Patents

압력 감지장치 Download PDF

Info

Publication number
KR850000038B1
KR850000038B1 KR1019810000306A KR810000306A KR850000038B1 KR 850000038 B1 KR850000038 B1 KR 850000038B1 KR 1019810000306 A KR1019810000306 A KR 1019810000306A KR 810000306 A KR810000306 A KR 810000306A KR 850000038 B1 KR850000038 B1 KR 850000038B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
layer
piezoelectric
piezoelectric polymer
sensing circuit
Prior art date
Application number
KR1019810000306A
Other languages
English (en)
Other versions
KR830005732A (ko
Inventor
쥬니어 프레데릭 로버트 크뢰거
앨런 노르퀴스트 리차드
Original Assignee
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴페니
도날드 밀러셀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴페니, 도날드 밀러셀 filed Critical 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴페니
Publication of KR830005732A publication Critical patent/KR830005732A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR850000038B1 publication Critical patent/KR850000038B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302Sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
    • G01L1/162Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices using piezoelectric resonators
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/964Piezoelectric touch switches
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S310/00Electrical generator or motor structure
    • Y10S310/80Piezoelectric polymers, e.g. PVDF

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

압력 감지장치
제1도는 무접점 압전스위치의 층상구조물의 단면도.
제2도는 상기 층상구조물의 전개사시도.
제3도는 조립된 층상구조물의 사시도.
제4도는 조절가능한 MOS회로를 특징으로 하는 전기감지회로.
제5도는 단곡성 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제6도는 다른 단곡성 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제7도는 쌍곡성 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제8도는 다른 쌍극성 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제9도는 전류에 의하여 작동되는 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제10도는 전류에 의하여 작동되는 다른 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제11도는 "노턴(Norton)" 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제12도는 다른 "노턴" 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제13도는 또다른 "노턴" 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
제14도는 그밖에 또다른 "노턴" 연산증폭기를 특징으로 하는 전기감지회로.
본 발명은 일반적으로 압력감지 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 무접점 압전스위치 및 그 접속회로에 관한 것이다.
스치위는 점차로 다양한 용도에 사용되며, 특히 가전용품의 제어, 산업제어용 및 영자와 숫자로 된 키이보드등에 그룹으로 사용되고 있다. 이같은 용도에는, 크기가 작고 저렴하며, 비교적 외측으로부터의 전자방해에 영향을 받지않는 높은 신뢰도의 스위치가 요망된다.
물론, 종래의 금속접점 스위치도 얼마동안 사용되었다. 이들 종래의 금속접점 스위치는, 시간의 경과에 따라 접점저항이 증가되는 경향이 있으며, 또한 온도와 습기등의 외부주위환경에 영향을 받는다. 이와 같이 접점저항이 증가하기 때문에 장기간 신뢰도의 문제가 야기되었다. 복수접점 스위치장치의 일례로는 1966년 3월 15일 공고된 미합중국 특허 제3,240,885호 다중 스위치장치가 있다.
무접점 스위치 역시 얼마동안 사용되었다. 이같은 무접점 스위치의 한 예로는 용량감감지기가 있다. 그러나, 용량감지기가 제대로 작동하려면, 접촉면에 먼지나 그리이스, 혹은 다른 오염물질이 묻지 않도록 깨끗하게 유지되어야 한다. 또한, 조작자가 장갑을 착용하면 용량감지기가 작동되지 않는다. 용량감지기의 더 큰 결점은 대부분 행렬식 배열로 구성하기가 쉽지 않으며, 또한 스위치를 작동시키는 촉감이 없다는 것이다.
이들 문제를 어느정도 해결하기 위해 무접점 압전스위치가 개발되었다. 일반적으로, 압전도기에 전달된 충격은 스위치의 폐쇄를 표시하기 위해 이용되는 전압을 발생한다. 이들 압전스위치들의 예로는 1978. 3. 7자로 공고된 압전스위칭장치란 제목의 미합중국 특허 제4,078,187호와 1972. 3. 7자로 공고된 복수국 트랜스듀우서 소자란 제목의 미합중국 특허 제3,648,279호, 그리고 압전소자를 사용한 신호장치라는 제목의 미합중국 특허 제3,303,290호가 있다 개선된 형태의 무접점 압전스위치에서는 압전도기재료를 예컨대 폴리비닐리덴 폴로라이드같은 압전폴리머 재료로 대체하였다. 이들 압전폴리머 스위치들중의 어떤 것은 키이보드형 장치에 배열된다. 한 예로는 1976. 1. 27자 공고된 "압전 키이보드 스위치"라는 제목의 미합중국 특허 제3,935,485호가 있으며, 이것은 양면에 전극을 가진 한층의 압전 폴리머필름을 포함하고 있다. 또 하나의 예는 1976. 2. 24자로 공고된 폴리머압전 키이작동장치란 제목의 미합중국 특허 제3,940,637호로서, 이것은 양면에 전극을 가진 한층의 압전 폴리머필름을 포함하고 있다. 무접점 압전스위치의 다른 예들에는 1968. 5. 7자 공고된 미합중국 특허 제3,382,338호 엘라스토머 스위치용 푸시버튼 작동장치, 1974. 3. 19자 공고된 미합중국 특허 제3, 798 ,473호 폴리머형 전자음향 트랜스듀우서 소자, 그리고 1974. 8. 27자 공고된 미합중국 특허 제3,832,580호 고분자량 박막압전 트랜스듀우서등이 포함된다.
