[发明专利]一种全阻抗测量电路和测量装置

权利要求书

1.一种全阻抗测量电路，其特征在于，包括：

第一跨阻放大器，第二跨阻放大器，第一差分放大器，第二差分放大器，参比电阻，传感器，以及多个可编程多路复用器，各相同部件参数相同，形成对称的双通道；

所述参比电阻用于提供参考电压值；所述传感器的电流注入端用于输入激励电流信号，电压输出端用于提供响应电压信号；所述第一跨阻放大器的正输入端子和所述第二跨阻放大器的正输入端子均接地；

多个所述可编程多路复用器对第一跨阻放大器，第二跨阻放大器，第一差分放大器，第二差分放大器，参比电阻进行联通，以使电路在下面两种形式下切换，进行交替测量：

第一种形式：

所述传感器的电流注入端耦合在所述第一跨阻放大器的负输入端子与所述第一跨阻放大器的输出端子之间；

所述传感器的电压输出端耦合在所述第一差分放大器的正输入端子与所述第一差分放大器的负输入端子之间；

所述参比电阻耦合在所述第二跨阻放大器的负输入端子与所述第二跨阻放大器的输出端子之间；

所述参比电阻还耦合在所述第二差分放大器的正输入端子与所述第二差分放大器的负输入端子之间；

第二种形式：

所述传感器的电流注入端耦合在所述第二跨阻放大器的负输入端子与所述第二跨阻放大器的输出端子之间；

所述传感器的电压输出端耦合在所述第二差分放大器的正输入端子与所述第二差分放大器的负输入端子之间；

所述参比电阻耦合在所述第一跨阻放大器的负输入端子与所述第一跨阻放大器的输出端子之间；

所述参比电阻还耦合在所述第一差分放大器的正输入端子与所述第一差分放大器的负输入端子之间，

其中，将第一通道测得的传感器响应电压信号、参比电阻响应电压与第二通道测得的传感器响应电压、参比电阻响应电压整合相加，分别得到各个周期测得的传感器响应电压信号v_s和参比电阻响应电压信号v_c的波形，传感器响应电压信号v_s和参比电阻响应电压v_c均包含了两个通道的噪声，基于传感器响应电压信号v_s和参比电阻响应电压信号v_c以及参比电阻值计算待测阻抗。

2.根据权利要求1所述的全阻抗测量电路，其特征在于，还包括：

第一输入电阻，所述第一输入电阻耦合至所述第一跨阻放大器的负输入端子；

第二输入电阻，所述第二输入电阻耦合至所述第二跨阻放大器的负输入端子。

3.一种全阻抗测量装置，其特征在于，包括：两个测量通道，各相同部件参数相同，形成对称的双通道，其中，

第一测量通道上依次包括：第一I/V转换单元，切换单元，第一差分放大单元；

第二测量通道上依次包括：第二I/V转换单元，切换单元，第二差分放大单元；

所述切换单元为两个测量通道共用，其内设有可编程多路复用器；该可编程多路复用器可使所述第一I/V转换单元和所述第二I/V转换单元的测量对象，在传感器和参比电阻之间切换，交替测量；

所述第一差分放大单元和所述第二差分放大单元可分别放大所述第一测量通道和所述第二测量通道的模拟响应电压信号，

其中，将第一通道测得的传感器响应电压信号、参比电阻响应电压与第二通道测得的传感器响应电压、参比电阻响应电压整合相加，分别得到各个周期测得的传感器响应电压信号v_s和参比电阻响应电压信号v_c的波形，传感器响应电压信号v_s和参比电阻响应电压v_c均包含了两个通道的噪声，基于传感器响应电压信号v_s和参比电阻响应电压信号v_c以及参比电阻值计算待测阻抗。

4.根据权利要求3所述的全阻抗测量装置，其特征在于，在两个测量通道之前，还设有依次连接的：波形生成单元，数模转换单元，以及滤波缓冲单元；所述滤波缓冲单元的输出端分别与两个测量通道的输入端连接；

所述波形生成单元，其可产生幅值、频率和相位可控的数字正弦波信号；

所述数模转换单元，其可将所述数字正弦波信号转换成模拟正弦波信号；

所述滤波缓冲单元，其可对所述模拟正弦波信号进行低通滤波。