[发明专利]改进的二维电阻阵列快速读出电路

权利要求书

1.一种改进的二维电阻阵列快速读出电路，包括控制器(1)、共用行线和列线的二维电阻阵列(2)、被测单元测量电路(3)，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(3)中运算放大器OPAi的反相输入端相连，被测单元测量电路(3)中运算放大器OPAi的同相输入端接地线，电阻单元R_ij的另一端与控制器(1)的x_cj端连接，控制器(1)的x_cj端输出高电平或低电平，其特征在于，所述被测单元测量电路(3)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；控制器(1)输出N个电平给列线，并且每个时刻N个电平中，只有一个高电平，对应模拟电压V_cc，其余都为低电平，对应模拟电压0，高电平对应的列线被选中；所述改进的二维电阻阵列快速读出电路还包括标准电阻行(4)、辅助测量电路(5)，所述标准电阻行(4)包括一行N个电阻值已知的标准电阻，用于接入所述M×N阻性传感器阵列，从而得到一个新的共用行线和列线的(M+1)×N电阻阵列；所述辅助测量电路(5)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(4)的行线与辅助测量电路(5)中运算放大器OPAs的反相输入端连接，辅助测量测量电路(5)中运算放大器OPAs的同相输入端接地。

2.如权利要求1所述的改进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、通过控制器(1)直接输出的列信号选择当前列即第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(3)的输出电压V_1j、V_2j、…、V_ij、…V_Mj，其中V_ij为：

式中，V_CC表示控制器(1)的电压电压值；R_Li表示被测单元测量电路(3)中运算放大器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(5)的电压输出V_Sj为：

式中，R_LS表示辅助测量电路(5)中运算放大器OPAs的负反馈电阻值；R_Sj表示标准电阻行(4)第j列的电阻值,

步骤3、将式(1)与式(2)相比计算得到当前列即第j列即的被测单元R_1j、R_2j、…、R_ij、…、R_Mj的精确阻值R_ij为：

式中，V_Sj表示辅助测量电路(5)的电压输出；R_Sj表示标准电阻行(4)第j列的电阻值；R_Li表示被测单元测量电路(3)中运算放大器OPAs的负反馈电阻值；R_LS表示辅助测量电路(5)中运算放大器OPAs的负反馈电阻值；V_ij表示被测单元测量电路(3)中运算放大器OPAi的输出电压。