DE4335004A1

DE4335004A1 - Sensor

Info

Publication number: DE4335004A1
Application number: DE19934335004
Authority: DE
Inventors: Bernd Kunze
Original assignee: Hoffmann and Krippner GmbH
Current assignee: Hoffmann and Krippner GmbH
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: DE4335004C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einem ersten Träger, auf den in wohldefinierter Bahn eine elektrische Widerstands strecke aufgebracht ist, mit einem zweiten Träger, auf den eine dem Bahnverlauf der Widerstandsstrecke folgende Kontaktelektrode aufgebracht ist, die der Widerstandsstrecke in elektrischem Isolierabstand gegenüberliegt und durch Zusammendrücken der Träger mit der Widerstandsstrecke in elektrische Verbindung bringbar ist, mit elektrischen Anschlußpolen an den Enden der Widerstandsstrecke und an der Kontaktelektrode und mit einer Auswerteelektronik, die anhand des sich beim Zusammendrücken der Träger ändernden elektrischen Widerstands den Ort eines Zusammendrückpunkts zu erfassen geeignet ist.

Ein solcher Sensor ist aus der WO-A 91/15 006 bekannt. Er hat zwischen der Widerstandsstrecke und der Kontaktelektrode eine Widerstandsschicht, deren elektrischer Widerstand sich druck beaufschlagungsabhängig ändert. Der Sensor dient zur Positions erkennung eines Zusammendrückpunkts von Widerstandsstrecke und Kontaktelektrode und zur Erfassung des hier wirkenden Drucks.

Aus der WO-A 92/07 345 ist die Positionserkennung und Größenbe stimmung eines Druckbereichs auf einem Digitalisiertablett be kannt, das zwei zueinander senkrechte Widerstandsstrecken mit quer davon abgehenden Kontaktelektroden hat. Das Digitalisier tablett ist in der Herstellung sehr aufwendig. Es stößt in sei ner geometrischen Auflösung und Genauigkeit an die Grenze der in Siebdrucktechnik erreichbaren Strukturfeinheit. Für den Auf bau des Digitalisiertabletts sind Elektroden aus unterschiedlich elektrisch leitenden Materialien notwendig. Für die Auswertung werden vier Elektrodenanschlüsse benötigt, die von einem eigens für diesen Zweck programmierten Mikroprozessorsystem ausgelesen werden.

Ziel der Erfindung ist es, einen Sensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei geringem Herstellungs- und Auswerteauf wand vielfältige Maßverkörperungen zu realisieren ermöglicht.

Dieses Ziel wird mit einem derartigen Sensor dadurch erreicht, daß die Auswerteelektronik den Abstand zwischen zwei Zusammen drückpunkten und vorzugsweise deren Ort anhand einer Wider standsänderung zwischen den Anschlußpolen zu erfassen geeignet ist.

Zur Erfassung der Widerstandsänderung kommt der erfindungsgemäße Sensor mit nur drei Elektrodenanschlüssen aus. Der Sensor kann vollständig unter Verwendung nur eines elektrisch leitenden Materials gefertigt werden. Zur Auswertung und Umsetzung des Meßergebnisses in EDV-gerechte Signale wird lediglich ein her kömmlicher Analog-Digital-Wandler benötigt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteelektronik geeignet, den Abstand der Ränder einer Zusammendrückzone der Träger und vorzugsweise deren Ort anhand einer Widerstandsän derung zwischen den Anschlußpolen zu erfassen.

