[发明专利]基于电阻式传感器阵列的自适应检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于电阻式传感器阵列的自适应检测方法包括获取待测传感器阵列的规模，根据待测传感器阵列的规模自适应分配最佳扫描速度；使用最佳扫描速度对待测传感器阵列进行扫描检测。本发明采用对无关阵元进行_电势屏蔽、对阵列输入输出进行双端隔离、对基准采样电路进行温度补偿以及对扫描速度进行自适应分配等方式，实现了对传感器阵列的高效率、高精度以及低串扰的检测，尤其是极大的提高了小阻值(传感器基础阻值小，阻值变化小)传感器阵列的检测精度，而且本发明实现了对任意规模的传感器阵列的自适应输入，能够适应多种规模的传感器阵列和多种测试环境，有效的降低电阻式传感器阵列的研发经费并缩短其研发周期。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其是指一种基于电阻式传感器阵列的自适应检测方法及系统。

背景技术

阵列式传感装置是将具有相同性能的多个传感元件按照二维阵列的结构组合在一起，它可以通过检测聚焦在阵列上的参数变化，改变或生成相应的形态与特征。这个特性被广泛应用于生物传感、温度触觉和基于红外传感器等的热成像等方面。早前的检测系统对传感器阵列进行检测时，通过加入多路选择器来提高检测速度，但是为了屏蔽阵列内的非待测阵元，其在阵列的每一行和每一列都引入了电压跟随器，导致其检测电路复杂，且跟随器的一致性也会极大的影响电路的整体性能。

2011年，吴等人(吴剑锋,王蕾,李建清,等.一种阵列式小尺寸温度传感装置.传感技术学报,2011,24(11):1649-1652.)研制一种8×16阵列的阵列式小尺寸温度传感装置，采用阵列式微小热敏电阻进行温度传感，提出了一种反馈隔离驱动测量方法进行阵列电阻检测方法。2016年，公告号为CN102322974A的发明专利公开了基于二线制等电势法的阻性传感器阵列读出电路，其具体公开了技术方案为：待测阵列中每一个测温电阻一端与所在的列线相连，另一端与所在的行线相连。N×M个温度传感器检测所需的连接线数目为N+M根，可大大减少温度传感器阵列检测连线数。采用多路电子模拟开关、反馈驱动隔离电路从阵列中虚拟隔离出每一个温度敏感阵元，并通过该温度敏感阵元实现该点温度的精确测量，通过逐一高速扫描测量阵列中的每个器件实现阵列上所有温度点的快速测量，其电路示意图如图1所示。

上述两种检测系统均着重解决传感器阵列不同阵元之间的串扰问题，“反馈隔离驱动测量法”和“基于二线制等电势法”的本质就是采用了电势屏蔽，电势屏蔽也是目前所有方案中相对的最优解。

但是在实际的工程应用中，串扰的来源有很多，阵元间的串扰只是其中之一，还有系统中多路复用器的动态导通电阻，基准采样电阻的温漂以及高速扫描时不同传输回路的耦合串扰等因素均会对整个传感器阵列检测系统的检测精度造成影响，这种影响在单个阵元的满偏量程仅为几十欧姆时尤为明显，极大的降低了检测系统的检测精度与稳定性，使得目前的检测系统无法做到检测小阻值传感器阵列并适应多种规模的传感器阵列。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中检测系统无法做到检测小阻值传感器阵列并适应多种规模的传感器阵列的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种基于电阻式传感器阵列的自适应检测方法，包括：

获取待测传感器阵列的规模，根据待测传感器阵列的规模自适应分配最佳扫描速度；

使用所述最佳扫描速度对所述待测传感器阵列进行扫描检测，包括：

控制多路复用器选通待测阵元，同时对未选通的阵元进行电势屏蔽，将基准检测电压输入至所述待测阵元进行检测，其中多路复用器部署有隔离电路，用于在所述待测传感器阵列的输入端和输出端隔绝多路复用器的动态导通电阻；

在多路复用器的输出检测端采集输出检测电压，计算所述待测阵元的阻值，其中所述待测传感器阵列的输出端部署有带温度补偿的基准采样电路。

在本发明的一个实施例中，获取待测传感器阵列的规模，根据待测传感器阵列的规模自适应分配最佳扫描速度包括：