DE10011312A1 - Drucksensor - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor mit einem Kondensator mit einem ersten Kondensator-Polelement (1) und mindestens einem zweiten Kondensator-Polelement (3), welche beabstandet zueinander angeordnet sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß mindestens ein Kondensator-Polelement (1, 3) eine Unebenheit (31, 31' bzw. 32, 32') an der Oberfläche seiner zum anderen Kondensator-Polelement (3, 1) weisenden leitfähigen Bestandteile aufweist, daß der Abstand der beiden Kondensator-Polelemente (1, 3) voneinander im Bereich der Unebenheit (31, 31' bzw. 32, 32') anders als in einem der Unebenheit (31, 31' bzw. 32, 32') benachbarten Bereich (32, 32' bzw. 31, 31') ist, und daß die Differenz dieser beiden verschiedenen Abstände bei Druckbeaufschlagung des Kondensators durch Verformung mindestens eines Kondensator-Polelements (1, 3) veränderbar - insbesondere - verringerbar ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor mit einem Kondensator
mit einem ersten Kondensator-Polelement und mindestens einem zweiten
Kondensator-Polelement, welche beabstandet zueinander angeordnet sind.
Es ist bekannt, Drucksensoren z. B. in Fahrzeugsitze zu integrieren, um zu
erkennen, ob der jeweilige Sitz besetzt ist. Dies ist beispielsweise für das
Auslösen von Airbags relevant.
Fig. 1 zeigt den Sockel 11 eines Sitzes. Auf diesen Sockel 11 ist ein
Drucksensor 100 mit elektrischen Anschlußleitungen 4 und 5 aufgelegt. Auf
den Sockel 11 und den Drucksensor 100 wird ein Sitzpolster 10 aufgebracht.
In Betrieb erzeugt ein Benutzer durch sein Körpergewicht eine Kraft F auf das
Sitzpolster 10. Der Sockel 11 des Sitzes wirkt dieser Kraft entgegen, so daß der
Sensor 12 zusammengedrückt wird und eine Belastung des Sitzes registriert.
Bekannte Sensoren besitzen gemäß Fig. 2 ein erstes Kondensator-Polelement
1 und ein zweites Kondensator-Polelement 3, welche aus einem elektrisch
leitfähigen Material bestehen. Hierfür wird beispielsweise eine Metallfolie
benutzt. Das erste Kondensator-Polelement 1 und das zweite Kondensator-
Polelement 3 sind durch eine Isolationseinrichtung 2 gegeneinander
beabstandet. Die Isolationseinrichtung 2 besteht aus einem kompressiblen,
elektrisch nicht leitfähigen Material und isoliert die beiden Kondensator-
Polelemente 1, 3 voneinander. Das Kondensator-Polelement 3 ist über die
Anschlußleitung 5 von Fig. 1 mit einer nicht gezeigten Auswerteelektronik
verbunden. Das Kondensator-Polelement 1 ist hierfür mit der Anschlußleitung 4
von Fig. 1 verbunden.
Wird ein solcher Sensor durch das Gewicht einer Person belastet, so führt dies
zu einer Kompression der Isolationseinrichtung 2 und somit zu einer
Annäherung der Kondensator-Polelemente 1, 3 zueinander. Der aus den
Kondensator-Polelementen 1, 3 gebildete Kondensator ändert dadurch seine
Kapazität. Überschreitet diese Änderung einen vorgegebenen Schaltwert, so
wird dies von der Auswerteelektronik als Wechsel vom unbesetzten in den
besetzten Zustand erkannt.
Eine Entlastung des Sitzes bewirkt eine umgekehrte Bewegung der
Kondensatorplatten und führt zu einer ebenfalls registrierbaren
Kapazitätsänderung. Ist diese größ genug, so wird der Sitz wieder als "frei"
erkannt.
