【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子信息领域，涉及一种传感器及二维电阻阵列的测量方法。
技术介绍
1、电阻传感器阵列用于提高各种可穿戴电子产品和健康传感相关应用(包括温度和触觉传感)的测量分辨率。为了大大降低传感器系统的复杂性和功能损耗，电阻传感器阵列通常采用共享行(m)和共享列(n)的结构来实现。实现这种阵列结构通常会使选中的电阻元件和相邻未被选中的电阻元件之间引入串扰电流。该串扰电流导致在测试传感器阵列中选中的电阻元件的阻值时，产生比较大的测量误差。现有技术中提出了一些解决方案能够消除串扰电流的影响，但这些方案只适合具有高阻值的电阻传感器阵列，对消除低阻值的电阻传感器阵列中存在串扰电流效应的研究不足。并且在大规模阵列中，现有解决方案的能性也会退化。
2、因此，基于上述问题，有必要进一步研究如何消除低阻值的电阻传感器阵列中存在的串扰电流效应，减小测量误差。
3、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种传感器及二维电阻阵列的测量方法，用于解决现有技术中，低阻值的电阻传感器阵列中存在串扰电流效应，从而造成测量误差较大的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种传感器，所述传感器包括：m行×n列电阻
3、各行驱动单元的输入端与电压源连接，输出端与所述电阻阵列中对应行电阻元件的第一端连接，用于驱动对应行的电阻元件；
4、各电压检测单元分别对对应行驱动单元的输出端电压进行检测，用于获得所述电阻阵列的驱动电压；
5、各列运算单元的输入端与所述电阻阵列中对应列电阻元件的第二端连接，输出端输出电压。
6、可选地，所述行驱动单元包括第一开关、第二开关、第一放大器、第二放大器、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；所述第一开关的一端连接电压源，另一端连接所述第一放大器的同相输入端；所述第二电阻r2的一端与所述第一放大器的同相输入端连接，另一端接地；所述第一放大器的反相输入端经由所述第三电阻r3连接所述第一放大器的输出端；所述第一电阻r1的第一端连接所述第一放大器的输出端，第二端作为所述行驱动单元的输出端；所述第二开关与所述第一电阻r1并联；所述第二放大器的同相输入端与所述第一电阻r1的第一端连接，反相输入端连接所述第一电阻r1的第二端，输出端通过所述第四电阻r4与所述第一放大器的反相输入端连接。
7、可选地，所述列运算单元包括第三放大器和反馈电阻；所述第三放大器的反相输入端作为所述列运算单元的输入端，同相输入端接地；所述反馈电阻串联于所述第三放大器的输出端和反相输入端之间。
8、本专利技术还提供一种电子装置，所述电子装置至少包括上述传感器。
9、本专利技术还提供一种二维电阻阵列的测量方法，基于上述传感器实现，其特征在于，所述二维电阻阵列的测量方法包括：选中目标电阻元件所在行对应的驱动单元，并驱动目标行电阻元件；未被选中的电阻元件两端设置为零电势；
10、所述电压检测单元通过对对应行驱动单元的输出端电压进行检测，获得目标行电阻元件的驱动电压；
11、基于目标电阻元件所在列的列运算单元获得目标电阻元件所在列的电流；
12、通过所述驱动电压和目标电阻元件所在列的电流计算得到所述目标电阻元件的阻值。
13、可选地，当所述行驱动单元包括第一开关、第二开关、开关单元、第一放大器、第二放大器、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；所述第一开关的一端连接电压源，另一端连接所述第一放大器的同相输入端；所述第二电阻r2的一端与所述第一放大器的同相输入端连接，另一端接地；所述第一放大器的反相输入端经由所述第三电阻r3连接所述第一放大器的输出端；所述第一电阻r1的第一端连接所述第一放大器的输出端，第二端作为所述行驱动单元的输出端；所述第二开关与所述第一电阻r1并联；所述第二放大器的同相输入端与所述第一电阻r1的第一端连接，反相输入端连接所述第一电阻r1的第二端，输出端通过所述第四电阻r4与所述第一放大器的反相输入端连接时；
14、选中目标电阻元件所在行对应的驱动单元中所述第一开关和所述第二开关闭合；未被选中的目标行电阻元件所在行对应的驱动单元中所述第一开关和所述第二开关断开。
15、可选地，当所述列运算单元包括第三放大器和反馈电阻；所述第三放大器的反相输入端作为所述列运算单元的输入端，同相输入端接地；所述反馈电阻串联于所述第三放大器的输出端和反相输入端之间时；
16、获得所述第三放大器的输出电压和所述反馈电阻的阻值，并基于公式可计算得出目标电阻元件所在列的电流。
17、其中，vout为所述第三放大器的输出电压，rf为所述反馈电阻的阻值，if为目标电阻元件所在列的电流。
18、可选地，所述目标电阻元件的阻值满足如下关系式：
19、
20、其中，rx为目标电阻元件的阻值，va为所述驱动电压。
21、如上所述，本专利技术提供了一种传感器，具有以下有益效果：
22、1、本专利技术既能够消除低阻值的电阻传感器阵列中存在的串扰电流效应，同时还能消除与第一电阻r1并联的第二开关的寄生电阻带来的误差，从而整体上减小了电阻传感器阵列的测量误差。
