例如， 图3D和图3E中示出的Rz)。例如，电阻Rz与在终端320D处测得的电压的倒数和在终端 320E处测得的电压的倒数的总和成正比。另外，如上文所讨论，电阻Rz为压敏材料301的 电阻，其取决于施加到压力感测单元300的力的量值。因此，通过导出电阻Rz，可能确定在 Z方向上施加的力的量值。
[0067] 图4A示出包括在图2A至图2B的传感器中的示例性压力感测单元400。压力感测 单元400可包括电极402、406,导体408、412、414和压敏材料401。图4B至图4D示出用于 使用三个通信线路（例如导体408、412、414)检测位置坐标信息（例如X-Z坐标信息）的 分压器电路图。还可能使用三个通信线路来检测Y-Z坐标信息。如图4A所示，电极402可 包括导体408,其被布置为在电极402表面的一个侧面上实质上平行。另外，电极406可包 括导体412、414,每个导体都被布置为在电极406表面的对立侧面上实质上平行。通过在导 体412、414上施加电压，可能在导体之间建立电势。
[0068] 参考图4B，示出了用于检测在第一方向（例如，X方向）施加的力的位置的分压 器电路图。如上文所讨论，可在导体412、414上施加电压以便在导体之间建立电势。例如， 可将正电压施加到导体414,并且导体412可接地。例如，正电压可为5V。然而，正电压可 能大于或小于5V。当将力施加于压力感测单元400时，电极402、406可各自在接触点接触 压敏材料401，并且电极406的电压在接触点通过压敏材料401施加到电极402。随后，可 在终端420B (也就是导体408)处测量电压。终端420B处的电压与接触点和导体408之间 的距离成正比。具体来说，终端420B处的电压与电极402在接触点与导体408之间的片电 阻成正比。因此，可从终端420B处的电压导出在第一方向所施加的力的位置。另外，导体 412、414可颠倒（例如，可将正电压施加到导体412,并且导体414可接地）。
[0069] 参考图4C和图4D，示出了用于检测在第二方向（例如，Z方向）施加的力的量值的 分压器电路。如图4C所示，当导体412断连时，可将正电压（例如，5V)施加到电极406的 导体414。另外，电极402的导体408可通过电阻器R接地。电阻器R可具有已知值，例如 4. 7千欧（kQ)，或任何其他已知电阻值。当将力施加到压力感测单元400时，电极402、406 可各自在接触点接触压敏材料401，并且电流可从导体414通过压敏材料401经过接触点流 到导体408。随后，可在终端420C(也就是导体408)处测量电压，所述电压代表电阻器R上 的电压降。另外，如图4D所示，当导体414断连时，可将正电压（例如，5V)施加到电极406 的导体412。另外，电极402的导体408可通过电阻器R(具有已知值，例如4. 7k Ω )接地。 当将力施加到压力感测单元400时，电极402、406可各自在接触点接触压敏材料401，并且 电流可从导体412通过压敏材料401经过接触点流到导体408。随后，可在终端420D (也就 是导体408)处测量电压，所述电压代表电阻器R上的电压降。
[0070] 通过使用在终端420C和420D处测得的电压，可能导出导电路径的电阻值（例如， 图4C和图4D中示出的Rz)。例如，电阻Rz与在终端420C处测得的电压的倒数和在终端 420D处测得的电压的倒数的总和成正比。另外，如上文所讨论，电阻Rz为压敏材料401的 电阻，其取决于施加到压力感测单元400的力的量值。因此，通过导出电阻Rz，可能确定Z 方向上施加的力的量值。
[0071] 图5A示出根据本发明的另一实施方案的压力传感器500的横截面图。压力传感 器500可包括封盖520、力集中器502和压力感测单元506。封盖520可为具备模内装饰 (MD)或模内贴标（ML)以提供标记和/或被动触觉特征的模制封盖。在一些实施方案中， 标记可与控制功能有关。压力感测单元506可为如上文参考图3A和图4A所讨论而配置的 压力感测单元。压力感测单元506可形成于支撑层508中形成的开口或空腔内部，支撑层 508层压在反应表面504的顶部。可选择封盖520的物理尺寸和材料以便封盖520可以在 用户施加的力之下变形。例如，封盖520可被设计以在用户施加预定的力时向内偏转。另 外，可选择支撑层508的物理尺寸和材料以便在封盖520与力集中器502之间界定间隙。在 这种情况下，封盖520必须在与力集中器502接触前位移预定的距离。所述间隙还可有助 于提供制造压力传感器500所需的设计公差。还可选择力集中器502的物理尺寸和材料来 吸收预定量的所施加的力。因此，封盖520、力集中器502、支撑层508等的设计特性可为多 变的，以便配置压力传感器500的力响应，尤其是最初的力敏感性。这在下文参照图6C讨 论。