Die Träger der Widerstandsstrecke und Kontaktelektrode sind vorzugsweise dünne Folien, insbesondere Polyesterfolien. Dadurch ist ein niedriger Aufbau des erfindungsgemäßen Sensors mit einer Bauhöhe von insbesondere weniger als 1 mm gewährleistet. Der Sensor läßt sich so vorteilhaft in flachen Baugruppen u. a. Applikationen einsetzen. Die Flexibilität des Folienmaterials ermöglicht eine Anpassung der Maßverkörperung gleichermaßen an ebene und räumliche Strukturen wie z. B. Tischplatten, Schienen, Schneiderbüsten u. a. Andere mit der Folientechnik einhergehende Vorteile sind die Wasserdichtigkeit, hygienische Unbedenklichkeit und Maßhaltigkeit des erfindungsgemäßen Sensors über einen weiten Temperaturbereich. Der Sensor läßt sich vor teilhaft mit Folientastaturen u. a. Flacheingabesystemen kombi nieren. Letztere werden aus vergleichbaren Folienanordnungen hergestellt. Sensor und Folientastatur sind sowohl auf einer gemeinsamen Basisfolie, als auch unter einer gemeinsamen Deck folie problemlos miteinander kombinierbar. Je nach Anwendungs fall ist sogar eine gemeinsame Auswertung von Sensor und Folien tastatur mit nur einer Auswerteelektronik möglich.

Es besteht die Möglichkeit, eine oder auch beide Folien des erfindungsgemäßen Sensors ohne jede Funktionsbeeinträchtigung selbstklebend zu beschichten. Der Sensor kann so auf eine be liebige Fläche, z. B. eine Tischplatte, Schiene, Schneiderbüste u. a. aufgeklebt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, an der Oberseite des Sensors eine Dekorfolie aufzukleben.

Die Widerstandsstrecke und die Kontaktelektrode sind vorzugs weise in Siebdrucktechnik auf die Folien aufgebracht. In Sieb drucktechnik werden flache Leiterstrukturen erzeugt, was zu der niedrigen Bauhöhe des erfindungsgemäßen Sensors beiträgt. Auch ermöglicht es die Siebdrucktechnik, Maßverkörperungen an nähernd beliebigen Verlaufs mit vergleichsweise geringem Aufwand und hoher Genauigkeit zu realisieren. Geeignete Masken für den Auftrag einer elektrisch leitfähigen Siebdruckpaste lassen sich u. a. mit einem CAD-System erzeugen. Die Ortsauflösung beträgt Bruchteile eines mm, insbesondere ca. 0,5 mm. Geradlinige Maß verkörperungen können ebenso realisiert werden wie gekrümmte Maßverkörperungen insbesondere mit an die Krümmung eines zu vermessenden Objekts angepaßter Krümmung. Mit kreisförmigen Maßverkörperungen ist eine Messung von Bogenmaßen, Winkeln, Drehwinkeln und Drehzahlen mit oder ohne gleichzeitiger Dreh richtungserkennung möglich. Letztlich können so beliebige Meß größen erfaßt werden, die sich mit geeigneten Stellgebern in Längen- oder Winkelgrößen umsetzen lassen.

Im Interesse einer einfachen Auswertung sind die elektrischen Widerstände der Widerstandsstrecke und Kontaktelektrode vorzugs weise linear, d. h. proportional zu ihrer Länge. Die elektri schen Widerstände pro Längeneinheit der Widerstandsstrecke und Kontaktelektrode sollten voneinander verschieden sein, was bei gleichem elektrischen Leitermaterial dadurch realisiert werden kann, daß man die Streifenbreite der Widerstandsstrecke kleiner wählt als die der Kontaktelektrode und/oder den Widerstands streifen in einer Wellen- und/oder Zickzackbahn verlaufen läßt. Durch ein gleiches elektrisches Leitermaterial für Widerstands strecke und Kontaktelektrode wird die Herstellung des erfin dungsgemäßen Sensors vereinfacht.

Zwischen den die Widerstandsstrecke und Kontaktelektrode tragen den Folien des Sensors kann als Abstandshalter eine dritte Folie angeordnet sein, die am Ort der Widerstandsstrecke und Kontakt elektrode eine Öffnung oder Lücke hat. Zur einfachen, exakten Ausrichtung können die Folien mit Paßmarken versehen sein. Ihre Verbindung erfolgt vorzugsweise in Kaltklebetechnik.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Widerstandsstrecke des erfindungsgemäßen Sensors an und/oder zwischen ihren Enden mit einem oder mehreren Kalibrierpol(en) versehen. Durch Einfü gung des/der Kalibrierpole(s) kann eine automatische Kalibrie rung in jeder gewünschten Skalierung erfolgen, und es ist auch während des Meßbetriebs ein ständiges Nacheichen der Maßverkör perung möglich. Dadurch lassen sich unter anderem Temperatur effekte kompensiert. Des weiteren können durch die Kalibrierpole eventuelle Linearitätsfehler der Maßverkörperung bei der Auswer tung berücksichtigt und rechnerisch ausgeglichen werden. Her stellungstoleranzbedingte Maßungenauigkeiten werden so mini miert, und es wird eine hohe Meßgenauigkeit über die volle Länge der Maßverkörperung erreicht.

