力的电控制（电润湿)而在液滴致动器如液滴致动器1210中 的离散液滴上进行液滴操作。各液滴可以夹在液滴致动器1210的两个基板，由液滴操作间 隙分开的底部基板和顶部基板之间。底部基板可以包括电可寻址的电极的布置。顶部基板 可以包括基准电极平面，例如，由导电油墨或铟锡氧化物（ITO)制成。底部基板和顶部基板 可以涂覆有疏水材料。液滴操作是在液滴操作间隙中进行。围绕液滴的空间（即，在底部和 顶部基板之间的间隙）可以填充有不混溶的惰性流体，诸如硅油，以防止液滴的蒸发，并且 促进它们在设备内的运输。其他液滴操作可以通过改变电压激活的图案来起效果;各例子 包括各液滴的合并，分裂，混合以及分配。
[0091] 此外，液滴致动器1210包括一个或多个致动器上温度传感器和致动器上加热器 (即，一个或多个温度传感器-加热器对）。例如，液滴致动器1210包括72个温度传感器1212 和72个加热器1214,这形成72个温度传感器-加热器对。72个温度传感器1212可以是，例如， 图2的7-回路温度传感器、图3的5-回路温度传感器300、图4的3-回路温度传感器400、图5的 1-回路温度传感器500以及图6A的温度传感器600的任意组合200。72个加热器1214可以是， 例如，72个的图6B的加热器650。72个温度传感器1212中的每一个对应于72个加热器1214中 的一个。因此，一定的温度传感器1212可以被用来监测在液滴致动器1210中一定位置处的 温度，其可以使用其相应的加热器1214进行调整。
[0092]液滴致动器1210可以被设计为装配到微流体系统1200的仪器平台（未示出）上。仪 器平台可以保持液滴致动器1210并且容纳其他液滴致动器的功能，诸如，但不限于一个或 多个加热器设备以及一个或多个磁体(例如，永磁体或电磁体）。此外，为了支持液滴致动器 1210上的72个温度传感器1212和72个加热器1214,仪器平台可以包括多个电压测量传感器 板1220、可编程电流源1230以及多个加热器控制板1240。
[0093]在一个实施例中，多个电压测量传感器板1220中的每一个包括8-通道模拟到数字 转换器(ADC)1222。例如，ADC 1222支持8个差分通道。因此，为了支持72个温度传感器1212， 九个电压测量传感器板1220设置在微流体系统1200中。在此例子中，九个电压测量传感器 板1220中的每一个被电连接到九个温度传感器1212的端子T3和T4。更具体地，九个温度传 感器1212的端子T3和T4驱动九个各自的低通滤波器(LPFH224,其然后驱动九个各自的放 大器1226,其然后驱动九个各自的ADC 1222。在一个实施例中，LPF 1224为约77千赫，单极 低通滤波器。在一个实施例中，放大器1226是提供约13X放大的运算放大器。然而，更大的放 大是可能的。
[0094] 在一个实施例中，可编程电流源1230是供应液滴致动器1210上全部72个的温度传 感器1212的可编程的电流源。可编程电流源1230是，例如，具有14位分辨率和开/关或正/负 调制的0-200毫安的恒定电流源。在本例子中，可编程电流源1230被电连接到全部72个温度 传感器1212的端子Tl和T2。另外，感测电阻Rii麵与可编程电流源1230相关联。多路复用器 1228设置在电压测量传感器板1220的每一个通道的输入端处。多路复用器1228中的每一个 被用来在用于校准液滴致动器1210的温度传感器1212的微流体系统1200的校准程序期间 选择感测电阻R感》j。微流体系统1200的校准部分和液滴致动器1210的更多细节在下文参考 图13被示出并且进行描述。
[0095]在一个实施例中，多个加热器控制板1240中的每一个支持8个加热器1214。因此， 为了支持72个加热器1214,九个加热器控制板1240设置在微流体系统1200中。每个加热器 控制板1240的输入端是，例如，驱动SIP0(串行入，并行出）移位寄存器1242的同步串行输入 端。在每个加热器控制板1240上，SIPO移位寄存器1242的输出然后驱动8FET功率开关1244。 在每个加热器控制板1240上，8FET功率开关1244的输出然后驱动在液滴致动器1210上的加 热器1214中的8个，其中，每个加热器1214可以单独受控。
