接到如图5所示的节点512a-do在该实施例中，正极输入电压Vexc+被连接到梁传感器SlA(302A)和S2B(316B)而负极输入电压Vexc-被连接到传感器S1B(302B)和S2B(316B)。差分输出的一侧，负极输出Vout-被连接在传感器SlA(302A)和S2A(316A)之间，而差分输出的第二侧，正极输出Vout+被连接在梁传感器SlB(302B)和S2B(316B)之间。
[0074]铝和钢是用于梁材料的常见选择。它们常常可用于许多有用的预成形的尺寸并且应变传感器可内置用于对热膨胀的补偿。其他材料是可能的，包括钛、塑料、黄铜等等。
[0075]另外，本公开提供一种用于实现平板安装方案的方法，其中该平板通过四个弯梁被支撑在其四个拐角上。平板以任何适合的方式诸如通过粘弹性聚合物被附接到梁。在另选的实施例中，平板可利用粘合剂通过焊接、机械固定装置等被附接到梁。
[0076]四个弯梁中的每个弯梁均具有包括应变仪的弯梁传感器。凝胶310可表现出粘弹性响应并且响应于具有时间常数的秒数的所施加的力而改变形状。随着凝胶改变形状，所施加的力的位置发生偏移。因为应变仪对于力矩不敏感，所以应变仪的输出不受聚合物的粘弹性响应的影响。
[0077]图7A是用于触控板700的系统图的顶视图。虚线指示在图7A的视图中通常不可见的元件，但是被示出以例示本发明的某些原理。触控板700包括平台或平板708，该平板可由四个弯梁702A-D支撑并且还包括四个力矩补偿弯梁传感器704A-D。触摸板平板708耦接至平板四个拐角附近的四个弯梁。通过将平板粘接到前述凝胶706A-D来实现耦接。凝胶可为任何形状，包括圆形和非圆形形状。例如，图6A示出了具有圆形横截面的凝胶而图7A示出了具有椭圆形横截面的凝胶。可在不同的实施例中使用其他形状(平面或三维)。尽管在图中示出了凝胶，但在一些实施例中可去除凝胶。位置传感器710可被置于沿平板708的表面进行耦接的凝胶/平板处或附近。位置传感器710位于触控板下方，如虚线所示。另外，位置传感器可包括栅格形式的与触控板的平台708 —样大的位置感测层。
[0078]在一个实施例中，每个力矩补偿梁传感器包括连线在一起以产生差分信号的至少两个应变仪。在另选的实施例中，每个力矩补偿梁传感器包括可被连线为惠斯通电桥的四个应变仪。对于平板，负载信号可从弯梁传感器获取，以便确定施加在触控板上的力，并且负载位置信号可从位置传感器获取。
[0079]在特定实施例中，弯梁可为约1mm宽、1mm长和0.5mm厚，而触控板可为约105mm长和76mm宽，其中厚度从0.8mm到2.3mm。
[0080]本领域技术人员将理解，梁的尺寸可针对各种期望的负载和电气输出以及平台的尺寸和形状而变化。
[0081]在某些实施例中，位置感测层可位于平板下方。例如，位置感测层可为类似于许多触摸屏采用的电容式感测层。电容式感测层可包括被布置成行和列并且操作以感测触摸的特定位置的电极。在一些实施例中，位置感测层可以类似于并入到智能电话、平板计算设备、媒体播放器、计算显示器、触摸屏以及类似产品中的触摸屏的方式来感测多个同时触摸。由于触敏层的操作在本领域是已知的，所以在本文中将不再进一步讨论。
[0082]然而，应当理解，触控板的位置感测和力感测可结合一起。因此，本文有关力感测的各种讨论可应用于电容式感测层和/或电容式感测显示器以及可在上面触摸或按压的任何其他计算元件或外壳。因此，本文所描述的实施例可被配置为使得可感测施加到显示器或其他计算元件的力。例如，触控板平板可由移动设备等的覆盖玻璃或表面来替代，并且在此类所感测的表面上施加力。
[0083]在特定实施例中，梁具有均匀厚度以减小触控板的总体尺寸。对于某些应用，诸如在平板计算设备、媒体播放器、便携式计算机、智能电话等中，通过粘弹性聚合物诸如凝胶在平板和梁之间所形成的连接可以是薄型的。
[0084]图7B是穿过图7A的弯梁702A的剖面图。在该附图中，触控板平板708具有附接的位置传感器710。位置传感器710通过凝胶706A被附接到梁702A。注意，力矩补偿弯梁传感器704A、704B、704C和704D中的每个力矩补偿弯梁传感器都包括至少两个应变仪SI和S2或者两对应变仪，即四个应变仪。
