[发明专利]一种高灵敏度的可穿戴弹性物质形变量的测量装置

说明书

本发明提供了一种高灵敏度的可穿戴弹性物质形变量的测量装置，包括：形变量检测模块，由至少一个极板电容组成，每个所述极板电容均包括设置在柔性绝缘层两边的三角形的正极板以及三角形的负极板，所述负极板的一个角位于所述正极板在所述柔性绝缘层上的投影范围内；数据采集模块，与所述形变量检测模块相连；数据处理模块，用于接收所述数据采集模块输出的所述数字信号；以及供电模块。本发明的一种高灵敏度的可穿戴弹性物质形变量的测量装置，正极板与负极板均为三角状，在柔性绝缘层拉伸的过程中正极板与负极板在所述柔性绝缘层上的投影面积变化显著，进而引起电容的迅速变化，极大的提高了检测的灵敏度。

技术领域

本发明涉及电子测量技术领域，具体涉及一种高灵敏度的可穿戴弹性物质形变量的测量装置。

背景技术

随着人们对于自己的身体健康的重视，尤其是女性对于自己体重的重视以及出门在外的子女对于父母心血管疾病的重视，为了使可穿戴设备更精准的检测人体的心跳、呼吸、腰围等身体特征，市场上急需一种灵敏度高的可穿戴设备的形变量的测量方法。

公告号CN105865536 A的发明专利公开了一种可拉伸测量形变与应力的弹性传感器，包括数据采集模块及弹性敏感元件，所述的数据采集模块包括多路数据采集线、单片机、供电模块及蓝牙智能芯片，所述的弹性敏感元件通过所述的多路数据采集线与所述的单片机连接，所述的单片机通过所述的蓝牙智能芯片外接智能终端的蓝牙数据接收装置；所述的弹性敏感元件包括第一弹性导电层、中间弹性绝缘层及第二弹性导电层构成，所述的第一弹性导电层及第二弹性导电层分别由粘结胶质粘结在所述的中间弹性绝缘层的两个面上，构成带状的平板电容结构，所述的平板电容结构与所述的数据采集模块连接。本发明对环境温度和体温的干扰不敏感，测量的精度高，适用于柔性形变和应力的测量。

以上发明专利虽然解决了柔性形变和应力的测量，但是由于平板电容的灵敏度不高，计算精度值仍达不到要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种高灵敏度的可穿戴弹性物质形变量的测量装置，正极板与负极板均为三角状，在柔性绝缘层拉伸的过程中正极板与负极板在所述柔性绝缘层上的投影面积变化显著，进而引起电容的迅速变化，极大的提高了检测的灵敏度。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种高灵敏度的可穿戴弹性物质形变量的测量装置，包括：形变量检测模块，由至少一个极板电容组成，每个所述极板电容均包括设置在柔性绝缘层两边的三角形的正极板以及三角形的负极板，所述正极板以及所述负极板为导电金属，所述负极板的一个角位于所述正极板在所述柔性绝缘层上的投影范围内；数据采集模块，与所述形变量检测模块相连，用于采集每个所述极板电容的电容值并将所述电容值转换为数字信号输出；数据处理模块，用于接收所述数据采集模块输出的所述数字信号，并将所述数字信号转换为电容值以及伸长量通过通信模块输出至显示模块；以及供电模块，为所述形变量检测模块、所述数据采集模块、所述数据处理模块以及所述通信模块提供电能。

进一步地，所述正极板通过所述正极板的三角形结构的一个顶点设置在所述柔性绝缘层的一面，所述负极板通过所述负极板的三角形结构的一个顶点设置在所述柔性绝缘层的另外一面；所述正极板以及所述负极板在所述柔性绝缘层上的投影面积小于所述正极板以及所述负极板的表面积之和。

进一步地，所述形变量检测模块由至少两个极板电容并联而成。

进一步地，所述柔性绝缘层为有机绝缘材料，所述有机绝缘材料聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺或硅胶中的一种。

进一步地，所述数据采集模块为555定时器组成的电容测量电路，所述555定时器将所述形变量检测模块输出的电容值转换为振荡频率数据输出至所述数据处理模块，所述数据处理模块将输入的所述振荡频率数据转换为电容值以及伸长量输出。

进一步地，所述数据处理模块为51系列单片机。