[0096]微流体系统1200的控制器1250被电耦合到本发明的各种硬件部件，诸如液滴致动 器1210、多个电压测量传感器板1220、可编程电流源1230以及多个加热器控制板1240。控制 器1250控制整个微流体系统1200的操作。控制器1200可以，例如，是通用计算机、专用计算 机、个人计算机或其他可编程数据处理装置。控制器1250用于提供处理能力，如存储，解释 和/或执行软件指令，以及控制系统的整体操作。控制器1250可以被配置并且编程，以控制 这些设备的数据和/或功率方面。例如，在一个方面中，相对于液滴致动器1210,控制器1250 通过激活/去激活各电极来控制液滴操纵。任选地，控制器1250可以与联网计算机1260进行 通信。联网计算机1260可以是，例如，任何集中式服务器或云服务器。
[0097]在操作中和在控制器1250的控制下，可编程电流源1230供应已知量的电流给温度 传感器1212。然后，电压测量传感器板1220被用来测量跨温度传感器1212中的每一个的电 压。然后，从温度传感器1212中的每一个测得的电压可以相关至温度。然后，如果需要的话， 加热器控制板1240被用来控制加热器1214,并且调整在液滴致动器1210处的温度，而每个 加热器1214可以独立地受控，并且跨液滴致动器1210的大的面积的温度可以独立地受控， 例如，以保持基本一致的或故意的空间或时间上变化的温度。
[0098]更具体地，偏移补偿方法被用来确定温度传感器1212的电阻以及推断温度。在一 个实施例中，〇. TC的自加热电流已被确定为约35毫安。因此，可编程电流源1230首先供应 约+35毫安，并且针对全部的温度传感器1212执行第一组电压测量。然后，可编程电流源 1230供应约-35毫安并且第二组电压测量被执行。然后执行计算以确定温度传感器1212中 的每一个的电阻以及然后电阻中的每一个被相关至温度。
[0099]图13示出显示了微流体系统1200的校准部分和液滴致动器1210的更多细节的方 框图。例如，液滴致动器1210可以包括任何数量的传感器1212。因此，图13显示温度传感器 1212-1至1212-n，其中，感测电阻器和温度传感器1212-1至1212-n与可编程电流源1230 串联连接。温度传感器1212-1至1212-n被连接到它们各自的多路复用器1228-1至1228-n的 第一输入端。而一个感测电阻器_1被连接到全部的多路复用器1228-1至1228-n的第二输 入端。
[0100] 在校准处理期间，多路复用器1228-1至1228-n被根据需要在选择感测电阻Rs鰂和 选择温度传感器1212-1至1212-n之间切换。然而，当液滴致动器1210是在使用时，多路复用 器1228-1至1228-n被设置成选择温度传感器1212-1至1212-n以便读取液滴致动器1210上 的温度。
[0101]图13显示液滴致动器1210的多个温度传感器1212的校准依赖于单个感测电阻器 R感则，其允许简单的校准处理。即，无论哪个温度传感器1212正在被校准，激励电流通过一个 感测电阻器R感则。此外，感测电阻器_1正由感测特定温度传感器1212的相同的ADC 1222进 行感测。例如，对于温度传感器1212-1，温度传感器1212-1和感测电阻器Rsii都正由ADC 1222-1进行感测。对于温度传感器1212-2,温度传感器1212-2和感测电阻器Rii鰂都正由ADC 1222-2进行感测，等等。
[0102] 图14显示曲线1400的一个例子，曲线1400是对于铜温度传感器1212在例如35毫安 的激励电流处的电阻对温度的曲线图。曲线1400显示具有一定的斜率m和截距b的传感器特 性曲线1410。即，传感器特性曲线1410显示关于电阻和温度的传递函数，它可以被用来从一 个值(例如，电阻)预测另一个值(例如，温度），或反之亦然。在另一个例子中，查找表或分段 函数可以被用来从电阻预测温度。
[0103] 电阻的温度依赖性由下面的公式给出：
[0104] R = R〇(l+a(T-To))
