[发明专利]机械应力传感器和制造方法

权利要求书

1.机械应力传感器，包括支撑结构（4）和在所述支撑结构（4）上的至少一个第一压电换能器（10），被配置成用于检测位移或变形，所述第一压电换能器（10）能够产生表示剪切应力的第一电信号，所述第一压电换能器（10）包括：

第一压电材料层（11），在纵向方向（L）上延伸，并且具有彼此相对的第一主要面（11a）和第二主要面（11b），所述第一压电材料层（11）具有在横向于所述纵向方向（L）的方向上延伸的至少一个极化轴线（A）；

至少一个第一电极（E1）和一个第二电极（E2），每个具有多个部分或指部（F1、F2），所述部分或指部（F1、F2）分别在所述第一压电材料层（11）的所述第一和第二主要面（11a、11b）处延伸，

所述机械应力传感器（1）的特征在于，所述第一压电换能器（10）包括至少一个第三电极（E3）和一个第四电极（E4），每个具有多个部分或指部（F3、F4），所述部分或指部（F3、F4）分别在所述第一压电材料层（11）的所述第一和第二主要面（11a、11b）处延伸，所述第三电极（E3）的所述部分或指部（F3）与所述第一电极（E1）的所述部分或指部（F1）交叉或交替，并且所述第四电极（E4）的所述部分或指部（F4）与所述第二电极（E2）的所述部分或指部（F2）交叉或交替。

2.根据权利要求1所述的机械应力传感器，其中，所述第一、第二、第三和第四电极（E1-E4）是基本梳状电极。

3.根据权利要求1或2所述的机械应力传感器，其中，所述第一电极（E1）、所述第二电极（E2）、所述第三电极（E3）和所述第四电极（E4）之中的至少一些是用于极化所述第一压电材料层（11）的电极，或是用于极化所述第一压电材料层（11）的电极以及用于测量由所述第一压电材料层（11）生成的信号的电极两者。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机械应力传感器，其中：

所述第一和第三电极（E1、E3）的所述部分或指部（F1、F3）至少在所述纵向方向（L）上基本从彼此隔开第一距离（D₁）延伸，并且所述第一电极（E1）的所述部分或指部（F1）以及相应地所述第三电极（E3）的所述部分或指部（F3）在相互距离（D₂）处，所述相互距离（D₂）基本不小于所述第一距离（D₁）的两倍，优选地基本等于所述第一距离（D₁）的两倍，

所述第二和第四电极（E2、E4）的所述部分或指部（F2、F4）至少在所述纵向方向（L）上基本从彼此隔开所述第一距离（D₁）延伸，并且所述第二电极（E2）的所述部分或指部（F2）以及相应地所述第四电极（E4）的所述部分或指部（F4）在相互距离（D₂）处，所述相互距离（D₂）基本不小于所述第一距离（D₁）的两倍，优选地基本等于所述第一距离（D₁）的两倍，并且优选地，

所述第一电极（E1）的每个部分或指部（F1）在基本覆盖或对准到所述第三电极（E2）的相应一个所述部分或指部（F2）的位置中，并且所述第三电极（E3）的每个部分或指部（F3）在基本覆盖或对准到所述第四电极（E4）的相应一个所述部分或指部（F4）的位置中。

5.根据权利要求4所述的机械应力传感器，其中，所述第一和第三电极（E1、E3）或相应部分或指部（F1、F3）电连接在一起（+），并且所述第二和第四电极（E2、E4）或相应部分或指部（F2、F4）电连接在一起（-），并且从所述第一和第三电极（E1、E3）电绝缘，使得至少在所述纵向方向（L）上施加到所述第一压电材料层（11）的剪切应力（SS）一方面在所述第一和第三电极（E1、E3）以及另一方面在所述第二和第四电极（E2、E4）之间产生电位差，所述电位差具有的值与所述剪切应力（SS）成正比。