CN117958501A - 信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟 - Google Patents
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Abstract
本申请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,通过检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值;若是,则将压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压;其中,阈值电压用于判断是否发生压强事件。通过本申请,能够对抗压电传感器基线电压抬升,避免误触发压强事件。
Description
技术领域
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。
背景技术
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。
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。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。图1b代表压电传感器受温漂影响时的状态变化过程。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,导致压电传感器的基线电压(压电传感器不受力时的输出电压)抬升,有可能导致信号处理电路错误地判定发生了压强事件。
针对相关技术中存在压电传感器受温漂影响而误触发压强事件的问题,目前还没有提出有效的解决方案。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够消除压电传感器温漂影响的信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟。
第一方面,本申请提供了一种信号处理方法,包括:
检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值;
若是,则将所述压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压;其中,所述阈值电压用于判断是否发生压强事件。
在其中一些实施例中,检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值,包括:
检测所述压电传感器的温度从第一温度上升至第二温度的升温时间;
判断所述升温时间是否小于第一预设时间;
若是,则判定所述温度变化速率大于所述预设阈值。
在其中一些实施例中,在每一次压强事件结束之后,在第二预设时间内,执行所述检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值的步骤。
在其中一些实施例中,所述第一阈值电压大于第一温漂电压;其中,所述第一温漂电压为所述压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的对应于所述第二温度的基线电压。
在其中一些实施例中,所述第二阈值电压大于第二温漂电压;其中,所述第二温漂电压为所述压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的最大基线电压;和/或,
所述第二阈值电压小于第一峰值电压;其中,所述第一峰值电压为所述压电传感器在未受温漂影响的情况下,因受力引起的输出电压幅度峰值的最小值。
在其中一些实施例中,在将所述压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压之前,对所述压电传感器进行复位。
在其中一些实施例中,所述第二阈值电压大于第三温漂电压;其中,所述第三温漂电压为所述压电传感器在复位后且未受压力情况下,因温漂效应输出的最大基线电压;和/或,
所述第二阈值电压小于第一峰值电压;其中,所述第一峰值电压为所述压电传感器在未受温漂影响的情况下,因受力引起的输出电压幅度峰值的最小值。
第二方面,本申请提供了一种信号处理电路,包括:
检测模块,用于检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值,并输出检测结果;
控制模块,与所述检测模块连接,用于在所述检测结果为是的情况下,将所述压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压;其中,所述阈值电压用于判断是否发生压强事件。
在其中一些实施例中,所述检测模块包括:温度检测单元、第一比较单元和计时判断单元;所述温度检测单元的输出端与所述第一比较单元的输入端连接;所述第一比较单元的输出端与所述计时判断单元的输入端连接;所述计时判断单元的输出端与所述控制模块的输入端连接;其中,
所述温度检测单元用于按照预设频率检测温度,得到采样点值;
