專利名稱：小位移傳感方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種位移、溫度、力度等物理量的測量方法及裝置，特別是一種小位移傳感方法及裝置。
背景技術：
現有的位移傳感方法主要有如下幾種1、采用金屬絲薄膜或者貼片，這種方法雖然成熟而且廉價但是它只能測量應變量，所以也叫應變片。通常成品元件尺寸不能夠太小。2、采用硅材料為基礎的薄膜，它同樣是測量應變量，同時硅材料本身需要有保護裝置。它可以做得非常小，但是成本非常高。3、光纖傳感方法，它是通過材料變形引起的光學變化來測量應變量的，它需要CCD成像元件，成本也是非常高。4、電阻尺，這是一種精度非常高的長度測量方法，但是尺寸較大。
從上面位移傳感方法可知，現有傳感器雖然有的技術成熟、成本低廉，但卻不能做得太??；能夠做得較小的，成本卻非常高。而現有傳感器普遍朝著高可靠性、高精度等方向發(fā)展，結構越來越復雜，傳感器所采用的材料或部件價格越來越昂貴，同時工業(yè)制造難度大，導致整體價格成本越來越高。對于在測量精度要求并不很高但要求傳感器體積較小的應用場合，則難以尋找到與應用相適合的成本不高的傳感器。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對上述現有技術的缺陷，提供一種具有一定的測量精度，能夠將傳感器做得較小，同時工業(yè)實現簡單的傳感方法及相應的傳感裝置。
本發(fā)明是這樣實現的一種小位移傳感方法，將具有一定電阻值的形變介質限定在兩個導電體之間，所述形變介質的體積尺寸隨被測位移量的改變而改變從而導致所述形變介質電阻值的變化，測量兩個導電體之間所述形變介質電阻值的變化即可得到需要測量的被測位移量參數。
上述被測位移量是兩個導電體之間的縱向距離或者是設置在兩個導電體之間的用于限制形變介質徑向位移的兩個限制塊之間的橫向距離。兩個導電體之間的縱向距離變化導致作為電極的兩個導電體間的形變介質電阻體長度發(fā)生變化，進而導致電阻值隨該縱向距離正比例變化。兩個限制塊之間的橫向距離的變化導致電極間的形變介質電阻體的截面積發(fā)生變化，進而導致電阻值隨該橫向距離反比例變化。通過測量電極間的電阻值的變化并且經過相應計算就可以獲得被測位移量參數。
上述形變介質為液態(tài)或膠態(tài)介質。
上述將具有一定電阻值的液態(tài)或膠態(tài)介質限定在兩個導電體之間是通過在兩個導電體之間滴注帶有磁性的導電液態(tài)或者膠態(tài)介質，并且在電極上或者限制塊上充磁或者建立一個穩(wěn)定的電場來實現限定的目的；或者在上述液態(tài)或膠態(tài)介質外包有薄膜用以限定其在兩個導電體之間；或者上述兩個導電體浸置在液態(tài)或膠態(tài)介質之中。
上述液態(tài)介質為加入導電粉的潤滑油；上述膠態(tài)介質為加入導電粉的液態(tài)石蠟。
上述帶有磁性的導電液態(tài)或者膠態(tài)介質是在所述液態(tài)或膠態(tài)介質中添加磁性粉末材料。
上述兩個導電體為平板式電極。
上述限制塊為絕緣體。
上述被測位移量是幾個毫米以內的距離。
一種小位移傳感裝置，包括具有一定電阻值的形變介質及限定所述形變介質的兩個導電體，所述兩個導電體與電阻測量裝置電連接。
技術效果本發(fā)明方法和裝置由于在兩個導電體之間限定有導電的形變介質，特別是液態(tài)或膠態(tài)介質，當兩導電體之間的距離或橫截面積發(fā)生變化時導電的形變介質的電阻就會隨之改變。本發(fā)明方法及裝置通過測量其電阻值的變化，就可測得位移量。通過相應的裝置將其他被測物理量(如更小或者更大距離、溫度、力度等)轉換成為小位移，就可以通過本專利換算出這些物理參數。本發(fā)明由于是對距離變化引起的電阻變化來測量電阻，通過電阻測量值計算得到距離的變化，因此具有一定的測量精度；同時由于產生形變的是如液態(tài)或膠態(tài)介質這樣的形變介質作為變形體，可以取很小的變形體實現發(fā)明目的，從而可將傳感器做得較??；再加上所用材料簡便易得，實現過程簡單，因此便于工業(yè)化實施。上述的優(yōu)點使得本發(fā)明方法制得的傳感器結構簡單、成本低廉。同時本發(fā)明方法采用液態(tài)或膠態(tài)介質時，由于沒有固體物質的相互接觸，因此具有不磨損的效果，還可以測量運動部件之間的位移關系及相關物理參數。
本發(fā)明裝置的尺寸大小可使其安裝在鼠標內用于傳感鼠標的位移量。