Neben Widerstandsstrecke und Kontaktelektrode können deren Trä ger weitere elektrische Kontakte aufweisen, anhand derer sich ein Zusammendrücken der Träger an einem oder mehreren weiteren, bezüglich der Maßverkörperung wohllokalisierten Punkt(en) erfas sen läßt. Insbesondere können so an geeigneten Offsetpunkten eine Anzahl Tastschalter realisiert sein, die bei Betätigung elektrisch identifiziert und deren Abstand von der Maßverkörpe rung zu dem an letzterer erhaltenen Meßergebnis hinzuaddiert wird. Durch diese Offsetmessung erreicht man eine Verlängerung der Meßstrecke ohne Verlängerung der Maßverkörperung.

Auf die Träger können mehrere Widerstandsstrecken und/oder Kon taktelektroden aufgebracht und so mehrere Maßverkörperungen gleichen oder verschiedenen Verlaufs, insbesondere Kombinationen mehrerer geradliniger, geradliniger und gekrümmter oder mehrerer gekrümmter Maßverkörperungen ausgebildet sein, weiter insbeson dere mehrere geradlinige Maßverkörperungen nebeneinander und/ oder hintereinander oder einen Winkel von z. B. 90° ein schließend. Durch Hintereinanderanordnung - Kaskadierung - von Maßverkörperungen ist eine Verlängerung der Meßstrecke möglich. Auch kann durch Hintereinanderanordnung zweier gleichartiger Maßverkörperungen mit entgegengesetzter Skalierungsbewertung eine Meßstrecke ohne festen Nullpunkt geschaffen werden. Diese Anordnung ermöglicht eine einfache Differenzmaßermittlung durch Auswertung der bei gleichzeitiger Betätigung von den beiden Maßverkörperungen erhaltenen Meßwerte. Durch geeignete Dimensio nierung der spezifischen Widerstandsverhältnisse zwischen Wider standsstrecke und Kontaktelektrode läßt sich erkennen, an wel cher Position und auf welcher Breite und ob an einer weiteren Stelle Druck auf die Maßverkörperungen ausgeübt wird.

Zur Verlängerung der Meßstrecke besteht auch die Möglichkeit einer teilweise überlappenden parallel Neben- und Hintereinan deranordnung von Maßverkörperungen. Damit wird eine hohe Meßge nauigkeit über die ganze Meßstrecke erreicht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind auf die Träger einan der gegenüberliegende Kondensatorplatten aufgebracht, die sich vorzugsweise parallel zu einer Maßverkörperung erstrecken und zwischen denen sich ein Dielektrikum befindet. Bei gleichzeiti ger Druckbeaufschlagung der Meßverkörperung und der Kondensator strecke kann anhand von deren Kapazitätsänderung diskriminiert werden, ob eine punktuelle oder flächige Druckbeaufschlagung vorliegt. Zusätzlich zu der anhand der Widerstandsänderung der Maßverkörperung gemessenen genauen Position von Anfang und Ende der Druckbeaufschlagungszone kann so kapazitiv deren tatsächli che Fläche gemessen werden.

Das Dielektrikum besteht vorzugsweise aus einem Luftspalt und einer elektrischen Isolierschicht zwischen den Kondensatorplat ten. Die Kapazitätsänderung des Kondensators beruht darauf, daß sich die Kondensatorplatten unter Verkleinerung des Luft spalts zusammendrücken lassen. Die Isolierschicht verhindert, daß sich die Kondensatorplatten beim Zusammendrücken berühren und einen elektrischen Kurzschluß verursachen.