所述第一比较单元用于将所述采样点值和阈值范围进行比较,并在所述采样点值落入所述阈值范围的情况下,输出第一逻辑值;
所述计时判断单元用于计算所述第一逻辑值的持续时间,并在所述第一逻辑值的持续时间小于预设时间的情况下,输出用于指示所述压电传感器的温度变化速率大于所述预设阈值的检测结果。
在其中一些实施例中,所述控制模块包括:逻辑单元和切换单元;所述逻辑单元的输入端与所述检测模块连接,所述逻辑单元的输出端与所述切换单元的输入端连接;其中,
所述逻辑单元用于在所述检测结果为是的情况下,输出第二逻辑值;
所述切换单元用于响应所述第二逻辑值,将所述阈值电压从第一阈值电压切换至所述第二阈值电压。
在其中一些实施例中,还包括:复位开关,与所述控制模块连接,能够响应于所述控制模块的控制信号,通过切换开关状态对所述压电传感器进行复位/解除复位。
在其中一些实施例中,还包括:第二比较单元;所述第二比较单元的第一输入端与所述压电传感器连接,所述第二比较单元的第二输入端与所述控制模块的输出端连接,所述第二比较单元的输出端与所述控制模块的输入端连接;其中,
所述第二比较单元用于接收所述控制模块输出的阈值电压,将所述压电传感器的输出电压与所述阈值电压进行比较,并将生成的比较结果反馈至所述控制模块;
所述控制模块还用于响应所述比较结果,判定是否发生压强事件。
第三方面,本申请提供了一种压电感应系统,包括:压电传感器和权利要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。
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。
上述信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟,通过实时检测压电传感器的温度变化速率,并在压电传感器的温度变化速率大于预设阈值的情况下,提升压电传感器的阈值电压,以对抗基线电压的抬升,消除温漂影响,避免误触发压强事件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a是相关技术中压电传感器受力时的状态变化示意图;
图1b是相关技术中压电传感器发生温漂时的状态变化示意图;
图2是压电传感器的等效电路示意图;
图3是压电传感器的响应曲线示意图;
图4是一个实施例中信号处理方法的流程示意图;
图5是一个实施例中温度变化曲线和压电传感器响应曲线的示意图;
图6是一个实施例中阈值电压的设计原理示意图;
图7是另一个实施例中阈值电压的设计原理示意图;
图8是一个实施例中信号处理电路的架构图;
图9是一个实施例中信号处理电路的结构示意图;
图10是另一个实施例中信号处理电路的结构示意图。
附图标记说明:1、信号处理电路;11、检测模块;111、温度检测单元;112、第一比较单元;113、计时判断单元;12、控制模块;121、逻辑单元;122、切换单元;111、比较单元;112、逻辑单元;113、放大单元;13、第二比较单元;14、第一引脚;15、第二引脚;16、第三引脚;17、放大单元;18、电压产生模块;19、复位开关;191、复位开关的第一端;192、复位开关的第二端;193、复位开关的第三端;q、电荷源;Cp、电容;Rp、电阻;MEMS、压电传感器;Vout、压电传感器的电压输出引脚;Vref、压电传感器的参考电压输入引脚。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一电阻称为第二电阻,且类似地,可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻,但其不是同一电阻。
可以理解,以下实施例中的“连接”,如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
可以理解,“至少一个”是指一个或多个,“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。
在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时,在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
图2是压电传感器的等效电路示意图。如图2所示,其中,MEMS代表压电传感器,其可以等效成电荷源q、电容Cp和电阻Rp相互并联,Vout代表压电传感器的输出电压,Vref代表压电传感器的参考电压。当极板受压力时,电荷源q产生电荷并存储于电容Cp中,形成Vout-Vref=q/Cp的电压差,然而由于电阻Rp的存在,电容Cp上的电荷会经过Rp缓慢泄漏,导致电容Cp上的电荷量减少,从而Vout-Vref的值也减少,直到Vout=Vref时,电荷为0。
图3是压电传感器的响应曲线示意图。如图3所示,在曲线前段,当对压电传感器施加压力时,极板上产生电荷,形成电压;随着力的增加,电荷量会增加,输出电压Vout也增加;当力刚好从增加转为维持不变时,输出电压Vout达到峰值,随后,由于前述的电荷漏电原因,输出电压Vout缓慢降低;若在电荷完全泄漏之前发生“撤力过程”,则压电传感器内部将产生符号相反的电荷,抵消“施力过程”中产生的电荷,在输出电压上表现为下降沿和反弹过冲。