[0072] 图5B示出根据本发明实施方案的具有被动触觉特征的多种封盖520。封盖520可 被设置在图5A所示的压力传感器500的压敏表面顶部，并且封盖520可被布置以便被动触 觉特征在压力传感器500的一个或多个压敏区域（例如，压力感测单元）上对准。另外，被 动触觉特征可有助于将用户引导到压敏区域。例如，被动触觉特征可由超模压层501、503、 505、507提供。具体来说，超模压层可包括压凸印、压凹印、突出、凹座、盲文（Braille)等作 为被动触觉特征。超模压层501、503、505、507可独立成形，或与封盖520 -体成形。在一 些实施方案中，被动触觉特征可为触觉系统的部分，触觉系统与压敏系统通信。例如，被动 触觉特征可给用户提供基于检测的力的量的触觉反馈。
[0073] 如图5B所示，被动触觉特征可采取多种形式，包括但不限于粧512、横档514、突出 部分516、凹陷部分518和凹座510。例如，超模压层501包括粧512,其侧面与凹座510相 接。粧512可向压敏区域引导用户，压敏区域可在凹座510下面。另外，超模压层503包括 下降且随后锥化为凹座510的横档514,其也可以将用户引导到压敏区域。另外，超模压层 505包括侧面与凹座510相接的突出部分516,而超模压层507包括侧面与凹座510相接的 凹陷部分518。粧512、横档514、突出部分516和凹陷部分518可为任何的任意形状、设计 和/或尺寸，以便它们将用户引导到压敏区域。
[0074] 压敏材料可具有可预测的电学性质-力响应曲线。参考图6A，示出根据本发明实 施方案的压敏材料的示例性电阻-力响应曲线。如上文所讨论，压敏材料可被配置来响应 于所施加的力（或压力）来改变至少一个电学性质（例如，电阻）。通过使用此类压敏材 料，可能配置传感器以检测所施加力的位置以及所施加力的量值。压敏材料的一种实例为 QTC材料，其在上文已讨论。
[0075] 在图6A中，电阻一力响应曲线600分成多段。例如，在A段力学610中，力的小改 变导致电阻的大改变。本段电阻-力响应曲线600可有助于通过力学阻力实施的开/关切 换应用，这是因为压敏材料电阻基于所施加力的相对较小改变的相对较大下降。例如，当所 施加力完全或部分小于力学开关部件指定的预定阈值时，压敏材料可实质上充当绝缘体。 然而，当所施加力大于预定力学阈值时，压敏材料可实质上充当导体。
[0076] 在B段传感器620中，基于所施加力的变化的电阻变化比A段力学610更线性。另 外，基于所施加力的变化的电阻变化相对更可预测。因此，本段电阻-力响应曲线600可有 用于下文讨论的压力传感器操作，其中所施加力的位置和量值的组合可与多个控制消息相 关。在C段630中，力的大变化引起电阻的小变化。本段电阻-力响应曲线600可有用于 检测操作。例如，当压敏材料的电阻下降到预定值下时，可检测到预定量值的力的施加。如 下文参考图6C所讨论，A段力学610、B段传感器620和C段630所驻留的力的范围可通过 改变压力传感器的不同层的特性和材料来平移。
[0077] 参考图6B，示出根据本发明实施方案的压敏材料的示例性电阻-力响应曲线。在 图6B中，示出负载移除期间的电阻-力响应曲线600A。另外，示出负载施加期间的电阻-力 响应曲线600B。压敏材料在没有施加力时实质上充当绝缘体。例如，当没有力施加时（例 如，0N)，压敏材料的电阻可超过大约IO 12 Ω。当施加大量力时，压敏材料可实质上充当导体。 例如，当有力施加时（例如，10N)，压敏材料的电阻可小于大约1 Ω。压敏材料响应于中间 压力(λ 5N、L ON、2. ON、3. ON和4. ON的电阻可大约小于或等于8k Ω、5k Ω、3k Ω、I. 5k Ω和 I. 25kQ。任选地，上文讨论的电阻值可变化，例如，变化10%。
