CN112415292B

CN112415292B - 压电器件在线检测装置及方法

Info

Publication number: CN112415292B
Application number: CN201910770203.1A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Beijing Taifang Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Tifang Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2039-08-20
Also published as: CN112415292A

Abstract

一种压电器件在线检测装置及方法，该装置包含弹性波传感器、自检电路、工作电路、切换开关电路和控制芯片；切换开关电路与弹性波传感器、自检电路和工作电路连接；自检电路与控制芯片相连，用于在与弹性波传感器相连时，根据弹性波传感器的电容生成自检信号；工作电路与控制芯片相连，用于在与弹性波传感器相连时构成触碰检测电路并通过弹性波传感器检测外部触碰获得检测信号；控制芯片与切换开关电路相连，用于输出控制信号至切换开关电路使弹性波传感器连接工作电路或自检电路；将接收到的自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得弹性波传感器的自检结果；或根据接收到的检测信号获得外部触碰产生的触碰压力。

Description

压电器件在线检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电器元件检测领域，尤指一种压电器件在线检测装置及方法。

背景技术

随着电子通讯技术的发展，设备的小型化和设备的密封性能成为大多电子设备的考量指标之一；为使设备小型化，部分电子设备将其操作构件整体或部分通过触控界面予以集成，例如：手机、平板、智能家电等，在该些技术环境下，触控设备所能识别的精度及类型成为对应电子设备的使用性和便利性的一大决定因素之一；针对触控设备的识别类型来讲，除了传统的触碰位置识别之外，触碰压力也成为了越来越多的电子设备商需要考虑的控制方式；在进行触碰压力的检测过程中，弹性波传感器成为一种性价比较高的选择方案；基于此，在设备的密封性及整体牢固性考虑的角度上，现有电子设备在使用弹性波传感器时，大多是将其封装在电子设备内部结构中，以此防止该传感器在使用过程中不必要的伤损；但，因弹性波传感器在安装过程中往往容易因安装的不规范或其他情况导致其使用时无法达到预期效果，此时又因电子设备已然完成封装等工序，使得弹性波传感器的替换或修复等工作会对相关工作人员带来极大的困扰。

针对该情况，业内亟需一种能够在不拆卸弹性波传感器的基础上获知该些弹性波传感器的性能的检测方案及应对手段。

发明内容

本发明目的在于提供一种压电器件在线检测装置及方法，实现弹性波传感器的在线检测，克服传统弹性波传感器检测过程中拆卸困难及容易损伤弹性波传感器的问题。

为达上述目的，本发明所提供的压电器件在线检测装置，具体包含弹性波传感器、自检电路、工作电路、切换开关电路和控制芯片；所述切换开关电路分别与所述弹性波传感器、所述自检电路和所述工作电路连接；所述自检电路还与所述控制芯片相连，用于在与所述弹性波传感器相连时，根据所述弹性波传感器的电容生成自检信号；所述工作电路还与所述控制芯片相连，用于在与所述弹性波传感器相连时构成触碰检测电路并通过所述弹性波传感器检测外部触碰获得检测信号；所述控制芯片还与所述切换开关电路相连，用于输出控制信号至所述切换开关电路使所述弹性波传感器连接所述工作电路或所述自检电路；以及将接收到的所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述弹性波传感器的自检结果；或根据接收到的所述检测信号获得外部触碰产生的触碰压力。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述装置还包含环境检测传感器，所述环境检测传感器用于检测当前环境数据，将所述环境数据输出至所述控制芯片；所述控制芯片还包含补偿模块，所述补偿模块用于将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果修正所述触碰压力。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述环境检测传感器包含温度传感器，所述补偿模块用于将所述温度传感器采集到的温度数据与预设温度阈值比较；当所述温度数据大于或等于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：

C1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；

当所述温度数据小于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：

C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；

在上式中，C1(t)和C2(t)为弹性波传感器容值；t为环境温度；a、b、c、m、t为常数。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述补偿模块根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、补偿系数通过以下补偿函数计算获得修正后的触碰压力；

所述补偿函数包含：

P＝P1+x-y×z；

在上式中，P为修正后的触碰压力；P1为控制芯片根据检测信号获得的触碰压力；z为弹性波传感器容值，取C1(t)或C2(t)；x和y为预设补偿系数，常数。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述控制芯片还包含校准模块，所述校准模块用于根据自检结果获得校准系数，根据所述校准系数修正所述触碰压力。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述校准模块包含：

