[发明专利]传感器的读取装置与驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种感测装置，且特别涉及一种传感器的读取装置与传感器的驱动方法。

背景技术

随着生活类型及技术发展趋势，人类对于电子产品的需求，除了轻薄短小的规格外，对于具备能卷曲、方便携带、触感舒适、耗能低、容易维护等特性的产品将有极大的需求。而现阶段的半导体及电子零组件等现有技术皆属硬质材料，在应用产品设计上无法做到前述的需求。因此软性电子零组件技术即因应而生。目前的变阻式阵列感测元件具有易于使用、轻薄、可挠曲、不规则形状、抗摔、可利用印刷的网印技术制作、可定制化制成不同尺寸及形状、结构简单…等优点。不管是单点或阵列式软性变阻压力感测元件，就巨观角度而言，其等效电路皆为可变电阻。然而，软性压力感测元件的电阻值会随着受到的压力大小而变动，其电阻变动范围介于几百万(Million)欧姆(ohm)到几欧姆间。对于传统驱动电路而言，如何在如此大的电阻变动范围中有效地读出软性压力感测元件的正确电阻值(压力值)是困难的。

另一方面，在需要长时间监测压力的使用情境上(如居家照护床垫/椅垫，工厂自动化设备…等应用产品)，此传统驱动电路会有大量功率损耗的问题。分析其原因，主要是压力感测元件在压力对电阻值的关系曲线为一负向特性曲线(即压力愈大，电阻值愈小)。表1说明不同压力施加至压力感测元件时，压力感测元件电阻值与功率损耗的关系。在此假设压力感测元件的偏压电压为3.3V。由表1可知，当软性压力感测元件承受压力较小(或没有受压)时，压力感测元件的电阻值约为1M ohm，其功率损耗P=I*I*R=0.00001089W。当软性压力感测元件受到中等压力时，电阻约为1000ohm，其功率损耗P=0.01089W(与没有受压时功率损耗相差近1000倍)。当软性压力感测元件受到较大压力时，压力感测元件的电阻值约为10ohm，其功率损耗P=1.089W(与没有受压时功率损耗相差近100000倍)。

表1：压力对压力感测元件电阻值的关系

以软性压力感测元件应用于睡眠质量床垫检测平台而言，为方便估算，在此假设当受测者进入熟睡阶段时，受测者每小时翻身一次。床垫中的压力感测元件会在一小时期间连续承受较大压力。以传统驱动电路驱动压力感测元件而言，在这一小时期间中压力感测元件的功率损耗可能超过1W。所以，在受测者的睡眠期间，压力感测元件至少需要7~8W的功率损耗。

由此可知，软性压力感测元件应用于在长时间需要监测压力的系统上(例如居家睡眠质量监控系统)，传统驱动电路因为软性压力感测元件长时间处在一个较大压力环境下而造成不必要的电能损失。

发明内容

本发明提供一种传感器的读取装置与驱动方法，其能改善/减少传感器在长时间检测压力时所造成的连续功率损失，并附合环保节能新趋势。

本发明实施例提出一种传感器的读取装置，包括可调式偏压单元、传感器单元、信号转换单元、检查单元以及控制单元。可调式偏压单元调整与输出偏压电压。传感器单元的偏压端耦接至该可调式偏压单元以接收该偏压电压。该传感器单元使用该偏压电压而感测物理能量，以及应输出感测结果。信号转换单元的输入端耦接至该传感器单元的输出端以接收该感测结果，以及依据该感测结果对应输出电信号。检查单元的输入端耦接至该信号转换单元以接收与检查该电信号，以及对应输出检查结果。控制单元耦接至该检查单元的输出端以及该可调式偏压单元。该控制单元依据该检查结果控制该可调式偏压单元，以对应调整该偏压电压。

本发明实施例提出一种传感器的驱动方法，包括：由可调式偏压单元提供调整与输出偏压电压至传感器单元的偏压端；由该传感器单元使用该偏压电压而感测物理能量，以对应获得感测结果；将该感测结果对应转换为电信号；检查该电信号，以对应获得检查结果；以及依据该检查结果控制该可调式偏压单元以对应调整该偏压电压。

基于上述，本发明实施例所述传感器的读取装置与驱动方法能判断传感器的目前使用状态，并自动地对应调整传感器的偏压电压。因此，本发明实施例所述传感器的读取装置与驱动方法能有效改善/减少长时间压力检测时所造成的连续功率损失。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明实施例说明一种传感器读取装置的功能方块示意图。

图2是依照本发明实施例说明图1所示可调式偏压单元的电路示意图。

图3是依照本发明另一实施例说明图1所示可调式偏压单元的电路示意图。