Zur Bildung des Luftspalts hat vorzugsweise die als Abstandshal ter dienende dritte Folie am Ort der Kondensatorplatten eine Öffnung oder Lücke. Die Isolierschicht ist vorzugsweise eine Kondensatorplatte überdeckend auf eine diese tragende Folie aufgebracht. Sowohl die Kondensatorplatten, als auch Isolier schicht können in Siebdrucktechnik auf die Folie aufgebracht sein.

Der erfindungsgemäße Sensor zeichnet sich durch einen geringen elektrischen Energiebedarf aus. Er wird vorzugsweise zusammen mit der Auswerteelektronik oder Teilen davon mit Gleichstrom insbesondere aus einer elektrischen Konstantstromquelle ge speist, weiter insbesondere einer Standard-Computerschnitt stelle, insbesondere der genormten Schnittstelle RS 232 C/ V.24. Einer weiteren elektrischen Energiequelle bedarf es nicht.

Die vorerwähnten Tastschalter zur Offsetmessung müssen nicht unbedingt auf gleicher Folie mit dem erfindungsgemäßen Sensor realisiert sein. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Meßsystem mit wenigstens einem eigenständigen Tastschalter an einem Off setpunkt und wenigstens einem diesbezüglich wohllokalisierten Sensor der erwähnten Art. Auch besteht die Möglichkeit, Meßsy steme mit mehreren eigenständigen Sensoren dieser Art zu reali sieren.

Gegenstand der Erfindung ist auch das Verfahren zur Erfassung des Abstands und vorzugsweise Orts der Zusammendrückpunkte oder des Abstands und vorzugsweise Orts der Zusammendrückzone eines Sensors der genannten Art anhand einer Widerstandsänderung zwi schen dessen Anschlußpolen. Sensor, Meßsysteme und Verfahren haben eine bevorzugte Anwendung beim Vermessen von Textilien.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Explosionszeichnung eines Sensors mit einer geradlinigen Maßverkörperung;

Fig. 2 die perspektivische Explosionszeichnung eines Sensors mit einer kreisrunden Maßverkörperung;

Fig. 3 die perspektivische Explosionszeichnung eines Sensors mit einer geradlinigen Maßverkörperung und einer pa rallel dazu angeordneten kapazitiven Meßstrecke;

Fig. 4 schematisch die Erfassung des Orts eines Druckbeauf schlagungspunkts am Sensor;

Fig. 5 schematisch die Erfassung des Abstands oder Orts zweier Druckbeaufschlagungspunkte am Sensor;

Fig. 6 schematisch die Erfassung des Abstands oder Orts der Ränder einer Druckbeaufschlagungszone am Sensor;

Fig. 7 schematisch die Erfassung des Abstands oder Orts der Ränder und der Fläche einer Druckbeaufschlagungszone am Sensor;

Fig. 8 schematisch die Kaskadierung zweier Sensoren zur Ver längerung der Meßstrecke;

Fig. 9 schematisch eine Offsetmessung mit einer in wohldefi niertem Abstand von drei Tastschaltern angeordneten Maßverkörperung;

Fig. 10 schematisch die Kaskadierung zweier Sensoren mit entge gengesetzter Skalierungsbewertung zur komplementären Differenzmaßermittlung; und

Fig. 11 schematisch einen Sensor mit Kalibrierpolen.

Der in Fig. 1 gezeigte Sensor besteht aus drei Polyesterfolien 10, 12, 14, die in Anlage miteinander verklebt sind.

Die untere Folie 10 hat eine rechteckige L-Form. Auf ihrer In nenseite ist in Siebdrucktechnik eine elektrische Leiterkonfigu ration aufgebracht, die eine elektrische Widerstandsstrecke 16 mit Zuleitungen 18 und Kalibrierelektroden 20 bildet. Die Widerstandsstrecke 16 verläuft geradlinig in der Mitte des lan gen L-Schenkels der Folie 10. Ihre Leiterbahn hat einen recht eckigen Zickzackverlauf. Die Leiterbahn ist schmaler, als die zu den Enden der Widerstandsstrecke 16 führenden Zuleitungen 18. Der elektrische Widerstand der Widerstandsstrecke 16 ist linear, d. h. proportional zu ihrer Länge. Die Kalibrierelektro den 20 gehen von den Enden und der Mitte der Widerstandsstrecke 16 ab. Sie sind ebenso wie die Zuleitungen 18 an dem kurzen L-Schenkel der Folie 10 zur Seite herausgeführt.

