一种修正温度影响的足底压力传感器制造技术

本实用新型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。本实用新型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 plantar pressure sensor with temperature correction

【技术实现步骤摘要】
一种修正温度影响的足底压力传感器
本技术属于医疗设备
，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。
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感器，它包括信号采集部分和电路部分；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，①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；②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。作为限定：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。本技术由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：（1）本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；（2）本技术采用无源的压电材料作为压电薄膜，具有低能耗的优点；（3）本技术的结构简单、巧妙，在同一电极上施加两类信号，再通过后端电路将二者分开，实现了对两种参数的同时测量；（4）本技术还公开了利用上述传感器结构检测压力和温度的方法，该方法步骤简洁，易于实现，在足底压力检测领域具有开拓性。本技术适用于医疗设备
附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1为本技术实施例1的整体结构示意图；图2为本技术实施例1的后端电路的原理图；图3为本技术实施例1的第二种结构的后端电路的原理图；图4为本技术实施例，一段步行过程中一个小电极对应的鞋垫区域测得正应力的信号图。图中：1、第一器件保护层,2、第一电极层,3、压电薄膜层,4、地电极层,5、第二器件保护层。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。实施例一种修正温度影响的足底压力鞋垫本实施例涉及一种修正温度影响的足底压力鞋垫，包括信号采集部分和电路部分。如图1和图2所示，信号采集部分包括自上而下依次设置的第一器件保护层1、第一电极层2、压电薄膜层3、地电极层4和第二器件保护层5；第一电极层2、压电薄膜层3和地电极层4组成压力检测单元，第一电极层2作为温度检测单元；第一电极层2包括N（N≥1）个按照足底形状分布的小电极。电路部分包括前端电路和后端电路；前端电路包括控制器和多路调制器，控制器的控制信号输出端通过多路调制器与第一电极层2包括的N个小电极的输入端相连；后端电路包括依次串接的第一多路解调器、第一模数转换单元、第一中央处理器、通讯设备和上位机；压力检测单元和温度检测单元的信号输出端均与第一多路解调器的信号输入端相连。本实施例中，后端电路还可采用第二种结构，参照图3，该第二后端电路包括依次串接的第二多路解调器、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；压力检测单元和温度检测单元的信号输出端均与第二多路解调器的信号输入端相连,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。本实施例中，低通滤波器的截止频率为10Hz，带通滤波器的频段是20-1000Hz。本实施例修正温度影响的足底压力的方法是：当采用图2所示的后端电路时，该方法为方法一，包括依次进行的以下步骤：一、通过控制器将一直流电流信号和交流电流信号输出至多路调制器，多路调制器将收到的一直流电流信号和交流电流信号调制之后输出至第一电极层2；当第一电极层2的第N（N≥1）小电极对应的传感器表面所受压力发生变化时，压电薄膜层3表面产生电荷并进一步形成交流模拟电流信号；当第一电极层2的第N（N≥1）小电极对应的传感器表面的温度发生变化时，第N（N≥1）小电极的电阻率发生变化从而引起阻值发生变化并进一步形成直流模拟电流信号；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多路解调器；第一多路解调器将收到的混合模拟电信号解调之后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：/n一）信号采集部分/n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；/n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；/n二）电路部分/n所述电路部分包括前端电路和后端电路；/n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；/n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，/n第一后端电路/n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；/n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；/n第二后端电路/n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；/n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。/n...

【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...

【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：新型
国别省市：北京;11