CN109489895A - 一种压力灵敏度测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力传感器测试领域，提供了一种压力灵敏度测试方法，应用于压电薄膜，包括：控制固定工具松开位于压电薄膜上方的质量块，以使所述质量块跌落至所述压电薄膜上；接收所述压电薄膜输出的电压信号；根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试。本发明通过采用质量块自由落体的方式进行压力灵敏度的测试，降低工作人员的操作难度，提高测试效率，也不会对质量块造成磨损，保证测试时的动态应力恒定，而且并且能够直观的感受到动态应力是否有改变，大大提升了测试的效率。

Description

一种压力灵敏度测试方法和装置

技术领域

本发明涉及压力传感器测试领域，特别是涉及一种压力灵敏度测试方法和装置。

背景技术

压电薄膜又称PVDF偏聚氟乙烯压电薄膜，是一种新型的高分子压电材料，常用于动态应变传感器，具有非常高的灵敏度，甚至可以隔着外套测出人体的脉搏。当拉伸或弯曲压电薄膜时，薄膜上下电极表面会产生一个电信号，并且与形变形成比例。因此，压电薄膜的灵敏度对人体皮肤表面的生命信号采集能力影响很大，当灵敏度不符合要求时，示波器无法看出信号的波形，不利于后续信号的采集和分析。因此，在工厂，当物料来料时，需要进行压电薄膜进行检验，保证供应商提供的压电薄膜的压力灵敏度满足产品的要求。

目前已有的压力灵敏度测试方式，多是采用拨片式测试方式或者采用电机推杆按压测试方式。主要结构是由旋转电机和拨片组成，旋转电机匀速旋转，带动拨片一起旋转，旋转的同时，拨片轻扫在已经放平坦的压电薄膜带子上，此时压电薄膜输出均匀的波型，输出波形的峰值可以表示对应带子的灵敏度，选取一个合格的限值，就可以判断压电薄膜的灵敏度是否符合要求。

申请人在实践过程中，发现现有的方式存在以下问题：

现有的压力传感器测试方式不适合长期使用，只适合小批量测试，因为这样的结构长期使用时会对拨片有磨损，这样会影响最终输出的波形，影响灵敏度的判断。而且拨片轻扫的力不可控，当力由于一些客观原因变大或变小时，我们无法直观的感受到力的大小。由于压电薄膜是一个灵敏度很高的传感器，细微的变化就会对测试结果有很大的影响，所以这样的装置若用于产线上无法把控误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种压力灵敏度测试方法，应用于压电薄膜，其特征在于，包括：

控制固定工具松开位于压电薄膜上方的质量块，以使所述质量块跌落至所述压电薄膜上；

接收所述压电薄膜输出的电压信号；

根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试。

所述根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试包括：

从所述电压信号中提取峰值电压；

判断所述峰值电压是否位于预设门限电压范围内；

若是，则确定所述压电薄膜的压力灵敏度的测试结果合格；

否则，确定所述压电薄膜的压力灵敏度的测试结果不合格。

所述方法，进一步包括：

当所述压电薄膜的压力灵敏度的测试结果合格时，输出合格提示信号；

当所述压电薄膜的压力灵敏度的测试结果不合格时，输出不合格提示信号。

本发明进一步要解决的另一技术问题是提供一种压力灵敏度测试设备，包括：

测试底板,用于承载压电薄膜；

支撑架；

质量块；

固定工具，设置于所述支撑架,用于固定所述质量块，并且所述质量块位于所述压电薄膜上方；

控制器，包括处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口均通过所述通信总线完成相互间的通信，所述通信接口分别与所述固定工具和压电薄膜连接，所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述压力灵敏度测试方法对应的操作。