Nachteilig beim Stand der Technik ist, daß die erzielbare Funktionssicherheit
unzureichend ist. Setzt man den Schaltwert für die erforderliche
Kapazitätsänderung zu hoch an, so kann das Gewicht von leichten Personen,
wie z. B. Kindern, unter Umständen nicht ausreichen, um den Sitz als besetzt zu
erkennen. Wird der erforderliche Schaltwert zu niedrig angesetzt, so können
Material-Spannungen im Sitz z. B. durch Temperatur- und
Feuchtigkeitsänderungen zu einem falschen "Besetzt"-Signal führen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß mindestens ein Kondensator-Polelement
mindestens eine Unebenheit an der Oberfläche seiner zum anderen
Kondensator-Polelement weisenden leitfähigen Bestandteile aufweist, daß der
Abstand der beiden Kondensator-Polelemente voneinander im Bereich der
Unebenheit anders als in einem der Unebenheit benachbarten Bereich ist, und
daß die Differenz dieser beiden verschiedenen Abstände bei
Druckbeaufschlagung des Kondensators durch Verformung mindestens eines
Kondensator-Polelements veränderbar - insbesondere - verringerbar ist. Dies
gestattet eine Erhöhung der Kondensatorkapazität durch Verdichtung von
leitfähigem Material des Kondensator-Polelementes nahe dem
gegenüberliegenden Kondensator-Polelement.
Es kann zweckmäßig sein, daß bei einem Drucksensor mit einem ersten
Kondensator-Polelement, mit mindestens einem zweiten Kondensator-
Polelement und mit mindestens einer elektrisch nicht leitenden
Isolationseinrichtung, welche zumindest teilweise zwischen den beiden
Kondensator-Polelementen angeordnet ist, mindestens ein Kondensator-
Polelement zumindest in einem Teilbereich seiner zum jeweils anderen
Kondensator-Polelement gewandten Oberfläche von der Isolationseinrichtung
beabstandet ist, und daß der Teilbereich durch Druckbeaufschlagung des
Drucksensors durch flexible Verformung des Kondensator-Poles zur
Isolationseinrichtung hin bewegbar ist. Dies gestattet eine Erhöhung der
Kondensatorkapazität durch Verdichtung von leitfähigem Material des
Kondensator-Polelementes nahe dem gegenüberliegenden Kondensator-
Polelement.
Es kann zweckmäßig sein, daß bei einem Drucksensor mit einem ersten
Kondensator-Polelement, mit mindestens einem zweiten Kondensator-
Polelement und mit mindestens einer elektrisch nicht leitenden
Isolationseinrichtung, welche zumindest teilweise zwischen den beiden
Kondensator-Polelementen angeordnet ist, mindestens ein Kondensator-
Polelement an der Oberfläche seiner dem anderen Kondensator-Polelement
zugewandten elektrisch leitfähigen Bestandteile mindestens eine Unebenheit
einer bestimmten Normaltiefe besitzt, und daß die Normaltiefe bei
Druckbeaufschlagung des Drucksensors durch flexible Verformung des
Kondensator-Polelementes auf eine Meßtiefe verringerbar ist.
Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens eines der Kondensator-
Polelemente in Richtung auf die Isolationseinrichtung kompressibel ist.
Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens ein Kondensator-Polelement nur in
einem der Isolationseinrichtung zugewandten Oberflächenbereich kompressibel
ist. Dies ermöglicht eine Sicherstellung der Sensorfunktionalität und gestattet
gleichzeitig, das Kondensator-Polelement möglichst stabil auszuführen.
Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens ein Kondensator-Polelement
zumindest teilweise steif und/oder zumindest teilweise flexibel ist.
Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens eines der Kondensator-
Polelemente ein metallisiertes Textil aus synthetischen Fasern aufweist. Dies
gestattet eine preisgünstige Herstellung und ausreichende Flexibilität des
Kondensator-Polelementes.
Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens eines der Kondensator-
Polelemente elektrisch leitfähige Fasern aufweist, welche in ein elektrisch nicht
leitfähiges, elastisch verformbares Material eingebettet sind. Dies gestattet eine
preisgünstige Herstellung und ausreichende Flexibilität des Kondensator-
Polelementes.
Es kann zweckmäßig sein, daß mindestens zwei verschiedene, elektrisch nicht
leitfähige Medien zwischen den Kondensator-Polelementen angeordnet sind,
und daß mindestens eines der Medien ein Fluid ist, welches bei
Druckbeaufschlagung des Drucksensors aus dem Bereich zwischen den
beiden Kondensator-Polelementen verdrängbar ist. Dies gestattet, auch andere
Medien als Luft, wie beispielsweise Kohlendioxid oder Öl zu benutzen, um
Korrosionsprobleme zu vermeiden.
Es kann zweckmäßig sein, daß die Isolationseinrichtung zumindest teilweise
steif und/oder zumindest teilweise flexibel und/oder in Richtung der
Druckbeaufschlagung im wesentlichen inkompressibel ist.
Es kann zweckmäßig sein, daß die Isolationseinrichtung durch eine Folie
gebildet ist. Dies ermöglicht eine sehr flache Bauweise.
