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位移传感器.pdf

  • 上传人:a****
  • 文档编号:64031
  • 上传时间:2018-01-22
  • 格式:PDF
  • 页数:17
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201380006264.1

    申请日:

    2013.01.25

    公开号:

    CN104067087A

    公开日:

    2014.09.24

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情:

    实质审查的生效IPC(主分类):G01B 7/00申请日:20130125|||公开

    IPC分类号:

    G01B7/00; G01L1/16; H01L41/08

    主分类号:

    G01B7/00

    申请人:

    株式会社村田制作所

    发明人:

    石井彻; 山本靖; 米光勉

    地址:

    日本京都府

    优先权:

    2012.01.25 JP 2012-012839

    专利代理机构:

    北京集佳知识产权代理有限公司 11227

    代理人:

    舒艳君;李洋

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    内容摘要

    本发明提供一种能够高精度地检测由操作者赋予的位移量的位移传感器。作为位移传感器的一种的触摸传感器(100)具备压电元件(10)、电压变换部(101)以及检测部(102)。从压电元件(10)瞬时产生与按压力(按压量)对应的电压。电压变换部(101)将由压电元件(10)产生的电压变换为与根据电压变换部(101)的电阻器(R3)的阻抗、由电容器(C1)以及压电元件(10)的电容量决定的规定时间常数和按压力所决定的变化成比例的电压,并加以输出。检测部(102)对电压变换部(101)的输出电压进行累计,并基于累计值来计算按压力(按压量)。

    权利要求书

    1.  一种位移传感器,其特征在于,具备:
    压电元件,其产生与位移量对应的电荷;
    电压变换部,其根据压电元件所产生的电荷来产生以规定时间常数变化的电压;以及
    检测部,其对从该电压变换部输出的电压进行累计,根据累计值来计算所述位移量。

    2.
      根据权利要求1所述的位移传感器,其特征在于,
    所述电压变换部具备:
    第1电阻器,其与所述压电元件的至少一端连接;以及
    放大电路,其将由所述压电元件产生的电荷在所述第1电阻器流动而产生的电压作为输入进行检测。

    3.
      根据权利要求2所述的位移传感器,其特征在于,
    在所述电压变换部中,所述第1电阻器与所述压电元件并联连接,所述第1电阻器的一端与所述放大电路的输入连接,所述第1电阻器的另一端与基准电位连接。

    4.
      根据权利要求2所述的位移传感器,其特征在于,
    在所述电压变换部中,所述压电元件、所述第1电阻器与第2电阻器串联连接,
    所述第1电阻器的一端与所述压电元件连接,所述第1电阻器的另一端与所述第2电阻器的一端以及所述放大电路的输入连接,所述第2电阻器的另一端与所述放大电路的输出连接。

    5.
      根据权利要求1~3中任一项所述的位移传感器,其特征在于,
    所述第1电阻器的阻抗小于所述压电元件的阻抗。

    6.
      根据权利要求4所述的位移传感器,其特征在于,
    所述第1电阻器与所述第2电阻器的合成阻抗小于所述压电元件的阻抗。

    7.
      根据权利要求1~6中任一项所述的位移传感器,其特征在于,
    所述检测部测量所述累计值的变动,
    若检测出所述累计值的变动表示增加、减少的一组变化这一情况,则将所述累计值的初始值与最新的累计值相减来计算差值,
    如果该差值小于规定阈值,则将所述累计值复位为初始值。

    8.
      根据权利要求1~7中任一项所述的位移传感器,其特征在于,
    所述压电元件具备:
    压电膜,其由至少在一个轴向进行过延伸处理的聚乳酸构成;
    第1检测用电极,其形成在该压电膜的第1面;以及
    第2检测用电极,其形成在所述压电膜的第2面。