在曲线中段,当温度上升时,由于压电传感器会产生额外电荷,输出电压Vout也会朝着增加的方向漂移,导致基线电压抬升,即产生了温漂电压,若压电传感器在升温过程中接收到了外部压强,则压强引起的输出电压增量会叠加在温漂电压上,这容易导致后续信号处理电路处理信号时发生误判断。
基于上述分析,在一个实施例中,请参阅图4,提供了一种信号处理方法,该信号处理方法包括如下步骤:
步骤S401,检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值;若是,执行步骤S402;
步骤S402,将压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压。
其中,阈值电压用于判断是否发生压强事件。第一阈值电压,可以是压电传感器在未受温漂影响的情况下能够表征检测到压强事件的电压,也可以是在压电传感器在受温漂影响的情况下能够表征检测到压强事件的电压。第一阈值电压只是作为对当前阈值电压的定义,第二阈值电压只需大于第一阈值电压即可。需要说明的是,阈值电压并不仅仅包含两个电压,预设阈值也不仅仅包含一个阈值,两者可以对应不同温度变化速率等级而设定。示例性地,V1<V2<V3,th1<th2。假设当前阈值电压为V1,当检测到压电传感器的温度变化速率大于预设阈值th1时,将V1提升至V2。再过一段时间后(此时V2作为当前阈值电压),当检测到压电传感器的温度变化速率大于预设阈值th2时,将V2提升至V3。可以理解,随着温度变化速率的增大,阈值电压也相应增大。
继续参考图3,在曲线后段,当温度上升到一定值后维持不变时,由于前述的电荷泄漏原理,电压的温漂会缓慢回落。这意味着,压电传感器输出电压的温漂与温度绝对值无关,只与温度变化速率有关。也就是说,升温过程导致基线电压漂移,但稳定的高温并不会导致基线电压漂移。基于该分析,本实施例通过检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值,来判定是否存在基线电压漂移,若是,则提升阈值电压,相当于提高判断是否发生压强事件的门槛,避免误触发压强事件。
本实施例所提供的信号处理方法,可以运行于信号处理电路,信号处理电路与压电传感器连接。一方面,信号处理电路用于对压电传感器的输出电压进行后处理,以满足实际应用需求。另一方面,信号处理电路在运行信号处理方法的过程中,通过实时检测压电传感器的温度变化速率,并在压电传感器的温度变化速率大于预设阈值的情况下,将压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压,以对抗基线电压的抬升,消除温漂影响,避免误触发压强事件。
在一个实施例中,提供了检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值的方法。图5给出了温度变化曲线和压电传感器响应曲线的示意图。如图5所示,T0代表第一温度,T1代表第二温度,VA代表压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的对应于第一温度的基线电压,VB代表压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的对应于第二温度的基线电压,V1代表第一阈值电压,V2代表第二阈值电压,td代表压电传感器的温度从第一温度上升至第二温度的升温时间。当要检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值时,可以检测压电传感器的温度从第一温度上升至第二温度的升温时间;判断升温时间是否小于第一预设时间;若是,则判定温度变化速率大于预设阈值。
在本实施例中,设置第一温度和第二温度这两个温度点,通过检测温度从第一温度变化到第二温度的升温时间,通过比较升温时间和第一预设时间,来判定温度变化速率是否大于预设阈值。其中,若升温时间大于第一预设时间,则温度变化速率小于预设阈值;若升温时间小于第一预设时间,则温度变化速率大于预设阈值。
在一个实施例中,在每一次压强事件结束之后,在第二预设时间内,执行检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值的步骤。其中,第二预设时间处于整个升温过程的前半段,整个升温过程可以通过实验测试得到。如此设置,在升温初期执行检测,能够及时发现温漂影响问题,相比于在升温后期执行检测,温漂抑制效果更佳。
以下将提供设计第一阈值电压和第二阈值电压的实施例。为便于理解,图6给出了一种阈值电压的设计原理示意图。请参阅图6,T0代表第一温度,T1代表第二温度,VA代表压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的对应于第一温度的基线电压,VB代表压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的对应于第二温度的基线电压,VC代表压电传感器在未受温漂影响的情况下,因受力引起的输出电压幅度峰值的最小值,VD代表压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的最大基线电压,V1代表第一阈值电压,V2代表第二阈值电压,td代表压电传感器的温度从第一温度上升至第二温度的升温时间。
