一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列测试电路的制作方法_2

文档序号:9928640阅读:来源:国知局
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。
【附图说明】
[0023] 图1为共用行线和列线的MXN二维阻性传感器阵列结构示意图;
[0024] 图2为现有共用行列线阻性传感器阵列的等电势法测试电路原理图;
[0025] 图3为图2测试电路的测试原理等效图;
[0026] 图4为本发明测试电路一个具体实施例的原理图;
[0027] 图5为图4测试电路的测试原理等效图;
[0028] 图6为本发明测试电路另一个具体实施例的原理图;
[0029] 图7为图6测试电路的测试原理等效图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:
[0031] 共用行列线阻性传感器阵列的等电势法测试电路原理如图2所示,图3为其测试原 理等效图,图中的当前被测单元Rxy为MXN共用行列线阻性传感器阵列中的Rii。在该电路 中,阵列的每根行线或列线和测试电路之间都只有一根连接线。在该测试电路中,阵列的每 根行线或列线和测试电路之间都只有一根连接线。该测试电路在理想工作状态下,所有列 线二选一多路开关的通道导通电阻Rs。、驱动连接线的引线电阻和接头触点电阻的累加电阻 化。被忽略,运样Rxy所在列线的电压Vw = Vi,其它列线的电压为0;同时等电流M选一多路开 关的通道导通电阻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 于理想等电流驱动运放的作用,被测单元所在行线电压Vrx=0。同时由于其它列线的电压为 0,因此被测单元的(N-I)个行相邻单元上的电流为0;同时由于等电流驱动运放的反相输入 端阻抗很大,其漏电流被忽略,运样Rxy上的电流Ixy和测试电流采样电阻Rtest上的电流Itest 相專为I test二-Vl/Rxy二Vtest/Rtest。由于Vl和Rtest已知,Rtest上的电压Vtest可W测里得到,进 而可 W 计算出Rxy 二-Rtest X Vl/Vtest。
[0032] 而该测试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通道导 通电阻Rsc、驱动连接线的引线电阻和接头触点电阻的累加电阻Rlc的存在,导致Vcy与Vi不相 等;同时由于被测单元的行线方向上的行线二选一多路开关的通道导通电阻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通道导通电阻所导致的运两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。
[0033] 为了克服图2测试电路所存在的缺点,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 传感器阵列测试电路,利用双连接线的等电势法来测量共用行列线阻性传感器阵列。图4显 示了本发明测试电路一个具体实施例的基本原理,图中的当前被测单元Rxy为MXN共用行列 线阻性传感器阵列中的Rii;图5为图4测试电路的测试原理等效图。相比图2的现有测试电 路,如图4所示,本发明在MXN共用行列线阻性传感器阵列的每根行线和列线都额外增加一 根连接线,即每一根列线和行线都对应两根连接线(为了便于区别,从功能角度考虑,下文 将同一列线的两根连接线分别称为驱动连接线、驱动采样跟随连接线,将同一行线的两根 连接线分别称为等电流连接线、等电势连接线);同时在测试电路的每一个列驱动端都增加 一个运算放大器,该运算放大器用作列线驱动运放。运样在双连接线的等电势法测试电路 中有一个等电流驱动运放和N个列线驱动运放,在每个列线驱动运放的同相输入端都对应 连接有一个列线二选一多路开关,在等电流驱动运放的反相输入端和行线间接有一个等电 势M选一多路开关,在测试电流采样电阻Rtest和行线间也接有一个等电流M选一多路开关; 亦即,每条行线通过一根等电势连接线与等电势M选一多路开关的对应独立端连接,并通过 另一根等电流连接线与等电流M选一多路开关的对应独立端连接;等电势M选一多路开关的 公共端与等电流驱动运放的反相输入端连接,等电流驱动运放的同相输入端连接零电位; 等电流M选一多路开关的公共端与测试电流采样电阻一端连接,测试电流采样电阻另一端 与等电流驱动运放的输出端连接。