    9.
      根据权利要求1~8中任一项所述的位移传感器,其特征在于,
    所述位移传感器是检测所述压电元件的规定面被按压时的按压力的触摸传感器。

    说明书

    位移传感器
    技术领域
    本发明涉及对主体被操作者操作(弯曲、扭转、按压等)时的位移量进行检测的位移传感器。
    背景技术
    以往,考虑过各种根据操作者操作主体来检测位移量的位移传感器。作为对主体的操作,存在弯曲、扭转主体本身或按压主体规定面(触摸面)等。作为按压触摸面的传感器,考虑过各种根据操作者用手指等触摸平面状的操作面来检测触摸时的按压量的触摸传感器。例如,专利文献1中记载有具备平板状压敏传感器的触摸输入装置。这种压敏传感器一般使用将压电体作为材料的压电性片材。而且,当前的各种位移传感器大多使用该压电性片材。
    由于压电性片材产生与位移量对应的电荷,所以在压电性片材的对置的两个面形成电极来构成压电传感器,通过检测基于该产生电荷的电压来检测出位移量(弯曲量、扭转量、按压量等)。
    专利文献1:日本特开平5-61592号公报
    然而,使用于压电性片材的压电体产生与位移量对应的电荷量,在继续维持相同位移量的情况下,产生恒定的电荷量后不会产生新的电荷。即、在使压电传感器的输出与具有恒定输入阻抗的负载连接而作为电压进行观测的情况下,该电压从初始的基准电压瞬时变化为与位移量对应的电压值,之后不会保持恒定的电压,而返回到基准电压。
    根据这样的压电传感器的特性,在以往的构成中,高精度地检测(测量)与压电传感器所产生的电荷对应的位移量并不容易。
    发明内容
    因此,本发明的目的在于提供一种能够高精度地检测由操作者赋予 的位移量的位移传感器。
    本发明的位移传感器具备:压电元件,其产生与位移量对应的电荷;电压变换部,其根据压电元件所产生的电荷来产生以规定时间常数变化的电压;以及检测部,其对从该电压变换部输出的电压进行累计,根据累计值来计算上述位移量。
    在该构成中,能够根据位移量获得时间上的变化稳定的电压值。
    另外,本发明的位移传感器的电压变换部能够通过如下的构成实现。优选电压变换部具备第1电阻器,其与压电元件的至少一端连接;以及放大电路,其将由压电元件产生的电荷在第1电阻器流动而产生的电压作为输入进行检测。
    另外,本发明的位移传感器的电压变换部能够通过如下的构成实现。优选在电压变换部中,第1电阻器与压电元件并联连接,第1电阻器的一端与放大电路的输入连接,第1电阻器的另一端与基准电位连接。
    并且,本发明的位移传感器的电压变换部能够通过如下的构成实现。优选在电压变换部中,压电元件、第1电阻器与第2电阻器串联连接,第1电阻器的一端与压电元件连接,第1电阻器的另一端与第2电阻器的一端以及放大电路的输入连接,第2电阻器的另一端与放大电路的输出连接。
    在这些构成中,示出电压变换部的具体构成例。
    另外,优选本发明的位移传感器的第1电阻器的阻抗小于压电元件的阻抗。
    并且,优选本发明的位移传感器的第1电阻器与第2电阻器的合成阻抗小于压电元件的阻抗。
    在该构成中,示出第1电阻器、第2电阻器的阻抗的具体例。通过进行这样的阻抗设定,能够获得更稳定的输出电压。
    另外,优选本发明的位移传感器的检测部测量累计值的变动,若检测出累计值的变动表示增加、减少的一组变化这一情况,则将累计值的 初始值与最新的累计值相减来计算差值,如果该差值小于规定阈值,则将上述累计值复位为初始值。
    在该构成中,能够抑制压电元件的产生电荷的差别的影响。
    另外,优选本发明的位移传感器的压电元件具备压电膜,其由至少在一个轴向进行过延伸处理的聚乳酸构成;第1检测用电极,其形成在该压电膜的第1面;以及第2检测用电极,其形成在压电膜的第2面。
