CN105651315A - 一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路，属于传感器技术领域。针对共用行线和列线的<i>M</i>×<i>N</i>二维阻性传感器阵列，所述快速读出电路包括：列线驱动运放、列多路选择器、基准电压源，与阻性传感器阵列的<i>M</i>条行线一一对应的<i>M</i>个等电流运放和<i>M</i>个测试电流采样电阻，以及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分别设置的两根连接线。本发明还公开了上述快速读出电路的读出方法以及一种传感系统。相比现有技术，本发明以二线制等电势法为关键技术，可有效消除连接线缆引线电阻、线缆接头触点电阻以及多路开关通道导通电阻所产生的测量误差，大幅提高阻性传感器阵列的测量精度。

Description

一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种阻性传感器阵列快速读出电路。

背景技术

阵列式传感装置就是将具有相同性能的多个传感元件，按照二维阵列的结构组合在一起，它可以通过检测聚焦在阵列上的参数变化，改变或生成相应的形态与特征。这个特性被广泛应用于生物传感、温度触觉和基于红外传感器等的热成像等方面。

阻性传感器阵列被广泛应用于红外成像仿真系统、力触觉感知与温度触觉感知。以温度触觉为例，由于温度觉感知装置中涉及热量的传递和温度的感知，为得到物体的热属性，装置对温度测量精度和分辨率提出了较高的要求，而为了进一步得到物体不同位置材质所表现出的热属性，则对温度觉感知装置提出了较高的空间分辨能力要求。

阻性传感器阵列的质量或分辨率是需要通过增加阵列中的传感器的数量来增加的。然而，当传感器阵列的规模加大，对所有元器件的信息采集和信号处理就变得困难。一般情况下，要对一个M×N阵列的所有的阻性传感器的进行逐个访问，而每个阻性传感器具有两个端口，共需要2×M×N根连接线。这种连接方式不仅连线复杂，而且每次只能选定单个待测电阻，扫描速度慢，周期长，效率低。为降低器件互连的复杂性，有研究者提出了共用行线与列线的二维阵列结构。图1显示了共用行线和列线的二维阻性传感器阵列的结构。如图1所示，该传感器阵列包括分别作为共用行线和共用列线的两组正交线路及按照M×N的二维结构分布的物理量敏感电阻(即阻性传感器)阵列，阵列中的各个物理量敏感电阻一端连接相应的行线，另一端连接相应的列线，阵列中的每个电阻都有唯一的行线与列线的组合，处于第i行第j列的电阻用R_ij表示，其中，M为行数，N为列数。采用该种结构可使得按照M×N的二维结构分布的阵列，只需要M+N根连线数目即可保证任何一个特定的电阻元件可以通过控制行线和列线的相应组合被访问，因此所需连线数大幅减少。

共用行列线的阻性传感器阵列通常需要通过较长线缆连接读出电路，而较长连接线缆的多根引线上存在引线电阻，其阻值在多根等长等材质的引线间基本相同，且随线缆长度增加而增大；同时连接线缆的插头与插座间的触点存在接触电阻，对于每对触点，其接触电阻阻值随其接触状态(触点的接触状态随时间、机械振动等都会发生变化)不同而在一定范围内变化(约0～3Ω)。阻值基本相同的引线电阻和阻值不同的接触电阻对阻性传感器阵列的测试精度存在明显影响。就基于等电势法的共用行列线阻性传感器阵列而言，引线电阻和接触电阻导致了读出电路驱动端与阻性传感器阵列模块驱动端之间的电势差，同时也导致了读出电路采样端与阻性传感器阵列模块采样端之间的电势差，因而破坏了读出电路的理想隔离反馈条件，使被测单元的阻值测量误差变大。因此基本相同的引线电阻和不同的接头触点电阻对基于等电势法的共用行列线阻性传感器阵列测试结果的影响显著，同时传统方法还存在多路开关的通道导通电阻会影响待测单元的测量误差，如何消除这些因素的影响是一个有待深入研究的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路，可有效消除测试线缆引线电阻、测试线缆接头触点电阻以及多路开关通道导通电阻所产生的测量误差，大幅提高阻性传感器阵列的测量精度。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路，所述阻性传感器阵列为共用行线和列线的M×N二维阻性传感器阵列；所述快速读出电路包括：列线驱动运放、列多路选择器、基准电压源，与阻性传感器阵列的M条行线一一对应的M个等电流运放和M个测试电流采样电阻，以及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分别设置的两根连接线；每一条行线通过其一根连接线与其所对应等电流运放的反相输入端连接，并通过其另一根连接线与其所对应测试电流采样电阻的一端连接，其所对应等电流运放的输出端连接其所对应测试电流采样电阻的另一端；各等电流运放的同相输入端均与零电位连接；所述列多路选择器可使得阻性传感器阵列中任意一条列线通过其一根连接线与列线驱动运放的输出端连接/断开，同时通过其另一根连接线与列线驱动运放的反相输入端连接/断开；列线驱动运放的同相输入端连接基准电压源。

