CN109791178B - 用于智能传感器应用的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种设备包括：负载电阻，所述负载电阻可与电子传感器串联连接以形成所述负载电阻与所述电子传感器内部阻抗的串联电阻；激励电路，所述激励电路被配置为向电路元件施加预定电压；以及测量电路，所述测量电路被配置为启动向所述串联电阻施加所述预定电压并且确定所述串联电阻；启动向所述负载电阻施加所述预定电压并且确定所述负载电阻；以及使用所确定的串联电阻和所述负载电阻来计算传感器的内部阻抗，并且向用户或处理程序提供所计算的内部阻抗。

Description

用于智能传感器应用的装置和方法
优先权申明
本申请要求于2017年2月15日提交的第15/433,862号美国专利申请的优先权益，所述美国专利申请要求于2017年1月9日提交的第PCT/CN2017/070608号PCT申请的优先权，这些申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本文件总体上涉及用于电子传感器的接口电路。一些实施例涉及用于电子传感器的测试电路。
背景技术
智能传感器是用于测量其环境的某些方面并且触发计算资源以响应于测量而执行预定义功能的电子电路。智能传感器在诸如实施物联网(IoT)等应用中是有用的。有时，智能传感器的输出需要针对可操作地耦合至智能传感器的监视电子装置来定制以获取计算资源的信息。本发明人已经认识到需要改进用于智能传感器电路的接口电路。
发明内容
本文件总体上涉及用于电子传感器的接口电路。
本公开的方面1包括主题(诸如用于电子传感器的测试电路)，其包括：负载电阻，所述负载电阻可与电子传感器串联连接以形成所述负载电阻与所述电子传感器的内部阻抗的串联电阻；激励电路，所述激励电路被配置为向电路元件施加预定电压；以及测量电路，所述测量电路被配置为启动向所述串联电阻施加所述预定电压并且确定所述串联电阻；启动向所述负载电阻施加所述预定电压并且确定所述负载电阻；以及使用所确定的串联电阻和所述负载电阻来计算传感器的内部阻抗，并且向用户或处理程序提供所计算的内部阻抗。
在方面2中，方面1的主题选用地包括激励电路，所述激励电路被配置为向所述串联电阻施加信号振幅小于20毫伏(20mV)的指定电信号，且所述电子传感器的内部阻抗小于10欧姆(10Ω)。
在方面3中，方面1和2中的一个或两个的主题可选地包括作为电化学传感器的电子传感器。
方面4包括主题(诸如集成电路)或可选地与方面1至3的任何组合进行组合以包括这样的主题，其包括激励电路，所述激励电路被配置为向传感器电路施加激励信号，其中所述激励电路包括可配置的第一电路增益级和可配置的第二电路增益级，其中在第一增益模式中，所述激励电路使用由所述第一电路增益级施加的第一信号增益和由所述第二电路增益级施加的第二信号增益来从测试信号产生第一激励信号，并且在第二增益模式中，所述激励电路使用由所述第一电路增益级施加的第三信号增益和由所述第二电路增益级施加的第四信号增益来从所述测试信号产生第二激励信号；以及测量电路，所述测量电路被配置为选择性地启动向所述电子传感器施加所述第一激励信号或所述第二激励信号并且计算所述传感器的内部阻抗。
在方面5中，方面4的主题可选地包括测量电路，所述测量电路被配置为当所述传感器的内部阻抗具有第一内部阻抗范围时，启动向所述电子传感器施加所述第一激励信号，并且当所述传感器的内部阻抗具有第二内部阻抗范围时，启动向所述电子传感器施加所述第二激励信号，其中所述第一内部阻抗范围大于所述第二内部阻抗范围。
在方面6中，方面4和5中的一个或两个的主题可选地包括所述第二增益电路级的信号增益在所述第一增益模式中为1，并且在所述第二增益模式中小于1且大于0。
在方面7中，方面4至6中的一个或任何组合的主题可选地包括所述第一增益电路级的信号增益在所述第一增益模式中大于1，并且在所述第二增益模式中小于1且大于0。
在方面8中，方面4至7中的一个或任何组合的主题可选地包括被配置为产生所述测试信号的数模转换器(DAC)电路。
方面9包括主题(诸如测试电路)或可选地与方面1至8中的一个或任何组合进行组合以包括这样的主题，其包括：用于耦合至电子传感器的可调桥路电阻和校准电阻；激励电路，所述激励电路被配置为向所述电子传感器、桥路电阻和校准电阻施加激励信号；以及测量电路，所述测量电路被配置为向校准电阻施加第一激励信号并且测量校准电流；向第一桥路电阻施加所述第一激励信号并且测量第一桥路电流；向所述第一桥路电阻施加第二激励信号并且测量第二桥路电流；向所述传感器施加所述第二激励信号并且测量传感器电流；且使用所述校准电阻、所述校准电流、所述第一桥路电流、所述第二桥路电流和所述传感器电流来计算所述传感器的内部阻抗。