    在该构成中,示出适合压电膜的材料例。单轴延伸的聚乳酸的压电常数较高,而介电常数较低。因此,如果压电膜使用聚乳酸,则位移量的检测灵敏度变高。并且,聚乳酸与丙烯酸树脂同样地,透光性较高,所以还能够实现透光性较高的位移传感器。而且,由于聚乳酸没有焦电性,所以在手指等触摸位移传感器表面时,即使传导体温,也不会对按压量(按压力)的检测电压带来影响。因此,在使用聚乳酸作为压电膜的情况下,与使用PVDF等具有焦电性的压电膜的情况相比,无需赋予不传导体温这样的复杂机构。
    另外,在本发明中,位移传感器能够被用作检测压电元件的规定面被按压时的按压力的触摸传感器。
    根据本发明,能够高精度地测量由操作者赋予的位移量。
    附图说明
    图1是本发明的第1实施方式所涉及的位移传感器100的电路框图。
    图2是表示压电元件10的概略结构的图。
    图3是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的压电元件10由于按压而产生电荷的产生功能的图。
    图4是表示第1实施方式所涉及的运算放大器U1的输出电压的时间变化的一个例子的图。
    图5是表示第1实施方式所涉及的位移传感器100的运算部122的构成的框图。
    图6是表示通过第1实施方式所涉及的运算部122获得的累计值Zout的时间变化的图。
    图7是本发明的第1实施方式所涉及的位移传感器100的电路框图。
    图8是表示第2实施方式所涉及的运算放大器U1的输出电压的时间变化的一个例子的图。
    图9是表示通过第2实施方式所涉及的运算部122获得的累计值Zout的时间变化的图。
    图10是表示第3实施方式所涉及的位移传感器的运算部122A的电路框图。
    图11是表示可能引起实际测量的累计值所产生的一个变化的图。
    图12是表示第3实施方式所涉及的位移传感器的带复位功能的按压量计算部202A所执行的按压量计算流程的流程图。
    具体实施方式
    参照附图,对本发明的第1实施方式所涉及的位移传感器进行说明。此外,在以下的实施方式中,作为位移传感器,以检测按压力(按压量)的触摸传感器为例进行说明。图1是本发明的第1实施方式所涉及的触摸传感器100的电路框图。
    触摸传感器100具备压电元件10、电压变换部101以及检测部102。电压变换部101具备电阻器R3(相当于本发明的“第1电阻器”。)、电容器C1和运算放大器U1。
    压电元件10的一端(例如后述的第1引出电极41)同电阻器R1与电阻器R2的连接点连接。电阻器R1和电阻器R2串联连接在驱动电压施加端子Vdd与接地之间。电阻器R3与压电元件10并联连接,并且电容器C1与压电元件10并联连接。压电元件10的另一端(例如后述的第2引出电极42)与运算放大器U1的非反转输入端子连接。
    运算放大器U1的输出端与运算放大器U1的反转输入端子连接。通过该构成,可实现缓冲电路。从驱动电压施加端子Vdd对运算放大器 U1供给驱动电压。运算放大器U1的输出端与检测部102连接。
    图2是表示压电元件10的示意结构的图,图2(A)是外观立体图,图2(B)是俯视图,图2(C)是侧视图。
    压电元件10具备压电膜20、第1检测用电极31和第2检测用电极32。
    压电膜20由具备相互对置的第1主面和第2主面的矩形状平膜构成。压电膜20由单轴延伸的L型聚乳酸(PLLA)形成。
    PLLA是手性高分子,主链具有螺旋构造。在PLLA中,若通过单轴延伸等而定向分子,则产生压电性。单轴延伸过的PLLA的压电常数在高分子中属于非常高的类别。
    此外,优选延伸倍率是3~8倍左右。通过在延伸后实施热处理,促进聚乳酸的伸展链晶体的结晶化从而提高压电常数。另外,在双轴延伸的情况下通过使各个轴的延伸倍率不同,能够得到与单轴延伸相同的效果。