优选地，所述列多路选择器包括与阻性传感器阵列的N条列线一一对应的N个单刀单掷开关组；每个单刀单掷开关组包括一对联动的单刀单掷开关，其所对应列线分别通过其两根连接线与这两个单刀单掷开关的一端连接，这两个单刀单掷开关的另一端分别连接列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端。

上述快速读出电路的读出方法，首先选通当前待测列：通过列多路选择器使得阻性传感器阵列中当前待测列的列线分别通过其两条连接线同时与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端连接，同时使得其他列线与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端同时断开；然后根据以下公式计算当前待测的第y列中每个阻性传感器的电阻值，y＝1,2,…,N：

$R_{xy}=-R_{Lx}\&times;\frac{V_I}{V_{xy}-V_{ex}}$

式中，R_xy表示当前待测的第y列中的第x行阻性传感器的电阻值；R_Lx表示阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻的电阻值；V_I为基准电压源所提供的基准电压；V_xy、V_ex分别表示在选通第y列的情况下，阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻与相应等电流运放输出端所连接一端以及与第x行行线所连接一端的电势；x＝1,2,…,M。

根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案：

一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路，所述阻性传感器阵列为共用行线和列线的M×N二维阻性传感器阵列；所述快速读出电路包括：列线驱动运放、列多路选择器、基准电压源，与阻性传感器阵列的M条行线一一对应的M个等电流运放和M个测试电流采样电阻，以及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分别设置的两根连接线；每一条行线通过其一根连接线与其所对应等电流运放的反相输入端连接，并通过其另一根连接线与其所对应测试电流采样电阻的一端连接，其所对应等电流运放的输出端连接其所对应测试电流采样电阻的另一端；各等电流运放的同相输入端均与基准电压源连接；所述列多路选择器可使得阻性传感器阵列中任意一条列线通过其一根连接线与列线驱动运放的输出端连接/断开，同时通过其另一根连接线与列线驱动运放的反相输入端连接/断开；列线驱动运放的同相输入端连接零电位。

优选地，所述列多路选择器包括与阻性传感器阵列的N条列线一一对应的N个单刀单掷开关组；每个单刀单掷开关组包括一对联动的单刀单掷开关，其所对应列线分别通过其两根连接线与这两个单刀单掷开关的一端连接，这两个单刀单掷开关的另一端分别连接列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端。

上述快速读出电路的读出方法，首先选通当前待测列：通过列多路选择器使得阻性传感器阵列中当前待测列的列线分别通过其两条连接线同时与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端连接，同时使得其他列线与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端同时断开；然后根据以下公式计算当前待测的第y列中每个阻性传感器的电阻值，y＝1,2,…,N：

$R_{xy}=R_{Lx}\&times;\frac{V_I}{V_{xy}-V_{ex}}$

式中，R_xy表示当前待测的第y列中的第x行阻性传感器的电阻值；R_Lx表示阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻的电阻值；V_I为基准电压源所提供的基准电压；V_xy、V_ex分别表示在选通第y列的情况下，阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻与相应等电流运放输出端所连接一端以及与第x行行线所连接一端的电势；x＝1,2,…,M。

一种传感系统，包括阻性传感器阵列及相应的读出电路，所述阻性传感器阵列为共用行线和列线的M×N二维阻性传感器阵列，所述读出电路为以上任一技术方案所述基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

1.本发明是针对阻性传感器阵列的检测需要，在不提高阵列互连复杂性的基础上，以二线制等电势法为关键技术，有效消除了多路选择器的通道导通电阻、测试线缆接头的触点电阻、长测试线缆所导致的串扰误差，提高了测量精度，同时扩大了阻性传感器阵列中物理量敏感电阻的阻值范围；而且本发明还可有效消除空间电磁噪声的干扰；

