具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种压差传感器，该压差传感器例如可以是应用于电子烟的电子烟传感器。图1为本发明实施例提供的一种压差传感器的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种压差传感器的电路示意图。参见图1和图2，该压差传感器包括：电容式压力传感元件106和处理模块105。

电容式压力传感元件106位于第一压力环境和第二压力环境之间。示例性地，电容式压力传感元件106上为第一压力环境，例如电子烟气流通道的环境；电容式压力传感元件106下为第二压力环境，例如电子烟外的大气环境。电容式压力传感元件106用于感应第一压力环境和第二压力环境的压差，电容式压力传感元件106的电容值与压差呈正相关。对于电子烟等具有气流通道的电子产品而言，吸烟动作引起气流通道内的气体流速的变化，气流通道内的气体流速会影响气流通道的压力，产生负压，从而引起电容式压力传感元件106的电容值的变化。因此，电容式压力传感元件106不仅能测量相对于大气的压力，还能测量气流通道的流量。

处理模块105与电容式压力传感元件106电连接，处理模块105用于根据电容值输出中断信号和频率信号。其中，中断信号是指表示压差是否超过阈值的信号，例如，对于电子烟传感器而言，中断信号是指表示有无吸烟动作的信号。频率信号是指表示压差大小的信号，例如，对于电子烟传感器而言，频率信号是指表示当前吸力或流量大小的信号。在实际应用中，可以设置两个端口(分别为端口205和端口206)，分别输出中断信号和频率信号。

具体地，处理模块105包括电容-频率转换单元209、基准频率单元208、数字处理单元210和输出端口单元211。电容-频率转换单元209与电容式压力传感元件106电连接，用于将电容值转换为测量频率。基准频率单元208用于输出基准频率，基准频率不随外界压差的变化而发生变化，可作为频率测量的基准。数字处理单元210与电容-频率转换单元209电连接，以及数字处理单元210与基准频率单元208电连接，数字处理单元210用于根据接收到的测量频率和基准频率，并结合其内置的阈值设定参数输出判断结果。该判断结果可以表示压差是否超过阈值。输出端口单元211与数字处理单元210电连接，用于根据判断结果及测量频率输出中断信号及频率信号。其中，中断信号与判断结果对应，中断信号的驱动能力大于判断结果的驱动能力；频率信号与测量频率对应，频率信号的驱动能力大于测量频率的驱动能力，且频率信号实时反应被测压差的大小，且由于电容式压力传感元件106的电容值与压差呈正相关，因此频率信号与差压呈正相关。

本发明实施例设置压差传感器包括电容式压力传感元件106和处理模块105，电容式压力传感元件106的电容值与压差呈正相关，处理模块105用于根据电容值输出中断信号和频率信号。其中，中断信号表征压差是否超过阈值，频率信号表征压差大小。因此，本发明实施例不仅能够输出触发信号，而且能够实时检测压力的大小，从而有利于提升用户的体验。另外，一方面，在电子设备中，仅需设置一个本发明实施例所提供的压差传感器就能实现压差的测量，有利于降低成本、以及简化电子设备的结构；另一方面，在电子设备中，设置本发明实施例所提供的压差传感器不仅能够输出中断信号，还能够实时采集并输出表征压差大小的频率信号，从而无需设置主控芯片实时进行压力信号的采集。且与主控芯片相比，压差传感器的功耗较低(例如，压差传感器的功耗可以为主控芯片的功耗的万分之一)，因此，有利于降低电子设备的整机功耗。综上所述，本发明实施例在降低成本和功耗的基础上，相应地，系统根据吸烟力度控制电子烟雾化器的雾化功率及烟雾量，从而给客户带来更加细腻的吸烟体验。

在上述实施例中，可选地，处理模块105包括专用集成电路芯片。集成电路芯片简称ASIC芯片，ASIC芯片为硅衬底上制造形成的CMOS电路。电容式压力传感元件106包括微机电系统传感器。微机电系统传感器简称MEMS传感器，MEMS传感器是在硅衬底上加工形成的微型膜结构，微型膜与同样位于硅衬底上的背极板形成电容。外界压力变化引起膜变形，而背极板不产生变形，因此，电容两个极板之间的间距产生变化，从而电容值产生相应的变化。

