基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路的制作方法_2

文档序号:9862811阅读:来源:国知局
第y列中每个阻性传感器的电阻值,y = l,2,…,N:
[0015]
[0016] 式中,Rxy表示当前待测的第y列中的第X行阻性传感器的电阻值;化X表示阻性传感 器阵列中第X行行线所对应测试电流采样电阻的电阻值;Vi为基准电压源所提供的基准电 压;Vxy、Vex分别表示在选通第y列的情况下,阻性传感器阵列中第X行行线所对应测试电流 采样电阻与相应电流反馈运放输出端所连接一端W及与第X行行线所连接一端的电势;x = 1,2,... ,Μ。
[0017] -种传感系统,包括阻性传感器阵列及相应的读出电路,所述阻性传感器阵列为 共用行线和列线的ΜΧΝ二维阻性传感器阵列,所述读出电路为W上任一技术方案所述基于 二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路。
[0018] 相比现有技术,本发明具有W下有益效果:
[0019] 1.本发明是针对阻性传感器阵列的检测需要,在不提高阵列互连复杂性的基础 上,W二线制等电势法为关键技术,有效消除了多路选择器的通道导通电阻、测试线缆接头 的触点电阻、长测试线缆所导致的串扰误差,提高了测量精度,同时扩大了阻性传感器阵列 中物理量敏感电阻的阻值范围;而且本发明还可有效消除空间电磁噪声的干扰;
[0020] 2.使得低成本的、通道导通电阻较大的多路选择器可W被应用于阻性传感器阵 列,降低了测试电路的成本;
[0021] 3.消除了阻值随时间和触点接触状态而变化的线缆接头触点对阻性传感器阵列 测量精度的影响,使得应用系统可W通过方便插拔的插头、插座更换阻性传感器阵列或其 测试电路,同时能保证应用系统的测量精度。
[0022] 4.消除了长测试线缆所导致的串扰误差,使得长测试线缆能被应用于阻性传感器 阵列,特别适用于对测试电路空间尺寸有要求的柔软阻性传感阵列测量。
[0023] 5.本发明快速读出电路只需要通过最多Ν次扫描,即可检测出阻性传感器阵列中 所有物理量敏感电阻的精确阻值,扫描测量速度高,周期短,可W有效减小时间对阻性传感 阵列带来的影响。
【附图说明】
[0024] 图1为共用行线和列线的ΜΧΝ二维阻性传感器阵列结构示意图;
[0025] 图2为现有共用行列线阻性传感器阵列的等电势法快速读出电路原理图;
[0026] 图3为图2读出电路的读出原理等效图;
[0027] 图4为本发明读出电路一个具体实施例的原理图;
[002引图5为图4读出电路的读出原理等效图;
[0029 ]图6为本发明读出电路另一个具体实施例的原理图;
[0030]图7为图6读出电路的读出原理等效图。
【具体实施方式】
[0031 ]下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:
[0032] 图2显示了一种现有共用行列线阻性传感器阵列的等电势法快速读出电路原理, 图中的当前待测阻性传感器Rxy为MXN共用行列线阻性传感器阵列中的Rii,图3为图2读出 电路的读出原理等效图。在该电路中,阵列的每根行线或列线和读出电路之间都只有一根 连接线。该电路在理想工作状态下,所有列线二选一多路开关的触点电阻Rsc、驱动连接线的 引线电阻和接头触点电阻的累加电阻化。被忽略,运样Rxy所在列线的电压Vw = Vxy,其它列线 的电压为0;同时等电流Μ选一多路开关的触点电阻Rsr、等电流连接线的引线电阻和接头触 点电阻的累加电阻化r被忽略,由于理想电流反馈运放的作用,被测单元所在行线电压Vrx = 0。由于其它列线的电压与Vrx相等,因此被测单元的(N-1)个行相邻单元上的电流为0;同时 由于电流反馈运放的反相输入端阻抗很大,其漏电流被忽略,运样Rxy上的电流Ixy和测试电 流设走电阻Rset上的电流Iset相專为Iset二-Vl/Rset二Vxy/Rxy。由于Vl和Rset已知,Rxy上的电压 Vxy可W测量得到,进而可W计算出Rxy。
[0033] 而该电路在实际工作情况下,由于被测单元的列线二选一多路开关的触点电阻 Rs。、驱动连接线的引线电阻和接头触点电阻的累加电阻化。的存在,导致Vw与Vi不相等;同 时由于被测单元的行线方向上的等电流连接线的引线电阻和接头触点电阻的累加电阻化r 的存在,导致Vrx与0不相等。行连接线缆、列连接线缆和多路开关的触点电阻所导致的运几 个主要因素破坏了等电势法测试电路的理想隔离工作条件,使得Rxy测量误差变大。
[0034] 为了克服图2读出电路所存在的缺点,消除连接线缆的引线电阻、线缆接头的触点 电阻和多路开关的通道导通电阻等的影响,本发明提出了一种基于二线制等电势法的阻性 传感器阵列快速读出电路,利用双连接线的等电势法来快速地读出共用行列线阻性传感器 阵列中各传感器的电阻值。
[0035] 本发明所提出的快速读出电路包括:列多路选择器、基准电压源,与阻性传感器阵 列的Μ条行线一一对应的Μ个电流反馈运放和Μ个测试电流采样电阻,与阻性传感器阵列的Ν 条列线一一对应的Ν个列线驱动运放,W及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分 别设置的两根连接线;每一条列线通过其一根连接线与其所对应列线驱动运放的反相输入 端连接,并通过其另一根连接线与其所对应列线驱动运放的输出端连接;每一条行线通过 其一根连接线与其所对应电流反馈运放的反相输入端连接,并通过其另一根连接线与其所 对应测试电流采样电阻的一端连接,其所对应电流反馈运放的输出端连接其所对应测试电 流采样电阻的另一端;各电流反馈运放的同相输入端均与零电位连接;所述列多路选择器 可使得阻性传感器阵列中任意一条列线所对应列线驱动运放的同相输入端与基准电压源 连接或者与零电位连接。
[0036] 本发明所提出快速读出电路还可W采用另外一种结构,即将W上技术方案中的零 电位位置与基准电压源位置互换,具体如下:
[0037] 所述快速读出电路包括:列多路选择器、基准电压源,与阻性传感器阵列的Μ条行 线一一对应的Μ个电流反馈运放和Μ个测试电流采样电阻,与阻性传感器阵列的Ν条列线一 一对应的Ν个列线驱动运放,W及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分别设置的 两根连接线;每一条列线通过其一根连接线与其所对应列线驱动运放的反相输入端连接, 并通过其另一根连接线与其所对应列线驱动运放的输出端连接;每一条行线通过其一根连 接线与其所对应电流反馈运放的反相输入端连接,并通过其另一根连接线与其所对应测试 电流采样电阻的一端连接,其所对应电流反馈运放的输出端连接其所对应测试电流采样电 阻的另一端;各电流反馈运放的同相输入端均与基准电压源连接;所述列多路选择器可使 得阻性传感器阵列中任意一条列线所对应列线驱动运放的同相输入端与基准电压源连接 或者与零电位连接。
[0038] 为了便于公众理解,下面W两个具体实施例来对本发明技术方案进行详细说明。
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