2.使得低成本的、通道导通电阻较大的多路选择器可以被应用于阻性传感器阵列，降低了测试电路的成本；

3.消除了阻值随时间和触点接触状态而变化的线缆接头触点对阻性传感器阵列测量精度的影响，使得应用系统可以通过方便插拔的插头、插座更换阻性传感器阵列或其测试电路，同时能保证应用系统的测量精度。

4.消除了长测试线缆所导致的串扰误差，使得长测试线缆能被应用于阻性传感器阵列，特别适用于对测试电路空间尺寸有要求的柔软阻性传感阵列测量。

5.本发明快速读出电路只需要通过最多N次扫描，即可检测出阻性传感器阵列中所有物理量敏感电阻的精确阻值，扫描测量速度高，周期短，可以有效减小时间对阻性传感阵列带来的影响。

附图说明

图1为共用行线和列线的M×N二维阻性传感器阵列结构示意图；

图2为现有共用行列线阻性传感器阵列的等电势法快速读出电路原理图；

图3为图2读出电路的读出原理等效图；

图4为本发明读出电路一个具体实施例的原理图；

图5为图4读出电路的读出原理等效图；

图6为本发明读出电路另一个具体实施例的原理图；

图7为图6读出电路的读出原理等效图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

图2显示了一种现有共用行列线阻性传感器阵列的等电势法快速读出电路原理，图中的当前待测阻性传感器R_xy为M×N共用行列线阻性传感器阵列中的R₁₁，图3为图2读出电路的读出原理等效图。在该电路中，阵列的每根行线或列线和读出电路之间都只有一根连接线。该电路在理想工作状态下，所有列线二选一多路开关的触点电阻R_sc、驱动连接线的引线电阻和接头触点电阻的累加电阻R_Lc被忽略，这样R_xy所在列线的电压V_cy＝V_I，其它列线的电压为0；同时等电流连接线的引线电阻和接头触点电阻的累加电阻R_Lr被忽略，由于理想电流反馈运放的作用，被测单元所在行线电压V_rx＝0。由于其它列线的电压与V_rx相等，因此被测单元的(N-1)个行相邻单元上的电流为0；同时由于电流反馈运放的反相输入端阻抗很大，其漏电流被忽略，这样R_xy上的电流I_xy和与其所在行的电流采样电阻R_Lx上的电流I_xy相等为I_xy＝-V_I/R_xy＝V_xy/R_Lx。由于V_I和R_Lx已知，电流采样电阻上的电压V_xy可以测量得到，进而可以计算出R_xy＝-R_Lx×V_I/V_xy。

而该电路在实际工作情况下，由于被测单元的列线二选一多路开关的触点电阻R_sc、驱动连接线的引线电阻和接头触点电阻的累加电阻R_Lc的存在，导致V_cy与V_I不相等；同时由于被测单元的行线方向上的等电流连接线的引线电阻和接头触点电阻的累加电阻R_Lr的存在，导致V_rx与0不相等。行连接线缆、列连接线缆和多路开关的触点电阻所导致的这几个主要因素破坏了等电势法测试电路的理想隔离工作条件，使得R_xy测量误差变大。

为了克服图2读出电路所存在的缺点，消除连接线缆的引线电阻、线缆接头的触点电阻和多路开关的通道导通电阻等的影响，本发明提出了一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路，利用双连接线的等电势法来快速地读出共用行列线阻性传感器阵列中各传感器的电阻值。

本发明所提出的快速读出电路包括：列线驱动运放、列多路选择器、基准电压源，与阻性传感器阵列的M条行线一一对应的M个等电流运放和M个测试电流采样电阻，以及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分别设置的两根连接线；每一条行线通过其一根连接线与其所对应等电流运放的反相输入端连接，并通过其另一根连接线与其所对应测试电流采样电阻的一端连接，其所对应等电流运放的输出端连接其所对应测试电流采样电阻的另一端；各等电流运放的同相输入端均与零电位连接；所述列多路选择器可使得阻性传感器阵列中任意一条列线通过其一根连接线与列线驱动运放的输出端连接/断开，同时通过其另一根连接线与列线驱动运放的反相输入端连接/断开；列线驱动运放的同相输入端连接基准电压源。

