一種基于石墨烯傳感器的自校正系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及校正技術領域，更具體地說，涉及一種基于石墨烯傳感器的自校正系統。
【背景技術】
[0002]石墨烯傳感器是一種通過形變來改變自身電阻值的材料，其輕薄柔軟、可塑性強，對形變反應靈敏，成本低廉，易于大規模生產制造。因此基于石墨烯傳感器具有的上述優點，石墨烯傳感器被得到廣泛應用，例如將其應用到跑步姿勢識別、脈搏識別等應用場景。
[0003]石墨烯傳感器的本征電阻為石墨烯傳感器沒有發生任何形變時，石墨烯傳感器表現出來的電阻。
[0004]在包括石墨烯傳感器的應用系統中，需要同時包括與石墨烯傳感器連接的壓電轉換電路，以及與壓電轉換電路連接的模數轉換器。其中，所述壓電轉換電路用于將石墨烯傳感器發生形變的形變信息轉換為電信號(電信號即模擬信號)，進而將該電信號發送至模數轉換器。所述模數轉換器將所述電信號轉換為數字信號，進而將數字信號發送至后續電路，以使得后續電路進行后續的數據處理。
[0005]然而在實際應用過程中，不同的石墨烯傳感器的本征電阻不同，當不同的石墨烯傳感器應用到同一應用系統中時，壓電轉換電路輸出的電壓值不能保證均處在正確的電壓值上，一般正確的電壓值指的是電源電壓值的一半，或一個預設電壓值范圍內的值，該預設電壓值范圍包括該電源電壓值的一半的值。那么當壓電轉換電路輸出的電壓值沒有處在正確的電壓值上時，就會導致模數轉換器的動態范圍降低，這樣就會導致系統存在以下問題:
[0006]1、模數轉換器的動態范圍降低，使得數據容易溢出，從而導致后續電路的處理過程發生錯誤。
[0007]2、當模數轉換器的靜態工作點沒有處于正確的電壓值上時，模數轉換器的線性度就會降低，從而導致模數轉換器的轉換結果誤差增大，使得后續電路處理數據的精度降低。
【發明內容】
[0008]有鑒于此，本發明提供一種基于石墨烯傳感器的自校正系統，以解決現有技術中無法保證壓電轉換電路輸出的電壓值均在正確的電壓值上，從而導致的模數轉換器的動態范圍降低使得數據容易溢出，從而導致后續電路的處理過程發生錯誤，以及當模數轉換器的靜態工作點沒有處于正確的電壓值上時，模數轉換器的線性度降低，從而導致模數轉換器的轉換結果誤差增大，使得后續電路處理數據的精度降低的問題。技術方案如下:
[0009]本發明提供一種基于石墨烯傳感器的自校正系統，包括電源、石墨烯傳感器、用于將所述石墨烯傳感器發生形變的形變信息轉換為模擬信號的壓電轉換電路、用于將所述模擬信號轉換為數字信號的模數轉換器、以及微控制器；其中，
[0010]所述壓電轉換電路的一端同時連接所述電源和所述微控制器，另一端同時連接所述石墨烯傳感器和所述模數轉換器的輸入端；
[0011]所述模數轉換器的輸出端與所述微控制器連接，并同時與后續電路連接；
[0012]所述微控制器的一端與所述模數轉換器的輸出端連接，另一端與所述壓電轉換電路連接，用于依據所述模數轉換器輸出的數字信號控制調節所述壓電轉換電路的阻值大小，以控制調節所述模數轉換器輸出的數字信號滿足閾值條件。
[0013]優選地，所述壓電轉換電路包括一組電阻陣列，所述電阻陣列中的各個電阻分別通過一開關并聯連接；
[0014]所述微控制器具體用于，依據所述模數轉換器輸出的數字信號控制所述電阻陣列中的開關閉合或斷開，以控制調節所述模數轉換器輸出的數字信號滿足閾值條件。
[0015]優選地，所述微控制器包括:
[0016]依據所述模數轉換器輸出的數字信號，計算當前所述石墨烯傳感器的電阻值的計算電路；
[0017]依據計算得到的當前所述石墨烯傳感器的電阻值，控制所述電阻陣列中的開關閉合或斷開的控制電路。