    另外,PLLA在基于延伸等的分子定向处理中产生压电性,无需像PVDF等其它聚合物、压电陶瓷那样进行极性调整处理。即、不属于强介电体的PLLA的压电性不是像PVDF、PZT等强介电体那样通过离子的极化显现的,而是源于分子的特征结构即螺旋结构。因此,在PLLA中不会产生在其它强介电性的压电体产生的焦电性。并且,PVDF等随着时间的推移可以看到压电常数的变动,有时根据情况压电常数显著降低,但PLLA的压电常数随着时间的推移极其稳定。
    另外,PLLA的相对介电常数约为2.5,非常低,所以若将d设为压电常数,将εT设为介电常数,则压电输出常数(=压电g常数,g=d/εT)成为较大的值。
    此处,根据上述式子,介电常数ε33T=13×ε0,压电常数d31=25pC/N的PVDF的压电g常数为g31=0.2172Vm/N。另一方面,若将压电常数d14=10pC/N的PLLA的压电g常数换算成g31来求出,则d14=2×d31,所以d31=5pC/N,压电g常数为g31=0.2258Vm/N。因此, 利用压电常数d14=10pC/N的PLLA,能够充分得到与PVDF相同的按压量的检测灵敏度。而且,本申请发明的发明人通过实验得到d14=15~20pC/N的PLLA,通过使用该PLLA,能够进一步非常高灵敏度地检测按压量。
    在由具有这种特性的PLLA构成的压电膜20的第1主面上形成有第1检测用电极31。并且,在压电膜20的第2主面形成有第2检测用电极32。第1检测用电极31以及第2检测用电极32优选使用ITO、ZnO、以聚噻吩为主要成分的有机电极、以聚苯胺为主要成分的有机电极、银纳米线电极中的任意一个。通过使用这些材料,能够形成透光性较高的电极。另外,在无需透明性的情况下,也能够使用由银膏形成的电极、通过蒸镀、溅射或电镀等形成的金属系的电极。
    在第1检测用电极31连接第1引出电极41。在第2检测用电极32连接第2引出电极42。
    若按压这样的压电元件10的平板面,则产生电荷,在第1检测用电极31与第2检测用电极32之间产生电位差。图3是用于说明本发明的第1实施方式所涉及的压电元件10由于按压而产生电荷的产生功能的图。图3(A)表示与按压量(按压力)无关的状态,图3(B)表示与手指的按压量(按压力)有关的状态。
    如图3(A)所示,使压电元件10与平板状的弹性体50的一个主面以彼此的平面紧贴的方式安装。弹性体50由玻璃、丙烯酸,聚碳酸酯等形成。弹性体50并不局限于此处所记载的材料,根据使用条件来选择适当的材料即可。另外,对于将压电元件10贴合的面,也根据使用条件来选择适当的面即可。由支承体501支承弹性体50的对置的两端。
    如图3(B)所示,若用手指510按压弹性体50的表面,粗箭头520所示的那样的按压力被施加给弹性体50。该情况下,弹性体50以向压电元件10的配设面侧膨胀的方式弯曲。由此,压电元件10的压电膜20大致沿着长边方向延伸,产生如粗箭头530所示的拉伸应力。通过该应力,压电膜100在第1主面和第2主面极化。因该极化电荷,在第1检测用电极31与第2检测用电极32之间产生电位差(电压)。此时,在PLLA中,因极化而产生的电荷量与按压力成比例。即、在第1检测用 电极31和第2检测用电极32产生的电位差(电压)与按压力成比例。
    这样,根据按压力而产生的电位差(电压)如上述那样在产生位移的时刻瞬时产生,随着时间的推移降低。然而,如果使用本申请发明的构成,则能够基于从这样的压电元件10产生的瞬时电荷的变化、电压,正确且可靠地计算按压力(按压量)。
    如上述那样,在压电元件10并联连接电阻器R3和电容器C1。电阻器R3的电阻值(阻抗)和电容器C1的电容量被适当地设定为满足如下的条件。
    (i)电阻器R3的电阻值小于压电元件10的阻抗。
    (ii)在检测部102能够检测由按压引起的运算放大器U1的输出电压的变化。