第一阈值电压的设计方法:V1>VB。如此设置,其意义在于,因为不允许升温导致的VB超过V1引起误触发,所以V1需要大于VB。
第二阈值电压的设计方法一:VD<V2<VC。如此设置,其意义在于,一方面,因为V2需要能区分基线电压在温度漂移后叠加的压强信号,所以要使得V2大于VD;另一方面,如果V2比VC还大,则会导致在升温过程中若施加了压强,则压强的信号波形无法被V2区分,因此要使得V2小于VC。
第二阈值电压的取值范围越大,温漂抑制效果越好。为进一步扩大第二阈值电压的取值范围,在一个实施例中,在将压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压之前,对压电传感器进行复位。
进一步地,图7给出了另一种阈值电压的设计原理示意图,如图7所示,T0代表第一温度,T1代表第二温度,VA代表压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的对应于第一温度的基线电压,VB代表压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的对应于第二温度的基线电压,VC代表压电传感器在未受温漂影响的情况下,因受力引起的输出电压幅度峰值的最小值,VD’代表压电传感器在复位后且未受压力情况下,因温漂效应输出的最大基线电压,V1代表第一阈值电压,V2代表第二阈值电压,td代表压电传感器的温度从第一温度上升至第二温度的升温时间。
第二阈值电压的设计方法二:VD’<V2<VC。在本实施例中,通过在第二温度时刻,若检测到温度变化速率大于预设阈值,则在执行从V1切换到V2的步骤之前,先将压电传感器进行复位,泄放压电传感器的电荷,使得压电传感器在第二温度时刻的温漂电压减小,从而使VD降低(变成VD’),最终扩大V2取值范围。
在一个实施例中,提供了一种信号处理电路,用于实现上述实施例的信号处理方法。图8是本实施例的信号处理电路的架构图,如图8所示,该信号处理电路1包括:检测模块11和控制模块12,检测模块11与控制模块12连接。检测模块11,用于检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值,并输出检测结果。控制模块12,用于在检测结果为是的情况下,将压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压;其中,阈值电压用于判断是否发生压强事件。
信号处理电路在运行信号处理方法的过程中,通过检测模块11实时检测压电传感器的温度变化速率,并在压电传感器的温度变化速率大于预设阈值的情况下,控制模块12将压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压,以对抗基线电压的抬升,消除温漂影响,避免误触发压强事件。关于信号处理方法的原理和效果可以参考上述实施例,此处不再赘述。
在一个实施例中,图9给出了一种信号处理电路的结构示意图。如图9所示,检测模块包括温度检测单元111、第一比较单元112和计时判断单元113;控制模块包括逻辑单元121和切换单元122。温度检测单元111的输出端与第一比较单元112的输入端连接;第一比较单元112的输出端与计时判断单元113的输入端连接;计时判断单元113的输出端与逻辑单元121的输入端连接;逻辑单元121的输出端与切换单元122的输入端连接。
其中,温度检测单元111可以使用带隙基准电路实现。第一比较单元112可以采用电压比较器实现,设置了对应两个温度的两个电压阈值。逻辑单元121可以采用触发器、与门、非门、或门之间任意一项或者多项组合实现。
在本实施例中,温度检测单元111用于按照预设频率检测温度,得到采样点值;第一比较单元112用于将采样点值和阈值范围进行比较,并在采样点值落入阈值范围的情况下,输出第一逻辑值;计时判断单元113用于计算第一逻辑值的持续时间,并在第一逻辑值的持续时间小于预设时间的情况下,输出用于指示压电传感器的温度变化速率大于预设阈值的检测结果。逻辑单元121用于在检测结果为是的情况下,输出第二逻辑值;切换单元122用于响应第二逻辑值,将阈值电压从第一阈值电压切换至第二阈值电压。
继续参阅图9,信号处理电路还包括:第二比较单元13;第二比较单元13的第一输入端与压电传感器连接,第二比较单元13的第二输入端与切换单元122的输出端连接,第二比较单元13的输出端与逻辑单元121的输入端连接。其中,第二比较单元13可以采用电压比较器实现。
在本实施例中,第二比较单元13用于接收切换单元122输出的阈值电压,将压电传感器的输出电压与阈值电压进行比较,并将生成的比较结果反馈至逻辑单元121;逻辑单元121还用于响应比较结果,判定是否发生压强事件。