23、2、本专利技术应用于可穿戴设备中，使用尺寸较小的连接线，进一步降低了生产材料的成本。
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1.一种传感器，其特征在于，所述传感器包括：M行×N列电阻元件构成的电阻阵列，M个行驱动单元，M个电压检测单元以及N个列运算单元；其中M为行的数量、N为列的数量，M、N均为大于1的自然数；
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述行驱动单元包括第一开关、第二开关、第一放大器、第二放大器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第一开关的一端连接电压源，另一端连接所述第一放大器的同相输入端；所述第二电阻R2的一端与所述第一放大器的同相输入端连接，另一端接地；所述第一放大器的反相输入端经由所述第三电阻R3连接所述第一放大器的输出端；所述第一电阻R1的第一端连接所述第一放大器的输出端，第二端作为所述行驱动单元的输出端；所述第二开关与所述第一电阻R1并联；所述第二放大器的同相输入端与所述第一电阻R1的第一端连接，反相输入端连接所述第一电阻R1的第二端，输出端通过所述第四电阻R4与所述第一放大器的反相输入端连接。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述列运算单元包括第三放大器和反馈电阻；所述第三放大器的反相输入端作为所述列运算单
4.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置至少包括如权利要求1～4任意一项所述的传感器。
5.一种二维电阻阵列的测量方法，基于如权利要求1～4任意一项所述的传感器实现，其特征在于，所述二维电阻阵列的测量方法包括；
6.根据权利要求6所述的二维电阻阵列的测量方法，其特征在于：当所述行驱动单元包括第一开关、第二开关、第一放大器、第二放大器、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第一开关的一端连接电压源，另一端连接所述第一放大器的同相输入端；所述第二电阻R2的一端与所述第一放大器的同相输入端连接，另一端接地；所述第一放大器的反相输入端经由所述第三电阻R3连接所述第一放大器的输出端；所述第一电阻R1的第一端连接所述第一放大器的输出端，第二端作为所述行驱动单元的输出端；所述第二开关与所述第一电阻R1并联；所述第二放大器的同相输入端与所述第一电阻R1的第一端连接，反相输入端连接所述第一电阻R1的第二端，输出端通过所述第四电阻R4与所述第一放大器的反相输入端连接时；
7.根据权利要求6所述的二维电阻阵列的测量方法，其特征在于：当所述列运算单元包括第三放大器和反馈电阻；所述第三放大器的反相输入端作为所述列运算单元的输入端，同相输入端接地；所述反馈电阻串联于所述第三放大器的输出端和反相输入端之间时；
8.根据权利要求9所述的二维电阻阵列的测量方法，其特征在于：所述目标电阻元件的阻值满足如下关系式：
...【技术特征摘要】
1.一种传感器，其特征在于，所述传感器包括：m行×n列电阻元件构成的电阻阵列，m个行驱动单元，m个电压检测单元以及n个列运算单元；其中m为行的数量、n为列的数量，m、n均为大于1的自然数；
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述行驱动单元包括第一开关、第二开关、第一放大器、第二放大器、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4；所述第一开关的一端连接电压源，另一端连接所述第一放大器的同相输入端；所述第二电阻r2的一端与所述第一放大器的同相输入端连接，另一端接地；所述第一放大器的反相输入端经由所述第三电阻r3连接所述第一放大器的输出端；所述第一电阻r1的第一端连接所述第一放大器的输出端，第二端作为所述行驱动单元的输出端；所述第二开关与所述第一电阻r1并联；所述第二放大器的同相输入端与所述第一电阻r1的第一端连接，反相输入端连接所述第一电阻r1的第二端，输出端通过所述第四电阻r4与所述第一放大器的反相输入端连接。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述列运算单元包括第三放大器和反馈电阻；所述第三放大器的反相输入端作为所述列运算单元的输入端，同相输入端接地；所述反馈电阻串联于所述第三放大器的输出端和反相输入端之间。
4.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置至少包括如权利要求1～4任意一项所述的传感器。...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洹千，李凌云，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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