[发明专利]与传感器一起使用的控制电路以及包括该控制电路的测量系统

说明书

一种与四端传感器(例如葡萄糖传感器)一起使用的控制电路。葡萄糖传感器是一种体积产品，通常其制造商希望尽可能地廉价。这可导致围绕传感器的有源电池的可变阻抗。通常，传感器具有第一和第二驱动端子以及第一和第二测量端子，以便有助于克服阻抗问题。控制电路被配置为用激励信号驱动第一和第二驱动端子中的至少一个，以及控制激励信号，使得第一和第二测量端子之间的电压差在目标电压范围内。为了允许控制电路使用各种测量单元类型，控制电路还包括用于调节一个或两个驱动端子处的电压或用于调节从一个或两个测量端子接收的电压的电压电平移位器。

相关申请

本申请涉及于2014年1月17日提交为美国专利申请No.14/158,416、共同待决的申请“Control Circuit for Use With a Four Terminal Sensor，and Measurement SystemIncluding Such a Control Circuit”，作为2012年9月25日提交的美国专利申请序列号13/626,630的分申请，现已发行为美国专利No.8,659,349。

技术领域

本公开涉及一种与传感器一起使用的控制电路，其中伏特电流特性响应于测量而改变；传感器和控制电路的组合；以及当与传感器一起使用时提高测量系统的精度的方法。传感器可以例如是诸如葡萄糖传感器的生物传感器。传感器可以是激励和测量端子彼此分离的传感器。这种传感器的一个例子是四端子传感器。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种与传感器一起使用的控制电路。传感器可以具有第一和第二驱动端子以及第一和第二测量端子。控制电路被布置成用激励信号驱动第一和第二驱动端子中的至少一个，并且控制激励信号，使得在第一测量端子和第二测量端子在目标电压范围内。控制电路还包括一个或多个电压电平移位器，用于调整一个或两个驱动端子处的电压，或用于调节从一个或两个测量端子接收的电压。

因此，可以使用具有广泛传感器的控制电路。控制电路可以包括用于衰减第一和第二测量端子之间的电压差，DC或AC或两者的一个或多个衰减器。衰减器可以包括电平转换功能。此外，还可以使控制电路与一定范围的输入电压一起使用。这在控制电路可以用于一系列产品中是有利的。例如，如果将控制电路设置在葡萄糖传感器中，那么一些传感器产品可以被设计用于对致密性进行估价的市场，因此可以限制电池尺寸或可用电压，以便产品设计者满足产品所需的尺寸或形式。产品的其他版本可能设计用于较少时尚意识的市场，但电池更换或成本之间长时间是主要因素。在这种情况下，产品可能被设计为使用更庞大和更便宜的电池。这可能意味着对于该设备项目，电池或电池提供的电压可不同。

控制电路可已经被优化为以相对较低的电压(例如约1V)工作，以便最大限度地延长使用寿命或使用给定的电池类型。例如，NiCd和NiMH电池每个电池产生约1.2V，每个电池的锂离子电池约为3.6V，而碱性电池的端电压可以在1.6V至1V之间，具体取决于它们的排放。

尽管在绝对值上，这些变化只是伏特的分数，按百分比表示它们是大的变化，并且可以显着影响控制电路的内部电压。

有利地，可以提供驱动器电路，并且可以具有与提供给控制电路的其它部分的电源电压不同的电源电压。这可以用于在电池供电时降低功耗。

有利地，控制电路具有用于接受差分参考电压的第一和第二参考电压输入端子。差分参考电压设置第一和第二测量端子之间的电压差的目标电压。

传感器可以包括两个、三个、四个或更多个端子。对于具有两个或三个端子的传感器，分别在驱动端子和测量端子上的两个或一个在物理节点处共享。传感器最好是四端传感器。

有利地，四端子传感器包括其阻抗随着化学，酶或生物材料的浓度变化而变化的负载。或者，负载的阻抗可以作为反应的函数而变化。已知可以生产用于电检测生物参数的传感器。广泛使用的这种电可读生物传感器的实例包括用于治疗糖尿病的血糖测量条。