    (iii)由按压引起的运算放大器U1的输出电压的过渡电压的时间变化相对于作为触摸传感器100离散地取样的检测的周期十分短。
    此外,用于赋予压电元件10的基准电压的电阻器R1、R2的电阻值被设定为满足R1×R2/(R1+R2)《R3。
    在这样的构成中,若对压电元件10施加按压力在维持恒定时间后,释放按压力,则运算放大器U1的输出电压如下那样变化。
    若开始施加按压力,运算放大器U1的输出电压从施加按压力的时刻位移至与最终按压力对应的电压。之后,根据电阻器R3的电阻值(阻抗)和由电容器C1的电容以及压电元件10的电容Cs决定的时间常数(与R3×(C1+Cs)成比例的值),降低至基准电压。
    而且,若开始释放按压力,则运算放大器U1的输出电压从按压力的释放时刻位移至与按压力对应的电压。之后,根据电阻器R3的电阻值(阻抗)和由电容器C1的电容以及压电元件10的电容Cs决定的时间常数(与R3×(C1+Cs)成比例的值),降低至基准电压。
    此时,施加按压力时的电压变化与释放按压力时的电压变化相对于基准电压成为相反特性。具体而言,电压变换部101的运算放大器U1的输出电压遵循图4所示的时间变化。图4是表示本实施方式所涉及的 运算放大器U1的输出电压的时间变化的一个例子的图。
    如图4所示,在时刻0.0sec.~0.1sec.不对压电元件10施加按压力,所以输出电压为基准电压。
    若在时刻0.1sec.~0.25sec.对压电元件10施加按压力,则根据施加的按压力,输出电压与基准电压相比上升。而且,若按压力没有进一步增加,按压力变为恒定,则在基于R3×(C1+Cs)的时间常数下,输出电压降低,返回到基准电压。例如,图4的情况下,在0.45sec.输出电压成为基准电压。之后,在按压力恒定的期间,输出电压保持基准电压而恒定。
    若在时刻0.8sec.~0.95sec.施加到压电元件10的按压力被释放,则根据释放的按压力,输出电压与基准电压相比降低。而且,若按压力被全部释放,则在基于R3×(C1+Cs)的时间常数下,输出电压上升,返回到基准电压。例如,图4的情况下,在1.15sec.输出电压成为基准电压。
    通过施加到压电元件10的按压力,进行上述那样的时间变化的输出电压被输入至检测部102。
    检测部102具备A/D变换部121和运算部122。图5是表示运算部122的构成的框图。
    A/D变换部121以规定的取样周期对运算放大器U1的输出信号进行取样,并变换为数字的输出数据。此时,取样周期根据触摸传感器100的规格而适当地设定即可,被设定为能够适当地检测由上述按压力引起的电压变化这样的周期。
    运算部122具备累计部201和按压量计算部202。累计部201在每个取样时刻累计对基准电压进行数字取样而得到的基准电压数据与输出数据的差值,并计算累计值Zout。图6是表示第1实施方式所涉及的由运算部122获得的累计值Zout的时间变化的图。图6示出产生图4所示的输出电压变化的情况下的例子。
    如图6所示,累计值Zout大致从0.0开始,按压力开始施加,输出电压上升,按压力变为恒定而输出电压继续上升直至返回到基准电压为止。此时,累计值Zout到达的值取决于按压力即按压量。之后,按压 力开始释放,输出电压降低,释放按压力直至输出电压返回到基准电压为止继续降低,大致变为0.0。因此,图6的情况下,至0.45sec.累计值Zout从0.0开始继续上升至与按压力对应的规定值。在0.45sec.~0.8sec.累计值Zout变为恒定。从0.8sec.累计值Zout从规定值继续降低,在1.15sec.变为0.0。
    按压量计算部202检测累计值Zout,并根据预先设定的累计值Zout与按压量之间的关系来计算按压量。此外,此处无论按压力还是按压量也同样地取决于累计值Zout,所以还能够计算按压力。
