本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于壓阻傳感器的壓敏元件和具有該壓敏元件的壓阻傳感器。

背景技術(shù)：

壓力傳感器按照材料可以分為基于壓電材料的壓電傳感器以及基于壓阻材料的壓阻傳感器。由壓電陶瓷、壓電晶體、壓電駐極體以及有機(jī)壓電薄膜等為敏感元件制作而成的壓電傳感器在承受壓力時在材料表面產(chǎn)生可轉(zhuǎn)移的電荷，電荷經(jīng)過檢測設(shè)備時的電壓可以直接反應(yīng)壓力的大小。以合金敏感柵、半導(dǎo)體等材料為敏感元件的壓阻傳感器在受壓時產(chǎn)生形變，形變造成敏感元件的電阻發(fā)生變化，通過惠斯通電橋檢測敏感原件電阻的變化就可以檢測出施加在壓敏傳感器上的壓力大小。

近年來，基于宏觀量子隧道效應(yīng)的壓阻敏感材料(壓敏材料)越發(fā)成熟，基于此類壓敏材料的壓力傳感器也得到了廣泛的開發(fā)與應(yīng)用。此類壓敏材料一般是在絕緣的樹脂、橡膠中參入一定量的導(dǎo)電或者半導(dǎo)體納米至微米級粒子而成。當(dāng)受壓時，材料中的導(dǎo)電粒子之間距離縮減，距離縮減到一定程度時，導(dǎo)電粒子之間由于量子隧道效應(yīng)就可以發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移，即宏觀上的導(dǎo)電。施加在傳感器上壓力的大小可以通過檢測傳感器電阻的大小而獲得。

以上各種壓力傳感器均存在各自的缺點(diǎn)。例如，壓電式傳感器只適于動態(tài)量測量，力作用在壓電傳感器上產(chǎn)生的微弱電荷會由自身泄漏掉，只有動態(tài)力作用下，電荷才能補(bǔ)充。壓阻傳感器需要與被測體粘結(jié)，而且粘結(jié)選材以及過程對傳感器都有著很大的影響。具有壓敏材料的傳感器測定壓力的誤差會達(dá)到20％左右，測量準(zhǔn)確度較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請是基于發(fā)明人對以下事實(shí)和問題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識作出的：

對于采用壓敏材料的傳感器而言，傳感器電阻隨壓力的變化并不是線性關(guān)系，而是滿足如下關(guān)系：隨著壓力的增加，阻值先是快速下降，之后又緩慢下降。這使得壓力達(dá)到傳感器檢測上限附近時無法準(zhǔn)確評估壓力水平。如果為了達(dá)到測量的目的，必須選用量程較大的傳感器，但此時又會有無法準(zhǔn)確檢測出小壓力值的問題出現(xiàn)。其中，初始的電阻隨壓力增加的快速下降主要是由于上層導(dǎo)線層/壓阻敏感層與下層壓敏層的接觸面積快速增大所導(dǎo)致的。

有鑒于此，本申請的發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種新結(jié)構(gòu)的壓阻傳感器，該壓阻傳感器在一定壓力范圍內(nèi)的阻值隨壓力的變化較為平緩，基本呈線性關(guān)系，并且在極小壓力下也有很好的響應(yīng)，使檢測準(zhǔn)確性提高。

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型提出了一種用于壓阻傳感器的壓敏元件，所述壓敏元件可以對范圍更大的壓力進(jìn)行響應(yīng)，提高傳感器檢測的準(zhǔn)確性。

本實(shí)用新型還提出了一種具有上述壓敏元件的壓阻傳感器。

根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的用于壓阻傳感器的壓敏元件，包括：導(dǎo)線層；壓力敏感層，所述壓力敏感層覆蓋在所述導(dǎo)線層的上表面的至少一部分上，所述壓力敏感層被構(gòu)造為所述壓敏敏感層的比電阻由上到下梯度減小或增大。

