专利名称：具有可变谐振频率的谐振电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种谐振电路，其中谐振频率是可变的。本发明还涉及一种包括所述谐振电路的传感元件和一种包括所述传感元件的传感系统。最后，本发明还涉及一种包括多个压敏元件的位置压敏传感器。
背景技术：
US2003/0139690A1描述了一种用于骨头中或骨头上压力变化和压力的体内测量的装置。该装置由可植入探针和评价单元组成，该探针包括振荡电路，其包括压力传感器形式的电容器和线圈。该评价单元包括谐振振荡电路，能够检测振荡电路的自然频率。根据由压力变化造成的电容器尺寸变化，该自然频率是可变的。电容器尺寸变化是由电容器膜片变形所导致的。该压力传感器与线圈在空间上分隔，并由电导体连接至线圈。由此允许可植入压力传感器的小尺寸，同时确保清楚的信号可以在较长的距离上传播。·US2003/0139690A1中描述的装置有一个缺点，就是自然频率的变化是由电容器膜片变形导致的，所以该装置的制造较为复杂和昂贵。
发明内容
因此本发明的一个目的是，提供一种具有可变谐振频率并且制造较为便宜、简单的谐振电路。本发明的另一个目的是，提供一种具有可变谐振频率并且适合批量生产的谐振电路。本发明的另一个目的是，提供一种制造性价比高的无线传感系统。本发明的另一个目的是，提供一种制造性价比高的位置压敏传感器。本发明的另一个目的是，提供一种传感器，包括谐振电路，能够响应施加到传感器上的压力来改变谐振频率。本发明的另一个目的是，提供一种传感器，包括谐振电路，能够响应施加到传感器上的压力来改变谐振频率，并且其中谐振频率的改变转化为某些致动。本发明的另一个目的是，提供一种包括谐振电路的传感器系统，能够记录区域内的压力分布。本发明的另一个目的是，提供一种包括谐振电路的传感器，能够响应位移来改变谐振频率。本发明的另一个目的是，提供一种包括谐振电路的传感器，能够响应变形来改变谐振频率。根据本发明的第一个方面，上述的和其他的目的通过提供一种谐振电路来实现，该谐振电路包括—线圈，一电容器，包括一组布置在可变形片上的柔性电极，可变形片的变形导致电容器的电容变化，从而使谐振电路的谐振频率发生变化。线圈和电容器组合在一起形成谐振电路。所述谐振电路的谐振频率由线圈的电感L和电容器的电容C决定，根据下列公式得出
权利要求
1.一种传感系统,包括一一个或多个传感兀件(3),包括具有可变电容的电容器(5),至少一个发送单元(1)，包括天线(9)，适于至少在至少一个所述传感元件(3)的谐振频率范围之内引发电磁场(18)，和/或至少一个接收单元(2)，包括天线(12)，适于响应发送单元(I)产生的电磁信号(18)，从而接收由至少一个所述传感元件(3)产生的信号(19)。
2.根据权利要求1所述的传感系统，其中传感元件是谐振电路，包括一线圈(4 )，一所述电容器(5 )包括一组布置在可变形片(23 )上的柔性电极，可变形片(23 )的变形导致电容器(5 )的电容变化，从而使谐振电路的谐振频率发生变化。
3.根据权利要求2所述的传感系统，其中可变形片(23)由弹性材料制成。
4.根据前述任一权利要求所述的传感系统，其中电容器(5)的电容可在特定的电容范围内变化，从而谐振电路的谐振频率可在特定的谐振频率范围内变化。
5.根据前述任一权利要求所述的传感系统，其中所述柔性电极是波纹状的。
6.根据权利要求5所述的传感系统，其中可变形片(23)被布置在至少一个由可变形材料制成的物体(17)上，并且其中通过改变施加在可变形材料制成的物体(17)上的压力使得可变形片(23)发生变形。
7.根据权利要求所述的传感元件(3)，其中所述可变形材料是弹性材料。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的传感元件(3)，其中所述传感元件(3)是压力传感器或形成压力传感器的一部分。
9.一种根据权利要求2至8中任一项所述的传感元件(3)，其中可变形片(23)是不可压缩的，即可变形片(23)的体积基本被保留，可变形片(23)的实质变形从而是源于形状的变化。
