信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟与流程

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：

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。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。

3、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。

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。

2、第一方面，本申请提供了一种信号处理方法，包括：

3、检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值；

4、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。

5、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：

6、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；

7、判断所述升温时间是否小于第一预设时间；

8、若是，则判定所述温度变化速率大于所述预设阈值。

9、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。

10、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。

11、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，

12、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。

13、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。

14、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，

15、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。

16、第二方面，本申请提供了一种信号处理电路，包括：

17、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；

18、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。

19、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，

20、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；

21、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；

22、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。

23、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，

24、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；

25、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。

26、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。

27、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，

28、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；

29、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。

30、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。

31、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。

32、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。

技术特征：

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，检测压电传感器的温度变化速率是否大于预设阈值，包括：

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，

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，

8.一种信号处理电路，其特征在于，包括：

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，

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，

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，

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。

技术总结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。技术研发人员：王志轩,包远鑫,王佳鑫,张昊,陈磊受保护的技术使用者：无锡微纳核芯电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8