根據(jù)本實(shí)用新型的壓敏元件可以對較大范圍的壓力進(jìn)行響應(yīng)，使傳感器對壓力檢測的范圍更廣，檢測的準(zhǔn)確性更高。

另外，根據(jù)本實(shí)用新型的壓敏元件還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述壓力敏感層包括聚合物梯度層，所述聚合物梯度層內(nèi)分布有導(dǎo)電粒子，其中，所述聚合物梯度層的彈性模量與所述導(dǎo)電粒子在所述聚合物層中的分布濃度中的至少一個由上到下形成有梯度。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述聚合物梯度層包括從上到下層疊設(shè)置的多個聚合物層，每個所述聚合物層的彈性模量和導(dǎo)電粒子的分布濃度由上到下相同且任意一個所述聚合物層的彈性模量和導(dǎo)電粒子的分布濃度中的至少一個與其它所述聚合物層的不同。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述壓力敏感層包括兩個層疊設(shè)置的聚合物層，兩個所述聚合物層的材質(zhì)相同且兩個所述聚合物層中的導(dǎo)電粒子以及導(dǎo)電粒子的分布濃度相同，兩個所述聚合物層中的其中一個所述子聚合物層中還分布有導(dǎo)電物質(zhì)或絕緣物質(zhì)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述聚合物層為硅基聚合物層或者碳基聚合物層。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，多個所述導(dǎo)電粒子包括金屬導(dǎo)電粒子、非金屬導(dǎo)電粒子和金屬氧化物導(dǎo)電粒子中的至少一種，所述導(dǎo)電粒子的粒徑為10nm-1mm。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器，包括：下絕緣層；上絕緣層，所述上絕緣層設(shè)在所述下絕緣層上方且與所述下絕緣層間隔開；間隔層，所述間隔層連接在所述下絕緣層與所述上絕緣層之間且與所述下絕緣層以及所述上絕緣層配合限定出安裝腔；下導(dǎo)線層，所述下導(dǎo)線層設(shè)在所述下絕緣層的上表面的至少一部分上；第一壓敏層，所述第一壓敏層設(shè)在所述安裝腔內(nèi)且與所述上絕緣層間隔開形成有間隙，所述第一壓敏層為根據(jù)本實(shí)用新型的壓敏元件，所述導(dǎo)線層形成為所述下導(dǎo)線層。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，壓阻傳感器還包括：導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層位于所述安裝腔內(nèi)且設(shè)在第一壓敏層與所述上絕緣層之間，所述導(dǎo)電層包括多個導(dǎo)電部，多個所述導(dǎo)電部在水平方向上嵌套設(shè)置且相鄰的兩個所述導(dǎo)電部之間間隔開。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，多個所述導(dǎo)電部形成為多個同心環(huán)，在沿所述同心環(huán)的徑向上，多個所述同心環(huán)的徑向?qū)挾葟膬?nèi)向外依次增大。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，壓阻傳感器還包括：上導(dǎo)線層，所述上導(dǎo)線層設(shè)在所述安裝腔內(nèi)且覆蓋在所述上絕緣層的下表面上，所述導(dǎo)電部設(shè)在所述上導(dǎo)線層與所述第一壓敏層之間且與所述上導(dǎo)線層和所述第一壓敏層的至少一個間隔開。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，壓阻傳感器還包括：第二壓敏層，所述第二壓敏層形成為倒置的所述壓敏元件，所述第二壓敏層位于所述安裝腔內(nèi)且設(shè)在所述上絕緣層的下表面上，所述導(dǎo)電部設(shè)在所述第一壓敏層和所述第二壓敏層之間且與所述第一壓敏層和所述第二壓敏層的至少一個間隔開。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，壓阻傳感器還包括：上導(dǎo)線層或第二壓敏層，所述導(dǎo)電部包括兩個，兩個所述導(dǎo)電部在上下方向上間隔開設(shè)置，兩個所述導(dǎo)電部分別設(shè)在所述上導(dǎo)線層和所述第二壓敏層上。

本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的用于壓阻傳感器的壓敏元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型另一個實(shí)施例的用于壓阻傳感器的壓敏元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型再一個實(shí)施例的用于壓阻傳感器的壓敏元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器的導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

壓阻傳感器100；

下絕緣層11；上絕緣層12；間隔層20；壓敏元件30；聚合物梯度層31；聚合物層311；導(dǎo)線層32；導(dǎo)電粒子33；下導(dǎo)線層41；上導(dǎo)線層42；導(dǎo)電層50；安裝腔101。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于壓阻傳感器100的壓敏元件30。