进一步的，所述固定工具为电磁铁，用于根据控制器的指令吸附或释放所述质量块。

进一步的，所述固定工具进一步包含导轨，用于使所述质量块按照预定的轨迹下落。

进一步的，所述测试底板表面设置测试固定夹，用于固定所述压电薄膜。

进一步的，所述支撑架进一步包括升降开关，用于调节所述支撑架的高度。

进一步的，包括测试滚轮，所述测试滚轮和所述控制器及压电薄膜通过通信接口相连。

本发明实施例还提供了一种压力灵敏度测试装置，包括：

控制模块，用于控制固定工具松开位于压电薄膜上方的质量块，以使所述质量块跌落至所述压电薄膜上；

接收模块，用于接收所述压电薄膜输出的电压信号；

测试模块，用于根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试。

与现有技术相比，本发明通过采用质量块自由落体的方式进行压力灵敏度的测试，降低工作人员的操作难度，提高测试效率，也不会对质量块造成磨损，保证测试时的动态应力恒定，而且并且能够直观的感受到动态应力是否有改变，大大提升了测试的效率。同时，通过采用电磁铁方式进行质量块的固定，有效的实现了测试的自动化操作，改进了测试方式，提高了测试效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施例的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例1提供的一种压力灵敏度测试设备；

图2是本发明实施例2提供的一种压力灵敏度测试设备。

具体实施例

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。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例1提供了一种压力灵敏度测试方法，如图1所示，主要应用于压电薄膜的测试，包括：

步骤101：控制固定工具松开位于压电薄膜上方的质量块，以使所述质量块跌落至所述压电薄膜上。

系统上电后，启动对压电薄膜的测试，测试人员预先根据所要测试的压电薄膜的特性，比如压力变化的范围，确定质量块的质量和下落的高度，以便在质量块落在压电薄膜上时，压电薄膜承受的压力范围符合压电薄膜的特性要求。

测试启动后，控制中心控制固定工具松开位于压电薄膜上方的质量块，使其自由下落，这样可以保证每次测试，质量块落下时，撞击压电薄膜产生的力是相同的。

步骤102：接收所述压电薄膜输出的电压信号；

在质量块撞击压电薄膜的瞬间，压电薄膜由于被撞击，会产生一个变化的电压信号，根据其灵敏度的不一样，产生的电压信号会有所不同。

步骤103：根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试。

系统接收到质量块撞击压电薄膜时产生的电压信号，在信号输出端将可以采集到一个尖峰型的电压波形，当我们控制所有变量都一致时，我们可以简单的将这个电压波形的峰值当作压电薄膜带子的灵敏度，即灵敏度越高，波形的峰值也越大。

在本发明实施例1中，通过控制系统控制质量块的下落，对压电薄膜产生压力，从而实现了对压电薄膜的测试，通过自由落体的测试方式，可以有效避免测试质量块的磨损，造成测试不准确的现象。而且测试人员可以根据测试对象特性的不同，通过更换对应的质量块，方便的进行不同类型的压电薄膜的测试。

更进一步的，如图2所示，步骤103具体包括：

步骤1031：从所述电压信号中提取峰值电压。

在测试过程中，有可能会发生质量块弹起的情况，系统可能会检测到多个电压信号，在这种情况下，控制中心从电压信号中提取峰值电压，最为判断的依据。

步骤1032：判断峰值电压是否位于预设门限电压范围内。

当峰值电压位于设置门限电压范围内时，则转步骤1033，该次测试的压电薄膜为合格品。当峰值电压不在设置的门限电压范围内时，则转步骤1034，判断本次测试的压电薄膜为不合格品。

步骤1033：合格。

步骤1034：不合格。

本发明实施例通过提供的压力灵敏度测试方法，降低工作人员的操作难度，提高测试效率，也不会对质量块造成磨损，保证测试时的动态应力恒定，而且并且能够直观的感受到动态应力是否有改变，大大提升了测试的效率。

本发明实施例2还提供一种用于压力灵敏度测试的设备，如图3所示，该设备包括：

测试底板1,用于承载压电薄膜7；

支撑架2；

质量块4；

固定工具3，设置于所述支撑架2,用于固定所述质量块4，并且所述质量块4位于所述压电薄膜7上方；

控制器10，包括处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口均通过所述通信总线完成相互间的通信，所述通信接口分别与所述固定工具和压电薄膜连接，所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器按照预先设定的程序对压电薄膜7进行测试。

如图3所示，测试底板1通常为一测试平台，其上可以放置测试物品以及固定测试仪器，同时，为了减小测试设备的体积，本发明实施例将控制器10电路设置在测试底板内部，在底板上预留电路接口。测试底板1的材料以及形状等，都可以根据测试环境的需要做适应性的改变。