상술한 장치가 특히 복수층 압전 폴리머필름구조로 만들어질 때의 단점은 차폐되지가 않아서 외부의 전자교란에 민감하다는 것이다. 변형되는 압전 폴리머재료에 의하여 발생되는 신호는 비교적 작으므로 이 장치는 특히 외부방해에 민감하다.
변형되는 압전 폴리머재료에 의해 발생된 신호펄스는 비교적 작으므로, 다른 전자부품으로 전송되어 스위치의 폐쇄를 나타내는 신호를 만들기 위해 부수적인 전자회로에 의해 증폭될 필요가 있다. 이같은 전기회로의 한 예가 1978년 3월 7일자로 공고된 미합중국 특허 제4,078,187호 압전 스위칭장치에 설명된다. 그러나, 이 전기회로의 단점은 아주 민감하지 못하고 그 한개가 쉽게 조절되지 않는다는 것이다.
본 발명은 두 전극에 전기신호를 발생시키기 위한 압력감지장치를 제공한다. 이 장치는 접지하도록 되어진 도전층과, 압전폴리머필름층과, 적어도 하나의 전극을 가진 전극층과, 절연층과, 적어도 하나의 전극을 가지는 또 하나의 전극층과, 또 하나의 압전폴리머필름층 및 접지하도록 되어진 또 하나의 도전층의 연속충돌로 만들어진다.
압전폴리머필름층은 폴리비닐리덴 폴로라이드로 만들어지며, 이 장치는 또한 전술한 충돌을 사이에 끼우는 지지층들을 포함하고, 각 지지층은 두 전극이 배치되는 위치에 구멍을 가진다. 이들 충돌은 함께 일체로 접착되거나 혹은 지지층들을 서로 기계적으로 고정하거나 혹은 접착 및 기계적 고정을 겸용하여 함께 고정된다.
방금 설명한 층상구조물은 하나의 절연층을 2개의 압전폴리머필름 사이에 끼우고, 각 압전폴리머필름의 한면에는 전극을, 다른 한면에는 접지하도록 되어진 도전평면을 가지며, 전극은 절연필름에 가장 인접하여 배치되게 만들어진다.
이 장치는 또한 두 전극중의 하나에 및 전기신호를 증폭하기 위해 신호접지로 이용되는 관련된 도전평면에 연결되는 전기감지회로를 가진다. 이 전기감지회로는 고임피던스 전압감지 접속회로나 혹은 저임피던스 전류감지 접속회로가 된다. 두 접속회로는 감도를 조절할 수 있다.
전기신호를 발생하기 위한 본 장치는 스위치의 위치가 다수의 열과 행으로 배열되는 행렬식 키이보드의 형태로 만들어진다. 이와 같은 압력감지 키이보드 스위치는 전연필름과, 각각의 한면에는 전극을 가지며 다른면에는 접지하도록 되어진 도전평면을 가진 2개의 압전폴리머필름으로 구성되고, 압전폴리머필름은 전극들이 절연필름에 가장 인접되게 절연필름의 양면에 배치되고, 두 압전폴리머필름의 하나에 있는 각전극들은 기다란 조각으로 되어 키이보드 스위치의 위치의 열들의 하나가 되며 두 압전폴리머필름중의 나머지에 있는 각 전극들은 키이보드 스위치 위치의 행들의 하나를 이루는 기다란 조각으로 된다. 이 장치는 또한 두개의 지지기층을 포함하고, 각 지지층은 상기 키이보드 스위치의 위치마다 구멍을 가지고 있으며 두 지지기층중의 하나는 두 압전폴리머필름의 한쪽에 놓인다.
이같은 장치는 압전폴리머재료를 사용하는 모든 장점을 제공한다. 이것은 행렬식으로 인코우드하기에 적합하며 전기적으로 차폐하기 위해 외른접지판을 제공한다. 또한, 접지판이 신호전7극 대신 층상구조물의 외측에 있으므로 설명된 장치를 절연하기가 더욱 쉽다.
설명된 전기감지회로는 전압을 감지하고 조절가능한 고임피던스 접속회로와 전류감지 저임피던스 접속회로의 역할을 한다. 층상구조물에 연결된 전기감지회로는 전체구조가 보통 접점스위치의 형태와 유사한구조로 되며 보통 접점스위치의 어떠한 결점도 없는 것이다.
앞에서 말한 본 발명의 목적, 장점, 구조 및 작동은 다음 설명 및 첨부도면으로부터 더욱 명백하게 될것이다.
제1도는 층상압전구조물을 만들기 위한 한 실시예를 도시한다. 이 층들은 도전면 10, 압전폴리머름 12, 전극층 14, 절연층 16, 또 하나의 전극층 18, 또 하나의 압전폴리머필름 20, 그리고 또 하나의 도전면 22로 이루어진다. 이 특수한 층상구조물은 절연층 16을, 한쪽에 도전면 10과 22를 코우팅하고 반대쪽에 적어도 하나의 전극 14 및 18을 코우팅한 2개의 압전폴리머필름 12와 20사이에 끼워서 만들어질 수도 있다.