參照圖1至圖5所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于壓阻傳感器100的壓敏元件30可以包括導(dǎo)線層32和壓力敏感層。壓力敏感層可以覆蓋在導(dǎo)線層32的上表面的至少一部分上。其中，壓力敏感層被構(gòu)造為如下結(jié)構(gòu)：壓力敏感層的比電阻由上到下梯度減小或增大。這里，需要說明的是，在本申請中，“比電阻”指的是在單位壓力下電阻的阻值變化量。比電阻越大，壓力敏感層在受壓時的電阻的阻值變化越大，比電阻越小，壓力敏感層在受壓時的電阻的阻值變化程度越小。也就是說，由上到下，壓力敏感層的不同部位在相同壓力下會發(fā)生不同程度的電阻變化。

當(dāng)壓力敏感層的比電阻由上到下梯度減小時，壓力敏感層的上部可以在較小的壓力下發(fā)生顯著的電阻變化，壓力敏感層的下部則可以在較大的壓力下發(fā)生較顯著的電阻變化；反之，當(dāng)壓力敏感層的比電阻由下到上梯度增大時，則壓力敏感層的下部可以在較小的壓力下發(fā)生較顯著的電阻變化，壓力敏感層的上部則可以在較大的壓力下發(fā)生較顯著的電阻變化。

由此，無論在較小的壓力下，還是在較大的壓力下，壓力敏感層均可以發(fā)生較為顯著的電阻變化，隨著壓力的增大，壓力敏感層的電阻可以發(fā)生緩慢的變化，從而使壓敏元件30可以在較大的壓力范圍內(nèi)對壓力實(shí)現(xiàn)響應(yīng)。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓敏元件30，通過設(shè)置壓力敏感層并將壓力敏感層構(gòu)造為比電阻由上到下梯度減小或增大，使得壓敏元件30的電阻不僅可以在較大的壓力下發(fā)生改變，而且可以在較小的壓力下發(fā)生改變，可以對較大范圍的壓力進(jìn)行響應(yīng)，使傳感器對壓力檢測的范圍更廣，檢測的準(zhǔn)確性更高。

在相關(guān)技術(shù)中，傳感器的電阻隨著壓力的增加，阻值首先快速下降，之后就緩慢變化。而根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例中的壓敏元件30而言，壓力感應(yīng)層的電阻可以隨著壓力的增大發(fā)生緩慢的變化。例如，在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，壓力感應(yīng)層的電阻的阻值與壓力之間的關(guān)系可以滿足一定的變化曲線或變化直線。在實(shí)際中，該變化曲線或變化直線可以通過對檢測到的幾個離散的點(diǎn)在一定的偏差范圍內(nèi)進(jìn)行線性擬合得到。

可選地，如圖1至圖3所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，壓力敏感層可以包括聚合物梯度層31，聚合物梯度層31可以覆蓋在導(dǎo)電層32的上表面的至少一部分上，聚合物梯度層31內(nèi)可以分布有導(dǎo)電粒子33。導(dǎo)電粒子33在聚合物梯度層31中的分布濃度和聚合物梯度層31的彈性模量中的至少一個由上到下梯度減小或增大。

當(dāng)彈性模量形成有梯度時，受壓變形量可以形成有梯度，彈性模量大的部位可以在較小的壓力下發(fā)生變形，彈性模量較小的部分可以在較大的壓力下發(fā)生變形，從而使導(dǎo)電粒子33 之間的間距的改變形成有梯度，實(shí)現(xiàn)比電阻的梯度。當(dāng)導(dǎo)電粒子33的分布濃度形成有梯度時，導(dǎo)電粒子33之間的間距形成有梯度，間距小的導(dǎo)電粒子33在較小壓力下可以先導(dǎo)電，間距大的導(dǎo)電粒子33在較大的壓力下后導(dǎo)電。由此，也可以形成比電阻的梯度。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，聚合物梯度層31可以形成為整體一層，也可以形成為層疊結(jié)構(gòu)，如圖3所示。當(dāng)壓敏元件30包含整體的一層聚合物梯度層31時，聚合物梯度層31可以為一層梯度導(dǎo)電粒子濃度分布的聚合物層311，也可以為一層含有導(dǎo)電粒子的梯度彈性模量的聚合物層311。