支撑架2用于固定固定工具3，其呈L型，一端固定在测试底板上，另一端和固定工具3连接在一起，用于将固定工具3固定在测试底板1上方水平位置。当然，该支撑架2的形状和材料同样也可以根据测试环境的需要进行适应性的更改。

固定工具3设置在测试底板1的正上方，其可以设置于测试底板的中心位置，也可以设置在一侧，其位置的设置遵循方便放置测试对象的原则。该固定工具3可以是一个夹具，也可以是其他形式的固定工具。在本发明实施例中，优选使用电磁铁进行固定，电磁铁具有方便控制的特点，可以方便的进行质量块的吸附和释放，实现自动化操作。

质量块4用于和固定工具3配合，对压电薄膜进行测试。本发明实施例对压电薄膜进行测试的原理是利用质量块的自由落体运动，装置压电薄膜产生压力，因此质量块的重量和高度，需要根据被测试压电薄膜的特性进行提前设定。

控制器10为控制电路，其包含处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口均通过所述通信总线完成相互间的通信，通信接口和压电薄膜以及电磁铁相连，如图3所示，8为压电薄膜的测试接口。存储器存放有可执行测试功能的指令，该指令控制控制器执行如下操作：

当控制器10启动测试时，测试人员按启动按钮9，系统上电，控制器控制电磁铁3释放质量块4，质量块4落在被测压电薄膜上，控制器接收压电薄膜输出的电压信号，并根据所述电压信号，对压电薄膜的压力灵敏度进行测试。通常，在控制器中预先设置一个电压范围，控制器10接收到电压信号后，会提取峰值电压，判断峰值电压是否位于预设的门限电压范围内，如果在，则测试通过，如果不在，则测试不通过。

当需要对压电薄膜进行多点测试时，本发明实施例也可以实现自动化测试，当完成一次测试后，控制器10启动第二次测试，控制器10控制固定工具3将落在压电薄膜上的质量块4自动吸附起来，并移动压电薄膜7到下一个测试点，控制器10控制固定工具3释放质量块4，并接收压电薄膜在受撞击瞬间发出的电压信号，通过判断是否在预设的门限电压范围内，来判断此次测试是否合格。

更进一步的，为了防止质量块4在下落过程中产生偏移，本发明实施例在固定工具3的下方设置导轨5，用于使质量块4按照预定的轨迹下落。通过设置导轨5可以更使测试更加准确，同时，也更容易实现测试的自动化操作。

更进一步的，为了防止被测试压电薄膜7位置发生偏移，本发明实施例在测试底板1表面设置测试固定夹6，用于将压电薄膜固定在测试底座上。

更进一步的，为了更方便的进行手工操作，本发明实施例2在底板上增加了固定工具3控制按钮11，用于手工控制质量块的下落。

更进一步的，为了跟更直观的表达测试结果，本发明实施例2在底板上设置了测试结果指示灯12，当测试通过时，控制器控制绿灯亮，当测试失败时，控制器控制红灯亮，可以跟更直观的告知测试人员测试结果。

通过本发明实施例提供的压力灵敏度测试设备，可以方便的对压电薄膜进行压力测试，提升了测试效率，大大提高了测试的准确性。

为了更进一步的优化测试，提升测试的自动化程度，本发明实施例3在实施例2的基础上，进行了设备优化，如图4所示。

本发明实施例对支撑架2进行了改进，增加了升降开关14，用于方便的调节支撑架的高度。因为在实际的应用过程中，不同的测试对象，对质量块的质量以及测试高度都有不同的要求，通过增加升降开关14，可以方便的调节质量块下落的高度，进而控制质量块下落对压电薄膜产生的撞击力，增加了测试工具的使用范围。

同时，为了使用大批量的压电薄膜的自动化测试，本发明实施例增加了测试滚轮13，测试滚轮13可以固定在测试底板1上，也可以单独放置和测试侧板配合。测试滚轮13包含电机和测试接口，测试滚轮13和控制器10总线连接，一方面控制器10通过总线控制测试滚轮13的滚动，另一方面，通过测试滚轮13和压电薄膜7进行连接。