이같이 사이에 끼워 만든 것은 전극층 14와 18이 절연층 16에 가장 인접되게 포개어진다. 그 다음 도전면 10과 22가 이 구조물의 외면에 붙여진다. 이것은 전자방해로부터의 해소 및 이 구조물을 지지기층으로부터 절연시키기 용이하게 하는 것 모두를 고려한 것이다.
제1도의 절연층 16은 얇은 폴리에틸렌이나 얇은 마일러(Myler)등과 같은 어떠한 얇은 절연필름으로 만들어져도 된다. 만일 폴리에틸렌이 사용된다면, 약 25마이크로미터의 두께로 되는 것이 좋다. 압전폴리머필름 12와 20은 폴리비닐리덴 폴로라이드로 만들어지며, 본 실시예에서는 각각 대략 25마이크로미터의 두께로 된다. 이것은 기계적 안정도와 전기적 출력을 대비하기에 충분히 두껍지만, 조작자가 누를때 편향되기에 충분히 얇다. 도전면 10과 22는, 예를들어, 니켈이나 알루미늄등의 금속으로 만들어진다. 양호한 실시예에 있어서, 알루미늄은 대략 0.1마이크로미터의 두께로 부착된다. 이 두께는 또 물리적 안전도를 가지도록 선정된 것이다.
제2도는 전개된 층상구조물의 투시도이다. 절연층 16은 2개의 압전폴리머필름 12와 20이 양측에 놓이게 구조물의 중앙에 놓인다. 쉽게 도해하기 위하여 2개의 도전면 10과 22를 특별히 도시하지는 않았다. 전극층 18은 압전폴리머필름층 20의 상부에 부착된 것으로 도시되었으며 전극형상층 14는 점선으로 압전폴리머필름 12의 하측에 부착된 것으로 도시된다. 이 구조에서 전극층 14와 18은 절연층 16에 가장 인접되게 배치됨에 유의해야 한다.
또한 전극형상 14는 다수의 기다란 조각으로 구멍되며, 한편 전극형상 18도 전극 14의 기다란 조각과 직교되게 놓이는 다수의 기다란 조각으로 구성되어 있음에 유의한다. 이에 의해 전극형상 14가 스위치 위치의 열을 표시하고 전극형상 18이 스위치 위치의 행을 표시하는 행렬식으로 인코우드된 키이보드 스위치의 배열이 가능하다. 이와 같이 되어서, 어느 한 스위치 위치를 누르면 전극층 14의 한열과 전극층 18의 한 행을 작동시키게 된다.
제2도의 층상구조물은 다시 두 지지기층 24와 26에 의하여 함께 포개어진다. 이들 지지기층들은 행렬식의 각 스위치 위치에 구멍 28이 있는 것으로 도시된다. 이것은 각개의 스위치 위치에서 층상구조물과의 접촉을 허용하고 압전필름이 변형되어 전극층 14와 18에서 전기신호를 발생하게 한다.
이들 지지기층 24와 26은 알루미늄판을 펀치하여, 혹은 플라스틱판을 성형하거나 비교적 단단한 재료를 펀치 또는 성형하여 만들어져서 폴리머 층상구조물을 지지한다. 지지기측 42와 26은 조작자가 압전폴리머 재료를 변형시키기 위해 만질때 압전층상 구조물이 눌려지도록 펀치되거나 성형된 구멍 28이 있는 것으로 도시된다. 다른 실시예에서는 지지기층의 하나, 즉 지지기층 26이 완전한 구멍28을 갖는 대신에 유연한 카버를 갖거나 오목한 부분 혹은 단순히 요부를 가져서 압전 폴리머 재료가 압축될 수 있게 된다.
제2도에서는 비록 구멍 28이 완전한 통로로 도시되었지만, 구멍 28이 있는 목적은 각 스위치 위치에서 압전 폴리머 필름 12와 20이 물리적으로 변형될 수 있게한 것임을 알아야 한다. 이것은 압전폴리머 필름 12와 20이 두 지지기층 24와 26으로 부타 편향되어져야 하고, 예를 들어 한 지지기층 24로 부터 변형시키기 위한 접근통로가 허용되어야 한다는 것이다.
이와 같이 본 발명범위는 지지기층 24의 구멍 23과 같은 완전한 통로 대신에 다른 변형장치를 쓰려는 것이고 지지기층 26의 구멍 28로도 한층 더 넓은 범위의 재료를 고려한 것이다. 지지기층 26의 구멍 28은 유연한 물질 이외에도 단순한 요부, 오목한 소켓이나 혹은 기포등의 , 압전필름 12와 20이 반대편으로부터 변형될때 편향될 수 있게하는 것으로 구성되기도 한다.
완전히 조립된 층상 구조물 30의 사시도가 제3도에 도시된다. 이 층들은 서로 기계적으로 부착되는 지지기층 사이에서 단순히 압력에 의해 혹은 압전 필름 층상 구조물을 열에 의해 혹은 초음파 접착시키는 것을 포함한 층들 사이의 적절한 접착에 의해 고정된다.
