[发明专利]二维电阻阵列快速读出电路

权利要求书

1.一种二维电阻阵列快速读出电路，包括列多路选择器(1)、共用行线和列线的二维电阻阵列(2)、列扫描控制器(3)、被测单元测量电路(4)，所述二维电阻阵列(2)包括分别作为共用行线和共用列线的两组正交线路及按照M×N的二维结构分布的电阻阵列，阵列中的各个电阻单元一端连接相应的行线，另一端连接相应的列线，处于第i行、第j列的电阻单元用R_ij表示，其中i＝1…M，M为行数，j＝1…N，N为列数，电阻单元R_ij的一端与被测单元测量电路(4)中运算放大器OPAi的反相输入端相连，被测单元测量电路(4)中运算放大器OPAi的同相输入端接地线，电阻单元R_ij的另一端与列多路选择器(1)的x_cj端连接，列多路选择器(1)的a_c1、a_c2、…、a_cN端口接基准电压源V_I，列多路选择器(1)的b_c1、b_c2、…、b_cN端口接地，列扫描控制器(4)输出列扫描控制信号，列扫描控制信号控制列多路选择器(1)，其特征在于，所述被测单元测量电路(4)中包括M个运算放大器OPAi和M个负反馈电阻R_Li，i＝1，2，3，……，M，负反馈电阻R_Li与运算放大器OPAi一一对应设置，负反馈电阻R_Li的两端分别连接运算放大器OPAi的反相输入端、输出端，M个运算放大器OPAi的反相输入端分别与二维电阻阵列的M个行线一一相连，所述二维电阻阵列快速读出电路还包括标准电阻行(5)、辅助测量电路(6)，所述标准电阻行(5)包括一行N个电阻值已知的标准电阻，用于接入M×N阻性传感器阵列，得到共用行线和列线的(M+1)×N电阻阵列；所述辅助测量电路(6)包括一个运算放大器OPAs和一个负反馈电阻R_LS，负反馈电阻R_LS的两端分别连接运算放大器OPAs的反相输入端、输出端，所述标准电阻行(5)的行线与辅助测量电路(6)中运算放大器OPAs的反相输入端连接，辅助测量电路(6)中运算放大器OPAs的同相输入端接地。

2.如权利要求1所述的二维电阻阵列快速读出电路，其特征在于：当前被测电阻单元R_ij，i＝1…M，j＝1…N，的精确测量值采用如下计算方法求得：

步骤1、通过列多路选择器(1)选择当前列即第j列的被测单元R_1j、R_2j、…、R_ij、…、R_Mj，测量得到被测单元测量电路(4)的输出电压V_1j、V_2j、…、V_ij、…V_Mj，其中V_ij为：

式中，V_I表示基准电压源的电压值；R_Li表示被测单元测量电路(4)中第i行运算放大器OPAi的负反馈电阻值；R_ij表示二维阻性传感阵列第i行第j列的电阻值；

步骤2、同时选定当前参比标准电阻R_sj，测量得到辅助测量电路(6)的电压输出V_Sj为：

式中，R_LS表示辅助测量电路(6)中运算放大器OPAs的负反馈电阻值；R_Sj表示标准电阻行(5)第j列的电阻值；

步骤3、将式(1)与式(2)相比计算得到当前被测单元R_1j、R_2j、…、R_ij、…、R_Mj的精确阻值为：

式中，V_Sij表示标准电阻行(5)所在的辅助测量电路(6)的输出电压；R_Sj表示标准电阻行(5)第j列的电阻值；R_Li表示被测单元测量电路(4)中第i行运算放大器OPAi的负反馈电阻值；R_LS表示辅助测量电路(6)中运算放大器OPAs的负反馈电阻值；被测单元测量电路(4)中运算放大器OPAi的输出电压表示为V_ij。