[实用新型]驻极体自驱动近距离位置检测器

说明书

驻极体自驱动近距离位置检测器，它涉及智能硬件传感技术领域；它包含下基底载体、金属电极层、下图形化支撑架、驻极体薄膜、上图形化支撑架、图形化空腔孔、目标位置感应电极；所述的下基底载体上设置有金属电极层，金属电极层上自下而上依次设置有下图形化支撑架、驻极体薄膜、上图形化支撑架和目标位置感应电极；所述的下图形化支撑架和上图形化支撑架上分别设置有图形化空腔孔。本实用新型不需要额外的外接电源，是一种自驱动式的距离空间位置检测传感技术，当目标电极在左右或者上下运动时，可实现不同位置的不同电压信号输出，从而可以有效判断近距离空间位置。

技术领域

本实用新型涉及智能硬件传感技术领域，具体涉及驻极体自驱动近距离位置检测器。

背景技术

近距离空间位置检测器是智能硬件传感技术领域的目标位置检测传感器和系统，探头位置移动以及工业自动化应用中的目标位置变化识别，是一种非常重要的功能部件，是一种通过传感元件感受外部碰撞压力信息，并将其转换为电信号的器件。传统上，根据工作原理的不同，近距离空间位置检测器有光电式、超声波式和电容式三种类型。光学方案也是可行，但是需要光源，成本增加。而结合驻极体以及电容的方式近距离空间位置检测器这种传感器特点是结构简单、耗能低，灵敏度高，稳定等优点。发展一种不需要外部电源就可以工作的瞬态压力传感技术是解决上述问题的关键，摩擦纳米发电机的成功研制使该方法成为可能。

常见的近距离空间位置传感主要依据与光电式、超声波式和电容式原理等，但其缺点是制作成本高、有源、系统复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种不需要额外的外接电源、可实现不同位置的不同电压信号输出、可以有效判断近距离空间位置的驻极体自驱动近距离位置检测器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包含下基底载体、金属电极层、下图形化支撑架、驻极体薄膜、上图形化支撑架、图形化空腔孔、目标位置感应电极；所述的下基底载体上设置有金属电极层，金属电极层上自下而上依次设置有下图形化支撑架、驻极体薄膜、上图形化支撑架和目标位置感应电极；所述的下图形化支撑架和上图形化支撑架上分别设置有图形化空腔孔。

作为优选，所述的驻极体薄膜材料经极化后能够长期具有高表面电荷密度与高表面电压，基于静电感应原理，双可变电容作为目标接近检测的距离的一个函数改变，在上下或者左右的方向上的每一个点电容变化在其方向上一组电压，从而可以判断目标电极的位置。

作为优选，所述的图形化空腔孔，空气介质可以增大电极感应的电荷效果，从而得出变化的电压输出，实现近距离空间位置的定位与判断。

作为优选，所述的驻极体薄膜经高压针尖极化，其长期具有稳定的高表面电荷以及高的表面电压，当驻极体在上下或者左右的方向上的每一个点电容变化时，驻极体薄膜两边的电容会发生相对应的形变，依据静电感应效应，空腔两端的电极上的表面电荷与表面电压会发生相对应的变化，电荷会作为电能将通过传输导线输出，从而实现驻极体近距离空间位置检测器。

作为优选，所述的金属电极层是电信号的输出端子，目标位置感应电极是电信号的另外一个输出端子。

本实用新型的工作原理为：依靠驻极体薄膜两边的电容会发生相对应的变化，两端的电极上的表面电荷与表面电压会发生相对应的变化，电荷会作为电能将通过传输导线输出，从而实现自驱动近距离空间位置检测器，依据电容电荷与电压V的公式，可得，

其中，ε是空气介电系数，A是驻极体薄膜的面积。Q是驻极体薄膜的电荷总数，x是上下电极的空间距离。