바람직한 실시예에서는 접착과 지지기층의 압력 모두가 이용된다, 도전면과 전극을 포함한 각 압전 폴리머필름은 전체적으로 관련된 지지기층에 접착된다. 그 결과 세부분의 구조물(지지기층에 접착된 압전톨리머 필름 두 부분과 절연층 한 부분)은 예를 들어 스크류나 유사한 장치로 서로 기계적으로 고정되는 외부 기층들의 압력을 이용하여 함께 포개어진다.
각 스위치를 누르면 압전 폴리머 필름의 변형이 생긴다. 이 변형에 의해 필름의 국화의 변화가 일어나서 변형된 부위를 덮고 있는 전극이 충전된다. 충전신호는 그 임피던스 전기 접속회로에 의해 전압으로 되거나 혹은 저 임피던스 전기 접속회로에 의해 전류로 된다. 어느 경우에도, 전기 감지회로는 전극들중의 하나에 그리고 관련된 도전면에 가능하면 압전 폴리머 재료의 모서리에서 연결된다. 이들 전기 감지회로를 위해, 도전면은 관련된 전극의, 신호접지 즉 특정된 도전면에 가장 인접한 전극층에 놓인 모든 전극의 신호 접지 역할을 할다.
전극에 감도를 조절할 수 있게 고임피던스 접촉되는 이 같은 전기 감지회로의 하나가 제4도에 도시된다. 여기에서 예를 들어 내쇼날 반도체에서 제조되는 CMOS헥스 인버어터 Type 4069 같은 단일 입력 MOS디지탈게이트가 양의 전압원과 신호 접지사이에 연결된 것으로 도시된다. 이 디지탈 게이트는 또 더욱 복잡한 논리소자의 일부가 될 수도 있다. 압전 폴리머 필름 재료 52는 전극 44와 도전면 26을 가진것으로 도시되어 있는 전극 44는 게이트 50의 입력단 51에 직접 연결된다.
도전면 46은 직접 신호접지에 연결된다. 게이트 50의 양의 전원과 신호 접지 사이에 접속된 저항 60은 게이트 50의 입력 51을 바이어스 시킨다. 저항 60은 조절 탭 61을 가지고 있으며 저항 62가 입력단 51과 조절탭 61사이에 연결된 것으로 도시되어 있다. 저항 62는 10메그오옴정도로 되는 것이 좋고 저항 60은 저항 62에 비해 비교적 작은 것이, 예를 들어 100킬로 오옴정도로 되는 것이 좋다. 이것은 입력단 51에 휴지전압을 공급하므로써 입력단 51을 바이어스시켜서 압전 폴리머 재료 52에 의하여 공급되는데 필요한 전하는 작게되는데, 이것은 게이트 50에 디지탈 한계를 제공하기 위하여 입력단 51에는 휴지전압 이외에 단지 작은 전압만이 필요하기 때문이다. 이와 같이 압전폴리머 재료 52에는 더 작은 압력이 필요하고 접촉감도는 상당히 증가된다.
제5도에서 제14도까지에는 압전폴리머에 대한 전극의 극성의 표시되어 있으며 또한 이것이 중요한 전기 감지회로가 도시된다. 모든 도면에 전극의 극성은 양전극 54와 음전극 56으로 표시되어 있다. 그러나, 전기 감지회로 항상 전극과 그에 관련된 도전면을 이용하여 결선된다는 것을 알아야 한다.
도전면은 항상 신호 접지에 연결되는 쪽이다. 쉽게 도시하기 위해 압전필름 52의 극성은 단지양전극 54와 음전극 52로만 표시하였고, 어느것이 실제로 도전면인가는 도시하지 않았다.
물론 압전필름을 반대방향으로 변형시키므로써 얻어지는 극성이 반전될 수 있음을 알아야 할 것이다.
제5도에는 제4도와 같이 감도를 조절할 수 있는 그 임피던스 전기 감지회로가 도시된다. 여기서 입력 66과 68을 가진 비교기 64는 양의 전압원과 신호접지 사이에 연결된다. 비교기회로 64의 한예로는 내쇼날반도체에서 제조되는 LM 393형이 있다. 비교작용을 하기 위하여 피이드백을 갖지않는 연산증폭기가 대신 사용될 수도 있다. 비교기로 사용되는 연산 증폭기의 한 예로는 내쇼날 반도체에서 제조되는 LM 358형이있다. 압전폴리머 재료 52는 양전극 54와 음전극 56을 가진것으로 도시된다. 양전극 54는 입력단 66에 연결되는 한편 음전극 56은 직접신호 접지에 연결된다. 저항 70은 양의 전원과 입력단 68사이에 연결되고, 저항 72는 입력단 68과 신호접지 사이에 연결된다. 저항72도 역시 조절 탭 73을 가진다. 저항 74는 입력단 66과 신호접지 사이에 연결되다. 저항 74는 10메그 오옴으로 되는 것이 좋으며 저항 70과 72는 각각 50킬로 오옴으로 되는 것이 좋다. 저항 70,72 및 74는 증가된 감도와 조절 가능한 감도를 제공하기 위해 제4도에서 게이트 50에 저항 60과 62가 조절 가능한 바이어스를 제공하는 것과 아주 비슷한 방식으로 연산증폭기 64에 조절가능한 바이어스를 제공한다.
