一种修正温度影响的足底压力传感器及相应的修正方法技术

本发明专利技术公开了一种修正温度影响的足底压力传感器，它包括信号采集部分和电路部分，信号采集部分自上而下依次设置的第一器件保护层、第一电极层、压电薄膜层、地电极层和第二器件保护层；所述第一电极层、压电薄膜层和地电极层组成压力检测单元，第一电极层作为温度检测单元；电路部分包括前端电路和后端电路；前端电路包括控制器，所述控制器的控制信号输出端与第一电极层的信号输入端相连；后端电路采用第一后端电路或第二后端电路之一。本发明专利技术还公开了一种修正温度影响的足底压力的方法。本发明专利技术能够同时测出压力和温度，从而对温度变化引起的压电常数变化进行修正，大大提高了传感器的准确度，弥补了现有产品的缺陷，适用于医疗设备技术领域。

A Foot Pressure Sensor for Correcting Temperature Effect and Corresponding Correction Method

【技术实现步骤摘要】
一种修正温度影响的足底压力传感器及相应的修正方法
本专利技术属于医疗设备
，用于检测足底的压力并进行修正，具体地说是一种修正温度影响的足底压力传感器及相应的修正方法。
技术介绍
随着生活水平的提高，人体健康成为人们关注的重要问题。据生物全息理论，足部关联着人体的五脏六腑和各个器官，并有其相应的反射区，由此可见，足部与人体健康长寿存在着密切的关系。人体足底压力的分布情况可以反映下肢的功能和身体姿态的变化。对足底各点压力参数进行测试和分析，可以获取人体在不同运动状态下的生理学和病理学参数，这对临床疾病诊断、术后效果评价、康复程度评估等研究均有重要的意义。目前，压力传感器大多采用压电和压阻材料，其测量值受温度变化的影响较大。传统的鞋内压力传感器大多只能测量压力而无法对于足部温度的变化进行校正，导致了受温度影响大、准确度低的缺陷。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种修正温度影响的足底压力传感器，可以同时测量足底温度和压力变化，并对测得的结果进行修正。本专利技术的另外一个目的是提供一种修正温度影响的足底压力的方法。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案如下：一种修正温度影响的足底压力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修正温度影响的足底压力传感器，它包括信号采集部分和电路部分，其特征在于：一）信号采集部分所述信号采集部分自上而下依次设置的第一器件保护层、第一电极层、压电薄膜层、地电极层和第二器件保护层；所述第一电极层、压电薄膜层和地电极层组成压力检测单元，第一电极层作为温度检测单元；二）电路部分所述电路部分包括前端电路和后端电路；所述前端电路包括控制器，所述控制器的控制信号输出端与第一电极层的信号输入端相连；所述后端电路采用第一后端电路或第二后端电路之一，其中，第一后端电路所述第一后端电路包括依次串接的第一模数转换单元、第一中央处理器、通讯设备和上位机；所述压力检测单元和温度检测单元的信号输出端均与...

【技术特征摘要】
1.一种修正温度影响的足底压力传感器，它包括信号采集部分和电路部分，其特征在于：一）信号采集部分所述信号采集部分自上而下依次设置的第一器件保护层、第一电极层、压电薄膜层、地电极层和第二器件保护层；所述第一电极层、压电薄膜层和地电极层组成压力检测单元，第一电极层作为温度检测单元；二）电路部分所述电路部分包括前端电路和后端电路；所述前端电路包括控制器，所述控制器的控制信号输出端与第一电极层的信号输入端相连；所述后端电路采用第一后端电路或第二后端电路之一，其中，第一后端电路所述第一后端电路包括依次串接的第一模数转换单元、第一中央处理器、通讯设备和上位机；所述压力检测单元和温度检测单元的信号输出端均与第一模数转换单元的信号输入端相连；第二后端电路所述第二后端电路包括依次串接的滤波单元、第二模数转换单元、第二中央处理器、通讯设备和上位机；滤波单元包括并联的低通滤波器和带通滤波器，第二模数转换单元包括并联的第一模数转换器和第二模数转换器；所述压力检测单元和温度检测单元的信号输出端均与滤波单元的信号输入端相连,所述低通滤波器的信号输出端通过第一模数转换器、带通滤波器的信号输出端通过第二模数转换器分别连接第二中央处理器。2.根据权利要求1所述的一种修正温度影响的足底压力传感器，其特征在于：所述第一电极层包括N（N≥1）个小电极；所述前端电路还包括多路调制器；所述控制器的控制信号输出端通过多路调制器与第一电极层包括的N个小电极的输入端相连；所述第一后端电路还包括第一多路解调器；所述压力检测单元和温度检测单元的信号输出端均通过第一多路解调器与第一模数转换单元的信号输入端相连；所述第二后端电路还包括第二多路解调器；所述压力检测单元和温度检测单元的信号输出端均通过第二多路解调器与滤波单元的信号输入端相连。3.一种修正温度影响的足底压力的方法，其特征在于：它利用权利要求1或2所述的修正温度影响的足底压力传感器来实现，该方法为方法一或者方法二，当后端电路采用第一后端电路时该方法为方法一，当后端电路采用第二后端电路时该方法为方法二，其中，I、方法一方法一包括依次进行的以下步骤：一、通过控制器在第一电极层上同时施加一直流电流信号和交流电流信号；当检测单元所受压力发生变化时，压电薄膜层表面产生电荷；当检测单元外表面温度发生变化时，第一电极层的电阻率发生变化从而引起阻值发生变化；检测单元将包含电阻值变化信息的直流模拟电流信号和压力值变化的交流模拟电流信号输出至第一模数转换单元；二、第一模数转换单元将收到的包含直流模拟电流信号和交流模拟电流信号的混合模拟电信号转化为数字信号，并输出至第一中央处理器；三、第一中央处理器利用自身存储的低通滤波算法将收到的数字信号处理得到包含温度信息的数字信号，第二中央处理器利用自身存储的带通滤波算法将收到的数字信号处理得到包含压力信息的数字信号；四、第一中央处理将包含温度信息的数字信号计算处理得到温度变化信号并通过通讯设备输出至上位机，第一中央处理将包含压力信息的数字信号计算处理得到压力信号并通过通讯设备输出至上位机；五、上位机根据收到的温度变化信号计算出修正后的压电系数，上位机根据收到的压力信号计算出检测单元的总电荷数，最后计算出压力修正值；Ⅱ、方法二方法二包括依次进行的以下步骤：（一）通过控制器在第一电极层上同时施加一直流电流信号和交流电流信号；当检测单元所受压力发生变化时，压电薄膜层表面产生电荷；当检测单元外表面温度发生变化时，第一电极层的电阻率发生变化从而引起阻值发生变化；检测单元将包含电阻值变化信息的直流模拟电流信号和压力值变化的交流模拟电流信号输出至滤波单元；（二）滤波单元将收到的混合模拟电信号经过低通滤波器的处理得到含有电阻率变化的直流模拟电流信号并输出至第一模数转换器，滤波单元将收到的混合模拟电信号经过带通滤波器的处理得到交流模拟电流信号并输出至...

【专利技术属性】
技术研发人员：高硕，代晏宁，
申请(专利权)人：北京中硕众联智能电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11