继续参阅图9,信号处理电路还包括第一引脚14、第二引脚15、第三引脚16。第一引脚14用于和压电传感器的电压输出引脚(Vout端)连接,第二引脚15用于和压电传感器的参考电压输入引脚(Vref端)连接,第三引脚16作为整个信号处理电路的信号输出端,输出信号所代表的涵义由应用需求决定。
可选地,信号处理电路1还可以设置放大单元17和电压产生模块18。放大单元17连接在第一引脚14和第二比较单元13之间,用于将压电传感器的输出电压放大并提高驱动能力。放大单元17可以采用缓冲放大器、单端放大器、差分放大器或者可编程增益放大器实现。电压产生模块18与第二引脚15连接,负责给压电传感器提供直流偏置。电压产生模块18可以视应用需求选择取消掉,此时,压电传感器的Vref端可以视应用需求选择接地。
在一个实施例中,图10给出了另一种信号处理电路的结构示意图。如图10所示,在图9的基础上,信号处理电路还包括:复位开关19,与逻辑单元121连接,能够响应于逻辑单元121的控制信号,通过切换开关状态对压电传感器进行复位/解除复位。
具体地,复位开关19的第一端191与第一引脚14连接,复位开关19的第二端192与第二引脚15连接,复位开关19的第三端193与逻辑单元121的输出端连接。当复位开关19的第一端191与第二端192连接时,压电传感器的Vout端和Vref端短接,即压电传感器中电容的两个极板短接,电荷被放空,完成复位。当复位开关19的第一端191与第三端193连接时,则代表对压电传感器解除复位。
此外,上述任一实施例提供的信号处理电路1可以集成为一芯片,充分考虑到硬件面积代价和功耗代价,用最少的代价抑制温漂,避免了ADC、DAC等复杂电路的使用,也避免了复杂的逻辑电路设计。可以理解,上述信号处理电路还可以采用其他形式,而不限于上述实施例已经提到的形式,只要其能够达到完成温漂抑制功能即可。
在一个实施例中,提供了一种压电感应系统,包括压电传感器和信号处理电路,压电传感器与信号处理电路连接,信号处理电路包括上述任一实施例的信号处理电路。压电传感器将物理量转换成电信号,而电信号的处理可以通过信号处理电路完成。其中,信号处理电路可以周期性复位压电传感器以抑制基线电压抬升,避免误触发压强事件,从而提升压电感应系统的可靠性。该压电感应系统可以广泛应用于各种领域,包括但不限于:工业自动化,压电传感器可用于测量机器人终端执行器的执行力度,以确保它们能精确地进行操作;医疗设备,压电传感器可用于测量血压,呼吸率和心跳率等生理参数;汽车行业,压电传感器可以用于测量车辆的重量和压力分布,为车辆设计提供数据支持,以及对安全气囊和制动器等系统进行监测;空气质量检测,压电传感器可以用于测量空气中的压力和湿度,从而帮助检测空气中的有害气体;建筑工程,压电传感器可用于监测建筑物的结构安全和稳定性,以及测量桥梁和隧道等结构物的振动情况;消费电子,例如电子烟,压电传感器可用于检测吸烟或吹气动作,从而触发电子烟的功能开关。
在一个实施例中,提供了一种电子烟,包括主体,其配置有压电传感器,主体还配置有上文所述的信号处理电路、或集成有包括上文所述的信号处理电路的芯片、或配置有上文所述的压电感应系统。可选地,主体还包括PCB主板,压电传感器设置在PCB主板上。
温漂的影响主要在温度速率变化较大时体现。由于电子烟的体积通常较小,因此其电池的容量也通常有限。当对电子烟进行充电时,通常3min左右即可完成充电。在充电场景下,PCB主板发热并将热量传导至压电传感器,进而导致在3min左右的温升可以达到30-40摄氏度。如此大的温度变化速率下,温漂效应会特别明显,因此,电子烟被误触发/误激活/误点火的概率也较大。
相较于其它通过改善外部条件(例如改善散热性能)来解决该问题的方案,本实施例所提供的电子烟,通过设置信号处理电路,能够在该场景下对温漂进行有效抑制,避免误触发压强事件,从而降低电子烟被误触发/误激活/误点火的概率,其效果及成本控制都更好。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (14)
1.一种信号处理方法,其特征在于,包括:
检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值;
若是,则将所述压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压;其中,所述阈值电压用于判断是否发生压强事件。
2.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值,包括:
检测所述压电传感器的温度从第一温度上升至第二温度的升温时间;
判断所述升温时间是否小于第一预设时间;
若是,则判定所述温度变化速率大于所述预设阈值。
3.根据权利要求2所述的信号处理方法,其特征在于,在每一次压强事件结束之后,在第二预设时间内,执行所述检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值的步骤。
4.根据权利要求2所述的信号处理方法,其特征在于,所述第一阈值电压大于第一温漂电压;其中,所述第一温漂电压为所述压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的对应于所述第二温度的基线电压。