[0078] 另外，压敏材料的电阻可关于所施加的力持续变化。具体来说，压敏材料可对于所 施加力的递增变化而递增地改变电阻，然而改变较小。如图6B所示，电阻的变化在所施加 力的范围内也可是可预测的（例如，在所施加压力范围0-10N内大约10 12Ω和1Ω之间）。 此外，压敏材料的电阻可响应于所施加力的变化而实质上实时（也就是即刻）变化。因此， 在操作中，用户将不能检测电阻变化与所施加力的变化之间的任何滞后。
[0079] 参考图6C，除了利用压敏材料提供的压力响应之外，传感器的压力响应可通过改 变传感器中其他层像封盖520、支撑层508、力集中器502、载体片202、204、电极203、205等 的特性来设计，如上文参考图2Α至图2Β和图5Α至图5Β所讨论。例如，传感器的压力响应 可通过选择其他层的材料和物理尺寸来设计。通过改变其他层的材料和尺寸，可能可以改 变其他层交互的方式，例如需要施加多大力到传感器以施加压力于压敏材料。具体来说，可 能在施加力到压敏材料前使传感器的压力响应向右（例如，需要较大的初始施加力）或向 左（例如，需要较小的初始施加力）偏移。
[0080] 在一些实施方案中，可设置间隙（或空间）来使传感器的压力响应向右偏移预定 的力的量。通过设置间隙，在施加力到压敏材料前需要一个或多个层的预定力学位移量。例 如，可将间隙设置在压敏材料201和电极205之间，如图2A所示，或者在压敏材料201和电 极203之间，如图2B所示。可使用黏合剂接合载体片202、204来设置此间隙。任选地，可 将间隙设置在封盖520和力集中器502之间，如图5A所示。可使用支撑层508来设置此间 隙。间隙不限于上述实例，并且可设置在任何两个邻近的层之间。
[0081] 在其他实施方案中，可预加载传感器（例如，通过施加外部负载到传感器）来使传 感器的压力响应向左移预定的量。预加载通过将曲线上的零（外部）负载状态向右推而使 传感器的初始电阻降低。例如，预加载可在施加外部负载前降低压敏材料201的初始电阻。 因此，在零负载下，压敏材料201可在图6A的曲线的B段600中。
[0082] 或者或另外，可选择传感器层的材料和物理尺寸来使传感器的压力响应偏移。可 对一个或多个层采用具有较大厚度和较低弹性（较大刚性）的材料来使传感器的压力响应 向右偏移。通过采用具有较大厚度和较低弹性的材料，必需施加较大的力以使所述层位移。
[0083] 通过利用具有可预测和持续可变的电学性质-力响应曲线的压敏材料，传感器可 易于适应多种不同用途。例如，用户可以利用可预测响应。如果在采取控制动作前需要较 多或较少量的施加力，那么用户只需要注意电学性质-力曲线并选择用于所需施加力的电 学性质。也就是说，不需要传感器的物理重新设计。
[0084] 图2A至图2B中示出的压力传感器200A和200B可用在图1的传感器内，以产生 用于控制多种系统特征的控制消息。例如，传感器可用在汽车环境中以控制多种汽车控制 功能。参考图8,示出汽车功能的示例性表格。在汽车环境中，传感器可用于控制媒体系统 (音频、视频、通信等）、驾驶系统（巡航控制）、气候控制系统（加热、A/C等）、能见度系统 (挡风玻璃雨刮器、灯等），以及其他控制系统（锁、窗户、镜子等）。在一个实例中，可利用传 感器来接收用户输入，如施加到传感器的力，并基于所施加力的位置和量值产生控制消息， 如增加或减小媒体系统的音量。例如，控制消息的表格可存储在图1所示的系统存储器104 中。在存储和分析用户输入之后，可执行表格查找以使用户输入与特定控制消息相关。传 感器还可用于在多个类型的环境中使用本文讨论的原理来控制多个类型的控制系统功能。
[0085] 如上文所讨论，传感器可被配置来感测所施加力的位置（例如，一维或二维位置） 以及所施加力的量值。所施加力的位置和量值的组合可与多个控制消息相关，每个控制消 息允许用户控制系统特征，如开/关特征、调整特征的等级、选择与特征相关联的选项等。 例如，上文参考图3B至图3E和图4B至图4D讨论的分压器可用于检测施加力的位置和量 值。具体来说，当将力施加到传感器时，可将电极置于电通信中（例如，电流穿过压敏材料 从一个电极流到另一个电极）。
[0086] 在电极处测量的电压然后可用于计算所施加力的位置和量值。具体来说，X和/ 或Y方向上施加的力的位置可与接触点和测量终端之间的电极的片电阻成正比，并且施加 的力的量值可与压敏材料的电阻成正比。换句话说，传感器的电学性质基于所施加力的位 置和量值变化。
[0087] 另外，传感器的电学性质可