例如，如圖1所示，在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，聚合物梯度層31可以形成為整體一層，其中，導(dǎo)電粒子33在聚合物梯度層31中的分布濃度由上到下不同。例如，如圖1所示，導(dǎo)電粒子33在聚合物梯度層31中的分布濃度由上到下逐漸減小。由此，處于聚合物梯度層31上部的導(dǎo)電粒子33的分布濃度可以大于處于聚合物梯度層31下部的導(dǎo)電粒子33的分布濃度，當(dāng)摻導(dǎo)電粒子33的聚合物梯度層31受壓時，在聚合物梯度層31各處的彈性模量均一致的情況下，聚合物梯度層31的上部可以先于聚合物梯度層31的下部導(dǎo)電，當(dāng)壓力加大后，聚合物梯度層31的下部可以導(dǎo)電，使壓敏元件30對壓力的響應(yīng)范圍更大。

在該具有粒子濃度梯度的結(jié)構(gòu)中，聚合物梯度層31內(nèi)可設(shè)有孔洞結(jié)構(gòu)，以便使導(dǎo)電粒子33的擴(kuò)散。具體在制造時，可以首先調(diào)整油墨中導(dǎo)電粒子33的濃度使壓阻傳感器100滿足在較高壓力下才導(dǎo)通，然后在電極層的表面絲印/噴涂壓敏墨水，固化后可得到帶有空洞結(jié)構(gòu)的聚合物梯度層31，然后再在聚合物梯度層31表面涂覆導(dǎo)電粒子33的溶膠，或者將聚合物梯度層31浸入到導(dǎo)電粒子33的溶膠中一段時間，從而可以制備出具有粒子濃度梯度的壓力敏感材料結(jié)構(gòu)。在粒子濃度增加的表面層，對壓力的響應(yīng)會變得更敏感，而內(nèi)部是對高壓力情況下響應(yīng)，從而達(dá)到在廣泛壓力范圍內(nèi)都很好的響應(yīng)信號的效果。

再例如，如圖2所示，在本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例中，聚合物梯度層31可以形成為整體一層，聚合物梯度層31的彈性模量由上到下形成有梯度。例如，如圖2所示，聚合物梯度層31的彈性模量由上到下逐漸減小。由此，聚合物梯度層31的上部的彈性模量大于聚合物梯度層31的下部的彈性模量。當(dāng)聚合物梯度層31受壓時，聚合物梯度層31的上部的變形大于聚合物梯度層31的下部的變形，從而使其中的導(dǎo)電粒子33的間距變化不同，當(dāng)導(dǎo)電粒子33均勻分布在聚合物梯度層31中時，彈性模量較大的聚合物梯度層31的上部受小壓力時先導(dǎo)通，彈性模量較小的聚合物梯度層31的下部后導(dǎo)通，使壓敏元件30對壓力的響應(yīng)范圍更廣。

在該具有彈性模量梯度的結(jié)構(gòu)中，可以通過調(diào)整聚合物梯度層31中導(dǎo)電粒子33的濃度使傳感器滿足在較高壓力下才導(dǎo)通，然后在電極層的表面絲印/噴涂壓敏墨水，經(jīng)過進(jìn)行初 步固化后可以得到彈性模量較高的壓力敏感材料結(jié)構(gòu)，然后再在壓力敏感材料結(jié)構(gòu)上涂覆固化劑，或者將其浸入到稀釋固化劑中一段時間，從而制備出具有彈性模量梯度的壓力敏感材料結(jié)構(gòu)。在彈性模量較高的底層，對壓力的響應(yīng)會更敏感，而表面是對高壓力情況下響應(yīng)，從而達(dá)到在廣泛壓力范圍內(nèi)都很好的響應(yīng)信號的效果。

在本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施方式中，聚合物梯度層31可以包括從上到下層疊設(shè)置的多個聚合物層311，每個聚合物層311的彈性模量和導(dǎo)電粒子33的分布濃度由上到下相同，并且任意一個聚合物層311的彈性模量和導(dǎo)電粒子33的分布濃度中的至少一個與其它聚合物層311的不同。