10.根据权利要求9所述的传感系统，其中通过拉伸可变形片(23)使其产生变形。
11.根据前述任一权利要求所述的传感系统，其中发送单兀(I)适于产生一系列改变频率的电磁信号短脉冲，所述频率覆盖一个或多个传感元件(3)的谐振频率的范围，由此发送单元(I)能够分别激发一个或多个传感元件(3)的每个的当前谐振频率。
12.根据前述任一权利要求所述的传感系统，包括多个传感元件(3)，每个传感元件具有在一定谐振频率范围内可变化的谐振频率，并且每个传感元件适于响应发送单元(I)产生的电磁信号(18)而产生并发射该传感元件(3)专属的识别信号，从而形成特殊的响应信号(19)。
13.根据前述任一权利要求所述的传感系统，进一步包括响应在接收单元(2)接收到的响应信号(19)从而致动外部装置(21)的部件。
14.根据权利要求13所述的传感系统，该传感系统包括多个传感元件(3)，每个传感元件具有在一定谐振频率范围内可变化的谐振频率，并且每个传感元件适于响应发送单元(I)产生的电磁信号(18)而产生并发射该传感元件(3)专属的识别信号，从而形成特殊的响应信号(19)，其中致动外部装置(21)的部件适于响应在接收单元(2)接收到且源自于特殊传感元件(3)的特殊响应信号(19)，从而致动多个特殊装置(21)和/或一个外部装置 (21)的多个特殊功能。
15.根据权利要求13或14的传感系统，其中致动外部装置(21)的部件包括将接收到的信号(19)处理为致动信号(20)的部件。
16.根据权利要求15的传感系统，其中所述处理部件包括微控制器。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的传感系统，其中致动外部装置(21)的部件形成接收单元(2)的一部分。
18.根据前述任一权利要求所述的传感系统，其中该传感系统的至少一部分适于定位在外部结构(28)上或靠近外部结构(28)，使得该传感系统适于检测该外部结构(28)的位移(29)。
19.一种位置压敏传感器，包括多个布置在二维结构(22)上的压敏元件，每个压敏元件包括具有线圈(4)和电容器(5)的谐振电路，该电容器的电容响应施加在压敏元件上的压力变化而产生变化，由此相应的谐振电路具有可变的谐振频率，每个压敏元件还适于响应电磁信号(18)而产生并发射该元件专属的识别信号，从而测量到的响应信号(19)为施加到二维结构(22)特定位置上的压力提供测量。
20.根据权利要求19所述的位置压敏传感器，其中多个压敏元件被布置为预定的二维图案。
21.根据权利要求20所述的位置压敏传感器，其中所述预定的二维图案是二维阵列。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的位置压敏传感器，其中至少一个压敏元件是根据权利要求1至18中任一项所述的传感元件(3)。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的位置压敏传感器，其中二维结构(22)是一片挠性材料。
24.根据前述任一权利要求所述的传感系统，其中至少一个发送单元(I)的天线(9)和至少一个接收单元(2)的天线(12)是同一个天线元件，因此发挥发送单元(I)和接收单元(2)的作用。
25.根据前述任一权利要求所述的传感系统，包括多个发送单元(I)和/或接收单元(2)。
全文摘要
一种具有由可变电容器(5)提供可变谐振频率的谐振电路，该电容器具有布置在可变形片(23)上的柔性电极。当片(23)变形时，电容发生改变。进一步地，传感元件(3)包括该谐振电路，传感系统包括至少一个传感元件(3)、发送单元(1)和接收单元(2)。适合批量生产。提供制造性价比高的无线传感系统。可用于低成本的产品，例如玩具。还可用于监控结构的位移，例如壁结构(28)上的裂纹(29)。进一步，位置压敏传感器包括布置在二维结构(22)上的压力传感器。
文档编号G01L19/08GK103026194SQ201180036716
公开日2013年4月3日 申请日期2011年5月26日 优先权日2010年5月27日
发明者M.Y.本斯里梅恩, P.格拉维森 申请人:丹佛斯多能公司