继续参见图1，在上述各实施例的基础上，可选地，压差传感器还包括：基板101和与基板101固定连接的外壳108；基板101包括第一气孔102，第一气孔102连通第一压力环境；外壳108包括第二气孔107，第二气孔107连通第二压力环境；电容式压力传感元件106覆盖第一气孔102；处理模块105设置于基板101上。其中，处理模块105通过连接线109与电容式压力传感元件106连接，以及处理模块105通过连接线110与基板101连接，连接线109和连接线110的材料相同，例如可以是金线等导电性能较好的材料。基板101用于支撑外壳108，以及用于将处理模块105输出的信号引出至电子设备的主板上。外壳108用于封装该压差传感器，外壳108的材料例如可以是金属或塑料等。示例性地，电容式压力传感元件106通过粘接胶水103固定在基板101上，以及处理模块105通过粘接胶水104固定在基板101上。

在上述各实施例的基础上，数字处理单元210的设置方式有多种，下面就其中的几种进行说明，但不作为对本发明的限定。

继续参见图2，在本发明的一种实施方式中，可选地，数字处理单元210由数字电路实现。数字处理单元210包括：频率测量子单元207和逻辑判断子单元212。频率测量子单元207与电容-频率转换单元209、基准频率单元208电连接，用于根据测量频率和基准频率计算得到频率测量结果。示例性地，可以用基准频率来测量测量频率，或者用测量频率来测量基准频率，从而得到测量结果。逻辑判断子单元212用于根据频率测量结果和阈值设定参数得到判断结果。这样设置，使得数字处理单元210的逻辑结构简单，易于实现。

继续参见图2，在本发明的一种实施方式中，可选地，数字处理单元210还包括存储子单元214，存储子单元214与逻辑判断子单元212电连接，用于存储阈值设定参数，并将阈值设定参数传输至逻辑判断子单元212。其中，存储子单元214例如可以是非易失性存储器。示例性地，输出端口单元211与存储子单元214电连接，在压差传感器出厂前，通过输出端口单元211将阈值设定参数写入至存储子单元214中。

继续参见图2，在本发明的一种实施方式中，可选地，存储子单元214与频率测量子单元207电连接，存储子单元214还用于存储频率校准参数，并将频率校准参数传输至频率测量子单元207。频率测量子单元207还用于根据频率校准参数、测量频率和基准频率计算得到经校准后的频率测量结果。示例性地，在压差传感器出厂前，对压差传感器进行频率校准，并将频率校准参数写入至存储子单元214中。本发明实施例设置频率测量子单元207输出经校准后的频率测量结果，有利于提升压差传感器的测量精度。具体地，数字处理单元210输出的判断结果采用经校准后的频率测量结果进行判断，从而提升了判断结果的准确性。输出端口单元211不仅接收该判断结果，还可以接收数字处理单元210输出的经校准后的频率测量结果，因此，提升了输出端口单元211输出的中断信号和频率信号的准确性。

在本发明的一种实施方式中，可选地，电容-频率转换单元209包括RC振荡器、LC振荡器或多谐振荡器。由于RC振荡器、LC振荡器和多谐振荡器的输出频率均与电容相关，因此，本发明实施例这样设置，有利于电容式压力传感单元的电容值的变化改变电容-频率转换单元209的变化，此时，电容式压力传感单元相当于RC振荡器、LC振荡器或多谐振荡器的一部分。

可选地，本发明实施例还可以对电容-频率转换单元209进行频率校准，示例性地，电容-频率转换单元209还包括校准电容，所述校准电容用于在频率校准时接入电路。示例性地，在出厂前，对电容-频率转换单元209进行频率校准，根据校准结果，将相应数量的校准电容接入电路，从而实现对电容-频率转换单元209的频率校准。

基准频率单元208的电路结构与电容-频率转换单元209的电路结构类似，基准频率单元208包括RC振荡器、LC振荡器或多谐振荡器。与电容-频率转换单元209不同的是，在基准频率单元208中，各电容不易受到环境的影响，因此，基准频率单元208能够产生稳定的基准频率。

需要说明的是，图2中示例性地示出了输出端口单元211通过数字处理单元210接入测量频率，并非对本发明的限定。在其他实施例中，还可以设置输出端口单元211直接与电容-频率转换单元209连接。

图3为本发明实施例提供的另一种压差传感器的电路示意图。参见图3，在本发明的一种实施方式中，可选地，输出端口单元211与电容-频率转换单元209直接连接。这样，输出端口单元211无需通过数字处理单元210接入测量频率。输出端口单元211的具体连接方式可以根据需要进行设定。

在上述各实施例的基础上，可选地，输出端口单元211包括：第一缓冲器和第二缓冲器。第一缓冲器用于将判断结果缓冲输出，生成中断信号；第二缓冲器用于根据测量频率和判断结果进行缓冲输出，生成频率信号。这样设置，可以提升信号的驱动能力。示例性地，第一缓冲器和第二缓冲器中包括驱动能力较强的驱动晶体管，以实现提升信号驱动能力的功能。