当所述自检结果为所述自检信号小于基准信号时，通过以下公式获得所述自检结果对应的弹性波传感器容值；根据所述弹性波传感器容值获得校准系数，根据所述校准系数修正所述触碰压力；

f＝α×c+β；

上式中，f为自检信号的频率；c为弹性波传感器容值；α和β为常数。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述校准模块还包含：根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、校准系数通过以下校准函数计算获得修正后的触碰压力；

所述校准函数包含：

P＝P1+x-y×c；

在上式中，P为修正后的触碰压力；P1为控制芯片根据检测信号获得的触碰压力；c为弹性波传感器容值；x和y为预设校准系数，常数。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述校准模块还包含报警单元，所述报警单元用于当所述自检信号的频率小于损坏阈值时，生成报警信号。

本发明还提供一种压电器件在线检测装置，所述装置包含自检电路、切换开关电路和控制芯片；所述切换开关电路与外接电子设备的工作电路相连，用于根据控制信号将所述工作电路中的预定传感器与所述自检电路相连；或，断开预定传感器与所述自检电路的连接；所述自检电路用于根据相连的传感器的电容生成自检信号；所述控制芯片用于生成控制信号至所述切换开关电路使所述传感器与所述自检电路连接，或断开与所述自检电路的连接；以及，将接收到的所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述传感器的自检结果。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述装置还包含环境检测传感器，所述环境检测传感器用于检测当前环境数据，将所述环境数据输出至所述控制芯片。

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述控制芯片还包含补偿模块，所述补偿模块用于将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果获得弹性波传感器容值；当所述环境数据包含温度数据，且所述温度数据大于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：

C1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；

C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；

在上述压电器件在线检测装置中，优选的，所述控制芯片还包含校准模块，所述校准模块用于根据自检结果获得弹性波传感器容值；其中，

当所述自检结果为所述自检信号小于基准信号时，通过以下公式获得所述自检结果对应的弹性波传感器容值；

f＝α×c+β；

上式中，f为自检信号；c为弹性波传感器容值；α和β为常数。

本发明还提供一种压电器件在线检测装置的方法，所述方法包含：根据预设指令将弹性波传感器与自检电路连通；获取所述自检电路根据所述弹性波传感器的电容生成的自检信号，将所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述弹性波传感器的自检结果；根据所述自检结果获得校准系数；根据预设指令将弹性波传感器与工作电路连通，构成触碰检测电路；通过所述弹性波传感器检测外部触碰获得检测信号，根据所述校准系数和所述检测信号计算获得外部触碰时产生的触碰压力。

在上述方法中，优选的，所述方法还包含：检测当前环境数据，将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果修正所述触碰压力。

在上述方法中，优选的，根据比较结果修正所述触碰压力还包含：当所述环境数据包含温度数据时，将所述温度数据与预设温度阈值比较；当所述温度数据大于或等于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值；根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、补偿系数通过以下补偿函数计算获得修正后的触碰压力；

C1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；

C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；

在上式中，C1(t)和C2(t)为弹性波传感器容值；t为环境温度；a、b、c、m、t为常数；

所述补偿函数包含：

P＝P1+x-y×z；

在上述方法中，优选的，根据所述校准系数和所述检测信号计算获得外部触碰时产生的触碰压力包含：

当所述自检结果为所述自检信号小于基准信号时，通过以下公式获得所述自检结果对应的弹性波传感器容值；根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、校准系数通过以下校准函数计算获得修正后的触碰压力；

f＝α×c+β；

上式中，f为自检信号；c为弹性波传感器容值；α和β为常数；

所述校准函数包含：

P＝P1+x-y×c；

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、压电器件在线检测装置、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。

本发明的有益技术效果在于：克服了传统传感器自检仅能在静态环境下进行这一技术限制，在弹性波传感器处于封装固定不易拆卸的应用场景下，可快速完成弹性波传感器的检测，同时，该检测结构及方法与弹性波传感器的工作电路互不影响；再者，基于该压电器件在线检测装置及方法可随时完成在线自检，利用该在线自检可以根据传感器的物理损坏程度做软件上的补偿，间接的增加传感器寿命和适应环境的能力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例所提供的压电器件在线检测装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例所提供的环境检测传感器的结构示意图；