제6도는 제5도에 도시된 전기 감지회로와 유사한 다른 전기 감지회로를 도시한다. 그러나 제6도에는, 압전 폴리머필름 52의 양전극 54가 신호접지에 연결되어 있는 반면 음전극 56은 비교기 64의 입력단 66에 연결된다. 저항70과 72는 필름 52의 반대극성을 설명하기 위하여 반대로 된다. 이것은 조절 탭 73에 연결된 저항 74를 입력단 68과 양의 공급 전압 사이에 위치시킨다.
양의 전압원과 음의 전압원 사이에 연결되는 쌍극성으로 전력공급을 받는 비교기 76을 사용하는 유사한 회로가 제7도에 도시된다. 또한 피이드 백을 가지지 알는 연산 증폭기가 비교기로서 사용되어도 된다. 또, 압전폴리머 재로 52는 양전극 54와 음전극 56을 가진것으로 도시된다. 양전극 54는 입력단 78에 연결되고 음전극 56은 비교기 76의 입력단 80에 연결된다. 입력단 80도 역시 신호접지에 연결되어 진다. 저항 82는 음의 공급전압과 입력단 80사이에 연결된다. 저항 82는 조절 탭 83을 가지고 있으며 음의 입력단 78에 조절 가능한 바이어스를 제공한다. 저항 84는 10메그 오옴으로 되는 것이 좋고 저항 82는 예를들어 100킬로 오옴같이 저더 작은 것이 좋다.
제8도는 제7도에 도시된 전기 감지회로와 유사한 다른 전기 감지회로를 도시한다. 그러나 제8도에서는, 양전극 54가 신호 접지에 연결되어 있으며, 한편 음전극 56은 입력단 66에 연결된다. 곡성의 변화를 알수 있기 위하여, 저항 82와 84는 바뀌어 졌다.
제9도는 또한 양의 공급 전압과 음의 공급 전압 사이에 연결되는 유사한 양극성으로 전력을 공급받는 연산증폭기 86을 도시하고 있으며, 이것은 전기 감지회로에 저 임피던스 접속된다. 또한, 압전 폴리머 재로 52는 양전극 54와 음전극 56을 가지고 있다. 양전극 54는 반전 입력단 88에 연결되며 한편 음전극 56은 신호접지에 연결되는 비반전 입력단 90에 연결된다. 메그 오옴으로 되는 바이어스 저항 92는 연산 증폭기 86의 출력단 93과 반전입력단 88사이에 연결된다. 바이어스 저항 94역시 수메가 오옴으로 되는 것이 좋으며 음의 입력단 88과 음의 공급전압 사이에 연결된다. 저항 92와 저항 94 모두는 감도의 변화를 침작하여 조절되거나 조절되어지게 된다.
제10도는 제9도와 유사한 전기 감지회로를 도시하고 있다. 그러나, 제10도에서 양전극 54는 신호접지에 연결되며 반면 음전극 56은 반전 입력단 88에 연결된다. 극성의 변화를 알 수 있도록 저항 94는 음의 공급 전압보다는 차라리 양의 공급전압에 연결된다.
제11도에도 유사한 회로가 도시된다. 이번에는 예를들어 내쇼날 반도체에서 제조되는 형번호 LM 3900인 "노턴"증폭기가 사용된다.
압전폴리머 재료 52는 양전극 54와 음전극 56을 가진것으로 도시되어 있다. 이 "노턴"증폭기 96은 양의 공급전압과 신호 접지 사이에 연결된다.
양전극 54는 반전입력단 98에 연결되고 음전극 66은 신호접지에 연결된다. 비 반전 입력단 102와 양의 공급전압 사이에 연결된 500킬로 오옴에서 10메가오옴까지의 범위에 있는 저항 100에 의해 바이어스 되어진다.
저항 100은 감도변화에 대비하여 조절되거나 혹은 조절되게 만들어 진다.
혹은, 제12도에 도시된 바와 같이 양전극 54가 비반전 입력단 102에 연결되고 반전입력단 98과 양의 공급전압 사이에 연결된 저항 100에 바이어스 되어진다.
제13도에는 압전폴리머 필름의 극성이 제11도와 제12도와 뒤바뀐 비슷한 장치가 도시되어 있다. 여기서 양전극 54는 신호접지에 연결되며 반면에 음전극 56은 반전 입력단 98에 연결된다. 또한 바이어스다 비반전 입력단 102와 양의 공급전압 사이에 연결된 저항 100에 의해 제공된다. 그러나, 극성의 변화를 설명하기 위해, 추가 바이어스 저항 104가 음전극 56과 양의 공급전압 사이에 연결될 필요가 있다. 저항 100과 104는 500킬로 오옴에서 10메가 오옴사이의 범위로 되다것이 좋고 감도의 변화에 대비하여 조절되거나 조절되게 만들어 진다.
그 대신에 또, 제14도에서와 같이 음전극 56은 비반전 입력단 102에 연결되며 반전 입력단 98과 음의 전극 56사이에 연결된 저항 100에 의하여 그리고 음전극 56과 양의 공급 전압 사이에 연결된 저항 104에 의하여 바이어스 된다.