Die mittlere Folie 12 ist rechteckig. Sie überdeckt den langen L-Schenkel der unteren Folie 10 und hat über der Widerstands strecke 16 eine dieser in Form und Größe entsprechende recht eckige Öffnung 22.

Die obere Folie 14 hat dieselbe rechteckige L-Form wie die un tere Folie 10. Auf ihrer Innenseite ist in Siebdrucktechnik eine elektrische Leiterkonfiguration aufgebracht, die eine Kon taktelektrode (Abgriffelektrode) 24 mit Anschlußleitung 26 bil det. Die Kontaktelektrode 24 erstreckt sich in gerader Linie mittig über die Widerstandsstrecke 16. Ihre Leiterbahn hat eine Breite, die beträchtlich größer ist als die der die Widerstands strecke bildenden Leiterbahn. Der elektrische Widerstand der Kontaktelektrode 24 ist linear, d. h. proportional zu ihrer Länge, und deutlich geringer als der elektrische Widerstand der Widerstandsstrecke 16. Die Anschlußleitung 26 führt an ein Ende der Kontaktelektrode 24 und ist an dem kurzen L-Schenkel der Folie 14 den Zuleitungen 18 der Widerstandsstrecke 16 be nachbart zur Seite herausgeführt.

Die Folien 10, 12, 14 sind in bündiger Anlage miteinander ver klebt. Die Kontaktelektrode 24 kommt mit Isolierabstand oberhalb der Widerstandsstrecke 16 zu liegen, wobei die mittlere Folie 12 als Abstandshalter dient. Durch Zusammendrücken der äußeren Folien 10, 14 wird eine elektrische Kontaktverbindung zwischen der Widerstandsstrecke 16 und der Kontaktelektrode 24 herge stellt.

Fig. 2 zeigt einen Sensor ähnlichen Aufbaus in Kreisgeometrie. Ein unterer Folienring 28 trägt an seiner Innenseite eine in Siebdrucktechnik aufgebrachte Widerstandsstrecke 16, die sich über annähernd einen Vollkreis erstreckt und an ihren eine klei ne Kreislücke zwischen sich las senden Enden mit Zuleitungen 18 kontaktiert ist, die zur Seite herausgeführt sind. Die Lei terbahn der Widerstandsstrecke 16 hat eine Zickzackform, bei der sich radial innere bzw. äußere Umfangsabschnitte mit Radial abschnitten abwechseln.

Als Abstandshalter dienen bei dem Sensor zwei einander konzen trisch umschließende mittlere Folienringe 30, zwischen denen eine kreisringförmige, der Widerstandsstrecke 16 in Form und Größe entsprechende Lücke 32 besteht.

Ein oberer Folienring 34 des Sensors trägt an seiner Innenseite eine in Siebdrucktechnik aufgebrachte Kontaktelektrode 24, die sich in radialer Mitte der Widerstandsstrecke 16 über annähernd einen Vollkreis erstreckt und an einem ihrer eine kleine Kreis lücke zwischen sich lassenden Enden mit einer Anschlußleitung 26 versehen ist, die den Zuleitungen 18 der Widerstandsstrecke 16 benachbart zur Seite herausgeführt ist. Hinsichtlich Leiter breite und elektrischen Widerstands herrschen dieselben Verhält nisse wie bei dem Sensor gemäß Fig. 1.