图3为本发明一实施例所提供的压电器件在线检测装置的应用结构示意图；

图4为本发明一实施例所提供的压电器件在线检测装置的使用流程示意图；

图5为本发明一实施例所提供的压电器件在线检测装置的补偿流程示意图；

图6为本发明一实施例所提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

请参考图1所示，本发明一实施例所提供的压电器件在线检测装置，具体可包含弹性波传感器、自检电路、工作电路、切换开关电路和控制芯片；所述切换开关电路分别与所述弹性波传感器、所述自检电路和所述工作电路连接；所述自检电路还与所述控制芯片相连，用于在与所述弹性波传感器相连时，根据所述弹性波传感器的电容生成自检信号；所述工作电路还与所述控制芯片相连，用于在与所述弹性波传感器相连时构成触碰检测电路并通过所述弹性波传感器检测外部触碰获得检测信号；所述控制芯片还与所述切换开关电路相连，用于输出控制信号至所述切换开关电路使所述弹性波传感器连接所述工作电路或所述自检电路；以及将接收到的所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述弹性波传感器的自检结果；或根据接收到的所述检测信号获得外部触碰产生的触碰压力。其中，所述自检电路可为自激振荡电路或电桥测量电路，所述弹性波传感器与其相连时，可基于所述弹性波传感器的电容变化生成自检信号；在该实施例中，弹性波传感器的容值与其完整度相关，为此弹性波传感器的容值发生变化时则可代表其完整度发生变化，以此基于该容值的测量结果即可对应获知弹性波传感器的完整度情况；所述弹性波传感器可为压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、压电晶体传感器或者其它具有压电效应的传感器；所述控制芯片可为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)等MCU元件，其作用在于数值比对和根据外部指令输出预设控制信号，本领域相关技术人员可根据实际需要选择使用具备上述功能的相关处理芯片，本发明在此并不做限制；以此，通过上述结构可便于用户对采用弹性波传感器的电子设备进行大规模查验，避免因生产、工艺、材料等初始制造性差异所导致的传感器测量失真等问题，也降低了传统查验过程的人力与时间上的浪费。

在上述实施例中，该弹性波传感器主要利用与自检电路所构成的自激震荡电路完成自检，当所述弹性波传感器因安装失误或其他行为导致物理损坏时，其容值会对应减小，此刻自激震荡电路输出的自检信号势必产生变化，又因自激震荡电路输出的方波周期与弹性波传感器容值成线性关系，即T＝KC+B，T自检电路的方波周期；K，B,线性常数；C传感器容值；为此通过自检电路输出的方波周期与提前测试获得的线性常数K、B即可确认所述弹性波传感器的容值，又根据所述弹性波传感器的容值即可获得所述弹性波传感器的损坏情况；当然，由弹性波传感器自身的工作原理可知，弹性波传感器的损坏分为轻微损伤和重度损伤，当弹性波传感器处于轻微损伤时，如不考虑检测数据的精准度，所述弹性波传感器依然可进行触碰压力等检测，为此，为提高所述弹性波传感器在轻微损伤时的检测精度，本发明采用上述自检电路获得该弹性波传感器的损坏情况，其后根据该损坏情况获得校准系数，利用该校准系数来修正所述弹性波传感器输出的检测结果，从而有效提高轻微损伤的弹性波传感器的检测精度；至于如何根据该损坏情况获得校准系数，本发明将在后续实施例中详细说明，在此就不再详述。