测试人员预先将被测试压电薄膜放置在测试底板1上，一端连接到测试滚轮13上，打开测试开关9，启动测试。控制器10控制电磁铁释放质量块4，控制器10接收压电薄膜释放的电压信号，并判断此次测试是否通过。控制器10控制电磁铁3将质量块吸附起来，并控制测试滚轮13滚动，将测试过的压电薄膜收起，同时移动压电薄膜测试点的位置，然后，控制器10再次控制电磁铁释放质量块4，进行下一测试点的测试，依次往复，直至测试完毕。

进一步的，本发明实施例2或3中的质量块4的形状可以根据测试环境不同进行改变，比如，质量块4可以是圆柱形，也可以使圆球形，也可以使正方体或长方体等。

通过本发明实施例3提供的压力灵敏度测试设备，在增加测试准确性，提高测试效率的同时，可以更方便的实现自动化测试，极大的提升了测试效率。

本发明实施例4还提供了一种压力灵敏度测试装置500，如图5所示，包括：

控制模块501，用于控制固定工具松开位于压电薄膜上方的质量块，以使所述质量块跌落至所述压电薄膜上；

接收模块502，用于接收所述压电薄膜输出的电压信号；

测试模块503，用于根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试。

在本发明实施例中，控制模块501还可以用于在测试结束后，将质量块吸附回去，以方便后面的测试。

接收模块502接收到压电薄膜输出的电压信号后，可以对电压信号进行滤波和放大，并发送给测试模块503。

测试模块503根据接收到的电压信号，判断电压信号是否在预先设定的门限电压范围内，如果在，则判断测试合格，如果不在，在判断测试结果不合格。

通过本发明实施例提供的压力灵敏度测试装置，可以方便的对压电薄膜进行压力测试，提升了测试效率，大大提高了测试的准确性。

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 (10)

1.一种压力灵敏度测试方法，应用于压电薄膜，其特征在于，包括：

控制固定工具松开位于压电薄膜上方的质量块，以使所述质量块跌落至所述压电薄膜上；

接收所述压电薄膜输出的电压信号；

根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试包括：

从所述电压信号中提取峰值电压；

判断所述峰值电压是否位于预设门限电压范围内；

若是，则确定所述压电薄膜的压力灵敏度的测试结果合格；

否则，确定所述压电薄膜的压力灵敏度的测试结果不合格。

3.根据权利要求1或者2所述的其特征在于，所述方法，进一步包括

当所述压电薄膜的压力灵敏度的测试结果合格时，输出合格提示信号；

当所述压电薄膜的压力灵敏度的测试结果不合格时，输出不合格提示信号。

4.一种压力灵敏度测试装置，其特征在于，包括：

控制模块，用于控制固定工具松开位于压电薄膜上方的质量块，以使所述质量块跌落至所述压电薄膜上；

接收模块，用于接收所述压电薄膜输出的电压信号；

测试模块，用于根据所述电压信号，对所述压电薄膜的压力灵敏度进行测试。

5.一种压力灵敏度测试设备，其特征在于，包括：

测试底板,用于承载压电薄膜；

支撑架；

质量块；

固定工具，设置于所述支撑架,用于固定所述质量块，并且所述质量块位于所述压电薄膜上方；

控制器，包括处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口均通过所述通信总线完成相互间的通信，所述通信接口分别与所述固定工具和压电薄膜连接，所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-3中任一项所述压力灵敏度测试方法对应的操作。

6.根据权利要求5所述的压力灵敏度测试设备，其特征在于，所述固定工具为电磁铁，用于根据所述控制器的指令吸附或释放所述质量块。

7.如根据权利要5或6所述的压力灵敏度测试设备，其特征在于，所述固定工具进一步包含导轨，用于使所述质量块按照预定的轨迹下落。

8.根据权利要求5或6所述的压力灵敏度测试设备，其特征在于，所述测试底板表面设置测试固定夹，用于固定所述压电薄膜。

9.根据权利要求5或6所述的压力灵敏度测试设备，其特征在于，所述支撑架进一步包括升降开关，用于调节所述支撑架的高度。

10.根据权利要求5至9任意一项所述的压力灵敏度测试设备，其特征在于，进一步包括测试滚轮，所述测试滚轮和所述控制器及压电薄膜通过通信接口相连。