Der in Fig. 3 gezeigte Sensor entspricht in Form und Aufbau weitgehend dem Sensor gemäß Fig. 1. Seine Widerstandsstrecke 16 ist nicht mit Kalibrierelektroden versehen. Auf der Innen seite der unteren Folie 10 ist neben der Widerstandsstrecke 16 in Siebdrucktechnik eine sich parallel dazu erstreckende erste Kondensatorplatte 36 mit einer Zuleitung 38 aufgebracht. Die Kondensatorplatte 36 hat die Form eines länglichen recht eckigen Streifens. Sie ist mit einer in Siebdrucktechnik aufge brachten Isolierschicht 40 überdeckt. Auf der Innenseite der oberen Folie 14 ist in Siebdrucktechnik neben der Kontaktelek trode 24 eine der ersten Kondensatorplatte 36 gegenüberliegende zweite Kondensatorplatte 42 gleicher Form und Größe mit einer Zuleitung 44 aufgebracht. Die mittlere Folie 12 hat über der Widerstandsstrecke 16 und zwischen den Kondensatorplatten 36, 42 eine große rechteckige Öffnung 22.

Fig. 4 zeigt, wie mit dem erfindungsgemäßen Sensor der Ort eines Druckbeaufschlagungspunkts erfaßt wird, an dem die Kontaktelek trode 24 mit der Widerstandsstrecke 16 in elektrischer Kontakt verbindung steht. An der Widerstandsstrecke 16 fällt eine Span nung VMax linear gegen Masse Gnd ab. Am Anschluß Pos der Kon taktelektrode 24 tritt eine Spannung auf, die mit dem Ort des Druckbeaufschlagungspunkts linear korreliert. Das Meßprinzip entspricht der Spannungsteilerschaltung eines linearen Potentio meters mit ortsvariablem Abgriff. Vorzugsweise werden die Span nungen an allen drei Anschlüssen 18, 26 des Sensors in die Aus wertung einbezogen. Die Spannungen können mit einem Analog-Digi tal-Wandler in ein computergerechtes Informationssignal umge setzt werden.

Fig. 5 zeigt, wie mit dem erfindungsgemäßen Sensor der Abstand zweier Punkte gleichzeitiger Druckbeaufschlagung erfaßt wird, an denen die Kontaktelektrode 24 mit der Widerstandsstrecke 16 in elektrischer Kontaktverbindung steht. Die Widerstände von Widerstandsstrecke 16 und Kontaktelektrode 24 zwischen die sen Punkten sind elektrisch parallelgeschaltet. Daraus resul tiert eine Änderung des Gesamtwiderstands, aus der der Abstand der Druckbeaufschlagungspunkte abgeleitet werden kann. Vorteil haft sind bei diesem Meßprinzip unterschiedliche Widerstands werte pro Längeneinheit von Widerstandsstrecke 16 und Kontakt elektrode 24. Diese sind auch bei Verwendung des gleichen elek trischen Leitermaterials durch unterschiedliche Geometrie und/ oder Querschnittsausbildung der Druckbilder von Widerstands strecke 16 und Kontaktelektrode 24 realisierbar. Für die Ab standserfassung müssen nur zwei der Anschlüsse 18, 26 des Sen sors in die Auswertung einbezogen werden.

Die Orte zweier Punkte gleichzeitiger Druckbeaufschlagung des erfindungsgemäßen Sensors lassen sich in Kombination der vor erwähnten Meßprinzipien anhand der Änderung des Gesamtwider stands bestimmen. Für diese Messung werden alle drei Anschlüsse 18, 26 des Sensors in die Auswertung einbezogen.

Wird, wie in Fig. 6 illustriert, flächiger Druck auf den Sensor ausgeübt, so kommt es zwischen den Rändern der Druckbeaufschla gungszone ebenfalls zu einer elektrischen Parallelschaltung von Widerstandsstrecke 16 und Kontaktelektrode 24. Es können also nach denselben Meßprinzipien auch der Abstand dieser Rän der, d. h. die Breite der Druckbeaufschlagungszone, und ihr Ort ermittelt werden.