也就是說，在每個聚合物層311中，各處的彈性模量均相同，并且導(dǎo)電粒子33均勻地分布在其中，每個聚合物層311的彈性模量與其它聚合物層311的彈性模量可以不同，每個聚合物層311中導(dǎo)電粒子的分布濃度與其它聚合物層311中的導(dǎo)電粒子的分布濃度可以不同。由此，多個聚合物層311在同樣受壓時可以形成為比電阻不同的結(jié)構(gòu)，多個聚合物層311可以共同構(gòu)成具有比電阻變化梯度的結(jié)構(gòu)。

例如，如圖3所示，聚合物梯度層31包括兩個聚合物層311，兩個聚合物層311的材質(zhì)可以不同，導(dǎo)電粒子33的分布濃度也可以不同。在該壓力敏感材料疊層結(jié)構(gòu)中，可以將帶有導(dǎo)電粒子33的兩種墨水依次噴涂/絲印到導(dǎo)線層32上即可。其中，兩個聚合物層311在彈性模量以及導(dǎo)電粒子33濃度/性質(zhì)方面上有所不同，以達(dá)到對不同壓力范圍響應(yīng)的目的。例如，兩個聚合物層311中的聚合物是同一種聚合物，而兩個聚合物層311中的導(dǎo)電粒子33也是相同的粒子，但是兩層中導(dǎo)電粒子33的分布濃度有很大差異。

當(dāng)該種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器100上時，隨著施加在具有這種結(jié)構(gòu)的壓阻傳感器100上的壓力的增加，會有三種導(dǎo)通過程發(fā)生：置于上絕緣層12上的上導(dǎo)線(或第二壓敏層)與置于下絕緣層11上的第一壓敏層從間隔狀態(tài)變成接觸，產(chǎn)生第一種導(dǎo)通；兩層聚合物層311中粒子濃度較大一層中的導(dǎo)電粒子33在承受小的壓力時就可以發(fā)生量子隧道效應(yīng)，先導(dǎo)通，產(chǎn)生第二種導(dǎo)通；粒子濃度低的聚合物層311在更大壓力下產(chǎn)生兩層隧道效應(yīng)，后導(dǎo)通，產(chǎn)生第三種導(dǎo)通。需要說明的是，這里的兩個聚合物層311在沒有受到外力時是半導(dǎo)體，并不是絕緣體，所以這里的“導(dǎo)通”只表示由于電阻減少而導(dǎo)通能力增加的意思。

由此，使具有該種結(jié)構(gòu)的壓阻傳感器100可以對廣泛的壓力產(chǎn)生響應(yīng)，壓力敏感性提高，提高了壓阻傳感器100的檢測性能。

另外，在本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施方式中，兩個聚合物層311的材質(zhì)相同，并且兩個聚合物層311中分布有相同濃度的同種導(dǎo)電粒子33，兩個聚合物層311中的其中一個聚合物 層311中還分布有導(dǎo)電物質(zhì)或絕緣物質(zhì)。導(dǎo)電物質(zhì)可以增加導(dǎo)電性，絕緣物質(zhì)則增加絕緣性，使兩個聚合物層311之間壓阻性能有很大的區(qū)別，這也能達(dá)到對壓力響應(yīng)的敏感性?？蛇x地，導(dǎo)電物質(zhì)或絕緣物質(zhì)的形狀分別可以形成為枝狀、片狀或線狀等。由此，可以保證起到較好的導(dǎo)電或絕緣作用。

