[发明专利]传感器

说明书

本发明涉及温度传感器以及涉及温度感测方法，

温度传感器在常见使用中具有许多不同的应用。已知的是使用液晶作为能够被光学读取的温度传感器的一部分。一种此类实例为通常可购得的数字型带状温度计。使用液晶作为温度传感器(例如，温度计)的优点可在于制造上比其它类型(例如基于水银的类型)更便宜。利用液晶的大多数应用要求液晶进行排列(align)以便它们发挥所需作用。

光学液晶温度计集成在电子系统内将是复杂的且相对昂贵。一个原因是必须同时提供光源和光学传感器装置，以便检测液晶响应温度的任何状态变化。因此，光学传感器会产生能够形成电系统(electrical system)的一部分的输出。

本发明的目的是克服或减轻上述缺点中的至少一种。

根据本发明第一方面，提供了一种电温度传感器，其包括：液晶材料；第一导电接触部和第二导电接触部，它们之间具有分隔关系并且接触所述液晶材料；以及电性能测量装置，其被电连接至所述第一接触部和第二接触部并且进行设置以测量该液晶材料的电性能；其中该液晶材料具有转变温度T，在该温度下其经历极性状态和非极性状态之间的相变，极性状态和非极性状态之间的相变导致液晶材料的所述电性能的改变。

因此，该设备可以用作具有输出的廉价温度传感器，其能够容易地被集成到电系统内。

优选地，极性状态为铁电相而非极性状态为非铁电相。或者，极性状态可以为亚铁电相而非极性状态可以为非亚铁电相。或者，极性状态可以为铁电或亚铁电相而非极性状态可以为反铁电相。

期望地，所述电性能变化为阶跃变化。该电性能的阶跃变化使其根据测得的电性以更直接的方式指示液晶材料处于何种状态。

期望地，所述电性能为下列之一：阻抗、电感、电阻、电导或电容。

有利地，使液晶材料内的液晶进行排列。

优选地，所述第一接触部和第二接触部为平行板，液晶材料容纳于两者之间。

期望地，该铁电相为手性近晶C相。

期望地，非铁电相为下面中的一种：近晶A相、向列相、各向同性相或反铁电相。反铁电相的实例为反铁电近晶相。

优选地，通过所述第一接触部与第二接触部由跨所述第一接触部和第二接触部提供的电信号来测量液晶材料的所述电性能的所述变化。

期望地，所述电信号包括至少一个脉冲。

有利地，所述电信号呈周期性。

优选地，所述电信号振荡。

有利地，所述振荡的频率小于15kHz。在某些实施方案中，电信号的振荡频率可小于10kHz，

期望地，所述振荡的频率小于1kHz并且所述可测量的电性能变化是电容的变化，

或者，所述振荡的频率大于1kHz并且所述可测量的电性能变化是电导的变化。

优选地，T具有小于150℃的值。

期望地，该电温度传感器包括多个温度传感器单元(cell)，每个都是依照上文所讨论的温度传感器，其中至少两个所述温度传感器单元中的液晶材料的转变温度T不同。

有利地，对每个温度传感器单元中的液晶材料的转变温度T进行选择使得它们在所需范围内形成等间隔系列。

根据本发明的第二方面，提供了使用液晶材料进行温度感测的方法，所述液晶材料具有转变温度T，在该温度下其经历极性状态和非极性状态之间的相变，极性状态和非极性状态之间的相变导致液晶材料电性能的改变；该方法包括：测量液晶材料的所述电性能；以及基于测得的电性能和阈值之间的比较来确定温度是大于T还是小于T。

电性能可以是通过跨所述第一接触部和第二接触部提供的第一频率的周期性电信号所测得的第一电性能，该方法另外包括使用第二频率的周期性电信号通过所述第一接触部和第二接触部测量液晶材料的第二电性能。

可以通过包括两个或更多个具有不同频率的分量的周期性电信号来测量电性能，该方法另外包括分辨液晶材料对所述两个或更多个具有不同频率的分量的响应，通过该液晶材料对于电信号分量之一的响应来测量液晶材料的第一电性能，而通过该液晶材料对于该电信号的另一分量的响应来测量液晶材料的第二电性能。

第一测得电性能和第二测得电性能可以是在不同频率下测得的相同电性能。

第一测得电性能和第二测得电性能可以是不同的电性能。

可以分别在两个或更多个不同频率下测量两种或更多种电性能。

第一测得电性能可以是电容而第二测得电性能可以是电导；使用比用以测量所述电导的频率小的频率来测量电容。