Soweit bis hier beschrieben, unterscheidet der erfindungsgemäße Sensor nicht zwischen doppelt punktueller und flächiger Druck beaufschlagung. Das zu ermöglichen und die Größe der Druckbeauf schlagungsfläche zu bestimmen, ist gemäß Fig. 3 und Fig. 7 pa rallel zu der aus Widerstandsstrecke 16 und Kontaktelektrode 24 bestehenden Maßverkörperung eine kapazitive Meßstrecke vor gesehen, die zugleich mit der Maßverkörperung druckbeaufschlagt wird. Die Meßstrecke besteht aus den einander gegenüberliegen den, streifenförmigen Kondensatorplatten 42 und einem dazwischen befindlichen Dielektrikum in Form der elektrischen Isolier schicht 40 und des Luftspalts, der durch die Öffnung 22 in der mittleren Folie 12 gebildet ist. Beim Zusammendrücken der Folien 10, 14 ändert sich die Kondensatorkapazität in für punktuelle bzw. flächige Druckbeaufschlagung charakteristischer Weise.

Fig. 8 zeigt die Kaskadierung zweier baugleicher Sensoren. Die Sensoren sind unter Bildung einer Meßstrecke doppelter Länge räumlich hintereinander angeordnet und elektrisch in Reihe ge schaltet. Die Spannung VMax fällt über die Gesamtlänge der Meßstrecke gegen Masse Gnd ab. Die Kontaktelektrodenanschlüsse Pos sind in der Mitte der Meßstrecke zusammengeführt.

Fig. 9 zeigt drei in Folientechnik realisierte Tastschalter, die sich mit der aus Widerstandsstrecke 16 und Kontaktelektrode 24 bestehenden Maßverkörperung auf demselben Folienträger befin den und von der Maßverkörperung einen wohldefinierten Abstand Offset n, Offset 2n und Offset 3n haben. Bei Betätigung eines Tastschalters wird der zugehörige Abstand zu dem Positionsmeß ergebnis der Maßverkörperung hinzuaddiert.

Fig. 10 zeigt die Kaskadierung zweier baugleicher Sensoren mit entgegengesetzter Skalierungsbewertung. An dem einen Sensor fällt eine Spannung VMax+, und an dem anderen Sensor eine Spannung VMax- zu dem gemeinsamen Massemittelpunkt Gnd ab. Die Ausgänge Pos- und Pos+ der Kontaktelektroden 24 werden einzeln ausgewertet.

Bei dem Sensor gemäß Fig. 11 ist die Widerstandsstrecke 16 mit fünf äquidistanten Kalibrierelektroden 20 Ref 0, Ref n, Ref 2n, Ref 3n, Ref 4n versehen. Die äußeren Kalibrierelektroden Ref 0 und Ref 4n befinden sich am Anfang bzw. Ende der Widerstands strecke 16.

Bezugszeichenliste

10 untere Folie
12 mittlere Folie
14 obere Folie
16 Widerstandsstrecke
18 Zuleitung
20 Kalibrierelektrode
22 Öffnung
24 Kontaktelektrode
26 Anschlußleitung
28 unterer Folienring
30 mittlerer Folienring
32 Lücke
34 oberer Folienring
36 Kondensatorplatte
38 Zuleitung
40 Isolierschicht
42 Kondensatorplatte
44 Zuleitung

Claims

1. Sensor mit einem ersten Träger, auf den in wohldefinierter Bahn eine elektrische Widerstandsstrecke aufgebracht ist, mit einem zweiten Träger, auf den eine dem Bahnverlauf der Widerstandsstrecke folgende Kontaktelektrode aufge bracht ist, die der Widerstandsstrecke in elektrischem Isolierabstand gegenüberliegt und durch Zusammendrücken der Träger mit der Widerstandsstrecke in elektrische Ver bindung bringbar ist, mit elektrischen Anschlußpolen an den Enden der Widerstandsstrecke und an der Kontaktelek trode und mit einer Auswerteelektronik, die anhand des sich beim Zusammendrücken der Träger ändernden elektrischen Widerstands den Ort eines Zusammendrückpunkts zu erfassen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte elektronik den Abstand zwischen zwei Zusammendrückpunkten und vorzugsweise deren Ort anhand einer Widerstandsänderung zwischen den Anschlußpolen (18, 26) zu erfassen geeignet ist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik den Abstand der Ränder einer Zusammen drückzone der Träger und vorzugsweise deren Ort anhand einer Widerstandsänderung zwischen den Anschlußpolen (18, 26) zu erfassen geeignet ist.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger dünne Folien (10, 14) sind.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens eine der Folien (10, 14) selbst klebend beschichtet ist.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Widerstandsstrecke (16) und Kontaktelek trode (24) in Siebdrucktechnik auf die Folien (10, 14) aufgebracht sind.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der elektrische Widerstand der Widerstands strecke (16) linear, d. h. proportional zu ihrer Länge ist.

