[發明專利]改進的二維電阻陣列快速讀出電路

有效

• 申請號: 201611144736.1
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106595721B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 王蕾
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01D5/165
• 分類號: G01D5/165
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種改進的二維電阻陣列快速讀出電路，包括控制器(1)、共用行線和列線的二維電阻陣列(2)、被測單元測量電路(3)，所述二維電阻陣列(2)包括分別作為共用行線和共用列線的兩組正交線路及按照M×N的二維結構分布的電阻陣列，陣列中的各個電阻單元一端連接相應的行線，另一端連接相應的列線，處于第i行、第j列的電阻單元用R_ij表示，其中i＝1…M，M為行數，j＝1…N，N為列數，電阻單元R_ij的一端與被測單元測量電路(3)中運算放大器OPAi的反相輸入端相連，被測單元測量電路(3)中運算放大器OPAi的同相輸入端接地線，電阻單元R_ij的另一端與控制器(1)的x_cj端連接，控制器(1)的x_cj端輸出高電平或低電平，其特征在于，所述被測單元測量電路(3)中包括M個運算放大器OPAi和M個負反饋電阻R_Li，i＝1，2，3，……，M，負反饋電阻R_Li與運算放大器OPAi一一對應設置，負反饋電阻R_Li的兩端分別連接運算放大器OPAi的反相輸入端、輸出端，M個運算放大器OPAi的反相輸入端分別與二維電阻陣列的M個行線一一相連；控制器(1)輸出N個電平給列線，并且每個時刻N個電平中，只有一個高電平，對應模擬電壓V_cc，其余都為低電平，對應模擬電壓0，高電平對應的列線被選中；所述改進的二維電阻陣列快速讀出電路還包括標準電阻行(4)、輔助測量電路(5)，所述標準電阻行(4)包括一行N個電阻值已知的標準電阻，用于接入所述M×N阻性傳感器陣列，從而得到一個新的共用行線和列線的(M+1)×N電阻陣列；所述輔助測量電路(5)包括一個運算放大器OPAs和一個負反饋電阻R_LS，負反饋電阻R_LS的兩端分別連接運算放大器OPAs的反相輸入端、輸出端，所述標準電阻行(4)的行線與輔助測量電路(5)中運算放大器OPAs的反相輸入端連接，輔助測量測量電路(5)中運算放大器OPAs的同相輸入端接地。

2.如權利要求1所述的改進的二維電阻陣列快速讀出電路，其特征在于：當前被測電阻單元R_ij，i＝1…M，j＝1…N，的精確測量值采用如下計算方法求得：

步驟1、通過控制器(1)直接輸出的列信號選擇當前列即第j列的被測單元R_1j、R_2j、…、R_ij、…、R_Mj，測量得到被測單元測量電路(3)的輸出電壓V_1j、V_2j、…、V_ij、…V_Mj，其中V_ij為：

式中，V_CC表示控制器(1)的電壓電壓值；R_Li表示被測單元測量電路(3)中運算放大器OPAi的負反饋電阻值；R_ij表示二維阻性傳感陣列第i行第j列的電阻值,

步驟2、同時選定當前參比標準電阻R_sj測量得到輔助測量電路(5)的電壓輸出V_Sj為：

式中，R_LS表示輔助測量電路(5)中運算放大器OPAs的負反饋電阻值；R_Sj表示標準電阻行(4)第j列的電阻值,

步驟3、將式(1)與式(2)相比計算得到當前列即第j列即的被測單元R_1j、R_2j、…、R_ij、…、R_Mj的精確阻值R_ij為：

式中，V_Sj表示輔助測量電路(5)的電壓輸出；R_Sj表示標準電阻行(4)第j列的電阻值；R_Li表示被測單元測量電路(3)中運算放大器OPAs的負反饋電阻值；R_LS表示輔助測量電路(5)中運算放大器OPAs的負反饋電阻值；V_ij表示被測單元測量電路(3)中運算放大器OPAi的輸出電壓。