圖1是本發(fā)明傳感裝置的結構示意圖；圖2是設有限制件的本發(fā)明傳感裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1見圖1，在兩個導電體1和2之間限定有具有一定電阻值的形變介質3，形變介質3可以是液態(tài)或膠態(tài)介質，也可以是其他能起變形作用的介質，如具電阻值的海綿體或其他形變介質。形變介質3的體積尺寸隨被測位移量的改變而改變從而導致所述形變介質3的電阻值的變化，測量兩個導電體之間所述形變介質電阻值的變化即可得到需要測量的被測位移量參數。兩個導電體1和2可以是具有一定面積的平板式電極，兩個電極板1、2的另一面電連接有電阻測量裝置4。被測位移量在本實施例是兩個導電體之間的縱向距離a，兩個導電體1、2之間的縱向距離a的變化導致其間的形變介質3的電阻體長度發(fā)生變化，進而導致電阻值隨該縱向距離a正比例變化。其變化公式為r＝k*L/S，其中r為電阻，k為導電率，L為兩電極板之間的縱向距離a，S為形變介質3的截面的橫向距離。通過測量電阻值的變化，并且經過相應計算就可以獲得被測位移量參數。對于采用液態(tài)或膠態(tài)介質作為形變介質時，由于沒有固體物質的相互接觸，因此具有不磨損的效果，還可以測量運動部件之間的位移關系及其他相關物理參數如溫度、力度。
形變介質3為液態(tài)或膠態(tài)介質時，將其限定在導電體1、2之間的方式可以有在兩導電體1、2之間滴注帶有磁性的導電液態(tài)或者膠態(tài)介質，并且在電極上充磁或者建立一個穩(wěn)定的電場來實現限定的目的，液滴可以事先控制好體積尺寸，該方法的好處是可以將傳感器做得很小，如液滴的直徑為10毫米以內，如1-10毫米，使被測位移量控制在幾個毫米內；或者在上述液態(tài)或膠態(tài)介質外包有薄膜用以限定其在兩個導電體之間，所述薄膜與兩電極1、2具有粘合區(qū)域。該法同樣可將傳感器做得小到幾毫米內；或者上述兩個導電體浸置在液態(tài)或膠態(tài)介質之中，該方法的好處是制作相對方便。液態(tài)介質可以是加入導電粉的潤滑油或其他液體材料；膠態(tài)介質為加入導電粉的液態(tài)石蠟或其他膠質材料。帶有磁性的導電液態(tài)或者膠態(tài)介質是在所述液態(tài)或膠態(tài)介質中添加磁性粉末材料。
實施例2見圖2，在兩個電極板1、2之間的形變介質3的外表面可設置有限制件5，限制件5在本實施例為兩個限制塊5，限制塊5為絕緣體。形變介質3的選材和限定方式與實施例1相同，只是被測位移量是設置在兩個導電體1、2之間的用于限制形變介質3徑向位移的兩個限制塊之間的橫向距離b。兩個限制塊5之間的橫向距離的變化導致電極間的形變介質3電阻體的截面積發(fā)生變化，進而導致電阻值隨該橫向距離反比例變化，見實施例1的計算公式(本實施例的橫向距離b可為公式中的橫向距離S)。通過測量電極板1、2間的電阻值的變化并且經過相應計算就可以獲得被測位移量參數。
權利要求
1.一種小位移傳感方法，其特征在于將具有一定電阻值的形變介質限定在兩個導電體之間，所述形變介質的體積尺寸隨被測位移量的改變而改變從而導致所述形變介質電阻值的變化，測量兩個導電體之間所述形變介質電阻值的變化即可得到需要測量的被測位移量參數。
2.根據權利要求1所述的小位移傳感方法，其特征在于所述被測位移量是兩個導電體之間的縱向距離或者是設置在兩個導電體之間的用于限制形變介質徑向位移的兩個限制塊之間的橫向距離。
3.根據權利要求1或2所述的小位移傳感方法，其特征在于所述形變介質為液態(tài)或膠態(tài)介質。
4.根據權利要求3所述的小位移傳感方法，其特征在于所述將具有一定電阻值的液態(tài)或膠態(tài)介質限定在兩個導電體之間是通過在兩個導電體之間滴注帶有磁性的導電液態(tài)或者膠態(tài)介質，并且在電極上或者限制塊上充磁或者建立一個穩(wěn)定的電場來實現；或者在上述液態(tài)或膠態(tài)介質外包有薄膜用以限定其在兩個導電體之間；或者上述兩個導電體浸置在液態(tài)或膠態(tài)介質之中。
5.根據權利要求4所述的小位移傳感方法，其特征在于所述帶有磁性的導電液態(tài)或者膠態(tài)介質是在所述液態(tài)或膠態(tài)介質中添加磁性粉末材料。
6.根據權利要求4所述的小位移傳感方法，其特征在于所述限制塊為絕緣體。
7.根據權利要求3所述的小位移傳感方法，其特征在于所述液態(tài)介質為加入導電粉的潤滑油；所述膠態(tài)介質為加入導電粉的液態(tài)石蠟。
8.根據權利要求1或2所述的小位移傳感方法，其特征在于所述兩個導電體為平板式電極。
9.根據權利要求1或2所述的小位移傳感方法，其特征在于所述被測位移量是幾個毫米以內的距離。
10.一種小位移傳感裝置，包括具有一定電阻值的形變介質及限定所述形變介質的兩個導電體，所述兩個導電體與電阻測量裝置電連接。
全文摘要
本發(fā)明小位移傳感方法及裝置涉及一種位移、溫度、力度等物理量的測量方法及裝置。本發(fā)明方法將具有一定電阻值的形變介質限定在兩個導電體之間，所述形變介質的體積尺寸隨被測位移量的改變而改變從而導致所述形變介質電阻值的變化，測量兩個導電體之間所述形變介質電阻值的變化即可得到需要測量的被測位移量參數。本發(fā)明方法具有一定的測量精度，能夠將傳感器做得較小，同時工業(yè)實現簡單，依該方法制得的傳感裝置結構簡單，成本低廉。
文檔編號G01D5/12GK1667349SQ20051001154
公開日2005年9月14日 申請日期2005年4月8日 優(yōu)先權日2005年4月8日
發(fā)明者唐榮華 申請人:唐榮華