CN107131822A - 一种压阻式传感器移动终端校准装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压阻式传感器移动终端校准装置及方法，该装置包括有校准机台、压阻式应变传感器及移动终端设备，所述校准机台具有机械手臂和控制主板，所述机械手臂连接于控制主板，执行控制主板的指令，敲击压阻式应变传感器；所述压阻式应变传感器设置于移动终端设备的上表层，所述移动终端设备与控制主板进行通讯，控制主板接收来自移动终端的操作命令，并控制机台机械手臂的操作运行。

Description

一种压阻式传感器移动终端校准装置和方法

技术领域

本发明属于传感器技术领域，特别涉及一种具有压阻式传感器的移动终端的校准装置和方法。

背景技术

传统压阻式应变传感器的校准是人为的随意按压或不进行校准。

压阻式应变传感器移动终端校准装置和方法相对于传统人为的随意按压或不进行校准有了很大的改善。传统压阻式应变传感器因条件限制，仅进行简单的校准或不校准，或校准方法太过繁琐导致量产难以实行。特别是对于移动终端的压阻式应变传感器，要求精度高、稳定性高、产线测试校准要求高等因素，传统的压阻式应变传感器校准方法就无法满足。

如专利申请201610712660.1公开了一种传感器的自动校准方法及装置，所述方法包括：获取校准平台的水平信息，根据所述水平信息获取用于调整所述校准平台的调整信息，根据所述调整信息对所述校准平台进行调整。本公开的有益效果为：通过获取校准平台的水平信息和调整信息使移动终端的传感器最大限度地接近水平状态，在该水平状态下通过传感器校准程序将校准值写入传感器，避免人工校准可能出现的较大误差，实现了在移动终端生产流水线上最大限度地降低传感器校准的偏差和不良率。然而该申请通过校准平台进行校准，只是其是通过水平设置来完成校准程序的输入控制，并不能实现真正意义上的压阻式传感器的校准，仍然存在上述问题。

发明内容

基于此，因此本发明的首要目地是提供一种压阻式传感器移动终端校准装置和方法，该装置及方法解决了以上问题，替代传统的人为随意按压校准或不校准，保证校准的精准度与压阻式应变传感器在移动终端整机上的校准。

本发明的另一个目地在于提供一种压阻式传感器移动终端校准装置和方法，该装置及方法将移动终端通过通信接口对校准机台进行精准的x轴y轴和上下打点压力与时间控制，并实时协调采集压阻式应变传感器的原始数据，做到移动终端、校准机台、压阻式应变传感器三者的协调统一。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种压阻式传感器移动终端校准装置，其特征在于该装置包括有校准机台、压阻式应变传感器(即压阻式传感器)及移动终端设备，所述校准机台具有机械手臂和控制主板，所述机械手臂连接于控制主板，执行控制主板的指令，敲击压阻式应变传感器；所述压阻式应变传感器设置于移动终端设备的上表层，所述移动终端设备与控制主板进行通讯，控制主板接收来自移动终端的操作命令，并控制机台机械手臂的操作运行。

进一步，所述机械手臂，具有x轴、y轴、z轴，以实现对于机械手臂x轴、y轴、z轴方向的控制，x轴、y轴、z轴的运行步长、时间与次数受控制主板的控制。

进一步，所述压阻式应变传感器为移动终端的Home键或压力屏。移动终端APP经过通信连接校准机台控制主板的运行与操作，并控制着对压阻式应变传感器的数据采集与数据校准，最终实现压阻式应变传感器的校准功能。

一种压阻式传感器移动终端校准方法，其特征在于该方法；首先点击移动终端(移动终端设备)的校准按钮，移动终端通过通信接口发命令给校准机台；校准机台控制主板接收命令并解析命令，控制机械手臂移动到压阻式应变传感器的上方；移动终端发送命令给压阻式应变传感器，采集打点前的原始数据，保存到存储器中；采集原始数据后，移动终端发命令给校准机台，标准机台控制主板收到命令后并解析命令，控制机械手臂打点，并停留T1时间；然后移动终端采集压阻式应变传感器打点时的数据，并保存到存储器中；数据采集完成后，移动终端再发送命令给标准机台停止打点，机台控制主板收到命令并解析命令，控制机械手臂抬起，并停留T2时间；然后循环打点N次，采集打点前后N次的数据，保存到存储器中；所有的上述数据(包括打点前的原始数据、打点时的数据及T1、T2)采集完成之后，将数据进行算法处理，并计算出校准系数，将这个校准系统写到压阻式应变传感器中，最终完成压阻式应变传感器在移动终端上的校准。

进一步，所述移动终端通过通信接口发命令给校准机台启动x轴、y轴操作；校准机台控制主板接收命令并解析命令，控制机械手臂运行x轴和y轴坐标移动到压阻式应变传感器的上方；移动终端发送命令给压阻式应变传感器，采集打点前的原始数据，保存到存储器中；采集够n帧传感器的原始数据后，移动终端APP发命令给校准机台控制Z轴往下打点和停留时间，机台控制主板收到命令后并解析命令，控制机械手臂运行Z轴往下打点，并停留T1时间；然后移动终端采集压阻式应变传感器打点时的数据，并保存到存储器中；等待数据采集完成，APP再发送命令给机台抬起Z轴和停留时间，机台控制主板收到命令并解析命令，控制机械手臂运行Z轴往上抬起，并停留T2时间。然后循环打点N次，采集打点前后N次的数据，保存到存储器中。