可選地，聚合物梯度層31可以噴涂或絲印形成?？蛇x地，聚合物梯度層31可以為硅基聚合物層或碳基聚合物層。由此，不僅便于制造，而且聚合物梯度層31絕緣性好。

可選地，多個導(dǎo)電粒子33可以包括金屬導(dǎo)電粒子33、非金屬導(dǎo)電粒子33和金屬氧化物導(dǎo)電粒子33中的至少一種，導(dǎo)電粒子33的粒徑可以為10nm-1mm。例如，導(dǎo)電粒子33可以是粒徑在10nm-1mm的金屬系材料:金、銀、銅、鎳等細(xì)粉末、片狀、箔狀或加工成金屬纖維狀物以及各種合成的納米級、微米級球狀、刺狀、枝狀、線狀、棒狀以及各種形狀的金屬或合金顆粒等。再例如，導(dǎo)電粒子33可以是粒徑在10nm-1mm之間的金屬氧化物系材料，如ITO顆粒、IZO顆粒、ATO顆?；駻ZO顆粒等；再例如，導(dǎo)電粒子33還可以是粒徑在10nm-1mm之間的其他導(dǎo)電材料，如炭黑系材料、金屬鹽類材料、金屬包覆材料、高分子材料以及其他復(fù)合材料等。聚合物梯度層31中的導(dǎo)電粒子33可以包含以上材料中的一種或者多種。

如圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器100可以包括下絕緣層11、上絕緣層12、間隔層20、下導(dǎo)線層41和第一壓敏層。上絕緣層12可以設(shè)在下絕緣層11上方并且與下絕緣層11間隔開形成有間隙，即上絕緣層12與下絕緣層11之間具有空氣層。間隔層20可以連接在下絕緣層11與上絕緣層12之間，間隔層20可以與下絕緣層11以及上絕緣層12配合限定出安裝腔101。下導(dǎo)線層41可以設(shè)在下絕緣層11的上表面的至少一部分上。第一壓敏層可以設(shè)在安裝腔101內(nèi)并且與上絕緣層12間隔開形成有間隙，第一壓敏層可以為上述壓敏元件30，此時，導(dǎo)線層32可以形成為下導(dǎo)線層41，即壓敏元件30中的導(dǎo)線層32覆蓋在下絕緣層11的上表面的至少一部分上，聚合物梯度層31與上絕緣層12間隔開形成有間隙。

由于根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓敏元件30具有上述有益的技術(shù)效果，因此根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器100對壓力的響應(yīng)性能提高，檢測準(zhǔn)確性提高。

考慮到在相關(guān)技術(shù)中的壓力傳感器中，初始的電阻隨著壓力增加的快速下降主要是上導(dǎo)線層/壓阻敏感層與下層敏感層接觸面積快速增大導(dǎo)致的。因此，為了控制這個接觸面積增大的快速過程，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器100還對接觸面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修飾。

如圖4和圖5所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器100還可以包括導(dǎo)電層50，導(dǎo)電層50可以位于安裝腔101內(nèi)并且設(shè)在第一壓敏層與上絕緣層12之間，導(dǎo)電層50可以包括多個導(dǎo)電部，多個導(dǎo)電部可以在水平方向上嵌套設(shè)置，并且相鄰的兩個導(dǎo)電部之間可以間 隔開。由此，導(dǎo)電層50在水平方向上可以形成為不連續(xù)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)按壓壓阻傳感器100時，接觸面積可以逐步增大，可以進(jìn)一步提高對壓力的響應(yīng)范圍。

導(dǎo)電部結(jié)構(gòu)可形成為多種，可選地，根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，例如，如圖5所示，多個導(dǎo)電部可形成為同心環(huán)，在沿同心環(huán)的徑向上，多個同心環(huán)的徑向?qū)挾葟膬?nèi)向外可以依次增大。這里，從內(nèi)向外可以理解為從同心環(huán)的中心向同心環(huán)的外部方向。換言之，導(dǎo)電層50可以呈多個同心環(huán)分布，并且內(nèi)部的同心環(huán)比較窄，靠近邊緣的比較大。

由此，導(dǎo)電層50可以形成為具有一定的幾何圖案的結(jié)構(gòu)，在壓力敏感區(qū)域內(nèi)分布不均并且有規(guī)律。在小壓力下就容易使上絕緣層12和下絕緣層11之間的傳感器敏感部分接觸的中心部分導(dǎo)電成分面積較少，而在大壓力才有機(jī)會接觸的傳感器周圍部分導(dǎo)電成分面積較大?？梢愿玫乜刂粕蠈?dǎo)線層42或第二壓敏層與第二壓敏層之間的接觸面積隨壓力的變化，使接觸面積變化較緩慢，可以在更廣泛的壓力范圍內(nèi)具有較好的響應(yīng)性。可選地，如圖5所示，同心環(huán)可以形成為同心圓環(huán)，當(dāng)然，還可以形成為同心多邊環(huán)，例如三角環(huán)、四邊環(huán)或五邊環(huán)等。

如圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器100還可以包括上導(dǎo)線層42，上導(dǎo)線層42可以設(shè)在安裝腔101內(nèi)并且覆蓋在上絕緣層12的下表面的至少一部分上，導(dǎo)電層50可以設(shè)置在上導(dǎo)線層42和第一壓敏層之間，并且導(dǎo)電層50可以與上導(dǎo)線層42和第一壓敏層的至少一個間隔開。也就是說，導(dǎo)電層50可以設(shè)在上導(dǎo)線層42的下表面上并且與第一壓敏層間隔開形成空氣層，或者，導(dǎo)電層50可以設(shè)在第一壓敏層的上表面上并且與上導(dǎo)線層42間隔開形成空氣層，再或者，導(dǎo)電層50可以同時與第一壓敏層和上導(dǎo)線層42間隔開，此時導(dǎo)電層50的兩端可以與間隔層相連。

由此，壓阻傳感器100受壓時，上導(dǎo)線層42與第一壓敏層可以通過中間設(shè)置的導(dǎo)電層50接觸，通過導(dǎo)電層50可以控制上導(dǎo)線層42與第一壓敏層的接觸面積，使壓阻傳感器100可以對較大范圍內(nèi)的壓力進(jìn)行響應(yīng)，檢測性能好。

可選地，在本實(shí)用新型的一些未示出的實(shí)施例中，壓阻傳感器100可以包括上絕緣層12、下絕緣層11、第一壓敏層、第二壓敏層和導(dǎo)電部50。第二壓敏層可以設(shè)在安裝腔101內(nèi)，并且與第一壓敏層間隔開。第二壓敏層可以為上述壓敏元件30，壓敏元件30可以倒置設(shè)置在上絕緣層12的下表面上。也就是說，壓阻傳感器100中具有兩個壓敏元件30，其中一個正放，另一個倒置，兩個聚合物梯度層31相對并且間隔開設(shè)置，倒置設(shè)置的壓敏元件30中的導(dǎo)線層32可以看作上導(dǎo)線層42。

導(dǎo)電部50可以設(shè)在第一壓敏層和第二壓敏層之間，并且導(dǎo)電部50可以與第一壓敏層和第二壓敏層的至少一個間隔開。也就是說，導(dǎo)電部50可以設(shè)置在第一壓敏層的聚合物層31 的上表面上并且與第二壓敏層的聚合物層31間隔開，或者，導(dǎo)電部50可以設(shè)置在第二壓敏層的聚合物層31的下表面上并且與第一壓敏層的聚合物層31間隔開，或者，導(dǎo)電層與第一壓敏層和第二壓敏層均間隔開。

由此，壓阻傳感器100受壓時，第一壓敏層和第二壓敏層通過中間設(shè)置的導(dǎo)電部50接觸，通過導(dǎo)電層50可以控制第一壓敏層與第二壓敏層的接觸面積，使該結(jié)構(gòu)的壓阻傳感器100也可以具有較好的檢測性能，可以對較大范圍內(nèi)的壓力進(jìn)行響應(yīng)。

另外，根據(jù)本實(shí)用新型的一些具體示例，對于具有第一壓敏層和上導(dǎo)線層42的壓阻傳感器100，導(dǎo)電層50還可以包括兩個，兩個導(dǎo)電層50在上下方向上可以間隔開設(shè)置，即兩個導(dǎo)電層50之間間隔有空氣層。其中一個導(dǎo)電層50可以設(shè)置在上導(dǎo)線層42的下表面上，另一個導(dǎo)電層50可以設(shè)置在第一壓敏層的下表面上。由此，當(dāng)壓阻傳感器100受壓時，兩個導(dǎo)電層50可以接觸，由此，通過兩個導(dǎo)電層50也可以控制第一壓敏層與上導(dǎo)線層42的接觸面積，同樣可以實(shí)現(xiàn)對壓力具有更廣泛的響應(yīng)范圍的效果。