本发明所提出快速读出电路还可以采用另外一种结构，即将以上技术方案中的零电位位置与基准电压源位置互换，具体如下：

所述快速读出电路包括：列线驱动运放、列多路选择器、基准电压源，与阻性传感器阵列的M条行线一一对应的M个等电流运放和M个测试电流采样电阻，以及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分别设置的两根连接线；每一条行线通过其一根连接线与其所对应等电流运放的反相输入端连接，并通过其另一根连接线与其所对应测试电流采样电阻的一端连接，其所对应等电流运放的输出端连接其所对应测试电流采样电阻的另一端；各等电流运放的同相输入端均与基准电压源连接；所述列多路选择器可使得阻性传感器阵列中任意一条列线通过其一根连接线与列线驱动运放的输出端连接/断开，同时通过其另一根连接线与列线驱动运放的反相输入端连接/断开；列线驱动运放的同相输入端连接零电位。

为了便于公众理解，下面以两个具体实施例来对本发明技术方案进行详细说明。

图4显示了本发明读出电路的一个具体实施例的电路原理，图中的当前待测阻性传感器R_xy为M×N共用行列线阻性传感器阵列中的R₁₁，图5为图4读出电路的测试原理等效图。本实施例中采用与阻性传感器阵列的N条列线一一对应的N个单刀单掷开关组；每个单刀单掷开关组包括一对联动的单刀单掷开关，其所对应列线分别通过其两根连接线与这两个单刀单掷开关的一端连接，这两个单刀单掷开关的另一端分别连接列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端。如图4所示，本发明为M×N共用行列线阻性传感器阵列的每根行线和每根列线都额外增加一根连接线(为了便于区别，从功能角度考虑，下文将同一列线的两根连接线分别称为驱动连接线、驱动采样跟随连接线，将同一行线的两根连接线分别称为等电流连接线、等电势连接线)，每个单刀单掷开关组中的一个单刀单掷开关的一端连接至列线驱动运放的输出端，另一端通过驱动连接线与该单刀单掷开关组所对应列线连接；另外一个单刀单掷开关的一端连接至列线驱动运放的反相输入端，另一端通过驱动采样跟随连接线与该单刀单掷开关组所对应列线连接。阻性传感器阵列的每条行线通过一根等电流连接线连接与其对应的测试电流采样电阻R_Lx的一端连接，x＝1，…，M；每根行线还通过另一根等电势连接线与相对应的等电流运放的反相输入端相连。每个测试电流采样电阻的另一端均与其相对应的等电流运放的输出端连接；每个等电流运放的同相输入端均与零电位连接。

测试时，选通当前待测列：令当前待测列所对应的单刀单掷开关组中的两个单刀单掷开关同时吸合，而剩余其他列所对应单刀单掷开关组中的单刀单掷开关均断开。由于列线驱动运放反相输入端的输入阻抗与单刀单掷开关的开关触点电阻的阻值R_sc相比非常大，列线驱动运放的虚断，可消除电路中R_sc的影响。同时在列线驱动运放的驱动能力足够的前提下，由于列线驱动运放的虚短作用，当前待测列所在列线的电压跟随列线驱动运放同相输入端电压变化，从而当前待测列所在的列线电压V_cy等于基准电压源所提供的基准电压V_I。这样就实现了驱动连接线的引线电阻及其接头触点电阻的累积电阻R_Lc的虚拟隔离，从而消除R_Lc对测试结果的影响。由于列线驱动运放的虚短和虚断作用，因此列线驱动运放的同相输入端电压V_I与阻性传感器阵列的当前待测列所在列线上的电压V_cy相等，可电路中列方向R_sc和R_Lc对当前待测列单元R_xy测量结果的影响，其中，y＝1，…，N；x＝1，…，M。

来自V_I的测试电流首先经过待测单元R_xy到其行线，x＝1，…，M，该行线通过等电势连接线与等电流运放的反相输入端相连，同时该行线经过等电流连接线到电流采样电阻R_Lx，而后连接到等电流运放的输出端。由于等电流运放反相输入端的输入阻抗很大，远远大于等电势连接线的引线电阻及其触点电阻R_Lr的累加和，可以认为等电流运放反相输入端的电压和被测单元所在行线电压相等，其值为0；而由于等电流运放反相输入端的输入阻抗很大，远远大于电流采样电阻R_Lx、等电流连接线的引线电阻及其触点电阻R_Lr的累计电阻R_er，因此等电流运放反相输入端的漏电流可以忽略。因此R_Lx和R_xy上的通过电流相等，该电流也同时通过等电流连接线的引线电阻、等电流连接线触点电阻等共同导致的累积电阻R_er，而电流值不变。由于R_Lx和R_xy上的电流相等，由于R_Lx已知，那么如果知道R_Lx两端的精确电压，就可以确定精确的I_xy＝-V_I/R_xy。而V_xy可以测量得到，从而可计算出精确地R_xy。

