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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及压电传感器信号处理领域,特别是涉及一种信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟。
技术介绍
1、压电传感器,是一种将机械压力转换成电信号的传感器,其利用压电材料的特性,当外力施加在其表面时,内部电荷分布发生变化,从而产生电压。压电传感器将物理量转换成电信号,而电信号的处理需要依靠芯片。因此,在实际应用中,通常将压电传感器与信号处理电路互相组合,以增强传感器的功能以及测量精度,使其更好地满足不同行业的需求。
2、图1是相关技术中压电传感器的状态变化示意图,其中,图1a代表压电传感器受力时的状态变化过程,图1b代表压电传感器受温漂影响时的状态变化过程。参考图1a,压电传感器通常是类平行板电容器结构,介质中有均匀的正负电荷。在不受外力的情况下,整体呈现电中性,当传感器受力时,正负电荷的几何中心发生错位,从而在两极板上呈现出感应电荷。受力越大,则正负电荷的几何中心的错位程度越大,极板上的电荷量也越大。若传感器承受相反方向的压力,与上同理,也产生电荷,但各极板对应的电荷符号会根据力的方向改变。压电传感器内部电荷变化时会输出电压,信号处理电路根据输出电压判定是否发生了压强事件。
3、以下情况将会导致信号处理电路错误地判定发生了压强事件:
4、(1)压电传感器普遍存在电荷泄漏现象,而电荷泄漏会导致压电传感器在撤力过程产生反弹电压,有可能导致信号处理电路错误地判定发生了压强事件。
5、(2)参考图1b,当环境温度上升导致压电传感器的温度上升时,压电传感器也会产生感应电荷,导致压电
6、针对相关技术中存在压电传感器容易误触发压强事件的问题,目前还没有提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够不易误触发压强事件的信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟。
2、第一方面,本申请提供了一种信号处理方法,包括:
3、响应于压电传感器发生的撤力事件,控制所述压电传感器的输出电压处于预设范围;以及,
4、在所述压电传感器未发生压强事件的情况下,对所述压电传感器进行周期性复位;
5、其中,所述撤力事件包括所述压电传感器所受压力自峰值逐渐减小,所述压强事件包括所述压电传感器的输出电压不小于电压阈值。
6、在其中一些实施例中,控制所述压电传感器的输出电压处于预设范围,包括:
7、增大第一电容的容值,以使得所述压电传感器的输出电压降低至不超过所述电压阈值;和/或,
8、对所述压电传感器进行复位,并在维持第一预设时间之后解除复位;
9、其中,所述第一电容设置于所述压电传感器的电压输出引脚与参考电压输入引脚之间;所述第一预设时间不小于所述压电传感器中能够触发所述压强事件的残留电荷的泄放时间。
10、在其中一些实施例中,响应于压电传感器发生的撤力事件,包括:
11、检测所述压电传感器的输出电压;
12、当检测到所述压电传感器的输出电压从第一电压区域转换为第二电压区域时,判定所述压电传感器发生撤力事件;
13、其中,所述第一电压区域的电压不小于所述电压阈值,所述第二电压区域中的电压小于所述电压阈值。
14、在其中一些实施例中,所述周期性复位的复位周期小于第二预设时间,所述第二预设时间为所述压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应使得输出电压从基线电压爬升至所述电压阈值时所需的时间。
15、在其中一些实施例中,所述周期性复位的复位周期大于所述压电传感器发生压强事件时输出电压的上升沿时间和/或下降沿时间。
16、在其中一些实施例中,在所述压电传感器未发生压强事件的情况下,对所述压电传感器进行周期性复位,包括:
17、若检测到所述压电传感器的输出电压小于所述电压阈值,则对所述压电传感器进行周期性复位。
18、在其中一些实施例中,所述方法还包括:若检测到所述压电传感器的输出电压不小于所述电压阈值,则中止对所述压电传感器的周期性复位。
19、在其中一些实施例中,控制所述压电传感器的输出电压处于预设范围包括:增大第一电容的容值,以使得所述压电传感器的输出电压降低至不超过所述电压阈值;其中,所述第一电容设置于所述压电传感器的电压输出引脚与参考电压输入引脚之间;在中止对所述压电传感器的周期性复位之后,所述方法还包括:减小所述第一电容的容值。
20、第二方面,在本申请提供了一种信号处理电路,包括:
21、控制模块,用于执行上述第一方面所述的信号处理方法;
22、受控模块,与所述控制模块连接,能够响应于所述控制模块输出的控制信号,通过切换工作状态使得所述压电传感器的输出电压处于预设范围。
23、在其中一些实施例中,所述控制模块包括:比较单元和逻辑单元;所述比较单元的输入端与所述压电传感器的电压输出引脚连接,所述比较单元的输出端与所述逻辑单元的输入端连接,所述逻辑单元的输出端与所述受控模块连接;其中,
24、所述比较单元,用于将所述压电传感器的输出电压与电压阈值进行比较,得到比较结果;
25、所述逻辑单元,用于根据所述比较结果输出所述控制信号,并将所述控制信号发送至所述受控模块。
26、在其中一些实施例中,所述受控模块包括:第一电容;所述第一电容设置于所述压电传感器的电压输出引脚与参考电压输入引脚之间;其中,所述第一电容的工作状态包括增大容值或者恢复至初始容值。
27、在其中一些实施例中,所述受控模块包括:复位开关;所述复位开关的第一端与所述压电传感器的电压输出引脚连接,所述复位开关的第二端与所述压电传感器的参考电压输入引脚连接,所述复位开关的第三端与所述控制模块的输出端连接;其中,