5.根据权利要求2所述的信号处理方法,其特征在于,所述第二阈值电压大于第二温漂电压;其中,所述第二温漂电压为所述压电传感器在未受压力情况下,因温漂效应输出的最大基线电压;和/或,
所述第二阈值电压小于第一峰值电压;其中,所述第一峰值电压为所述压电传感器在未受温漂影响的情况下,因受力引起的输出电压幅度峰值的最小值。
6.根据权利要求2所述的信号处理方法,其特征在于,在将所述压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压之前,对所述压电传感器进行复位。
7.根据权利要求6所述的信号处理方法,其特征在于,所述第二阈值电压大于第三温漂电压;其中,所述第三温漂电压为所述压电传感器在复位后且未受压力情况下,因温漂效应输出的最大基线电压;和/或,
所述第二阈值电压小于第一峰值电压;其中,所述第一峰值电压为所述压电传感器在未受温漂影响的情况下,因受力引起的输出电压幅度峰值的最小值。
8.一种信号处理电路,其特征在于,包括:
检测模块,用于检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值,并输出检测结果;
控制模块,与所述检测模块连接,用于在所述检测结果为是的情况下,将所述压电传感器的阈值电压从第一阈值电压提升至第二阈值电压;其中,所述阈值电压用于判断是否发生压强事件。
9.根据权利要求8所述的信号处理电路,其特征在于,所述检测模块包括:温度检测单元、第一比较单元和计时判断单元;所述温度检测单元的输出端与所述第一比较单元的输入端连接;所述第一比较单元的输出端与所述计时判断单元的输入端连接;所述计时判断单元的输出端与所述控制模块的输入端连接;其中,
所述温度检测单元用于按照预设频率检测温度,得到采样点值;
所述第一比较单元用于将所述采样点值和阈值范围进行比较,并在所述采样点值落入所述阈值范围的情况下,输出第一逻辑值;
所述计时判断单元用于计算所述第一逻辑值的持续时间,并在所述第一逻辑值的持续时间小于预设时间的情况下,输出用于指示所述压电传感器的温度变化速率大于所述预设阈值的检测结果。
10.根据权利要求8所述的信号处理电路,其特征在于,所述控制模块包括:逻辑单元和切换单元;所述逻辑单元的输入端与所述检测模块连接,所述逻辑单元的输出端与所述切换单元的输入端连接;其中,
所述逻辑单元用于在所述检测结果为是的情况下,输出第二逻辑值;
所述切换单元用于响应所述第二逻辑值,将所述阈值电压从第一阈值电压切换至所述第二阈值电压。
11.根据权利要求8所述的信号处理电路,其特征在于,还包括:复位开关,与所述控制模块连接,能够响应于所述控制模块的控制信号,通过切换开关状态对所述压电传感器进行复位/解除复位。
12.根据权利要求8所述的信号处理电路,其特征在于,还包括:第二比较单元;所述第二比较单元的第一输入端与所述压电传感器连接,所述第二比较单元的第二输入端与所述控制模块的输出端连接,所述第二比较单元的输出端与所述控制模块的输入端连接;其中,
所述第二比较单元用于接收所述控制模块输出的阈值电压,将所述压电传感器的输出电压与所述阈值电压进行比较,并将生成的比较结果反馈至所述控制模块;
所述控制模块还用于响应所述比较结果,判定是否发生压强事件。
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8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8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。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
CN202410161602.9A CN117958501A (zh) | 2024-02-04 | 2024-02-04 | 信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟 |
Applications Claiming Priority (1)
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CN202410161602.9A CN117958501A (zh) | 2024-02-04 | 2024-02-04 | 信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟 |
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CN117958501A true CN117958501A (zh) | 2024-05-03 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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