下面根据图2和图3对本发明实施例提供的压差传感器的信号进行说明，定义电容式压力传感元件106的上极板为节点①、电容-频率转换单元209的输出端为节点②、输出端口单元211的端口205为节点③、输出端口单元211的端口206为节点④。

图4为本发明实施例提供的一种压差传感器的信号波形图。该信号波形图以及本发明实施例中所示出的所有信号波形图可以是图2或图3所示的任意一种压差传感器的信号波形图。参见图4，示例性地，波形301表示节点①的变化波形，也可以表示压力/流量的变化波形；波形305表示节点②的波形，也可以表示测量频率的变化波形，且存在频率随压差线性变化的趋势；波形302表示阈值设定参数的波形，波形302恒定不变；波形303表示节点③的波形，也可以表示中断信号的波形，以高低电平表示是否超过阈值；波形304表示节点④的波形，也可以表示频率信号的波形，以方波的频率表示信号的频率。以电子烟传感器为例，当压力/流量(波形301)超出阈值设定参数(波形302)时，表征有吸烟行为，中断信号(波形303)由低电平变为高电平；当压力/流量(波形301)未超出阈值时，表征没有吸烟行为，中断信号(波形303)恢复到初始低电平状态(默认输出状态)。在这一过程中，频率信号(波形304)中的方波频率随压力/流量的变化而变化，当压力/流量变大时，频率信号(波形304)中的方波频率变大；当压力/流量变小时，频率信号(波形304)中的方波频率变小。

在上述各实施例的基础上，中断信号(即判断结果)和频率信号的输出形式有多种，下面就其中的几种进行说明，但不作为对本发明的限定。

继续参见图4，在本发明的一种实施方式中，设定频率测量结果(波形301)小于阈值设定参数(波形302)，判断结果(波形303)为低电平；频率测量结果(波形301)大于阈值设定参数(波形302)，判断结果(波形303)为高电平。

图5为本发明实施例提供的另一种压差传感器的信号波形图。参见图5，在本发明的一种实施方式中，可选地，设定频率测量结果(波形301)小于阈值设定参数(波形302)，判断结果为高电平(波形303)；频率测量结果(波形301)大于阈值设定参数(波形302)，判断结果为低电平(波形303)。

继续参见图4和图5，在本发明的一种实施方式中，可选地，设定测量频率(波形301)的频率越大，频率信号(波形304)的方波频率越大。

图6为本发明实施例提供的又一种压差传感器的信号波形图。参见图6，在本发明的一种实施方式中，可选地，设定测量频率(波形301)的频率越大，频率信号(波形304)的方波频率越小。

继续参见图4～图6，在本发明的一种实施方式中，可选地，在输出端口单元211在频率测量结果小于、等于或大于阈值设定参数时，均输出频率信号(方波)。

图7为本发明实施例提供的又一种压差传感器的信号波形图，图8为本发明实施例提供的又一种压差传感器的信号波形图。参见图7和图8，在本发明的一种实施方式中，可选地，若频率测量结果(波形301)大于阈值设定参数(波形302)，则输出端口单元211输出频率信号(方波)；若频率测量结果(波形301)小于阈值设定参数(波形302)，则输出端口单元211输出恒定电平信号。

需要说明的是，在上述各实施例中，对频率测量结果等于阈值设定参数的情况未作限定，在实际应用中，可以根据需要设定频率测量结果等于阈值设定参数时具体响应。

综上所述，本发明实施例设置压差传感器包括电容式压力传感元件106和处理模块105，电容式压力传感元件106的电容值与压差呈正相关，处理模块105用于根据电容值输出中断信号和频率信号。其中，中断信号表征压差是否超过阈值，频率信号表征压差大小。因此，本发明实施例不仅能够输出触发信号，而且能够实时检测压力的大小，从而有利于提升用户的体验。另外，一方面，在电子设备中，仅需设置一个本发明实施例所提供的压差传感器就能实现压差的测量，有利于降低成本、以及简化电子设备的结构；另一方面，在电子设备中，设置本发明实施例所提供的压差传感器不仅能够输出中断信号，还能够实时采集并输出表征压差大小的频率信号，从而无需设置主控芯片实时进行压力信号的采集。且与主控芯片相比，压差传感器的功耗较低，因此，有利于降低电子设备的整机功耗。综上所述，本发明实施例在降低成本和功耗的基础上，相应地，系统根据吸烟力度控制电子烟雾化器的雾化功率及烟雾量，从而给客户带来更加细腻的吸烟体验。

本发明实施例还提供了一种电子烟，电子烟包括如本发明任意实施例所提供的压差传感器，压差传感器设置于电子烟上。本发明实施例提供的电子烟的技术原理和产生的效果与上述压差传感器类似，这里不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。