[0105] 其中:R =传感器迹线在温度T的电阻
[0106] Ro =传感器迹线在额定温度To的额定电阻
[0107] 阿尔法(a) =电阻的温度系数，具体对于T0
[0108] 例如，对于退火铜，a2Q为约0.393 % /摄氏度
[0109]在图14中所示的例子中，该数据是使用最小二乘技术用形式y=m*x+b的线性函数 进行拟合，导致斜率m = 2.110e-3并且截距b = 5.063e_l。由此，Ro和阿尔法可以被计算成是 Ro = O. 5485，并且阿尔法(a) =〇. 003847。通过两个等效线性函数R=m*T+b和R=Ro*( 1+阿尔 法* (T-To))的代数操作，Ro=mxTo+b并且a =m/R〇。对于这个例子，它遵循Rq = 〇. 5485欧姆以 及 a=m/R〇 = 〇.〇〇3847。
[0110] 传感器特性曲线1410显示迹线的电阻随温度变化，因此，在接近液滴致动器1210 的预期的工作温度的温度校准温度传感器1212可以是有利的。在曲线1400中所示的例子 中，其中，传感器特性曲线1410基本上是线性的，只在一个温度校准温度传感器1212是足够 的。然而，在其它实施例中，在两个不同的温度校准温度传感器1212可以是有利的。例如，在 使用具有非线性电阻/温度特性的材料时，在两个不同的温度校准温度传感器1212可以是 有利的。
[0111] 现在再次参考图13,校准处理的目的是：（1)确定温度传感器1212-1至1212-n中的 每一个在已知温度下的额定电阻Ro,如在20°C;以及（2)确定温度传感器1212-1至1212-n中 的每一个的电阻的温度系数a。优选地，校准温度被选择成与液滴致动器1210的预期工作温 度是大致相同的。感测电阻器Ri麵是已知的电阻值，因此通过读取跨感测电阻器Ri麵的电压， 通过感测电阻器R顧彳和全部的温度传感器1212-1至1212-n的电流可以被计算出来。然后，知 道了电流的量，电压被跨温度传感器1212-1至1212-n中的每一个进行测量以及然后温度传 感器1212-1至1212-n中的每一个的电阻可以被计算出来。该校准处理是在一定的温度下进 行。以这种方式，温度传感器1212-1至1212-n中的每一个在约20°C的额定电阻Ro被确定。
[0112] 校准的结果是：（1)在一定温度下的电阻以及(2)对于温度传感器1212-1至1212-n 中的每一个，在一定温度下电阻的温度系数a。此外，在多个温度下的多个值可以针对温度 传感器1212-1至1212-n中的每一个进行存储。
[0113] 校准过程的目标是独立于系统中的其他影响来获得感测迹线的电阻。电阻不是直 接测量的。相反，它被定义为跨设备的电压对通过它的电流的比率。正因为如此，精确地测 量电压和电流是非常重要的。因为该输出是比率，系统中的增益误差抵消。通过"比例化"测 量结果的差，偏移误差被减少。因此，相对于减少或基本上消除测量误差，处理可以被用来 选择性地测量感测迹线的电阻以及排除，例如由于，例如，模拟仪表中的热电压和其他常见 的长时间尺度误差(如偏移以及增益误差)的系统性的测量误差。即，在第一步骤中，在可编 程电流源1230设定第一电流值，然后针对温度传感器1212-1至1212-n中的每一个获取以及 存储第一差分电压测量结果。另外，针对感测电阻器R感?获取以及存储第一差分电压 测量结果Vi*i。
[0114] 在第二步骤中，在可编程电流源1230设定第二电流值，然后针对温度传感器1212-1至1212-n中的每一个获取以及存储第二差分电压测量结果V<_ 2。此外，对感测电阻器R應J 获取以及存储第二差分电压测量结果Υ?φ。
[0115] 在第三步骤中，电阻被计算为针对每个温度传感器1212的比率；即，电阻比率= dV/dI，其中dI = (I/R翻)X (V麵2_ V麵1)并且dV = Vf備2_ Vi_i。R感测的值被存储为仪器校准 的一部分(或者可以通过设计来足够好地进行控制）。使用已知的感测电阻器_1和各种测 量结果，感测迹线的电阻可以被计算出来。例如:R=(Vf?2 - Vf撼器1) / (V虜!i|2 - V感则1)。用迹 线的已知电阻，对于该迹线的已知的传递函数可以被用来确定该迹线的温度。
