一种压力感应屏及其压力探测方法技术

本发明专利技术涉及一种压力感应屏及其压力探测方法，通过将压力感应板设置为包括触控感应板、感应电阻和温度延缓层，其中触控感应板用于探测触碰动作，而温度延缓层用于延缓温度传递到感应电阻的导热时间，使得力传传递时间和热传递时间存在差别，由于通过温度延缓层延长了温度传递到感应电阻的导热时间，导热时间较大，因此，只要在导热时间内探测感应电阻的电阻值变化，就能够避免温度对探测结果的影响，从而使压力探测更加准确；而且不需要采用电桥方式进行驱动，仅仅增设了温度延缓层，而温度延缓层也可以由触控感应板的板体形成，因此，这种压力感应屏的结构也相当简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压力探测领域，尤其涉及一种压力感应屏及其压力探测方法。
技术介绍
根据压力感应板内部应力变化，计算出感应电阻的电阻值变化，从而计算出压力感应板受到的压力，这是现有较为成熟的压力探测技术，例如，公开号为CN104880266A、CN104866134A等的专利申请都是基于这种技术。然而，由于手指的按压将人体温度传递到压力感应板内部，对感应电阻的电阻值变化产生较大影响，为了克服温度变化的影响，目前的压力感应板都需要采用相互重叠、至少两层的感应电阻结构，而且这些感应电阻需要采用电桥等电路进行驱动，其导致结构以及电路设计非常复杂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种压力感应屏及其压力探测方法，这种压力感应屏不仅结构简单，而且能够克服温度对压力探测结果的影响，压力探测更加准确。采用的技术方案如下：一种压力感应屏，包括压力感应板和探测电路，其特征是：所述压力感应板包括能够探测触碰动作的触控感应板、至少一个电阻值能够根据压力感应板内部应力变化而变化的感应电阻、温度延缓层；感应电阻设置在触控感应板的内侧，温度延缓层设置在感应电阻与触控感应板表面之间。上述温度延缓层一般采用厚度为0.15～1.0mm的玻璃、石英、塑料或蓝宝石材料。通过将压力感应板设置为包括触控感应板、感应电阻和温度延缓层，其中触控感应板用于探测触碰动作，而温度延缓层用于延缓温度传递到感应电阻的导热时间，使得力传传递时间和热传递时间存在差别，由于通过温度延缓层延长了温度传递到感应电阻的导热时间，导热时间较大，因此，只要在导热时间内探测感应电阻的电阻值变化，就能够避免温度对探测结果的影响，从而使压力探测更加准确；而且不需要采用电桥方式进行驱动，仅仅增设了温度延缓层，而温度延缓层也可以由触控感应板的板体形成，因此，这种压力感应屏的结构也相当简单。作为本专利技术的优选方案，还包括温度传感器，温度传感器设置在所述压力感应板的内侧面。通过设置温度传感器，可根据温度传感器所感应的温度及人体的标准体温确定导热时间，进一步根据环境温度，动态地对导热时间进行设定，使压力探测结果更加准确。作为本专利技术的优选方案，还包括缓存模块，缓存模块与所述探测电路电连接。缓存模块缓存有本次按压之前的感应电阻的电阻值，通过利用触控感应板提供的触碰信息，而本次按压之间的感应电阻处一般呈现为不受手指影响的自然降温(或恒温)过程，其具有较简单的温度变化规律，容易将这种规律推导至本次按压中，以扣除本次按压由于先前温度变化引起的动态电阻值变化量，由此，可进一步提高系统的动态分析能力，防止非手指引起的温度变化导致的影响，例如，可以防止手指撤掉按压之后，出现回温的动态变化对压力测量结果造成的影响。一种压力探测方法，其特征在于包含如下步骤：（1）设置一压力感应屏，压力感应屏包括压力感应板和探测电路，其中，压力感应板包括能够探测触碰动作的触控感应板、至少一个电阻值能够根据压力感应板内部应力变化而变化的感应电阻、温度延缓层；感应电阻设置在触控感应板的内侧，温度延缓层设置在感应电阻与触控感应板表面之间；（2）设置温度延缓层的导热时间t；（3）探测电路探测手指在触控感应板上的触碰动作，并定义手指在触控感应板上的触碰时间点为第一时间点；（4）设置第一时间窗口，第一时间窗口以第一时间点为起点，第一时间窗口的长度小于导热时间t；（5）记录下感应电阻在第一时间窗口之内的电阻值变化量；（6）分析感应电阻在第一时间窗口之内的电阻值变化量，得到手指在压力感应板之上的压力值。当手指按压在压力感应板之上时，由于温度延缓层的存在，使得力传传递时间和热传递时间存在差别，在第一时间窗口之内，手指的温度几乎没有传递到感应电阻上，影响感应电阻的电阻值变化的主要因素是手指的按压力，而不是手指的温度。因此，在充分利用触控感应板提供的手指触碰信息的基础上，通过在第一时间窗口对感应电阻的电阻值变化量进行分析，将手指温度的影响排除在外，能够更准确地得出手指按压力的大小，克服了温度对压力探测结果的影响，不需要构建由多层电极以及多个电阻的电桥结构，大大地降低了压力感应板结构以及相应探测电路的复杂性。