Es kann zweckmäßig sein, daß die Normalhöhe der Unebenheit zwischen der
Isolationseinrichtung und dem Kondensator-Polelement zumindest in einem
Teilbereich zwischen einem und zehn Millimetern, insbesondere zwischen zehn
Mikrometern und einem Millimeter liegt.
Es kann zweckmäßig sein, daß eine Vorrichtung zum Detektieren der
Anwesenheit einer Person auf einem Fahrzeugsitz einen Drucksensor mit
einem der voranstehenden Merkmale aufweist.
Es kann zweckmäßig sein, daß eines der Kondensator-Polelemente durch den
Sockel des Fahrzeugsitzes gebildet wird.
Die nachfolgende Beschreibung behandelt Möglichkeiten zur Ausgestaltung der
Erfindung. Diese Ausführungen sind nur beispielhaft zu verstehen und erfolgen
unter Bezug auf:
Fig. 1 Bodenteil eines Sitzes mit Drucksensor von vorn in Explosionsansicht
Fig. 2 ein gattungsgemäßer Sensor in perspektivischer Ansicht
Fig. 3a ein 1. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht
Fig. 3b das Ausführungsbeispiel von Fig. 3a bei Belastung in perspektivischer
Ansicht von vorn
Fig. 4a ein 2. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht
Fig. 4b das Ausführungsbeispiel von Fig. 4a bei Belastung in perspektivischer
Ansicht von vorn
Fig. 5a ein 3. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht
Fig. 5b ein 4. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht
Fig. 5c ein 5. Ausführungsbeispiel von vorn in perspektivischer Ansicht
Fig. 3a zeigt ein erstes Kondensator-Polelement 1. Dieses ist als flache,
rechteckige Schicht aus elektrisch leitfähigem Material ausgebildet. Das
Kondensator-Polelement 1 wird von einer Isolationseinrichtung 2 in Form einer
ebenfalls rechteckigen, flachen Schicht aus elektrisch nicht leitfähigem Material
bedeckt. Die beiden Schichten können wie im Ausführungsbeispiel
beispielsweise durch eine mit Kupfer beschichtete Polyethylenfolie gebildet
sein.
An der dem ersten Kondensator-Polelement 1 abgewandten Seite der
Isolationseinrichtung 2 ist eine zweites Kondensator-Polelement 3 angeordnet.
Es ist ebenfalls im wesentlichen als eine flache, rechteckige Schicht aus
leitfähigem Material ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist das zweite
Kondensator-Polelement 3 durch eine Schicht aus elektrisch leitfähigem
Schaummaterial gebildet. Das Kondensator-Polelement 3 weist an seiner der
Isolationseinrichtung 2 zugewandten Oberfläche Unebenheiten in Form von
Vorsprüngen 31 und Vertiefungen 32 auf. Die Vorsprünge 31 liegen an der
Isolationseinrichtung 2 an. Die Vertiefungen 32 sind von der Oberfläche der
Isolationseinrichtung 2 beabstandet. Die Vertiefungen 32 besitzen eine
Normaltiefe H.
Fig. 3b zeigt die Ausführungsform von Fig. 3a bei flächiger Belastung mit einer
Kraft F. Das Kondensator-Polelement 1 und die Isolationseinrichtung 2 bleiben
dabei im Wesentlichen unverändert. Die der Isolationseinrichtung 2
zugewandten Vorsprünge 31 des Kondensator-Polelementes 1 werden an ihren
Spitzen komprimiert und abgeflacht. Dadurch vergrössert sich die Anlagefläche
des Kondensator-Polelements 3 an der Isolationseinrichtung 2. Ausserdem wird
die Normaltiefe H der Vertiefungen 32 auf eine Messtiefe h reduziert. Beide
Effekte bewirken, dass sich die Menge leitfähigen Materials, das sich in der
Nähe der Isolationseinrichtung 2 befindet, vergrössert. Dadurch steigt die
Kapazität des Kondensators. Eine Belastung des Drucksensors lässt sich somit
als Änderung der Kapazität des Kondensators erkennen.
Fig. 4a zeigt eine weitere Variante eines Drucksensors. Er besitzt wie die
Ausführungsform von Fig. 3 ein erstes, schichtartiges Kondensator-
Polelement 1 und eine dieses überdeckende Isolationseinrichtung 2.