[0116] 应当理解的是，本发明的各个方面可以实施为方法、系统、计算机可读介质和/或 计算机程序产品。本发明的各方面可以采取硬件实施例、软件实施例(包括固件、驻留软件、 微代码等)或结合本文中全部可以一般地称为"电路"、"模块"或"系统"的软件和硬件方面 的实施例的形式。此外，本发明的方法可以采取具有在计算机可用存储介质中实施的计算 机可用程序代码的该介质上的计算机程序产品的形式。
[0117] 任何合适的计算机可用介质可以被用于本发明的软件方面。计算机可用或计算机 可读介质可以是，例如但不限于，电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介 质。计算机可读介质可以包括暂时性和/或非暂时性的实施例。计算机可读介质的更具体的 例子(非穷举列表)将包括以下中的一些或全部:具有一个或多个导线的电连接、便携式计 算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM)、只读存储器（R0M)、可擦除可编程只读存储器 (EPROM或闪存）、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、诸如支持因特网或内 联网的那些的传输介质或磁存储设备。注意到，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是 纸或在其上程序被打印的其他合适的介质，因为程序可以通过例如纸或其他介质的光学扫 描以电子方式获取，然后被编译，被解释或以合适的方式另外被处理，如果有必要，以及然 后存储在计算机存储器中。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是能 够含有，存储，通信，传播或运输通过或结合指令执行系统、装置或设备使用的程序的任何 介质。
[0118] 用于执行本发明的操作的程序代码可以用面向对象的编程语言如Java、 Smalltalk、C++或类似语言来编写。然而，用于执行本发明的操作的程序代码也可以用传统 的过程编程语言如"C"编程语言或类似的编程语言来编写。该程序代码可以由处理器、专用 集成电路(ASIC)或执行该程序代码的其他部件来执行。该程序代码可以被简称为存储在存 储器（如以上所讨论的计算机可读介质）中的软件应用程序。该程序代码可以引起处理器 (或任何处理器控制的设备）产生图形用户界面（"GUI"）。图形用户界面可以在视觉上产生 在显示设备上，但图形用户界面也可以具有可听功能。然而，该程序代码可以工作在任何处 理器控制的设备，诸如计算机、服务器、个人数字助理、电话、电视或利用处理器和/或数字 信号处理器的任何处理器控制的设备。
[0119] 该程序代码可以在本地和/或远程执行。该程序代码，例如，可以是全部或部分地 存储在处理器控制的设备的本地存储器中。然而，该程序代码也可以是至少部分远程地被 存储，被访问以及被下载到处理器控制的设备。例如，用户的计算机可以完全执行该程序代 码或仅部分地执行该程序代码。该程序代码可以是至少部分地在用户的计算机上及/或部 分地执行在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上的独立的软件包。在后一种场景 中，远程计算机可以通过通信网络被连接到用户的计算机。
[0120] 本发明可以不管联网环境而被施加。通信网络可以是一个有线网络中的无线电频 率域和/或因特网协议（IP)域中操作。然而，通信网络也可以包括分布式计算网络，诸如因 特网（有时可替换地称为"万维网"）、内联网、局域网（LAN)和/或广域网(WAN)。通信网络可 以包括同轴电缆、铜导线、光纤线路和/或混合式的同轴线路。通信网络甚至可以包括利用 电磁光谱的任何部分以及任何信令标准(如IEEE 802标准族、GSM/CDMA/TDMA或任何蜂窝标 准和/或ISM频段)的无线部分。通信网络甚至可以包括电力线部分，在其中信号经由电气布 线连通。本发明可以应用于任何无线/有线通信网络，而不管物理元件部分、物理配置或者 通信标准(多个）。