但由于累计电阻R_Lrx的存在，导致等电流运放输出端的电压为V_real＝-I_xy(R_Lx+R_Lrx)与理想输出电压V_ideal＝-I_xy×R_Lx有区别，从而R_Lx和R_Lrx公共连接线电压为V_ex，因此如果忽略R_Lrx的影响将导致被测单元的测试结果产生额外的误差。由于R_xy、R_Lx和R_Lrx上流过的电流相等，因此本发明采用R_xy＝-R_Lx×V_I/(V_xy-V_ex)求得R_xy的阻值。可以发现在该式中没有R_Lrx存在，R_Lrx的影响被彻底消除。由于R_Lx和V_I已知，而V_ex和V_xy我们可测量得到，最终实现R_xy真值的测定。该快速读出电路的读出方法具体如下：

首先选通当前待测列：通过列多路选择器使得阻性传感器阵列中当前待测列的列线分别通过其两条连接线同时与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端连接，同时使得其他列线与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端同时断开；然后根据以下公式计算当前待测的第y列中每个阻性传感器的电阻值，y＝1,2,…,N：

$R_{xy}=-R_{Lx}\&times;\frac{V_I}{V_{xy}-V_{ex}}$

式中，R_xy表示当前待测的第y列中的第x行阻性传感器的电阻值；R_Lx表示阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻的电阻值；V_I为基准电压源所提供的基准电压；V_xy、V_ex分别表示在选通第y列的情况下，阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻与相应等电流运放输出端所连接一端以及与第x行行线所连接一端的电势；x＝1,2,…,M。

图6显示了本发明读出电路的另一个实施例，图中的当前被测单元R_xy为M×N共用行列线阻性传感器阵列中的R₁₁；图7为图6读出电路的读出原理等效图。如图6所示，本实施例的读出电路相当于将图4读出电路中的基准电压源与零电位的接入位置互换，即将图4读出电路中原来的零电位位置处换为基准电压源，而将原来的基准电压源位置处换为零电位。该快速读出电路的读出方法具体如下：

首先选通当前待测列：通过列多路选择器使得阻性传感器阵列中当前待测列的列线分别通过其两条连接线同时与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端连接，同时使得其他列线与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端同时断开；然后根据以下公式计算当前待测的第y列中每个阻性传感器的电阻值，y＝1,2,…,N：

$R_{xy}=R_{Lx}\&times;\frac{V_I}{V_{xy}-V_{ex}}$

式中，R_xy表示当前待测的第y列中的第x行阻性传感器的电阻值；R_Lx表示阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻的电阻值；V_I为基准电压源所提供的基准电压；V_xy、V_ex分别表示在选通第y列的情况下，阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻与相应等电流运放输出端所连接一端以及与第x行行线所连接一端的电势；x＝1,2,…,M。

在图6所示的快速读出电路中，消除多路选择器的通道导通电阻、测试接头的触点电阻、长测试线缆所导致的串扰误差的基本原理与图4所示电路相同，本领域技术人员根据上文描述以及图6、图7可清楚地了解；为节省篇幅起见，此处不再赘述。相比图4的读出电路，采用图6的读出电路，所有运放可以采用轨到轨的单极性运放，此时仅需要提供单极性基准电压源，从而降低电源成本。

根据以上分析可知，扫描阻性传感器阵列中的任意一列，即可一次性得到该列中所有阻性传感器的阻值，对于一个大小为M×N的共用行列线阻性传感器阵列，最多只需要扫描N次即可检测出阻性传感器阵列中所有物理量敏感电阻的阻值，扫描测量速度高，周期短，可以有效减小时间对阻性传感阵列带来的影响；更重要的是，由于本发明基于二线制等电势法，共用行列线阻性传感器阵列中的任一被测单元的真实阻值可被准确测量出来，而阻性传感器阵列的列线、行线的引线电阻及其接头的触点电阻和多路开关通道导通电阻导致的影响被完全消除。