更进一步，当压阻式应变传感器当应用于手机压力屏时，需要调整X轴、Y轴坐标，重复循环K次，采集压阻式应变传感器上K个坐标点的数据。所有数据采集完成之后，将数据进行算法处理，并计算出校准系数，再将这个校准系统写到压阻式应变传感器中，完成压阻式应变传感器在移动终端上的校准。

进一步，移动终端与校准机台之间的通信协议规定为：包头、数据格式、包尾、CRC校验码，其中数据格式为：X坐标、Y坐标、Z坐标、打点停留时间、打点间隔时间、打点次数。

更进一步，所述移动终端与压阻式应变传感器之间的通信协议为：包头、命令、包尾、CRC校验码；其中命令有如下几个情形：1)读寄存器命令、地址；2)写寄存器命令、地址、数据；3)读压力值命令；4)写校准数据命令、地址、数据。压阻式应变传感器返回数据给移动终端APP的数据格式为：包头、数据、长度、包尾、CRC校验码。

本发明所实现的压阻式传感器移动终端校准装置和方法，相对于传统校准太过繁琐导致产线校准无法实行等，本压阻式传感器移动终端校准装置和方法可以实现一体化协调自动化完成校准。不仅使移动终端、校准机台、压阻式应变传感器三者的协调统一，自动完成整个校准流程；而且保证校准的精准度、速度与易于操作性，方便产线具体实行量产操作等。

附图说明

图1是本发明所实现校准装置的结构示意图。

图2是本发明所实现的校准的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示，为本发明所实现压阻式传感器移动终端校准装置图，图中，101：校准机台机械手臂，控制103的打点机头。102：校准机台控制主板，接收命令并控制机械手臂运行。103：打点机头。104：移动手终端设备。105：压阻式应变传感器，位于104的上面，手机Home或压力屏。106：移动设备的APP操作软件。107：压感通信的操作接口。108：校准机台通信的操作接口。

其中，左上角为压阻式传感器的校准机台的机械手臂模块，控制着打点机台的x轴、y轴、z轴的运行步长、时间与次数等。右上角为压阻式传感器的校准机台的控制主板，用于接收来自移动终端的操作命令，并控制机台机械手臂的操作运行。下边为移动终端设备，压阻式应变传感器处于移动终端的上表层，如移动终端的Home键或压力屏。移动终端APP经过通信链接控制校准机台的运行与操作，并控制着压阻式应变传感器的数据采集与数据校准。最终实现压阻式应变传感器的校准功能。

移动终端与压阻式应变传感器的通信方式与协议、移动终端与校准机台的通信方式与协议。移动终端通过通信接口发命令给校准机台，操作校准机台运行x轴、y轴和Z轴的运行，上下打点T时间，和打点N次数；此通信接口可以是并口、串口、USB接口等；校准机台自动运行的x轴y轴z轴以及运行时间和打点次数等皆通过移动终端来控制，每一步运行之前，都由移动终端发命令实行。校准机台往下打点前后，移动终端通过通信接口读取压阻式应变传感器的原始数据；读取压阻式应变传感器原始数据的通信协议与读取数据大小，由移动手指终端设置与操作。

图2为压阻式应变传感器移动终端的校准方法流程说明；首先点击移动终端的校准按钮，移动终端APP通过通信接口发命令给校准机台启动x轴、y轴操作；校准机台控制主板接收命令并解析命令，控制机械手臂运行x轴和y轴坐标移动到压阻式应变传感器的上方。APP发送命令给压阻式应变传感器，采集打点前的原始数据，保存到存储器中；采集够n帧传感器的原始数据后，移动终端APP发命令给校准机台控制Z轴往下打点和停留时间，机台控制主板收到命令后并解析命令，控制机械手臂运行Z轴往下打点，并停留T1时间。然后APP采集压阻式应变传感器打点时的数据，并保存到存储器中。等待数据采集完成，APP再发送命令给机台抬起Z轴和停留时间，机台控制主板收到命令并解析命令，控制机械手臂运行Z轴往上抬起，并停留T2时间。然后循环打点N次，采集打点前后N次的数据，保存到存储器中。

当压阻式应变传感器当应用于手机压力屏时，需要调整X轴、Y轴坐标，再采集其他坐标点的数据。重复循环K次，采集传感器上K个坐标点的数据。所有数据采集完成之后，将数据进行算法处理，并计算出校准系数。将这个校准系统写到压阻式应变传感器中，最终完成压阻式应变传感器在移动终端上的校准。将打点的数据进行算法处理，计算出校准参数；此算法是为计算校准偏差与数据曲线相关的数据处理，是为将压阻式应变传感器的数据校准为精准的压力变化值。

