[发明专利]机械应力传感器和制造方法

说明书

机械应力传感器包括压电换能器（10），所述压电换能器（10）能够产生表示剪切应力的电信号。压电换能器（10）包括：压电材料层（11），在纵向方向上延伸，并且具有在横向于纵向方向的方向上延伸的极化轴线（A）；以及至少一个第一电极（E1）和一个第二电极（E2），每个具有多个指部（F1、F2），所述指部（F1、F2）分别在所述第一压电材料层（11）的第一主要面和第二主要面处延伸。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），每个具有分别在压电材料层（11）的第一主要面和第二主要面处延伸的多个指部（F3、F4），第三电极（E3）的指部（F3）与第一电极（E1）的指部（F1）交叉或交替，并且第四电极（E4）的指部（F4）与第二电极（E2）的指部（F2）交叉或交替。

技术领域

本发明涉及机械应力传感器，并且已特别地参考压电型应力传感器以及用于制造其的方式而研究。

背景技术

压电应力传感器的使用广泛地已知用于检测横向（剪切）应力或法向或轴向（压缩）应力。例如，此类传感器用于提供加速度传感器、压力传感器、振动传感器、变形传感器以及等等。而且，使用所述传感器的具体应用和工业领域极为不同，并且包括交通工具领域（例如，用于提供碰撞传感器或用于检测发动机爆震的传感器）、消费电子产品领域（例如，用于提供触摸输入装置或用于测量由打印机墨盒消耗的墨的装置）、医疗领域（例如，用于提供心血管传感器）、建筑领域（例如，用于为混凝土结构提供应力传感器）以及等等。

尽管其广泛传播，但一些压电传感器（特别是用于检测剪切应力的那些）仍存在有例如与其制造方式相关的一些缺点。

发明内容

在其总体方面上，本发明基本具有的目的是提供压电型机械应力传感器，其是简单的，并且制造成本低廉，但其区别在于操作的高可靠性。此目的和其它目的（其将在下文变得更显而易见）根据本发明通过具有所附权利要求中所述的特征的机械应力传感器和对应制造方法而实现。权利要求形成本文关于本发明提供的技术教导的整体部分。

附图说明

通过参考所附附图，本发明的其它目的、特征以及优点将从以下详细描述中清楚地显而易见，仅通过说明性而非限制性的示例的方式提供附图，并且在附图中：

-图1是根据本发明的第一可能实施例的应力传感器的示意性透视图；

-图2是根据本发明的第一可能实施例的应力传感器的分解示意性视图；

-图3和图4是根据本发明的第一可能实施例的应力传感器的压电换能器的分别在平面视图中以及来自下方的示意性表示；

-图5是根据本发明的第一可能实施例的应力传感器的第一部分的示意性透视图；

-图6是根据本发明的第一可能实施例的应力传感器的第二部分的示意性透视图；

-图7是图6的传感器的部分的第一截面透视图；

-图8是图7的传感器的部分的以更大比例的细节；

-图9是图6的传感器的部分的第二截面透视视图；

-图10是图9的传感器的部分的以更大比例的细节；

-图11和图12是在两个不同电连接配置中的根据本发明的第一可能实施例的应力传感器的压电换能器的正视示意性表示；

-图13是旨在例示根据本发明的第一可能实施例的应力传感器的压电换能器的操作原理的示意性透视图；

-图14、图15、图16、图17、图18、图19、图20、图21和图22是分别类似于图1、图2、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12的视图，其表示根据本发明的第二可能实施例的应力传感器；