Das zweite Kondensator-Polelement 3 ist jedoch als wellenförmig gebogener,
langgestreckter elektrischer Leiter gestaltet. Vorzugsweise ist er eine Faser
oder ein Faden in einem elektrisch leitfähigen Textil. Im Bereich seiner
Wellentäler 31' liegt das Kondensator-Polelement 3 an der dem Kondensator-
Polelement 1 abgewandten Oberfläche der Isolationseinrichtung 2 an. Seine
Wellengipfel 32' sind gegenüber der Oberfläche der Isolationseinrichtung 2
beabstandet. Sie besitzen eine Normaltiefe H.
Fig. 4b zeigt den Sensor von Fig. 4a bei Belastung mit einer flächig wirkenden
Kraft F. Während das Kondensator-Polelement 1 und die Isolationseinrichtung
2 im Wesentlichen unverändert bleiben, werden die Wellengipfel 32' auf die
Isolationseinrichtung 2 zubewegt. Dadurch verringert sich deren Normaltiefe H
auf eine Messtiefe h. Die Wellenstruktur verflacht insgesamt. Dadurch erhöht
sich im Bereich der Wellentäler 31' die Menge des elektrisch leitfähigen
Materials, welche wirksam zur Kapazität des Kondensators beiträgt. Dadurch
ergibt auch diese Anordnung eine Kapazitätserhöhung bei Belastung des
Drucksensors.
Fig. 5 zeigt verschiedene Kombinationsmöglichkeiten der Sensoren von Fig. 3
und Fig. 4.
Fig. 5a zeigt einen Drucksensor, bei dem beide Kondensatorplatten, die in Fig.
3 dargestellte Struktur des Kondensator-Polelementes besitzen. Eine solche
Anordnung lässt sich beispielsweise durch Übereinanderordnen zweier
elektrisch leitfähiger Schaumschichten mit einer dazwischenliegenden
Polyethylenfolie erzielen.
Fig. 5b zeigt einen Drucksensor, bei dem beide Kondensator-Polelemente, die
in Fig. 4 dargestellte Struktur des Kondensator-Polelementes aufweisen. Eine
solche Anordnung ergibt sich beispielsweise durch Übereinanderlegen zweier
elektrisch leitfähiger Textilien mit einer dazwischen liegenden Kunststoff-Folie.
Fig. 5c zeigt eine Kombination eines gewellten Kondensator-Polelementes
gemäß Fig. 4 mit einem oberflächenstrukturierten Kondensator-Polelement 1
nach Fig. 3. Diese Anordnung lässt sich durch Übereinanderlegen eines
leitfähigen Schaumes, einer isolierenden Kunststoff-Folie und eines elektrisch
leitfähigen Textils erzielen.
Eine weitere - nicht dargestellte - Ausführungsform besitzt ein im wesentlichen
steifes Kondensator-Polelement mit Vorsprüngen und Vertiefungen an
mindestens einer seiner Oberflächen. Auf dieser ist eine Isolationseinrichtung
mit im wesentlichen gleichbleibender Dicke aufgetragen. Dadurch besitzt die
Isolationseinrichtung an ihrer dem ersten Kondensator-Polelement
abgewandten Seite wie das Kondensator-Polelement Vorsprünge und
Vertiefungen. Der Verbund aus Kondensator-Polelement und
Isolationseinrichtung lässt sich beispielsweise durch Beschichtung eines
elektrisch leitfähigen Textils herstellen.
Auf der dem ersten Kondensator-Polelement abgewandten Seite der
Isolationseinrichtung ist ein zweites Kondensator-Polelement auf der
Isolationseinrichtung angeordnet. Es liegt an den Vorsprüngen der
Isolationseinrichtung an. Im Ruhezustand besitzt das zweite Kondensator-
Polelement insbesondere an seiner der Isolationseinrichtung zugewandten
Oberfläche einen ebenen Verlauf. Es ist deshalb gegenüber den Vertiefungen
der Isolationseinrichtung beabstandet. Der Abstand entspricht im unbelasteten
Zustand einer gewissen Normaltiefe.
Im belasteten Zustand führt eine Kraft F zu einer Anpressung des zweiten,
flexiblen Kondensator-Polelementes an die Isolationseinrichtung. Das
normalerweise ebene Kondensator-Polelement nimmt dabei eine gewellte
Kontur an. Das erste Kondensator-Polelement und die Isolationseinrichtung
bleiben dabei in ihrer räumlichen Gestalt im wesentlichen unbeeinflusst. Auch
bei dieser Ausführungsform führt der im Bereich der Vertiefungen geringere
Abstand zwischen dem zweiten Kondensator-Polelement und der
Isolationseinrichtung zu einer Erhöhung der Sensorkapazität.