[0034] 如图4所示,共用行列线阻性传感器阵列的每根列线通过一根驱动连接线与其相 应列线驱动运放的输出端相连,同时该列线通过另一根驱动采样跟随连接线与其相应列线 驱动运放的反相输入端相连;每个列线驱动运放的同相输入端通过与其相对应的一个列线 二选一多路开关的公共端与零电位或基准电压Vi连接;测试时通过列线二选一多路开关将 被测单元所在的列线驱动运放的同相输入端接通基准电压VI,其它列线的列线驱动运放的 同相输入端接通零电位。在列线驱动运放的驱动能力足够的前提下,由于列线驱动运放的 虚短作用,其所在列线的电压跟随其同相输入端电压变化,从而被测单元所在的列线电压 Vcy等于VI,其它列线电压为0。运样就实现了驱动连接线的引线电阻及其接头触点电阻的累 积电阻化C的虚拟隔离,从而消除化C对测试结果的影响。同时由于列线驱动运放的输入阻抗 与列线二选一多路开关通道导通电阻的阻值Rsc相比非常大,由于列线驱动运放的虚断作 用,因此列线驱动运放的同相输入端电压与列线二选一多路开关的输入电压(零电位或基 准电压Vi)相等,可消除双连接线的等电势法电路中Rsc对Rxy测量结果的影响。
[0035] 如图4所示,共用行列线阻性传感器阵列的每根行线通过一根等电流连接线与等 电流M选一多路开关的一个对应独立端相连,同时该等电流M选一多路开关的公共端连接测 试电流采样电阻Rtest,测试时仅被测单元所在行的行线被等电流M选一多路开关所选通,而 其它行线悬空,从而仅被测单元所在行的行线连接Rtest;每根行线还通过另一根等电势连 接线与等电势M选一多路开关的一个对应独立端相连,同时该等电势M选一多路开关的公共 端连接等电流驱动运放的反相输入端,测试时仅被测单元所在行线被等电势M选一多路开 关选通,其它行线悬空,从而仅被测单元所在行线连接等电流驱动运放的反相输入端。待测 阻性传感器所在列线电压跟随Vi的变化,测试电流Ixy首先经过待测阻性单元到其行线,其 次经过等电流M选一多路开关连接Rtest,而后连接到等电流驱动运放的输出端,同时待测阻 性单元行线电压也连接到等电流驱动运放的反相端。由于等电流驱动运放反相输入端的输 入阻抗很大,远远大于等电势M选一多路开关的开关通道导通电阻Rsr和等电势连接线的引 线电阻及其接头触点电阻化r的累加和,可W认为等电流驱动运放反相输入端的电压和被测 单元所在行线电压相等,其值为0;而由于等电流驱动运放反相输入端的输入阻抗很大,远 远大于Rtest、等电流M选一多路开关的开关通道导通电阻Rsr和等电流连接线的引线电阻及 其接头触点电阻化r的累计电阻Rer,因此等电流驱动运放反相输入端的漏电流可W忽略;而 同时其它列线与被测行线保持相等的零电位,被测单元的行相邻单元上的漏电流为零。因 此Rtest和Rxy上的通过电流相等,该电流也同时通过等电流M选一多路开关的开关通道导通 电阻、等电流连接线的引线电阻、等电流连接线接头触点电阻等共同导致的累积电阻Rer,而 电流值不变。由于Rtest和Rxy上的电流相等,由于Rtest已知,那么如果知道Rtest两端的精确电 压,就可W确定精确的Ixy。而Vtest可W测量得到,从而可计算出精确地Rxy。
[0036] 但由于累积电阻Rer的存在,导致通过Rtest的电流为Ixy = Vtest/(Rtest+Rer)=-Vl/Rxy 与理想电流Iideal = Vtest/Rtest有区别,累积电阻Rer导致的误差电压为Ve,因此如果忽略Rer的 影响将导致被测单元的测试结果产生额外的误差。由于Rxy、Rtest和Rer上流过的电流相等,因 此我们可W采用Rxy = Rtest X Vl/ ( Ve-Vtest)求得Rxy的阻值。可W发现在该式没有Rer存在,Rer 的影响被彻底消除。由于Rtest和Vl已知,而Ve和Vtest我们可测量得到,最终实现Rxy真值的测 定。具体地,对于所述阻性传感器
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1