[实用新型]基于分压法的微型压阻传感器阵列测量电路

说明书

本实用新型公开了一种基于分压法的微型压阻传感器阵列测量电路，包括内置ADC的MCU和微型压阻传感器阵列分压电路；所述微型压阻传感器阵列分压电路由微型压阻传感器阵列和分压电阻组成，其中，微型压阻传感器阵列由n个微型压阻传感器组成，n个微型压阻传感器一端与MCU的通用IO口一一对应连接，其另一端一方面与MCU的一个ADC接口连接，另一方面与分压电阻一端连接，分压电阻另一端接地，且每个微型压阻传感器均与分压电阻形成一条电阻分压支路；MCU的通用IO口根据其三态特性选通一条电阻分压支路同时屏蔽其他电阻分压支路，MCU的内置ADC经ADC接口采集分压电阻两端电压值，测量电路体积小、精度高。

技术领域

本实用新型属于压阻传感器阵列测量技术领域，涉及一种基于分压法的微型压阻传感器阵列测量电路。

背景技术

微型压阻式传感器阵列因其制造成本低、结构简单而应用广泛，在机器人、医疗与健康监测等领域中，机器人的触觉感知、医疗健康监测设备中的人体受力感知等均广泛应用了微型压阻式传感器，且因其空间有限，对传感器的测量电路也有微型化的需求，因此对微型压阻式传感器的测量电路也必然需要进行微型化处理。压阻式传感器的作用是将压力的变化转换为电阻的变化，所以通过测量压阻式传感器的电阻就能计算出传感器受到的压力，因此微型压阻式传感器阵列的电阻测量电路研究也受到了广泛关注。传统的多路电阻测量电路主要分为恒流法、分压法、电桥法和时间常数法等。例如公开号为CN208477016U的实用新型专利公开了一种基于恒流法的多通道电阻测量电路，其测量精度高度依赖于恒流源的稳定性和精度，且使用DAC以及恒流源MOS管作为恒流源，增大了电路体积。又如公开号为CN103954840A的实用新型专利使用了电桥法测量电阻，但其测量范围较小，不能满足压阻式传感器对大范围变化电阻测量的需求；时间常数法电阻测量电路中通常会引入电容的影响，不适用于机器人灵巧手等易受外界干扰的应用场合。分压法电阻测量电路的测量精度相对较低，但其电路结构简单、体积较小，适用于多路电阻测量。

综上所述，分压法电阻测量电路可以满足压阻式传感器阵列的测量范围与精度的条件，且电路体积最小。然而，一方面，现有分压式多路电阻测量电路中通常包含电源模块、MCU模块、多路选择器模块、微型压阻传感器阵列模块以及采样电路模块等，由于模块数量较多，而且其中的多路选择器模块体积较大，所以制约了测量电路的小型化，同时多路选择器模块的存在也会引入更多测量误差，增加电路设计成本，如公开号为CN104122005A的实用新型专利使用了多路模拟开关进行多路选择，由于多路模拟开关本身存在电阻，势必会增大最终的电阻测量误差。另一方面，现有的分压式多路电阻测量电路通常会采用共用行线和列线的二维电阻网络来测量微型压阻传感器，而这种测量方式在原理上会产生微型压阻传感器之间的相互干扰，为了解决这一问题，需要对该电阻网络中每一条共用行线上增加反相放大器，用于隔离微型压阻传感器之间的干扰，如公开号为CN106597110A的中国专利就用了这种方法，但在采用反向放大器隔离微型压阻传感器之间的干扰时，增大了测量电路复杂度的同时也由于运算放大器的非理想特性引入测量误差。

发明内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种基于分压法的微型压阻传感器阵列测量电路，以解决现有分压式多路电阻测量电路体积大、测量精度不高而不适用于微型压阻式传感器测量的问题。

本实用新型实施例所采用的技术方案是，基于分压法的微型压阻传感器阵列测量电路，包括内置ADC的MCU和微型压阻传感器阵列分压电路；所述微型压阻传感器阵列分压电路由微型压阻传感器阵列和分压电阻组成，其中，微型压阻传感器阵列由n个微型压阻传感器组成，n个微型压阻传感器一端与MCU的通用IO口一一对应连接，其另一端一方面与MCU的一个ADC接口连接，另一方面与分压电阻一端连接，分压电阻另一端接地，且每个微型压阻传感器均与分压电阻形成一条电阻分压支路。