[发明专利]纳米传感器电阻宽范围精密测量电路及方法

权利要求书

1.一种传感器电阻测量仪，由电源模块、键盘模块、显示模块组成，其特征在于：还包括

测试电压源(M6)：用于测量的信号电压源，连接到数值处理器(M5)的输出口线，并由数值处理器(M5)控制；

运算放大器(U1)：用作测量放大器；

待测传感器电阻(Rs)：连接在所述测试电压源(M6)与该运算放大器(U1)负输入端之间，这样就使得待测传感器电阻Rs上所加的测试电压是确定的；

反馈网络：连接在所述运算放大器(U1)正、负输入端之间，该反馈网络由至少2个反馈单元并联组成，且其中一个反馈单元(M1)由电控开关(SW1)与衰减式反馈网络(M8)串联组成；另一个反馈单元(M2)则由电控开关(SW2)与至少含一个电阻(R2)组成的反馈网络串联组成；所述电控开关的控制端连接到数值处理器(M5)的口线并由该数值处理器(M5)控制；所述电控开关与反馈单元用于实现反馈放大器与所述待测传感器电阻(Rs)实现最佳匹配以提高测量精度和测量范围；

极性处理模块(M3)：其输入端连接在所述运算放大器(U1)输出端，用于对测量信号的极性进行必要的处理，即极性转换和极性识别；

A/D转换器(M4)：其模拟输入端连接在所述极性处理模块(M3)的输出端，用于将极性处理后的信号转换为数字量；

数值处理器(M5)：连接所述A/D转换器(M4)的数据输出接口，完成对上述测量电路的控制和测量数据的分析、计算。

2.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：所述衰减式反馈网络(M8)的结构是包含与所述电控开关串联的电阻(R11)和与该电阻(R11)串联的电阻(R12)，且还包含另一个电阻(R13)，其一端接地，其另一端接在该电阻(R11)和(R12)的串接节点。

3.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：所述极性处理模块(M3)是一倒相电路或者一绝对值电路加上一极性检测电路。

4.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：所述测试电压源(M6)的是由所述数值处理器(M5)的口线及驱动电路组成，或者是D/A转换器及驱动电路组成，或者是PWM脉宽解调及驱动电路组成。

5.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：数值处理器(M5)是单片机，或者微处理器系统，或者计算机系统，或者由单片机与计算机系统。

6.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：具有权利要求2-5中任意两项权利要求所限定的全部特征。

7.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：具有权利要求2-5中任意三项权利要求所限定的全部特征。

8.根据权利要求1所述的一种传感器电阻测量仪及方法，其特征在于：具有权利要求2-5所限定的全部特征。

9.一种传感器电阻测量方法，其特征在于：该方法是由软件实现的，该软件包括

测量初始化软件：将以下部分软件中必要的参数和变量进行初始化；

测试电压控制软件：控制加在传感器电阻上的测试电压(VT)；

A/D转换软件：通过所述测试电压控制软件输入测试电压(VT)后对含有传感器的电阻信息的测量电路输出电压进行A/D转换，以获得含有所述电阻信息的数字量；

极性处理软件：用以判断所述A/D转换软件所获得的数字量的符号，获得有符号数字量；

档位自动控制软件：通过分析所述有符号数字量是否超过上限和下限来判断是否需要向更合理的方向调整测量档位；

零点自动校准软件：通过测试电压控制软件使输入测试电压(VT)为零时，通过所述A/D转换软件获得的有符号数字量作为零点，在加输入测试信号电压(VT)时获得的有符号数字量去掉该零点，以获得已校零数据；

传感器电阻计算软件：按照下列方法计算，即传感器电阻等于常数乘以所述测试信号电压(VT)乘以对应于合适档位的等效反馈电阻值再除以所述已校零数据，该常数反映测量电路的固有参数特性。