물론, 압전 폴리머필름 52의 극성은 단지 필름을 반대방향으로 변형 시키므로써 반대로 될 수도 있음을 알아야 할 것이다. 혹은, 반대극성은 전기 감지회로를 필름을 변형시키기 시작할때 보다 차라리 필름을 변형시키는 것을 해제할때에 응답하도록 만들어서 얻어질 수도 있다.
제4도에서 제14도까지 항상 2개의 전극이 도시되어 있지만, 모든 경우에 있어서 원하는 전기 결선은 전극(반응하는 음 또는 양극)과 그에 관련된 도전면 사이에서 이루어진다는 것을 알아야할 것이다.
물론, 설명된회로들은 압전재료의 변형에서 얻어지는 작은 전압 신호나 혹은 작은 전류를 감지하기 위해 사용되는 모든 다양한 전기 감지회로의 예시에 불과하다는 것을 알 수 있다.
설명된 전기감지회로중의 하나는 작동되어진 하나의 스위치의 위치를 파악하여서 행렬식으로 인코우드된 무접점 압전스위치를 작동시키도록 2개의 전극(행과 열)의 신호를 감지하는 제1도에서 제3도까지에 도시되고 설명된 각 전극층위에 있는 전극에 연결된다.
이와 같이 하여, 전기신호를 발생하기 위한 새로운 장치가 도시되고 설명되었음을 알 수 있다. 그러나, 이 분야에 숙련된 사람들은 다음 청구범위에 한정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 설명된 장치의 형태나 상세한 것을 다양하게 변화시키고 대체할 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (1)

  1. 접지하도록 되어진 제1 도전층, 제1 도전층에 인접하게 배치되는 제1 압전폴리머필름층, 적어도 하나의 전극을 가지며 상기 제1 합전폴리머필름층에 인접하게 배치되는 제1 전극층, 제1 전극층에 인접하게 배치되는 절연층, 적어도 하나의 전극을 가지며 상기 절연층에 인접하게 배치되는 제2 전극층, 제2 전극층에 인접하게 배치되는 제2 압전폴리머필름층, 접지하도록 되어지며 상기 제2 압전폴리머필름층에 인접하게 배치되는 제2도전층을 특징으로 하는 전기신호를 발생하기 위한 압력감지장치.
KR1019810000306A 1980-01-31 1981-01-31 압력 감지장치 KR850000038B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US117296 1980-01-31
US06/117,296 US4328441A (en) 1980-01-31 1980-01-31 Output circuit for piezoelectric polymer pressure sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR830005732A KR830005732A (ko) 1983-09-09
KR850000038B1 true KR850000038B1 (ko) 1985-02-13

Family

ID=22372084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019810000306A KR850000038B1 (ko) 1980-01-31 1981-01-31 압력 감지장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4328441A (ko)
EP (1) EP0044342B1 (ko)
JP (1) JPS57500039A (ko)
KR (1) KR850000038B1 (ko)
DE (1) DE3072008D1 (ko)
SG (1) SG55690G (ko)
WO (1) WO1981002223A1 (ko)

Families Citing this family (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE14307T1 (de) * 1981-04-27 1985-08-15 Ici Plc Verfahren zur herstellung von fluormethylpyridinen und bestimmte auf diese weise erhaltene verbindungen.
EP0094078B1 (en) * 1982-05-11 1988-11-02 Nec Corporation Multilayer electrostrictive element which withstands repeated application of pulses
CA1249046A (en) * 1982-09-13 1989-01-17 James R. Ligman Solid state keyboard
DE3236098A1 (de) * 1982-09-29 1984-03-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Druckwandleranordnung, insbesondere fuer industrieroboter
US4539554A (en) * 1982-10-18 1985-09-03 At&T Bell Laboratories Analog integrated circuit pressure sensor
US4492949A (en) * 1983-03-18 1985-01-08 Barry Wright Corporation Tactile sensors for robotic gripper and the like
US4667181A (en) * 1983-07-15 1987-05-19 Honeywell Inc. Keyboard data input assembly
JPS6034295A (ja) * 1983-08-03 1985-02-21 株式会社日立製作所 皮膚感覚センサ
US4490639A (en) * 1983-09-06 1984-12-25 Essex-Tec Corporation Coupling circuit between high impedance piezoelectric signal source and utilizing circuit
US4499394A (en) * 1983-10-21 1985-02-12 Koal Jan G Polymer piezoelectric sensor of animal foot pressure
US4555953A (en) * 1984-04-16 1985-12-03 Paolo Dario Composite, multifunctional tactile sensor
AU4350385A (en) * 1984-05-14 1985-12-13 Health-Watch Partnership Piezoelectric transducer device
EP0176030B1 (en) * 1984-09-26 1992-04-29 TERUMO KABUSHIKI KAISHA trading as TERUMO CORPORATION Ultrasonic transducer and method of manufacturing same
US4634917A (en) * 1984-12-26 1987-01-06 Battelle Memorial Institute Active multi-layer piezoelectric tactile sensor apparatus and method
FR2576726B1 (fr) * 1985-01-29 1993-02-19 Samokine Georges Clavier de commande a effleurement
US4633123A (en) * 1985-05-29 1986-12-30 Pennwalt Corporation Piezoelectric polymer keyboard apparatus
US4627138A (en) * 1985-08-06 1986-12-09 The Dow Chemical Company Method of making piezoelectric/pyroelectric elements
JPH0422630Y2 (ko) * 1985-09-20 1992-05-25
US4824107A (en) * 1985-10-10 1989-04-25 French Barry J Sports scoring device including a piezoelectric transducer
US4761005A (en) * 1985-10-10 1988-08-02 Barry J. French Sports scoring device including a flexible prezoelectric layer resilient layer
US4847602A (en) * 1985-10-18 1989-07-11 Hmw Enterprises, Inc. Explosion-protected computer terminal
FR2600424B1 (fr) * 1986-06-23 1989-02-17 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif pour ameliorer la sensibilite et le rapport du signal au bruit de transducteurs piezo-electriques comportant une pluralite de capteurs combines en parallele
FR2603422B1 (fr) * 1986-08-27 1988-12-30 Inst Francais Du Petrole Procede pour realiser des capteurs piezo-electriques continus de sensibilite accrue et capteurs realises suivant le procede
DE3784615T2 (de) * 1986-10-06 1993-07-15 Brother Ind Ltd Dateneingabevorrichtung.