此外需要强调的是：上述行、列为相对概念，本领域技术人员完全可以将之互换，而其中的列多路选择器也可利用其他具体结构实现；因此，基于本发明思路的类似此种简单变形仍为本发明技术方案所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路，所述阻性传感器阵列为共用行线和列线的M×N二维阻性传感器阵列；其特征在于，所述快速读出电路包括：列线驱动运放、列多路选择器、基准电压源，与阻性传感器阵列的M条行线一一对应的M个等电流运放和M个测试电流采样电阻，以及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分别设置的两根连接线；每一条行线通过其一根连接线与其所对应等电流运放的反相输入端连接，并通过其另一根连接线与其所对应测试电流采样电阻的一端连接，其所对应等电流运放的输出端连接其所对应测试电流采样电阻的另一端；各等电流运放的同相输入端均与零电位连接；所述列多路选择器可使得阻性传感器阵列中任意一条列线通过其一根连接线与列线驱动运放的输出端连接/断开，同时通过其另一根连接线与列线驱动运放的反相输入端连接/断开；列线驱动运放的同相输入端连接基准电压源。

2.如权利要求1所述快速读出电路，其特征在于，所述列多路选择器包括与阻性传感器阵列的N条列线一一对应的N个单刀单掷开关组；每个单刀单掷开关组包括一对联动的单刀单掷开关，其所对应列线分别通过其两根连接线与这两个单刀单掷开关的一端连接，这两个单刀单掷开关的另一端分别连接列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端。

3.如权利要求1或2所述快速读出电路的读出方法，其特征在于，首先选通当前待测列：通过列多路选择器使得阻性传感器阵列中当前待测列的列线分别通过其两条连接线同时与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端连接，同时使得其他列线与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端同时断开；然后根据以下公式计算当前待测的第y列中每个阻性传感器的电阻值，y＝1,2,…,N：

$R_{xy}=-R_{Lx}\&times;\frac{V_I}{V_{xy}-V_{ex}}$

式中，R_xy表示当前待测的第y列中的第x行阻性传感器的电阻值；R_Lx表示阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻的电阻值；V_I为基准电压源所提供的基准电压；V_xy、V_ex分别表示在选通第y列的情况下，阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻与相应等电流运放输出端所连接一端以及与第x行行线所连接一端的电势；x＝1,2,…,M。

4.一种基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路，所述阻性传感器阵列为共用行线和列线的M×N二维阻性传感器阵列；其特征在于，所述快速读出电路包括：列线驱动运放、列多路选择器、基准电压源，与阻性传感器阵列的M条行线一一对应的M个等电流运放和M个测试电流采样电阻，以及为所述阻性传感器阵列的每一条行线和列线分别设置的两根连接线；每一条行线通过其一根连接线与其所对应等电流运放的反相输入端连接，并通过其另一根连接线与其所对应测试电流采样电阻的一端连接，其所对应等电流运放的输出端连接其所对应测试电流采样电阻的另一端；各等电流运放的同相输入端均与基准电压源连接；所述列多路选择器可使得阻性传感器阵列中任意一条列线通过其一根连接线与列线驱动运放的输出端连接/断开，同时通过其另一根连接线与列线驱动运放的反相输入端连接/断开；列线驱动运放的同相输入端连接零电位。

5.如权利要求4所述快速读出电路，其特征在于，所述列多路选择器包括与阻性传感器阵列的N条列线一一对应的N个单刀单掷开关组；每个单刀单掷开关组包括一对联动的单刀单掷开关，其所对应列线分别通过其两根连接线与这两个单刀单掷开关的一端连接，这两个单刀单掷开关的另一端分别连接列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端。

6.如权利要求4或5所述快速读出电路的读出方法，其特征在于，首先选通当前待测列：通过列多路选择器使得阻性传感器阵列中当前待测列的列线分别通过其两条连接线同时与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端连接，同时使得其他列线与列线驱动运放的输出端、列线驱动运放的反相输入端同时断开；然后根据以下公式计算当前待测的第y列中每个阻性传感器的电阻值，y＝1,2,…,N：

$R_{xy}=R_{Lx}\&times;\frac{V_I}{V_{xy}-V_{ex}}$

式中，R_xy表示当前待测的第y列中的第x行阻性传感器的电阻值；R_Lx表示阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻的电阻值；V_I为基准电压源所提供的基准电压；V_xy、V_ex分别表示在选通第y列的情况下，阻性传感器阵列中第x行行线所对应测试电流采样电阻与相应等电流运放输出端所连接一端以及与第x行行线所连接一端的电势；x＝1,2,…,M。

7.一种传感系统，包括阻性传感器阵列及相应的读出电路，其特征在于，所述阻性传感器阵列为共用行线和列线的M×N二维阻性传感器阵列，所述读出电路为如权利要求1、2、4、5中任一项所述基于二线制等电势法的阻性传感器阵列快速读出电路。