请参考图2所示，鉴于弹性波传感器在实际使用过程中会因外部环境的改变而导致检测精度浮动，在本发明一实施例中，所述装置还可包含环境检测传感器，所述环境检测传感器用于检测当前环境数据，将所述环境数据输出至所述控制芯片。具体的，所述环境检测传感器可包含温度传感器、湿度传感器、声音采集器和电磁测量传感器等环境数据采集设备。以此，当用户使用所述压电器件在线检测装置时，可进一步根据环境检测传感器所采集到的环境数据分析当前自检结果的准确性，如温度较高或较低时，所述弹性波传感器的自检结果则可采用不同标准对待，以防止误判等情况发生；其中所述温度传感器、湿度传感器、声音采集器和电磁测量传感器等环境数据采集设备可采用现有的传感器设备，本发明在此就不再一一详举，本领域相关技术人员可根据实际需要选择使用。值得说明的是，因上述温度传感器、湿度传感器、声音采集器和电磁测量传感器等环境数据采集设备所采集到的环境数据均会改变弹性波传感器的检测精度，为此可通过该些环境检测传感器进行补偿检测，其他环境因素与所述弹性波传感器检测精度无关的检测传感器并不包含于上述环境检测传感器的范围之内。

进一步的，基于上述环境检测传感器所采集到的环境数据，在本发明一实施例中，所述控制芯片还可包含补偿模块，所述补偿模块用于将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果修正所述触碰压力。其中所述环境数据可为温度数据、湿度数据、噪声数据、电磁兼容数据中一个或多个数据的组合；其后根据该些环境数据与预设对应表获得预先定义的补偿系数，例如环境数据中温度数据为A，对应表中温度数据A时对应的补偿系数是B，此刻即可将B作为补偿系数对所述触碰压力进行修正；又或者，当温度数据A大于预设的阈值B时，则通过A1进行温度补偿，当小于B时，则不进行补偿；当然实际工作中，环境数据可包含多个数据，此时可分别获得对应的补偿系数来修正触碰压力，也可采用机器学习算法等方式修正所述触碰压力，本发明在此就不再一一详述。

在上述实施例中，当所述环境检测传感器包含温度传感器，所述补偿模块用于将所述温度传感器采集到的温度数据与预设温度阈值比较；当所述温度数据大于或等于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；当所述温度数据小于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；在上式中，C1(t)和C2(t)为弹性波传感器容值；t为环境温度；a、b、c、m、t为常数。其后，再根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、补偿系数通过以下补偿函数计算获得修正后的触碰压力；所述补偿函数包含：P＝P1+x-y×z；在上式中，P为修正后的触碰压力；P1为控制芯片根据检测信号获得的触碰压力；z为弹性波传感器容值，取C1(t)或C2(t)；x和y为预设补偿系数，常数。

请参考图3所示，在本发明一实施例中，所述控制芯片还可包含校准模块，所述校准模块用于根据自检结果获得校准系数，根据所述校准系数修正所述触碰压力。具体的，实际工作中，可采用传统的对照表的方式来获得校准系数，例如通过前次检测获得自检结果与校准系数的对应关系，根据该对应关系建立对照表，其后在在线检测环节中，将所述自检结果与预设对照表进行比较即可获得对应的校准系数；当然也可采用机器学习算法来完成校准，本发明在此并不做进一步限制，本领域相关技术人员可根据实际需要选择设置。进一步的，为避免不必要的计算资源浪费，在根据自检结果获得校准系数之前，还可将所述自检结果与预设阈值比较，当所述自检结果小于预设阈值时，代表该弹性波传感器检测精度较好，无需再次校准；又或者，当所述自检结果大于一预设阈值时，代表该弹性波传感器无法通过校准予以正常使用，此时即可通过一报警单元进行报警；例如：自检结果可分为三种：1，自检信号的频率大于等于基准值，不做处理；2、自检信号的频率小于基准值大于损坏值，进行补偿；3，自检信号的频率小于等于损坏值，报警更换；也就是说，实际工作中可将所述自检信号的频率与损坏频率阈值和基准频率阈值进行比较，如果大于损坏频率阈值小于基准频率阈值，则通过后续公式获得弹性波传感器容值；又或者，根据自检信号确认属于需要校准的等级即自检结果，其后根据该自检结果获得对应校准等级的校准系数用于校准；该校准等级可以损坏阈值为限，也就是说当自检信号高于损坏阈值时则存在对应的校准系数，其后根据该校准系数即可完成校准工作；为此，在本发明一实施例中，所述控制芯片还可包含一报警单元，所述报警单元用于当所述自检结果大于损坏阈值时，生成报警信号；以此通知用户更换或修理所述弹性波传感器。