US4896069A (en) * 1988-05-27 1990-01-23 Makash - Advanced Piezo Technology Piezoelectric switch
US4939407A (en) * 1988-07-05 1990-07-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Block patterning of the metallization of polyvinylidene fluoride transducers
DE3823901A1 (de) * 1988-07-14 1990-02-01 Bernd Dr Rer Nat Ploss Verfahren zur herstellung ferroelektrischer festkoerperbauelemente
US4975616A (en) * 1988-08-18 1990-12-04 Atochem North America, Inc. Piezoelectric transducer array
US5263361A (en) * 1988-08-22 1993-11-23 Gates Donald C Apparatus for leak testing a fluid containing chamber utilizing a laser beam
US5237855A (en) * 1988-08-22 1993-08-24 Expertek, Inc. Apparatus for leak testing a fluid containing chamber
US5054311A (en) * 1989-12-11 1991-10-08 Expertek, Inc. Fully automated leak testing apparatus
US5010773A (en) * 1990-01-24 1991-04-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Sensor tip for a robotic gripper and method of manufacture
US5261266A (en) * 1990-01-24 1993-11-16 Wisconsin Alumni Research Foundation Sensor tip for a robotic gripper and method of manufacture
US5500635A (en) * 1990-02-20 1996-03-19 Mott; Jonathan C. Products incorporating piezoelectric material
US5315204A (en) * 1990-04-16 1994-05-24 The Whitaker Corporation Piezoelectric snap action switch
US5760530A (en) * 1992-12-22 1998-06-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Piezoelectric tactile sensor
US5459461A (en) * 1993-07-29 1995-10-17 Crowley; Robert J. Inflatable keyboard
US5477735A (en) * 1993-08-11 1995-12-26 Bently Nevada Corporation Two-wire constant current powered transducer
TW241352B (en) * 1994-03-30 1995-02-21 Whitaker Corp Reflective mode ultrasonic touch sensitive switch
DE69531315T2 (de) * 1994-08-31 2004-05-19 Honeywell, Inc., Minneapolis Methode für ein Autonomes Strukturfernüberwachungssystem
US5680718A (en) * 1994-12-20 1997-10-28 First Choice Trading Limited Illuminable hat
US7889096B2 (en) * 2000-09-08 2011-02-15 Automotive Technologies International, Inc. Vehicular component control using wireless switch assemblies
US5797623A (en) * 1995-11-03 1998-08-25 Trustees Of Boston University Smart skin sensor for real-time side impact detection and off-line diagnostics
FR2751490B1 (fr) * 1996-07-17 1998-09-25 Legrand Sa Capteur tactile, notamment pour appareillage electrique
US6012822A (en) * 1996-11-26 2000-01-11 Robinson; William J. Motion activated apparel flasher
US5982304A (en) * 1997-03-24 1999-11-09 International Business Machines Corporation Piezoelectric switch with tactile response
US6016020A (en) * 1997-09-03 2000-01-18 Balboa Instruments, Inc. Method and apparatus using low voltage level actuator to control operation of electrical appliance
US6104119A (en) * 1998-03-06 2000-08-15 Motorola, Inc. Piezoelectric switch
US6263737B1 (en) 1999-07-23 2001-07-24 Honeywell International Inc. Acoustic fault injection tool
KR100464316B1 (ko) * 2001-09-27 2005-01-03 삼성전자주식회사 고분자 필름을 이용한 포인팅 장치, 그 장치의 생산 방법,그 장치를 위한 포인팅 정보 검출 장치 및 방법
KR100425777B1 (ko) * 2001-09-29 2004-04-03 홍동표 대상물 인식능력을 가진 촉각센서
US20050012434A1 (en) * 2003-03-26 2005-01-20 Continuum Photonics, Inc. Robust piezoelectric power generation module
US20070163865A1 (en) * 2006-01-17 2007-07-19 Huo-Lu Tsai Thin film circuit board of keyboard
US7301351B2 (en) * 2006-02-10 2007-11-27 Milliken & Company Printed capacitive sensor
NL2000026C2 (nl) * 2006-03-14 2007-09-21 Switch B V D Verbeterde piezo-elektrische schakelaar.