28、所述复位开关的工作状态包括所述复位开关的第一端与所述第二端或者所述第三端连接。
29、第三方面,本申请提供了一种压电感应系统,包括:压电传感器和上述第二方面所述的信号处理电路,所述压电传感器与所述信号处理电路连接。
30、第四方面,本申请提供了一种电子烟,包括:主体,所述主体上设置有压电传感器和上述第二方面所述的信号处理电路,所述压电传感器与所述信号处理电路连接。
31、上述信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟,通过在发生撤力事件时,控制压电传感器的输出电压处于预设范围,以及,在未发生压强事件时,周期性复位压电传感器,既能消除反弹电压又能抑制温漂影响,降低误触发压强事件的概率。
32、本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出,以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
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1.一种信号处理方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,控制所述压电传感器的输出电压处于预设范围,包括:
3.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,响应于压电传感器发生的撤力事件,包括:
4.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,所述周期性复位的复位周期小于第二预设时间,所述第二预设时间为所述压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应使得输出电压从基线电压爬升至所述电压阈值时所需的时间。
5.根据权利要求1或4所述的信号处理方法,其特征在于,所述周期性复位的复位周期大于所述压电传感器发生压强事件时输出电压的上升沿时间和/或下降沿时间。
6.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,在所述压电传感器未发生压强事件的情况下,对所述压电传感器进行周期性复位,包括:
7.根据权利要求1或6所述的信号处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
8.根据权利要求7所述的信号处理方法,其特征在于,控制所述压电传感器的输出电压处于预设范围包括:增大第一电容的容值,以
9.一种信号处理电路,其特征在于,包括:
10.根据权利要求9所述的信号处理电路,其特征在于,所述控制模块包括:比较单元和逻辑单元;所述比较单元的输入端与所述压电传感器的电压输出引脚连接,所述比较单元的输出端与所述逻辑单元的输入端连接,所述逻辑单元的输出端与所述受控模块连接;其中,
11.根据权利要求9所述的信号处理电路,其特征在于,所述受控模块包括:第一电容;所述第一电容设置于所述压电传感器的电压输出引脚与参考电压输入引脚之间;其中,所述第一电容的工作状态包括增大容值或者恢复至初始容值。
12.根据权利要求9或11所述的信号处理电路,其特征在于,所述受控模块包括:
13.一种压电感应系统,其特征在于,包括:压电传感器和权利要求9至12中任一项所述的信号处理电路,所述压电传感器与所述信号处理电路连接。
14.一种电子烟,其特征在于,包括:主体,所述主体上设置有压电传感器和权利要求9至12中任一项所述的信号处理电路,所述压电传感器与所述信号处理电路连接。
...【技术特征摘要】
1.一种信号处理方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,控制所述压电传感器的输出电压处于预设范围,包括:
3.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,响应于压电传感器发生的撤力事件,包括:
4.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,所述周期性复位的复位周期小于第二预设时间,所述第二预设时间为所述压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应使得输出电压从基线电压爬升至所述电压阈值时所需的时间。
5.根据权利要求1或4所述的信号处理方法,其特征在于,所述周期性复位的复位周期大于所述压电传感器发生压强事件时输出电压的上升沿时间和/或下降沿时间。
6.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,在所述压电传感器未发生压强事件的情况下,对所述压电传感器进行周期性复位,包括:
7.根据权利要求1或6所述的信号处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
8.根据权利要求7所述的信号处理方法,其特征在于,控制所述压电传感器的输出电压处于预设范围包括:增大第一电容的容值,以使得所述压电传感器的输出电压降低至不超过所述电压阈值;其中,所述第一电容设置于...
【专利技术属性】
技术研发人员:王志轩,刘茂强,李思聪,王佳鑫,赵勇,
申请(专利权)人:无锡微纳核芯电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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