应用压电传感器的感测方法及系统与流程

1.本发明是有关于一种应用压电传感器的感测方法及系统。


背景技术：

2.如图1所示，在中医医学领域中界定人手的腕处区分为寸、关、尺三个 位置，常见使用如聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride，简称pvdf)制 成的传感器量测到寸、关、尺各位置对应的脉搏强度以分析脉搏强度的关系。 因pvdf压电传感器本身特性不具有量测静态应力的能力，故需使用额外的方 法辅助判断pvdf压电传感器与人手的皮肤之间的起始接触位置作为量测脉搏 的起始点，常见的方法例如肉眼辨识、推估约略值、搭配电极贴片或光学测 距等。
3.然而，此些方法均无法以降低成本又兼具准确性的条件下完成判定传感 器与人手之间的起始接触位置。因此，如何提出一种新的pvdf压电传感器的 感测方式来判定传感器与人手之间的起始接触位置为本领域的从业人员致力 发展的方向。


技术实现要素：

4.鉴于背景技术存在的问题，本发明提出一种新的应用压电传感器的感测 方法及系统，以判定压电传感器与例如人手的待测物之间的起始接触位置。
5.根据本发明的一方面，提出一种应用压电传感器的感测方法。此感测方 法包括以下步骤：将一压电传感器电性连接一处理器；使压电传感器呈未接 地状态；驱动压电传感器朝向一待测物移动；以处理器接收来自压电传感器 的一电子信号；以及以处理器判断此电子信号中是否包含一市电信号，其中 若电子信号中包含此市电信号，处理器判定压电传感器与待测物之间发生接 触。
6.上述的感测方法，还包括将一接地开关电性连接压电传感器和处理器； 以及若电子信号中包含市电信号，以接地开关将压电传感器切换为接地状态。
7.上述的感测方法，还包括响应于压电传感器切换为接地状态，驱动压电 传感器对待测物施压；以及每当压电传感器向待测物挤压一深度，以压电传 感器获取待测物的一压力信号。
8.上述的感测方法，还包括以处理器接收压力信号并判断压力信号的强度 是否低于一压力阈值；以及若压力信号的强度低于压力阈值，使压电传感器 停止对待测物施压。
9.根据本发明的另一方面，提出一种应用压电传感器的感测系统。此感测 系统包括一处理器、一压电传感器以及一位移驱动模块。压电传感器电性连 接处理器。位移驱动模块电性连接处理器及机械性连接压电传感器。位移驱 动模块用以驱动呈未接地状态的压电传感器朝向一待测物移动，处理器用以 接收来自压电传感器的一电子信号并判断此电子信号中是否包含一市电信号， 若电子信号中包含此市电信号，处理器判定压电传感器与待测物之间发生接 触。
10.上述的感测系统，还包括一接地开关，电性连接压电传感器和处理器， 若电子信
号中包含市电信号，接地开关用以将压电传感器切换为接地状态。
11.上述的感测系统，其中响应于压电传感器切换为接地状态，位移驱动模 块驱动压电传感器向待测物施压，且每当位移驱动模块驱动压电传感器向待 测物施压一深度，压电传感器获取待测物的一压力信号。
12.上述的感测系统，其中处理器还用以接收压力信号并判断压力信号的强 度是否低于一压力阈值，若压力信号的强度低于压力阈值，位移驱动模块停 止驱动压电传感器对待测物施压。
13.为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配 合所附图式详细说明如下。
附图说明
14.图1绘示背景技术的示意图；
15.图2绘示根据本发明实施例的应用压电传感器的感测系统的架构方块图；
16.图3绘示根据本发明实施例的应用压电传感器的感测方法的流程图；
17.图4绘示根据本发明实施例的应用压电传感器的感测方法和系统的运作 机制的示意图；
18.图5绘示根据本发明实施例的应用压电传感器的感测方法和系统的运作 机制的示意图；
19.图6绘示根据本发明实施例的应用压电传感器的感测方法和系统的运作 机制的示意图；以及
20.图7绘示根据本发明实施例的应用压电传感器的感测方法和系统的运作 机制的示意图。
21.其中，附图标记：
22.100:感测系统
23.110:压电传感器
24.111:探头
25.120:处理器
26.130:位移驱动模块
27.140:接地开关
28.h:待测物
29.os1,os2:示波输出
30.s:侦测方法
31.s110,s120,s130,s140,s150,s160,s170:步骤
具体实施方式
32.以下将详述本发明的各实施例，并配合附图作为例示。除了这些详细描 述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，任何所述实施例的轻 易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以之后的专利范围为 准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多 特定细节及实施范例；然而，这些特定细节及实施
范例不应视为本发明的限 制。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成本发明不 必要的限制。