7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der elektrische Widerstand der Kontaktelek trode (24) linear, d. h. proportional zu ihrer Länge ist.

8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrischen Widerstände pro Längenein heit von Widerstandsstrecke (16) und Kontaktelektrode (24) verschieden sind.

9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das elektrische Leitermaterial von Wider standsstrecke (16) und Kontaktelektrode (24) gleich ist, und daß die Streifenbreite der Widerstandsstrecke (16) kleiner ist als die der Kontaktelektrode (24) und/oder der Widerstandsstreifen in einer Wellen- oder Zickzackbahn verläuft.

10. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen den Folien (10, 14) ein Abstandshal ter vorzugsweise in Form einer dritten Folie (12, 30) ange ordnet ist, die am Ort der Widerstandsstrecke (16) und Kontaktelektrode (24) eine Öffnung (22) oder Lücke (32) hat.

11. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Widerstandsstrecke (16) an und/oder zwi schen ihren Enden mit einem oder mehreren Kalibrierpolen (24) versehen ist.

12. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Träger mit weiteren elektrischen Kontak ten versehen sind, anhand derer ein Zusammendrücken der Träger an wenigstens einem, bezüglich der Maßverkörperung aus Widerstandsstrecke (16) und Kontaktelektrode (24) wohl lokalisierten Punkt erfaßbar ist.

13. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß auf die Träger mehrere Widerstandsstrecken (16) und/oder Kontaktelektroden (24) aufgebracht und so mehrere Maßverkörperungen gleichen oder verschiedenen Ver laufs, insbesondere Kombinationen mehrerer geradliniger, geradliniger und gekrümmt er oder mehrerer gekrümmt er Maß verkörperungen ausgebildet sind, weiter insbesondere meh rere geradlinige Maßverkörperungen nebeneinander und/oder hintereinander oder einen Winkel von z. B. 90° ein schließend.

14. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß auf die Träger vorzugsweise parallel neben einer Maßverkörperung einander gegenüberliegende Kondensa torplatten (36, 42) aufgebracht sind, zwischen denen sich ein Dielektrikum befindet.

15. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß das Dielektrikum aus einem Luftspalt und einer elektrischen Isolierschicht (40) zwischen den Konden satorplatten (36, 42) besteht.

16. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die als Abstandshalter dienende dritte Folie (12, 30) am Ort der Kondensatorplatten (36, 44) eine Öff nung (22), oder Lücke (32) hat.

17. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Isolierschicht (40) eine Kondensator platte (36) überdeckend auf eine diese tragende Folie (10, 14) aufgebracht ist.

18. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kondensatorplatten (36) und die Isolier schicht (40) in Siebdrucktechnik auf die Folien (10, 14) aufgebracht sind.

19. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn zeichnet, daß er vorzugsweise zusammen mit der Auswerte elektronik oder Teilen davon mit Gleichstrom insbesondere aus einer elektrischen Konstantstromquelle, weiter insbe sondere einer Standard-Computerschnittstelle, gespeist ist.

20. Meßsystem mit wenigstens einem eigenständigen Tastschalter an einem Offsetpunkt und wenigstens einem diesbezüglichen wohllokalisierten Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 19.

21. Meßsystem insbesondere nach Anspruch 20 mit mehreren eigen ständigen Sensoren nach einem der Ansprüche 1 bis 19.

22. Verfahren zur Erfassung des Abstands und vorzugsweise Orts der Zusammendrückpunkte oder des Abstands und vorzugsweise Orts der Ränder einer Zusammendrückzone eines Sensors nach einem der Ansprüche 1 bis 19 anhand einer Widerstandsände rung zwischen dessen Anschlußpolen (18, 26).

23. Verwendung eines Sensors oder Meßsystems oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22 zum Vermessen von Texti lien.