作为本专利技术的优选方案，所述导热时间t设置为：自手指触碰在所述感应电阻正上方，感应电阻的温度变化量增加到手指与压力感应板之间温度差的3%～7%所需的时间。手指触碰在感应电阻正上方是手指表面与压力感应板的接触面积大于0.5cm2。将感应电阻的温度变化量增加到手指与压力感应板之间温度差的3%～7%所需的时间设置为导热时间t，保证在第一时间窗口之内，由手指温度（即是人体体温）所导致的感应电阻的温度变化量不超过手指与压力感应板之间温度差的3%～7%，使得由于温度导致的电阻漂移效应对压力探测结果的影响非常小。作为本专利技术的优选方案，所述压力感应屏还包括温度传感器，温度传感器设置在所述压力感应板的内侧面；所述导热时间t设置为温度传感器探测到温度Tt与手指温度Tb的差(Tt-Tb)的绝对值的函数。通过增设温度传感器，能够进一步根据环境温度，动态地对导热时间进行设定，导热时间t设置为温度传感器探测到温度Tt与手指温度Tb的差(Tt-Tb)的绝对值的函数，例如，，其中，手指的温度Tb（采用人体的标准体温）可以设定为36.5摄氏度，k为根据温度延缓层的质材而设定的一因数，具体来说，k可按照表进行取值：温度延缓层k(秒*摄氏度)0.55mm玻璃3～70.2mm玻璃1～50.4mm石英0.5～32-->0.3mmPMMA(有机玻璃)5～90.4mm蓝宝石2～6作为本专利技术的优选方案，在所述步骤(6)中，分析感应电阻在第一时间窗口之内的电阻值变化量的最大值，并将其换算为手指在压力感应板上的压力值。一般来说，电阻值变化量的最大变化都可以反映出手指在压力感应板上的压力值，采用这种取最大值的方法，不仅准确，而且简单、效率高。作为本专利技术的优选方案，所述压力感应屏还包括缓存模块，缓存模块与所述探测电路电连接，缓存模块至少缓存有本次按压之前的第二时间窗口所对应的感应电阻的电阻值，并且当探测电路探测到手指在压力感应板表面具有触碰动作时，在所述步骤(3)～(6)中，进一步根据缓存模块所缓存的电阻值，反推出第一时间窗口中非触碰动作产生的电阻值变化量，并在步骤(6)中，扣除由非触碰动作产生的电阻值变化量，以得到由触碰生产的电阻值变化量。通过利用触控感应板提供的触碰信息，进一步定义本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力感应屏，包括压力感应板和探测电路，其特征在于：所述压力感应板包括能够探测触碰动作的触控感应板、至少一个电阻值能够根据压力感应板内部应力变化而变化的感应电阻、温度延缓层；感应电阻设置在触控感应板的内侧，温度延缓层设置在感应电阻与触控感应板表面之间。

【技术特征摘要】
1.一种压力感应屏，包括压力感应板和探测电路，其特征在于：所述压力感应板包括能
够探测触碰动作的触控感应板、至少一个电阻值能够根据压力感应板内部应力变化而变化
的感应电阻、温度延缓层；感应电阻设置在触控感应板的内侧，温度延缓层设置在感应电阻
与触控感应板表面之间。
2.如权利要求1所述的压力感应屏，其特征在于：还包括温度传感器，温度传感器设置
在所述压力感应板的内侧面。
3.如权利要求1所述的压力感应屏，其特征在于：还包括缓存模块，缓存模块与所述探
测电路电连接。
4.一种压力探测方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）设置一压力感应屏，压力感应屏包括压力感应板和探测电路，其中，压力感应板包
括能够探测触碰动作的触控感应板、至少一个电阻值能够根据压力感应板内部应力变化而
变化的感应电阻、温度延缓层；感应电阻设置在触控感应板的内侧，温度延缓层设置在感应
电阻与触控感应板表面之间；
（2）设置温度延缓层的导热时间t；
（3）探测电路探测手指在触控感应板上的触碰动作，并定义手指在触控感应板上的触
碰时间点为第一时间点；
（4）设置第一时间窗口，第一时间窗口以第一时间点为起点，第一时间窗口的长度小于
导热时间t；
（5）记录下感应电阻在第一时间窗口之内的电阻值变化量；
（6）分析感应电阻在第一时间窗口之内的电阻值变化量，得到手指在压力感应板之上
的压力值。
5.如权利要求4所述的压力探测方法，其特征在于：所述导热时间t设置为：自手指触碰
在所述感应电阻正上方，感应电阻的温度变化量增加到手指与压力感应板...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏赞加，吕岳敏，杨秋强，陈绍源，余荣，郑清交，蔡泽锋，彭继达，
申请(专利权)人：汕头超声显示器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44