Eine weitere - nicht dargestellte - Ausführungsform besitzt ein erstes flaches,
elektrisch leitfähiges Kondensator-Polelement. Auf diesem ist ein aus elektrisch
leitfähigen Partikeln gebildetes zweites Kondensator-Polelement angeordnet.
Das zweite Kondensator-Polelement ist in ein elektrisch nicht leitfähiges
Material eingebettet. Dieses Material bildet zum ersten Kondensator-
Polelement hin gleichzeitig eine Isolationseinrichtung.
Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Kondensator-Polelement durch ein
Vlies aus metallisierten Fasern gebildet. Die Isolationseinrichtung wird durch
einen das Vlies vollständig durchdringenden und umgebenden
Polyethylenschaum gebildet.
Bei einer Beaufschlagung der Anordnung mit Druck wird das die
Isolationseinrichtung bildende Schaummaterial elastisch verformt. Dabei
nähern sich die in das Schaummaterial eingebetteten Partikel des zweiten
Kondensator-Polelementes dem ersten Kondensator-Polelement. Dadurch
vergrössert sich die Kapazität des Sensors.
Eine Druckentlastung führt zu einer Rückstellbewegung des flexibel verformten
Schaummaterials.
Claims (14)
1. Drucksensor mit einem Kondensator mit einem ersten Kondensator-
Polelement (1) und mindestens einem zweiten Kondensator-Polelement
(3), welche beabstandet zueinander angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Kondensator-Polelement (1, 3)
mindestens eine Unebenheit (31, 31' bzw. 32, 32') an der Oberfläche
seiner zum anderen Kondensator-Polelement (3, 1) weisenden leitfähigen
Bestandteile aufweist, daß der Abstand der beiden Kondensator-
Polelemente (1, 3) voneinander im Bereich der Unebenheit (31, 31' bzw.
32, 32') anders als in einem der Unebenheit (31, 31' bzw. 32, 32')
benachbarten Bereich (32, 32' bzw. 31, 31') ist, und daß die Differenz
dieser beiden verschiedenen Abstände bei Druckbeaufschlagung des
Kondensators durch Verformung mindestens eines Kondensator-
Polelements (1, 3) veränderbar - insbesondere - verringerbar ist.
2. Drucksensor mit einem ersten Kondensator-Polelement (1), mit mindestens
einem zweiten Kondensator-Polelement (3) und mit mindestens einer
elektrisch nicht leitenden Isolationseinrichtung (2), welche zumindest
teilweise zwischen den beiden Kondensator-Polelementen (1, 3)
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein
Kondensator-Polelement (1, 3) zumindest in einem Teilbereich (4) seiner
zum jeweils anderen Kondensator-Polelement (1, 3) gewandten Oberfläche
von der Isolationseinrichtung (2) beabstandet ist, und daß der Teilbereich
(4) durch Druckbeaufschlagung des Drucksensors (100) durch flexible
Verformung des Kondensator-Poles (1, 3) zur Isolationseinrichtung (2) hin
bewegbar ist.
3. Drucksensor mit mindestens einem ersten Kondensator-Polelement (1), mit
einem zweiten Kondensator-Polelement (3) und mit mindestens einer
elektrisch nicht leitenden Isolationseinrichtung (2), welche zumindest
teilweise zwischen den beiden Kondensator-Polelementen (1, 3)
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein
Kondensator-Polelement (1, 3) an der Oberfläche seiner dem anderen
Kondensator-Polelement (1, 3) zugewandten elektrisch leitfähigen
Bestandteile mindestens eine Unebenheit (31, 31', 32, 32') einer
bestimmten Normaltiefe (H) besitzt, und daß die Normaltiefe (H) bei
Druckbeaufschlagung des Drucksensors (100) durch flexible Verformung
des Kondensator-Polelementes (1, 3) auf eine Meßtiefe (h) verringerbar ist.
4. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eines der Kondensator-Polelemente (1,
3) in Richtung auf die Isolationseinrichtung (2) kompressibel ist.
5. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Kondensator-Polelement (1, 3) nur
in einem der Isolationseinrichtung (2) zugewandten Oberflächenbereich
kompressibel ist.
6. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Kondensator-Polelement (1, 3)
zumindest teilweise steif und/oder zumindest teilweise flexibel ist.
7. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eines der Kondensator-Polelemente (1,
3) ein metallisiertes Textil aus synthetischen Fasern aufweist.
8. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eines der Kondensator-Polelemente (1,
3) elektrisch leitfähige Fasern aufweist, welche in ein elektrisch nicht
leitfähiges, elastisch verformbares Material eingebettet sind.
9. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens zwei verschiedene, elektrisch nicht
leitfähige Medien zwischen den Kondensator-Polelementen (1, 3)
angeordnet sind, und daß mindestens eines der Medien ein Fluid ist,
welches bei Druckbeaufschlagung des Drucksensors (100) aus dem
Bereich zwischen den beiden Kondensator-Polelementen (1, 3)
verdrängbar ist.
10. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Isolationseinrichtung (2) zumindest teilweise steif
und/oder zumindest teilweise flexibel und/oder in Richtung der
Druckbeaufschlagung im wesentlichen inkompressibel ist.
11. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Isolationseinrichtung (2) durch eine Folie
gebildet ist.
12. Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Normalhöhe (H) der Unebenheit (31, 31', 32, 32')
zwischen der Isolationseinrichtung (2) und dem Kondensator-Polelement
(1, 3) zumindest in einem Teilbereich (4) zwischen einem und zehn
Millimetern, insbesondere zwischen zehn Mikrometern und einem
Millimeter liegt.
13. Vorrichtung zum Detektieren der Anwesenheit einer Person auf einem
Fahrzeugsitz, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen
Drucksensor nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eines der
Kondensator-Polelemente (1, 3) durch den Sockel des Fahrzeugsitzes
gebildet wird.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| DE10149165A1 (de) * | 2001-10-04 | 2003-04-30 | Bircher Ag Beringen | Verfahren zur Herstellung eines Sensorelementes, insbesondere Schaltelementes |
| DE10307360A1 (de) * | 2003-02-21 | 2004-10-07 | Ceramics Gmbh & Co. Kg | Dehnungssensor, insbesondere für einen piezokeramischen Biegewandler |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006046490A1 (de) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Hans-Georg Winkler | Überwachungselektrode |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3328653A (en) * | 1966-09-22 | 1967-06-27 | Budd Co | Thin film pressure transducer |
| US4016764A (en) * | 1976-07-19 | 1977-04-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Temperature compensated, high resolution pressure transducer based on capacitance change principles |
| DE3634855C1 (de) * | 1986-10-13 | 1988-03-31 | Peter Seitz | Kapazitive Messanordnung zur Bestimmung von Kraeften und/oder Druecken |
| DE3734023A1 (de) * | 1987-10-08 | 1989-04-27 | Brunner Wolfgang | Messmatte zur erfassung von druckverteilungen |
| DE19826391A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-23 | Wet Automotive Systems Ag | Sensor zur Anwesenheitserfassung von Personen |
-
2000
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3328653A (en) * | 1966-09-22 | 1967-06-27 | Budd Co | Thin film pressure transducer |
| US4016764A (en) * | 1976-07-19 | 1977-04-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Temperature compensated, high resolution pressure transducer based on capacitance change principles |
| DE3634855C1 (de) * | 1986-10-13 | 1988-03-31 | Peter Seitz | Kapazitive Messanordnung zur Bestimmung von Kraeften und/oder Druecken |
| DE3734023A1 (de) * | 1987-10-08 | 1989-04-27 | Brunner Wolfgang | Messmatte zur erfassung von druckverteilungen |
| DE19826391A1 (de) * | 1998-06-12 | 1999-12-23 | Wet Automotive Systems Ag | Sensor zur Anwesenheitserfassung von Personen |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10149165A1 (de) * | 2001-10-04 | 2003-04-30 | Bircher Ag Beringen | Verfahren zur Herstellung eines Sensorelementes, insbesondere Schaltelementes |
| DE10307360A1 (de) * | 2003-02-21 | 2004-10-07 | Ceramics Gmbh & Co. Kg | Dehnungssensor, insbesondere für einen piezokeramischen Biegewandler |
| WO2005016684A2 (en) | 2003-08-18 | 2005-02-24 | Delphi Technologies, Inc. | Fluid filled seat bladder with capacitive sensors for occupant classification and weight estimation |
| EP1658540A4 (de) * | 2003-08-18 | 2007-10-31 | Delphi Tech Inc | Fluidgefüllte blase mit kapazitiven sensoren zur insassenklassifikation und gewichtsschätzung |
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