[0018]優選地，所述微控制器還包括:
[0019]設置于所述模數轉換器和所述計算電路之間，用于對所述數字信號進行過濾，以濾除掉所述數字信號中的噪聲信號的濾波電路。
[0020]優選地，所述模數轉換器輸出的數字信號滿足閾值條件包括:
[0021]所述模數轉換器輸出的數字信號表征的電壓值等于所述電源輸出的電源電壓值的一半；
[0022]或所述模數轉換器輸出的數字信號表征的電壓值在預設范圍內。
[0023]應用本發明的上述技術方案，本發明提供的基于石墨烯傳感器的自校正系統包括電源、石墨烯傳感器、用于將所述石墨烯傳感器發生形變的形變信息轉換為模擬信號的壓電轉換電路、用于將所述模擬信號轉換為數字信號的模數轉換器、以及微控制器。其中壓電轉換電路的一端同時連接所述電源和所述微控制器，另一端同時連接所述石墨烯傳感器和所述模數轉換器的輸入端，模數轉換器的輸出端與所述微控制器連接，并同時與后續電路連接，微控制器的一端與所述模數轉換器的輸出端連接，另一端與所述壓電轉換電路連接，用于依據所述模數轉換器輸出的數字信號控制調節所述壓電轉換電路的阻值大小，以控制調節所述模數轉換器輸出的數字信號滿足閾值條件。因此本發明提供的基于石墨烯傳感器的自校正系統中包括一條由壓電轉換電路、模數轉換器和微控制器構成的反饋電路，當微控制器依據模數轉換器輸出的數字信號獲知當前模數轉換器輸出的電壓值不滿足閾值條件時，控制調節所述壓電轉換電路的阻值大小，以實現控制調節所述模數轉換器輸出的電壓值滿足閾值條件，從而保證將壓電轉換電路的靜態工作點校正到正確的電壓值(如電源電壓值的一半)上，保證了模數轉換器具有最大的動態范圍，那么也就最大程度地保證了數據的正確性，防止數據溢出的發生。同時，本發明還保證了模數轉換器的靜態工作點處于正確的電壓值(如電源電壓值的一半)上，使得模數轉換器具有最好的線性度，由此保證了模數轉換器的轉換結果的精度，從而提高了后續電路中各種算法計算結果的精度，即提高了后續電路處理數據的準確性。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為現有技術中包括石墨烯傳感器的應用系統的結構示意圖；
[0026]圖2為本發明提供的一種基于石墨烯傳感器的自校正系統的結構示意圖；
[0027]圖3為本發明提供的一種基于石墨烯傳感器的自校正系統的另一種結構示意圖；
[0028]圖4為本發明中微控制器的結構示意圖；
[0029]圖5為本發明提供的一種基于石墨烯傳感器的自校正系統的再一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0031]現有技術中包括石墨烯傳感器的應用系統的結構示意圖如圖1所示，其包括石墨烯傳感器10、壓電轉換電路20、模數轉換器30和后續電路40。
[0032]其中，壓電轉換電路20用于將石墨烯傳感器10發生形變的形變信息轉換為電信號，并發送至模數轉換器30。模數轉換器30將接收到的電信號轉換為數字信號，進而發送至后續電路40，后續電路40依據該數字信號進行后續數據的處理。
[0033]然而在實際應用過程中，不同的石墨烯傳感器10的本征電阻不同，當不同的石墨烯傳感器10應用到同一應用系統中時，壓電轉換電路20輸出的電壓值不能保證均處在正確的電壓值上。本發明中所述正確的電壓值指的是電源電壓值的一半，或一個預設電壓值范圍內的值，該預設電壓值范圍包括該電源電壓值的一半的值。為了便于說明，本發明以正確的電壓值為電源電壓值的一半為例來說。
[0034]當石墨烯傳感器10的本征電阻不同時，壓電轉換電路20輸出的電壓值可能不等于