33.请参照图2，图2绘示根据本发明实施例提出的应用压电传感器的感测系 统100的架构方块图。感测系统100包括一压电传感器110、一处理器120以 及一位移驱动模块130。压电传感器110例如为基于聚偏二氟乙烯 (polyvinylidene difluoride，简称pvdf)的压电薄膜制成的传感器。处理器 120例如为包括微控制单元、信号接收单元、信号转换单元及信号处理单元 等整合功能性单元的处理器。压电传感器110电性连接处理器120。详细而 言，如图2所示，感测系统100还包括电性连接压电传感器110和处理器120 的一接地开关140，其中接地开关140用以使压电传感器110切换于未接地状 态与接地状态之间。位移驱动模块130例如是一马达驱动模块，更具体是一 步进马达(step motor)驱动模块或一伺服马达(servo motor)驱动模块。位移 驱动模块130电性连接于处理器120及机械性连接压电传感器110，处理器 120可控制位移驱动模块130，使位移驱动模块130驱动或停止驱动压电传感 器110的位移。
34.请参照图3～5，图3绘示根据本发明实施例的应用压电传感器110的感测 方法s的流程图，图4绘示感测方法s和感测系统100的运作机制的一阶段 的示意图，图5绘示感测方法s和感测系统100的运作机制的再一阶段的示 意图。
35.以下将根据图3的流程图搭配图4～5的运作机制进行说明感测方法s的 步骤s110至步骤s150。在步骤s110中，将压电传感器110电性连接处理器 120。在步骤s120中，使压电传感器110呈未接地状态。在步骤s130中，驱 动压电传感器110朝向一待测物h移动。在步骤s140中，以处理器120接收 来自压电传感器110的一电子信号。在步骤s150中，以处理器120判断所述 电子信号中是否包含一市电信号，其中若所述电子信号中包含所述市电信号， 处理器120判定压电传感器110与待测物h之间发生接触。
36.此些步骤s110～s150可对应图4～5所示的运作机制的示意图以较清楚地 理解，如图4所示，压电传感器110与处理器120可采用开回路方式进行连 接，由此使压电传感器110呈未接地状态。同时，如图4所示，压电传感器 110在未接地状态下由前述的位移驱动模块130驱动而朝向待测物h移动。在 本例中，待测物h因应待测项目为人体脉搏而为人手，更具体是人手的腕部 处。
37.在一实施例中，压电传感器110亦可在未接地状态下由一用户自行驱动 而朝向待测物h移动。在图4所示的阶段下，在压电传感器110朝向待测物h 移动但尚未接触到待测物h(人手)的过程中，以压电传感器110选用pvdf传 感器来说，因pvdf传感器的本身特性无法量测所谓静态应力，故在压电传感 器110的探头111仅接触到大气时，压电传感器110侦测的电子信号应仅有 微弱的噪声。因此，如图4所示的传送至处理器120的电子信号进行示波输 出os1时，无呈现明显的波形起伏。
38.接着，在图5所示的阶段下，压电传感器110朝向待测物h移动并接触 到待测物h(人手)时，由于压电传感器110的探头111接触到人手时，人体即 会等效出偶极天线(dipole antenna)的其中一极，并因压电传感器110采用 开回路而呈未接地状态，会等效出偶极天线的另一极，由此等效形成一偶极 天线以能够接收人体附近的电磁波信号。若此时人体附近有高压电杆或电源， 此些电杆或电源所辐射出来的电磁波就会通过人体传送到压电传感器110内， 使得处理器120接收到含有人手的生理信号与电杆或电源辐射出来
动或用户自行驱动压电传感器110对待测物h(人手)施压，如图7所示的待测 物h开始受挤压，借此来量测人体的脉搏。
44.进一步而言，压电传感器110量测待测物h(人手)的生理信号的细节可具 体为：在步骤s170中，还进行每当压电传感器110向待测物h挤压一深度， 以压电传感器110获取待测物h的一压力信号(如人手的脉压信号)。由此， 便能以前述依步骤s110～s150所确定的压电传感器110与待测物h(人手)的起 始接触位置作为基准，以进行如人手的腕处各位置(如中医医学领域所称寸、 关、尺位置)的不同深度所得的脉压信号的分析。并且，当压电传感器110对 待测物h(人手)的施压过深以致压电传感器110感测不到脉压时，则可停止对 人体脉搏的量测。因此，能通过以处理器120接收压力信号(如脉压)并判断 压力信号的强度是否低于一压力阈值的方式来决定是否停止量测，而若压力 信号的强度低于压力阈值，则可使前述位移驱动模块130停止驱动或用户自 行停止驱动压电传感器110对待测物h(人手)施压。或者，亦可预先对位移驱 动模块130进行设定以使位移驱动模块130停止驱动，举例来说，以位移驱 动模块130例如为步进马达驱动模块而言，可预先设定其运作一定步数后即 停止驱动压电传感器110。
45.综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。 本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内， 当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范 围所界定者为准。