同樣地，對于具有第一壓敏層和第二壓敏層的壓阻傳感器100而言，導(dǎo)電層50也可以包括兩個，兩個導(dǎo)電層50可以間隔開設(shè)置，并且其中一個導(dǎo)電層50可以設(shè)置在第一壓敏層的上表面上，其中另一個導(dǎo)電層50可以設(shè)置在第二壓敏層的下表面上。由此，通過兩個導(dǎo)電層50也可以實(shí)現(xiàn)控制第一壓敏層和第二壓敏層的接觸面積的效果。

可選地，上絕緣層12和下絕緣層11的材質(zhì)可以相同，也可以不同。上絕緣層12可以為聚對苯二甲酸乙二酯層(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯層(PEN)、酚醛樹脂層、環(huán)氧樹脂層或聚酰亞胺層等，下絕緣層11也可以為聚對苯二甲酸乙二酯層、聚萘二甲酸乙二醇酯層、酚醛樹脂層、環(huán)氧樹脂層或聚酰亞胺層等。由此，便于制造且成本相對較低。

可選地，導(dǎo)電層50可以是納米銀絲墨水、石墨烯墨水、碳納米管墨水、PEDOT墨水或銀漿等導(dǎo)電材料制成。其中，對于第一壓敏層的上表面上設(shè)有導(dǎo)電層50或者第二壓敏層的下表面上設(shè)有導(dǎo)電層50的結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)導(dǎo)電層50由導(dǎo)線構(gòu)成時，導(dǎo)電層50可以看成一個導(dǎo)線層32，此時，聚合物梯度層31的上方和下方分別可以看成設(shè)置有一個導(dǎo)線層32。

在本實(shí)用新型的一些較優(yōu)選的實(shí)施例中，間隔層20可以為膠層。由此，間隔層20可以形成為將上絕緣層12與下絕緣層11粘結(jié)的膠框，可以用于封裝感測區(qū)，并將上絕緣層12與下絕緣層11間隔開來，形成空氣層，從而無需再對上絕緣層12和下絕緣層11進(jìn)行連接固定，裝配更簡便，成本較低。可選地，該膠層可以采用雙面膠或OCA等材料制成。

可選地，導(dǎo)線層32可以是在上絕緣層12或下絕緣層11上噴涂或絲印而成，此時導(dǎo)線材料可以是納米銀絲墨水、石墨烯墨水、碳納米管墨水、PEDOT墨水以及或銀漿等導(dǎo)電材料。導(dǎo)線層32也可以通過處理在上絕緣層12或下絕緣層11的導(dǎo)電涂層而成，導(dǎo)電涂層可以是 通過蒸鍍、濺鍍、噴涂或絲印等方式覆蓋在上絕緣層12或下絕緣層11的表面，導(dǎo)線層32的形成可以是通過蝕刻或鐳射等方式形成，導(dǎo)線材料可以是ITO、IZO、納米銀絲、石墨烯、碳納米管、PEDOT、鍍銅或鍍銀等導(dǎo)電材料。

導(dǎo)線層32可以絲印、噴涂、蒸鍍、濺鍍、蝕刻或鐳射形成。也就是說，可以在上絕緣層12或下絕緣層11上絲印、噴涂、蒸鍍、濺鍍、蝕刻或鐳射形成導(dǎo)線層32，從而在上絕緣層12和下絕緣層11上分別形成上導(dǎo)線層42和下導(dǎo)線層41。

綜上所述，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器100可以通過調(diào)整壓力敏感材料性質(zhì)以及調(diào)節(jié)壓力導(dǎo)通的接觸面積，達(dá)到了在廣泛的壓力范圍內(nèi)對壓力都有很好的響應(yīng)性能，該壓阻傳感器100在一定壓力范圍內(nèi)阻值隨壓力的變化較為平緩，基本呈線性關(guān)系，并且在極小壓力下也有很好的響應(yīng)，性能大大提高，可以提高檢測準(zhǔn)確性。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的壓阻傳感器100的其他構(gòu)成以及操作對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是可知的，在此不再詳細(xì)描述。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“內(nèi)”、“外”、“徑向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“實(shí)施例”、“具體實(shí)施例”、“示例”或“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。