    通过成为这样的构成,能够实现准确且可靠地检测按压量以及按压力的触摸传感器。
    接下来,参照图,对第2实施方式所涉及的触摸传感器进行说明。图7是本发明的第2实施方式所涉及的触摸传感器100A的电路框图。本实施方式的触摸传感器100A的电压变换部101A的构成以及与压电元件10的连接构成与第1实施方式的电压变换部101不同。
    电压变换部101A具备运算放大器U1、电阻器R3(相当于本发明的“第1电阻器”。)、电阻器R4(相当于本发明的“第2电阻器”。)、和电容器C1。
    运算放大器U1的非反转输入端子同电阻器R1与电阻器R2的连接点连接。电阻器R1和电阻器R2串联连接在驱动电压施加端子Vdd与接地之间。另外,从驱动电压施加端子Vdd对运算放大器U1供给驱动电压。
    在运算放大器U1的反转输入端子连接电阻器R3的一个端。电阻器R3的另一端与压电元件10的一端(例如上述的第1引出电极41)连接。压电元件10的另一端(例如上述的第2引出电极42)与基准电位连接。
    在运算放大器U1的反转输入端子与输出端子之间连接第1电容器C1,并且连接电阻器R4。
    通过这样的构成,电压变换部101A作为与压电元件10连接的积分电路发挥作用。
    电阻器R3以及电阻器R4的电阻值(阻抗)和电容器C1的电容被 适当地设定为满足如下的条件。
    (i)电阻器R3的电阻值与电阻器R4的合成电阻(R3+R4)小于压电元件10的阻抗。
    (ii)检测部102能够检测由按压引起的运算放大器U1的输出电压的变化。
    (iii)由按压引起的运算放大器U1的输出电压的过渡电压的时间变化相对于作为触摸传感器100离散地取样的检测的周期十分短。
    此外,电阻器R1、R2的电阻值的设定与第1实施方式相同的。
    即使是这样的构成,运算放大器U1的输出电压表示出与第1实施方式相同的变化。具体而言,电压变换部101A的运算放大器U1的输出电压遵循图8所示的时间变化。图8是表示本实施方式所涉及的运算放大器U1的输出电压的时间变化的一个例子的图。此外,图8示出在时刻0.1sec.~0.25sec.沿第1方向施加按压力,之后维持按压力,在时刻0.8sec.~0.95sec.释放按压力的情况。
    如图8所示,在时刻0.0sec.~0.1sec.不对压电元件10施加按压力,所以输出电压成为基准电压。
    若在时刻0.1sec.~0.25sec.对压电元件10施加按压力,则根据施加的按压力,输出电压与基准电压相比上升。而且,若按压力没有进一步增加,按压力变为恒定,则在基于R4×C1的时间常数下,输出电压降低,返回到基准电压。例如,图8的情况下,在0.6sec.输出电压成为基准电压。之后,在按压力恒定的期间,输出电压保持基准电压而恒定。
    若在时刻0.8sec.~0.95sec.施加到压电元件10的按压力被释放,则根据被释放的按压力,输出电压与基准电压相比降低。而且,若按压力被全部释放,则在基于R4×C1的时间常数下,输出电压上升,返回到基准电压。例如,图8的情况下,在1.3sec.输出电压成为基准电压。
    通过施加到压电元件10的按压力,进行上述那样的时间变化的输出电压被输入至检测部102。
    检测部102是与第1实施方式相同的构成。图9是表示通过第2实施方式所涉及的运算部122所获得的累计值Zout的时间变化的图。图9示出产生图8所示的输出电压变化的情况下的例子。
    如图9所示,累计值Zout大致从0.0开始,按压力开始施加,输出电压上升,按压力变为恒定而输出电压继续上升直至返回到基准电压为止。此时,累计值Zout到达的值取决于按压力即按压量。之后,按压力开始释放,输出电压降低,按压力被释放而输出电压直至返回到基准电压为止继续降低,大致成为0.0。因此,图9的情况下,至0.6sec.累计值Zout从0.0继续上升至与按压力对应的规定值。在0.6sec.~0.8sec.累计值Zout变为恒定。从0.8sec.累计值Zout从规定值继续降低,在1.3sec.成为0.0。