[0085]图7C示出了平台708上的三个力位置。力I比另外三个弯梁更靠近梁702B并且弯梁702B将比其他梁承受更多的力。为了准确确定力I的大小，各个力传感器704A、704B、704C和704D中每个力传感器所检测的力可被叠加。作为另外一种选择，位置传感器710的输出可与来自一个或多个力矩补偿弯梁传感器的输出一起使用以将触摸或其他输入的位置与负载大小相关联。无论负载被施加在力2的触控板的中心附近还是被施加在平台708的表面上的任何位置处诸如力I和力3所定位的位置，都可使用确定力大小的这些方法。
[0086]在一些情况下，期望在不使用位置传感器或位置感测层710的情况下近似确定力位置。对于每个力矩补偿梁传感器，由梁传感器所检测到的力与沿梁的中心轴的位置相乘，在该位置处力被施加到各个梁，从而形成力距离乘积。所有四个梁的力距离乘积被叠加并且除以总力。所得到的位置近似为力相对于触控板的中心的位置。从本质上说，尽管图7C中示出了四个弯梁，但是三个梁传感器的使用通过比较由每个梁传感器所感测的力的相对大小而允许力的位置的三角形划分。因此，梁传感器中的每个梁传感器可被连接到可使用梁传感器的输出对施加力的位置进行三角形划分的处理器或其他计算元件。该位置数据可与从位置传感器获取的负载数据进行比较或者相关联，使得特定力可与特定触摸输入相关联。
[0087]另外，就多触摸手势而言，多个力的位置和大小可从位置传感器和弯梁传感器的输出来确定，每个负载与触控板或其他输入机构上的不同触摸相关联。例如，当同时使用两个或更多手指触摸触控板时，需要确定多个力的位置和大小。
[0088]图8A是另一个实施例中的在拐角处具有四个弯梁的触控板的底部的透视图。注意，弯梁806A-D完全位于触控板平板810的器件封装内。与此相反，弯梁可延伸超过触控板平板的边缘，如图7A所示。
[0089]图8B是另一个实施例中的在拐角处的四个弯梁中的一个弯梁的放大视图。注意，凝胶804具有圆形横截面并且覆盖或者近似覆盖弯梁802的自由端806。梁的相对端被附接到基座808，诸如计算设备外壳的侧壁或从计算设备外壳延伸的支撑件或计算设备外壳的一部分。应当理解，包括凝胶、梁和基座的触控板的任何部分的尺寸、形状和配置在不同实施例中可变化。因此，图8A-8B中所示的配置示出两种具体实施，并且并非旨在进行限制。
[0090]图9是示出了一个实施例中的用于制造耦接至触摸输入设备的力矩补偿弯梁传感器的步骤的流程图。在操作902处，方法900开始于提供弯梁。在操作906处，方法900继续在靠近梁的第一端的梁的表面上放置第一应变仪和第二应变仪，从而使第一应变仪和第二应变仪沿着轴与梁对准。第一端被附接到基座。在操作910处，方法900还包括将第一应变仪和第二应变仪耦接至触摸输入设备的平板。在操作914处，方法900还包括使第一应变仪和第二应变仪电连接，使得当负载施加到触摸输入设备的平板上时，从第一应变仪和第二应变仪获取差分电压信号。
[0091]图10示出了具有包括与梁对准的两个应变仪的力矩补偿弯梁传感器的示例性应变分布。如图7所示，当由四个梁支撑触控板时，沿具有图3E中所示的设计的单个梁的中心轴测量应变分布。零点位置被设置在梁的位于柔性支撑件332上方的左手侧。应变量变曲线的峰值出现在支撑架的边缘处。凝胶从位置21mm定位到位置27mm。弯梁从柔性支撑件332延伸到凝胶的边缘并且长度为17_。类似于图7C中的力2当负载施加在触控板的中心时，获取应变量变曲线1002。与此相反，类似于图7C中的力3，如果负载直接施加到凝胶上方，则出现应变量变曲线1004。中心负载在梁基座或梁的根部304附近多产生25%的应变。定位在根部附近的标准弯梁应变传感器将不会给出梁所承受的力的准确读数。本公开中所描述的差分传感器或力矩补偿传感器给出与力位置无关的读数。应变仪302提供与左手灰色带1008上方的平均应变成比例的信号。应变仪316提供与右手灰色带1010中的平均应变成比例的信号。因为包括两个应变仪302和316的弯梁传感器去除这两个信号，所以输出仅为两个曲线的斜率的函数。注意，凝胶