在上述实施例中，当所述自检结果为所述自检信号小于基准信号时，通过以下公式获得所述自检结果对应的弹性波传感器容值；根据所述弹性波传感器容值获得校准系数，根据所述校准系数修正所述触碰压力；f＝α×c+β；上式中，f为自检信号的频率；c为弹性波传感器容值；α和β为常数；其后，再根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、校准系数通过以下校准函数计算获得修正后的触碰压力；所述校准函数包含：P＝P1+x-y×c；在上式中，P为修正后的触碰压力；P1为控制芯片根据检测信号获得的触碰压力；c为弹性波传感器容值；x和y为预设校准系数，常数。

本发明还提供一种压电器件在线检测装置，所述装置包含自检电路、切换开关电路和控制芯片；所述切换开关电路与外接电子设备的工作电路相连，用于根据控制信号将所述工作电路中的预定传感器与所述自检电路相连；或，断开预定传感器与所述自检电路的连接；所述自检电路用于根据相连的传感器的电容生成自检信号；所述控制芯片用于生成控制信号至所述切换开关电路使所述传感器与所述自检电路连接，或断开与所述自检电路的连接；以及，将接收到的所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述传感器的自检结果。在该实施例中，所述压电器件在线检测装置作为独立于传统电子设备之外的检测结构，可便于用于在各类电子设备上进行对应的弹性波传感器检测。

在上述实施例中，当应用上述压电器件在线检测装置时，所述电子设备可通过以下步骤进行自检：根据预设指令将工作电路中的弹性波传感器与自检电路连通；获取所述自检电路根据所述弹性波传感器的电容生成的自检信号，将所述自检信号与预设信号进行比较，根据比较结果获得所述弹性波传感器的自检结果；根据所述自检结果获得校准系数；根据预设指令将弹性波传感器与工作电路连通，构成触碰检测电路；通过所述弹性波传感器检测外部触碰获得检测信号，根据所述校准系数和所述检测信号计算获得外部触碰时产生的触碰压力。

在本发明一实施例中，所述装置还可包含环境检测传感器，所述环境检测传感器用于检测当前环境数据，将所述环境数据输出至所述控制芯片。所述环境检测传感器具体种类如前述实施例所示，在此就不再一一解释说明。

在本发明一实施例中，所述控制芯片还包含补偿模块，所述补偿模块用于将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果获得弹性波传感器容值：C1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；当所述温度数据小于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；在上式中，C1(t)和C2(t)为弹性波传感器容值；t为环境温度；a、b、c、m、t为常数。

在本发明一实施例中，所述控制芯片还包含校准模块，所述校准模块用于根据自检结果获得弹性波传感器容值；其中，当所述自检结果为所述自检信号小于基准信号时，通过以下公式获得所述自检结果对应的弹性波传感器容值；f＝α×c+β；上式中，f为自检信号；c为弹性波传感器容值；α和β为常数。

请参考图4所示，本发明还提供一种适用于上述压电器件在线检测装置的方法，所述方法包含：S101根据预设指令将弹性波传感器与自检电路连通，构成自激震荡电路；S102获取所述自激震荡电路根据自激震荡原理输出的自检信号，将所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述弹性波传感器的自检结果；根据所述自检结果获得预设的校准系数；S103根据预设指令将弹性波传感器与工作电路连通，构成触碰检测电路；S104通过所述弹性波传感器检测外部触碰获得检测信号，根据所述校准系数和所述检测信号计算获得外部触碰时产生的触碰压力。在该实施例中，步骤S104的原理在于：弹性波传感器在产生物理损坏时容值相应减小，检测电路输出的方波周期与传感器容值成线性关系，T＝KC+B，T检测电路的方波周期；K，B,线性常数；C传感器容值；因为传感器损坏程度与检测电路输出的周期成线性关系，当传感器发生物理损坏时根据检测电路测量的周期值T赋予校准系数予以修正；当然超出范围则可输出报警提示更换传感器。