    这样,使用本实施方式也能够与第1实施方式同样地得到与按压量以及按压力对应的累计值的变化。但是在本实施例中,电压变换部101A具有积分特性,所以能够实现表示出比第1实施例更为舒畅的反应的触摸传感器。
    接下来,参照图,对第3实施方式所涉及的触摸传感器进行说明。图10是本实施方式所涉及的触摸传感器的运算部122A的电路框图。本实施方式的触摸传感器相对于第1实施方式所示的触摸传感器,运算部122A的构成不同。因此,仅说明不同处。
    运算部122A具备累计部201和带复位功能的按压量计算部202A。
    图11是表示会引起实际测量的累计值所产生的一个变化的图。在实际测量中,因压电元件10的电荷产生量的差别、运算放大器U1的输入补偿电压等,在比基准电压高的区域产生的电压(比基准电压靠正侧的电压)、与在比基准电压低的区域产生的电压(比基准电压靠负侧的电压)非对称。该情况下,即使只不过是按压、释放,如图11所示,累计值Zout也有可能不返回到0.0。
    运算部122A的带复位功能的按压量计算部202A使用图12所示的流程来计算按压量。图12是表示第3实施方式所涉及的带复位功能的按压量计算部202A所执行的按压量计算流程的流程图。
    带复位功能的按压量计算部202A(以下,仅作为“计算部202A”。) 测量从累计部201输出的累计值Zout,并依次进行比较(S101)。计算部202A直至检测出累计值Zout有上下移动为止(S102:否),继续累计值Zout的测量、比较。即、如图6所示,累计值Zout上升而成为恒定值,之后直至降低,继续累计值Zout的测量、比较。
    计算部202A若检测出累计值Zout的上下移动(S102:是),则计算累计值Zout的最大值Zmax(S103)。
    接下来,计算部202A计算初始的累计值Zout(=0.0)与测量的最新的累计值Zout的差值ΔZ(S104)。如果差值ΔZ小于由最大值Zmax决定的规定阈值(在本实施方式中,0.9Zmax)(S105:否),则计算部202A继续差值ΔZ的计算以及差值ΔZ与阈值的比较。此外,阈值并不限于此处所示的值,根据触摸传感器100的压电元件10以及运算放大器U1的特性的差别、触摸传感器100的使用环境等适当地设定即可。
    计算部202A若检测出差值ΔZ小于阈值(S105:是),则根据最大值Max计算按压量(S106)。而且,计算部202A将累计值Zout复位为初始值(=0.0)(S107)。
    通过进行这样的处理,能够消除累计值的累积误差。由此,即使继续检测按压量,也能够在各次准确且可靠地继续检测按压量。
    此外,在上述的说明中,作为位移传感器,以检测按压力(按压量)的触摸传感器为例进行了说明,但检测位移传感器即压电元件本身被弯曲或扭转时的位移量的其它位移传感器也能够应用上述的构成。由此,能够准确且可靠地检测弯曲量、扭转量等的位移量。
    附图标记说明
    100、100A:触摸传感器,10:压电元件,20:压电膜,31:第1检测用电极,32:第2检测用电极,41:第1引出电极,42:第2引出电极,50:弹性体,101、101A:电压变换部,102:检测部,121:A/D变换部,122、122A:运算部,201:累计部,202:按压量计算部,202A:带复位功能的按压量计算部,501:支承体。

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    位移 传感器
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