JP4885637B2 (ja) * 2006-07-27 2012-02-29 セイコーインスツル株式会社 腕装着型電子歩数計
DE102006041226B4 (de) * 2006-09-02 2015-05-13 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Drucktastschalter
WO2008046123A2 (de) * 2006-10-18 2008-04-24 Plastic Electronic Gmbh Messvorrichtung
US7777397B2 (en) 2007-03-12 2010-08-17 3M Innovative Properties Company Multilayer conductive elements
PT103791B (pt) 2007-07-17 2010-04-01 Univ Do Minho Teclado baseado em polímero, co-polímero ou compósito com propriedades piezo- e/ou piroeléctricas e respectivas utilizações
US8372051B2 (en) * 2007-12-31 2013-02-12 3M Innovative Properties Company Medical dressing with edge port and methods of use
US8999431B2 (en) 2008-12-01 2015-04-07 University Of Massachusetts Lowell Conductive formulations for use in electrical, electronic and RF applications
CN101893977B (zh) * 2009-05-19 2012-07-25 北京京东方光电科技有限公司 触摸屏、彩膜基板及其制造方法
JP6001449B2 (ja) * 2009-06-16 2016-10-05 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 自己支持基材を備える柔軟性のある接着性医療用物品
CA2810827A1 (en) 2009-09-08 2011-06-03 University Of Massachusetts Wireless passive radio-frequency strain and displacement sensors
CN102023733B (zh) * 2009-09-11 2012-11-14 北京京东方光电科技有限公司 触摸屏、彩膜基板及其制造方法
US9048777B2 (en) * 2012-12-31 2015-06-02 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for integrated circuit interface and associated methods
CN106796987B (zh) * 2014-07-17 2019-03-01 日本化药株式会社 有机半导体薄膜的形成方法、以及使用该方法的有机半导体器件及其制造方法
FR3044168A1 (fr) * 2015-11-20 2017-05-26 Crystal Device Tech Generateur a base de materiau piezoelectrique massif en structure souple
CN109791859B (zh) * 2016-09-23 2020-09-08 株式会社村田制作所 压电器件以及显示装置
US10279215B2 (en) 2016-11-03 2019-05-07 Ronald J. Meetin Information-presentation structure with impact-sensitive color change of pre-established deformation-controlled extended color-change duration
US9744429B1 (en) 2016-11-03 2017-08-29 Ronald J. Meetin Information-presentation structure with impact-sensitive color change and restitution matching
US10300336B2 (en) 2016-11-03 2019-05-28 Ronald J. Meetin Information-presentation structure with cell arrangement for impact-sensing color change
US10258859B2 (en) 2016-11-03 2019-04-16 Ronald J. Meetin Information-presentation structure with visible record of color-changed print area at impact location
JP2018173344A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 セイコーエプソン株式会社 センサーデバイス、力検出装置およびロボット

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3464531A (en) * 1967-05-16 1969-09-02 Us Army Manual electronic keyboard
CA1026237A (en) * 1973-09-17 1978-02-14 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Key board switch
JPS5410214B2 (ko) * 1973-10-15 1979-05-02
JPS5840805B2 (ja) * 1978-04-10 1983-09-08 東レ株式会社 座標入力用構造体

Also Published As

Publication number Publication date
EP0044342A1 (en) 1982-01-27
JPS57500039A (ko) 1982-01-07
WO1981002223A1 (en) 1981-08-06
DE3072008D1 (en) 1987-09-17
EP0044342B1 (en) 1987-08-12
KR830005732A (ko) 1983-09-09
EP0044342A4 (en) 1984-05-03
SG55690G (en) 1990-11-23
US4328441A (en) 1982-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR850000038B1 (ko) 압력 감지장치
US3968336A (en) Keyboard switch assembly having movable contact, and supporting helicline type legs disposed co-planar to common conductive sheet
US4250415A (en) Electromechanical transducers
US4296406A (en) Pressure sensitive switch structure
US5315204A (en) Piezoelectric snap action switch
US3699294A (en) Keyboard, digital coding, switch for digital logic, and low power detector switches
US3935485A (en) Piezoelectric key board switch
US6633241B2 (en) Capacitively coupled keypad structure
US4380007A (en) Proximity switch
US4975616A (en) Piezoelectric transducer array
US4495434A (en) Pressure-sensitive transducer using piezo ceramic material
US6958614B2 (en) Capacitance type sensor and method for manufacturing same
US3710209A (en) Variable capacitor
US6508137B2 (en) Capacitance change-based input device and detection device
US7960667B2 (en) Movable contact element and switch using the same
EP0203261A2 (en) Improved keyboard apparatus and process for making same
US3464531A (en) Manual electronic keyboard
US6867601B2 (en) Capacitance type sensor
US6999009B2 (en) Sensing keys for keyboard
JPS59151029A (ja) 力変換器
JPS5873921A (ja) 容量性キ−スイツチ
US3668698A (en) Capacitive transducer
US3668417A (en) Touch-sensitive switch employing electret foil
EP0107318B1 (en) Solid state keyboard
JP2006521606A (ja) 内蔵された信号検出要素を有するキーボードの連続操作可能なキー及び信号を処理する方法