请参考图5所示，在本发明一实施例中，所述方法还包含：检测当前环境数据，将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果修正所述触碰压力；其中，所述环境数据可包含温度数据、湿度数据、噪声数据和电磁通量数据中一种或多种的组合。具体的，以温度数据为例，弹性波传感器的容值特征与温度呈现对应的函数关系，根据工作环境的不同可根据温度对传感器容值做算法补偿；具体的，当所述环境数据包含温度数据时，将所述温度数据与预设温度阈值比较；当所述温度数据大于或等于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值；根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、补偿系数通过以下补偿函数计算获得修正后的触碰压力；C1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；当所述温度数据小于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；在上式中，C1(t)和C2(t)为弹性波传感器容值；t为环境温度；a、b、c、m、t为常数；所述补偿函数包含：P＝P1+x-y×z；在上式中，P为修正后的触碰压力；P1为控制芯片根据检测信号获得的触碰压力；z为弹性波传感器容值，取C1(t)或C2(t)；x和y为预设补偿系数，常数。

在本发明一实施例中，根据所述校准系数和所述检测信号计算获得外部触碰时产生的触碰压力包含：当所述自检结果为所述自检信号小于基准信号时，通过以下公式获得所述自检结果对应的弹性波传感器容值；根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、校准系数通过以下校准函数计算获得修正后的触碰压力；f＝α×c+β；上式中，f为自检信号；c为弹性波传感器容值；α和β为常数；所述校准函数包含：P＝P1+x-y×c；在上式中，P为修正后的触碰压力；P1为控制芯片根据检测信号获得的触碰压力；c为弹性波传感器容值；x和y为预设校准系数，常数。

克服了传统传感器自检仅能在静态环境下进行这一技术限制，在弹性波传感器处于封装固定不易拆卸的应用场景下，可快速完成弹性波传感器的检测，同时，该检测结构及方法与弹性波传感器的工作电路互不影响；再者，基于该压电器件在线检测装置及方法可随时完成在线自检，利用该在线自检可以根据传感器的物理损坏程度做软件上的补偿，间接的增加传感器寿命和适应环境的能力。

如图6所示，该电子设备600还可以包括：通信模块110、输入单元120、音频处理单元130、显示器160、电源170。值得注意的是，电子设备600也并不是必须要包括图6中所示的所有部件；此外，电子设备600还可以包括图6中没有示出的部件，可以参考现有技术。

如图6所示，中央处理器100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器100接收输入并控制电子设备600的各个部件的操作。

其中，存储器140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器100可执行该存储器140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。

输入单元120向中央处理器100提供输入。该输入单元120例如为按键或触摸输入装置。电源170用于向电子设备600提供电力。显示器160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。

该存储器140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器140还可以是某种其它类型的装置。存储器140包括缓冲存储器141(有时被称为缓冲器)。存储器140可以包括应用/功能存储部142，该应用/功能存储部142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器100执行电子设备600的操作的流程。

存储器140还可以包括数据存储部143，该数据存储部143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器140的驱动程序存储部144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。

通信模块110即为经由天线111发送和接收信号的发送机/接收机110。通信模块(发送机/接收机)110耦合到中央处理器100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。

基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)110还经由音频处理器130耦合到扬声器131和麦克风132，以经由扬声器131提供音频输出，并接收来自麦克风132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器130还耦合到中央处理器100，从而使得可以通过麦克风132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器131来播放本机上存储的声音。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种压电器件在线检测装置，其特征在于，所述装置包含弹性波传感器、自检电路、工作电路、切换开关电路和控制芯片；

所述切换开关电路分别与所述弹性波传感器、所述自检电路和所述工作电路连接；

所述自检电路还与所述控制芯片相连，用于在与所述弹性波传感器相连时，根据所述弹性波传感器的电容生成自检信号；

所述工作电路还与所述控制芯片相连，用于在与所述弹性波传感器相连时构成触碰检测电路并通过所述弹性波传感器检测外部触碰获得检测信号；

所述控制芯片还与所述切换开关电路相连，用于输出控制信号至所述切换开关电路使所述弹性波传感器连接所述工作电路或所述自检电路；以及将接收到的所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述弹性波传感器的自检结果；或根据接收到的所述检测信号获得外部触碰产生的触碰压力。

2.根据权利要求1所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述装置还包含环境检测传感器，所述环境检测传感器用于检测当前环境数据，将所述环境数据输出至所述控制芯片；

所述控制芯片还包含补偿模块，所述补偿模块用于将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果修正所述触碰压力。

3.根据权利要求2所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述环境检测传感器包含温度传感器，所述补偿模块用于将所述温度传感器采集到的温度数据与预设温度阈值比较；

