[发明专利]一种压敏传感器阵列的信号处理电路及方法

权利要求书

1.一种压敏传感器阵列的信号处理电路，其包括一个M行N列的压敏传感器阵列，以及可以输出正负激励电压的激励源；其中压敏传感器阵列具有M×N个采用电桥形式连接的传感器单元，每个单元具有正激励输入、负激励输入以及正输出、负输出四个端口，所述各传感器单元的正激励短接至正激励电压，所述各传感器单元的负激励短接至负激励电压；其特征在于所述传感器阵列的同一行的传感器单元的正输出短接作为该行的输出，所述传感器阵列同一列的传感器单元的负输出短接作为该列的输出；整个传感器阵列具有一个正激励输入、一个负激励输入、M个行输出信号，以及N个列输出信号。

2.如权利要求1所述的压敏传感器阵列的信号处理电路，其特征在于所述信号处理电路还包括一个模拟数字转换电路，至少包括一个模数转换器，以将上述传感器阵列的行、列输出信号转换为数字信号。

3.如权利要求2所述的压敏传感器阵列的信号处理电路，其特征在于所述行输出信号中任意一个和列输出信号中任意一个组成一对差分信号送入模拟数字转换电路转换。

4.如权利要求2所述的压敏传感器阵列的信号处理电路，其特征在于所述信号处理电路还包括一个伪半桥电路，具有正激励输入以及负激励输入，分别接上述正激励电压和负激励电压；该伪半桥电路还具有一个输出信号，该信号大小由激励源正负电压决定，不随压力变化；上述行、列输出信号分别和该伪半桥电路输出信号组成信号对输入模拟数字转换电路进行转换。

5.一种压敏传感器阵列的信号处理电路的处理方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

1)将M个行输出信号和N个列输出信号组合成M×N个差分信号；

2)将上述组合的差分信号分别送入模拟数字转换电路转换为数字信号，一共需转换M×N次；

3)将转换的数字信号进行排序处理；

4)至少将排序中的数字信号的最大值作为施加在压敏传感器阵列上的压力信号。

6.如权利要求5所述的压敏传感器阵列的信号处理电路的处理方法，其特征在于当M＝1或者N＝1时，将转换的数字信号中从大到小排序的前两个值的平均值作为施加在压敏传感器阵列上的压力信号；当M>1且N>1时，将转换的数字信号中从大到小排序的前四个值的平均值作为施加在压敏传感器阵列上的压力信号。

7.如权利要求6所述的压敏传感器阵列的信号处理电路的处理方法，其特征在于上述平均值还需乘上一个大于1的预设系数得到施加在压敏传感器阵列上的压力信号；所述的预设系数由传感器的结构、形变体的特性有关。

8.如权利要求5所述的压敏传感器阵列的信号处理电路的处理方法，当所述电路包括有伪半桥电路时，其特征在于所述方法包括：

1)将M个行输出信号和N个列输出信号分别和伪半桥输出信号组成信号对；

2)当伪半桥电路输出信号作为负端输入，将上述组合的信号对负端输入分别送入模拟数字转换电路转换为数字信号，一共需转换M+N次；

3)将转换的数字信号按照行输出信号组合和列输出信号组合分别进行排序处理；

4)至少将行输出信号组合和列输出信号组合排序中的最大值的差值作为施加在压敏传感器阵列上的压力信号。

9.如权利要求8所述的压敏传感器阵列的信号处理电路的处理方法，其特征在于当M＝1或者N＝1时，将转换的数字信号中列输出信号组合(M＝1时)或者行输出信号组合(N＝1时)按从大到小排序的前两个值的平均值作为施加在压敏传感器阵列上的压力信号；当M>1且N>1时，将转换的数字信号中列输出信号组合和行输出信号组合分别按从大到小排序，再将行输出信号组合的排序前两大的值分别和列输出信号组合排序的前两大值相减得到四个差值，再将四个差值的平均值作为施加在压敏传感器阵列上的压力信号。

10.如权利要求9所述的压敏传感器阵列的信号处理电路的处理方法，其特征在于上述平均值还需乘上一个大于1的预设系数得到施加在压敏传感器阵列上的压力信号。