[发明专利]一种解决柔性阵列压阻式传感器信号串扰与多点检测的调理电路及方法

说明书

本发明公开一种解决柔性阵列压阻式传感器信号串扰与多点检测的调理电路，包括行选通信号线接口P1、列选通信号线接口P2、一组行控制线、一组列控制线、多路模拟开关U1、多路模拟开关U2、多通道单刀单掷模拟开关U3、多通道单刀单掷模拟开关U4，译码器U5、译码器U6，多路通用运算放大器U7、多路通用运算放大器U8、精密运算放大器U9、多输入或门U10、三极管Q1、滤波电路与主控芯片MCU。对柔性阵列压阻式传感器而言不需改变其本身，只需要引出行列引线再加上一些外围电路即可，从而使得柔性阵列压阻式传感器既解决信号串扰问题又能提高检测速度从而更好地实现多点检测功能且不会丧失柔软易拉伸弯曲、轻便、简洁等优点。

技术领域

本发明涉及压力检测技术领域，具体涉及一种解决柔性阵列压阻式传感器信号串扰与多点检测的调理电路及方法。

背景技术

柔性阵列压阻式传感器是一种由复合材料组成的压阻式传感器。它具有柔软易拉伸弯曲、轻便、简洁、可实现多点压力检测等优点。因此常作为机器人触觉传感器中的压力检测模块。柔性阵列压阻式传感器中的每一个压阻单元都可以作为一个独立的压力检测单元，因压阻单元的阻值会随着所受压力大小的改变而改变，故可以通过检测单个压阻单元阻值从而获知施加力的大小。将压阻单元阵列化后可以通过行列扫描的方式完成压力的多点检测，从而实现机器人触觉传感器的功能。

传统的柔性阵列压阻式传感器中的压阻单元间存在着复杂的串并联关系，若使用常规的行列扫描方法来检测选通的压阻单元，因其它未选通的压阻单元会对选通的压阻单元产生串扰，且该串扰会随着阵列行列数目的增大而急剧增大，会对最终的检测结果产生非常大的影响。为抑制串扰，实用新型专利2017210143960，提供了一种多点网络阵列式压力采集电路，该电路需要为每一路输入信号配置一组运算放大电路，对于较大阵列比如16*16路的阵列共计有256个输入信号，若采用此方法将需要256组运算放大电路，电路规模将会极为庞大，成本也会很高，并且需要引出256个引线，对于柔性阵列压阻式传感器，如此多的外接引线在实际的操作设计中并不可取，会使得柔性阵列压阻式传感器丧失柔软易拉伸弯曲、轻便、简洁等优点。实用新型专利201921952994.1提供了一种在每一个压阻单元串联一个二极管，阻断了串扰电流的回路，从而隔离串扰信号的方法。但该方法同样不适用于行列数目大的柔性阵列压阻式传感器。以16*16路的阵列为例，按此方法将需要256个二极管，将256个二极管安装在柔性阵列压阻式传感器上实现起来很麻烦且同样会使得其丧失柔软易拉伸弯曲、轻便、简洁等优点，不适合用于机器人触觉传感器中的压力检测。

传统的多点检测方法是通过行列扫描轮询检测每一个压阻单元的状态，从而达到多点检测的目的。因此行列扫描的速度尤为关键。这种多点检测的方法不适用于行列数目大的柔性阵列压阻式传感器，比如16*16的阵列共有256个压阻单元，假设每一个压阻单元的检测时间为10us，那么完成一次阵列扫描的时间是2.56ms，如果多个压力在2ms内出现，那么将不能实现多点检测功能，因此减小一次阵列扫描的时间将很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决柔性阵列压阻式传感器信号串扰与多点检测的调理电路及方法，以解决现有技术的不足。

本发明采用以下技术方案：

一种解决柔性阵列压阻式传感器信号串扰与多点检测的调理电路，包括行选通信号线接口P1、列选通信号线接口P2、一组行控制线、一组列控制线、多路模拟开关U1、多路模拟开关U2、多通道单刀单掷模拟开关U3、多通道单刀单掷模拟开关U4，译码器U5、译码器U6，多路通用运算放大器U7、多路通用运算放大器U8、精密运算放大器U9、多输入或门U10、三极管Q1、滤波电路与主控芯片MCU；

行选通信号线接口P1，用于将待测的柔性阵列压阻式传感器的行引线接入；

列选通信号线接口P2，用于将待测的柔性阵列压阻式传感器的列引线接入，列选通信号线接口P2接对地参考电阻Ref；