当所述温度数据大于或等于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：

C1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；

C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；

在上式中，C1(t)和C2(t)为弹性波传感器容值；t为环境温度；a、b、c、l、m、n为常数。

4.根据权利要求3所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述补偿模块根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、补偿系数通过以下补偿函数计算获得修正后的触碰压力；

所述补偿函数包含：

P＝P1+x-y×z；

在上式中，P为修正后的触碰压力；P1为控制芯片根据检测信号获得的触碰压力；z为弹性波传感器容值，取C1(t)或C2(t)；x和y为预设补偿系数。

5.根据权利要求1所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述控制芯片还包含校准模块，所述校准模块用于根据自检结果获得校准系数，根据所述校准系数修正所述触碰压力。

6.根据权利要求5所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述校准模块包含：

f＝α×c+β；

7.根据权利要求6所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述校准模块还包含：根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、校准系数通过以下校准函数计算获得修正后的触碰压力；

所述校准函数包含：

P＝P1+x-y×c；

在上式中，P为修正后的触碰压力；P1为控制芯片根据检测信号获得的触碰压力；c为弹性波传感器容值；x和y为预设校准系数。

8.根据权利要求5所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述校准模块还包含报警单元，所述报警单元用于当所述自检信号的频率小于损坏阈值时，生成报警信号。

9.一种压电器件在线检测装置，其特征在于，所述装置包含自检电路、切换开关电路和控制芯片；

所述切换开关电路与外接电子设备的工作电路相连，用于根据控制信号将所述工作电路中的预定传感器与所述自检电路相连；或，断开预定传感器与所述自检电路的连接；

所述自检电路用于根据相连的传感器的电容生成自检信号；

所述控制芯片用于生成控制信号至所述切换开关电路使所述传感器与所述自检电路连接，或断开与所述自检电路的连接；

以及，将接收到的所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述传感器的自检结果。

10.根据权利要求9所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述装置还包含环境检测传感器，所述环境检测传感器用于检测当前环境数据，将所述环境数据输出至所述控制芯片。

11.根据权利要求10所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述控制芯片还包含补偿模块，所述补偿模块用于将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果获得弹性波传感器容值；

当所述环境数据包含温度数据，且所述温度数据大于预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值：

C1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；

C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；

12.根据权利要求9所述的压电器件在线检测装置，其特征在于，所述控制芯片还包含校准模块，所述校准模块用于根据自检结果获得弹性波传感器容值；其中，

f＝α×c+β；

13.一种适用于权利要求1所述的压电器件在线检测装置的方法，其特征在于，所述方法包含：

根据预设指令将弹性波传感器与自检电路连通；

获取所述自检电路根据所述弹性波传感器的电容生成的自检信号，将所述自检信号与基准信号进行比较，根据比较结果获得所述弹性波传感器的自检结果；根据所述自检结果获得校准系数；

根据预设指令将弹性波传感器与工作电路连通，构成触碰检测电路；

通过所述弹性波传感器检测外部触碰获得检测信号，根据所述校准系数和所述检测信号计算获得外部触碰时产生的触碰压力。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包含：检测当前环境数据，将所述环境数据与预存阈值比较，根据比较结果修正所述触碰压力。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，根据比较结果修正所述触碰压力还包含：当所述环境数据包含温度数据时，将所述温度数据与预设温度阈值比较；当所述温度数据大于或等于所述预设温度阈值时，通过以下公式获得弹性波传感器容值；根据所述弹性波传感器容值、触碰压力、补偿系数通过以下补偿函数计算获得修正后的触碰压力；

C1(t)＝a×t²+b×t+c(t≥t0)；

C2(t)＝l×t²+m×t+n(t＜t0)；

在上式中，C1(t)和C2(t)为弹性波传感器容值；t为环境温度；a、b、c、l、m、n为常数；

所述补偿函数包含：

P＝P1+x-y×z；

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据所述校准系数和所述检测信号计算获得外部触碰时产生的触碰压力包含：

f＝α×c+β；

所述校准函数包含：

P＝P1+x-y×c；

17.一种电子设备，包括存储器、压电器件在线检测装置、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求13至16任一所述方法。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求13至16任一所述方法的计算机程序。