移动终端APP与校准机台之间的通信协议规定为：包头、数据格式、包尾、CRC校验码。其中数据格式为：X坐标、Y坐标、Z坐标、打点停留时间、打点间隔时间、打点次数。

移动终端APP与压阻式应变传感器之间的通信协议为：包头、命令、包尾、CRC校验码。其中命令有如下几个情形：1)读寄存器命令、地址；2)写寄存器命令、地址、数据；3)读压力值命令；4)写校准数据命令、地址、数据。压阻式应变传感器返回数据给移动终端APP的数据格式为：包头、数据、长度、包尾、CRC校验码。

其中的T1时间设为5S，T2时间设为5S，打点次数N为5次。

本发明所实现的压阻式传感器移动终端校准装置和方法，相对于传统校准太过繁琐导致产线校准无法实行等，本压阻式传感器移动终端校准装置和方法可以实现一体化协调自动化完成校准。不仅使移动终端、校准机台、压阻式应变传感器三者的协调统一，自动完成整个校准流程；而且保证校准的精准度、速度与易于操作性，方便产线具体实行量产操作等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种压阻式传感器移动终端校准装置，其特征在于该装置包括有校准机台、压阻式应变传感器及移动终端设备，所述校准机台具有机械手臂和控制主板，所述机械手臂连接于控制主板，执行控制主板的指令，敲击压阻式应变传感器；所述压阻式应变传感器设置于移动终端设备的上表层，所述移动终端设备与控制主板进行通讯，控制主板接收来自移动终端的操作命令，并控制机台机械手臂的操作运行。

2.如权利要求1所述的压阻式传感器移动终端校准装置，其特征在于所述机械手臂，具有x轴、y轴、z轴，以实现对于机械手臂x轴、y轴、z轴方向的控制，x轴、y轴、z轴的运行步长、时间与次数受控制主板的控制。

3.如权利要求1所述的压阻式传感器移动终端校准装置，其特征在于所述压阻式应变传感器为移动终端的Home键或压力屏。

4.一种压阻式传感器移动终端校准方法，其特征在于该方法：首先点击移动终端的校准按钮，移动终端通过通信接口发命令给校准机台；校准机台控制主板接收命令并解析命令，控制机械手臂移动到压阻式应变传感器的上方；移动终端发送命令给压阻式应变传感器，采集打点前的原始数据，保存到存储器中；采集原始数据后，移动终端发命令给校准机台，标准机台控制主板收到命令后并解析命令，控制机械手臂打点，并停留T1时间；然后移动终端采集压阻式应变传感器打点时的数据，并保存到存储器中；数据采集完成后，移动终端再发送命令给标准机台停止打点，机台控制主板收到命令并解析命令，控制机械手臂抬起，并停留T2时间；然后循环打点N次，采集打点前后N次的数据，保存到存储器中；所有的上述数据采集完成之后，将数据进行算法处理，并计算出校准系数，将这个校准系统写到压阻式应变传感器中，最终完成压阻式应变传感器在移动终端上的校准。

5.如权利要求1所述的压阻式传感器移动终端校准方法，其特征在于所述移动终端通过通信接口发命令给校准机台启动x轴、y轴操作；校准机台控制主板接收命令并解析命令，控制机械手臂运行x轴和y轴坐标移动到压阻式应变传感器的上方；移动终端发送命令给压阻式应变传感器，采集打点前的原始数据，保存到存储器中；采集够n帧传感器的原始数据后，移动终端APP发命令给校准机台控制Z轴往下打点和停留时间，机台控制主板收到命令后并解析命令，控制机械手臂运行Z轴往下打点，并停留T1时间；然后移动终端采集压阻式应变传感器打点时的数据，并保存到存储器中；等待数据采集完成，APP再发送命令给机台抬起Z轴和停留时间，机台控制主板收到命令并解析命令，控制机械手臂运行Z轴往上抬起，并停留T2时间；然后循环打点N次，采集打点前后N次的数据，保存到存储器中。

6.如权利要求5所述的压阻式传感器移动终端校准方法，其特征在于当压阻式应变传感器当应用于手机压力屏时，需要调整X轴、Y轴坐标，重复循环K次，采集压阻式应变传感器上K个坐标点的数据；所有数据采集完成之后，将数据进行算法处理，并计算出校准系数，再将这个校准系统写到压阻式应变传感器中，完成压阻式应变传感器在移动终端上的校准。

7.如权利要求6所述的压阻式传感器移动终端校准方法，其特征在于移动终端与校准机台之间的通信协议规定为：包头、数据格式、包尾、CRC校验码，其中数据格式为：X坐标、Y坐标、Z坐标、打点停留时间、打点间隔时间、打点次数。

8.如权利要求7所述的压阻式传感器移动终端校准方法，其特征在于所述移动终端与压阻式应变传感器之间的通信协议为：包头、命令、包尾、CRC校验码；其中命令有如下几个情形：1)读寄存器命令、地址；2)写寄存器命令、地址、数据；3)读压力值命令；4)写校准数据命令、地址、数据。压阻式应变传感器返回数据给移动终端APP的数据格式为：包头、数据、长度、包尾、CRC校验码。