在方面10中，示例9的主题可选地包括多路复用器电路，所述多路复用器电路被配置为选择性地向所述校准电阻、所述可调桥路电阻或所述传感器施加激励信号。
在方面11中，方面9和10中的一个或两个的主题可选地包括多路复用器电路，所述多路复用器电路被配置为向所述校准电阻施加激励信号，且所述测量电路被配置为使用所述激励信号来计算所述校准电阻。
在方面12中，方面9至11中的一个或任何组合的主题可选地包括测量电路，所述测量电路被配置为在向所述桥路电阻施加所述激励信号之前将所述桥路电阻设定为粗略的桥路电阻值。
在方面13中，方面9至12中的一个或任何组合的主题可选地包括测量电路，所述测量电路被配置为向所述第一桥路电阻施加第三激励信号并且测量第三桥路电流，向第二桥路电阻施加所述第三激励信号并且测量第四桥路电流，并且使用所述校准电阻、所述校准电流、所述第一桥路电流、所述第二桥路电流、所述第三桥路电流、所述第四桥路电流和所述传感器电流来计算所述传感器的内部阻抗。
在方面14中，方面9至13中的一个或任何组合的主题可选地包括所述电子传感器为电化学传感器，且所述电子传感器的电阻表示所述电化学传感器的剩余使用寿命。
方面15包括主题(诸如设备)或可选地与示例1至14中的一个或任何组合进行组合以包括具有集成电路的这样的主题。所述集成电路包括用于从电子传感器接收电信号的输入，其中所述电信号包括直流(DC)偏移和变化信号分量；数模转换器(DAC)电路，所述DAC电路被配置为从所述输入信号中减去所述DC偏移；可操作地耦合至所述DAC电路的可编程增益放大器(PGA)，其中所述PGA电路被配置为向所述输入信号的变化信号分量施加信号增益；以及测量电路，所述测量电路被配置为产生所述变化信号分量的量度。
在方面16中，方面15的主题可选地包括测量电路，所述测量电路包括被配置为产生所述变化信号分量的量度的模数转换器(ADC)电路。
在方面17中，方面15和16中的一个或两个的主题可选地包括测量电路，所述测量电路包括被配置为测量所述变化信号分量的频率响应的快速傅里叶变换(FFT)电路。
在方面18中，方面15至17中的一个或任何组合的主题可选地包括可操作地耦合至所述集成电路的电子传感器，其中所述电子传感器为电阻式电子传感器。
在方面19中，方面15至18中的一个或任何组合的主题可选地包括所述电子传感器为气体传感器，且来自所述电子传感器的所述电信号与大气中的气体量成比例。
在方面20中，方面15至20中的一个或任何组合的主题可选地包括检测电路，其中所述电子传感器为氧气传感器，且所述检测电路被配置为根据所述变化信号分量的量度来产生爆炸下限的指示。
方面21可包括示例1至20中的任何一个或多个的任何部分或任何部分的组合或可选地与其组合以包括主题，所述主题可包括用于执行方面1至20的一个或多个功能的装置或包括指令的机器可读介质，这些指令在由机器执行时使所述机器执行方面1至20的任何一个或多个功能。
这些非限制性方面可以以任何排列或组合进行组合。本部分旨在提供本专利申请的主题的概述。这并不旨在提供对本发明的排他或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可在不同的视图中描述类似的部件。具有不同字母后缀的相同数字可表示类似部件的不同示例。作为示例，附图通常以非限制方式说明本文件中讨论的各种实施例。
图1A和1B是表示测试电路和传感器电路的框图。
图2A和2B是表示电耦合至传感器电路的另一测试电路204的框图。
图3是控制测试电路以测量电子传感器的内部阻抗的方法的示例的流程图。
图4是电耦合至传感器电路的测试电路的另一示例的部分的电路图。
图5是控制测试电路以测量电子传感器的内部阻抗的方法的另一示例的流程图。
图6是电耦合至传感器电路的测试电路的另一示例的部分的电路图。
图7是控制测试电路以测量电子传感器的内部阻抗的方法的示例的流程图。
图8是电耦合至传感器电路的测试电路的另一示例的部分的电路图。
图9是传感器电路的输出的示例。
图10是控制测试电路以测量电子传感器的内部阻抗的方法的示例的流程图。
具体实施方式
一些智能传感器电路可包括电化学传感器以监视气体的量或浓度。对传感器的系统要求通常需要传感器电路具有低功耗并且展现出低噪声以减少误差。为了使寿命最长并且将服务降至最低，也期望监视电路具有低功耗。这可在设计电路以监视不同类型的智能传感器电路中面临诸多挑战。例如，出于诊断目的可能需要测量传感器电路的阻抗，但是智能传感器可具有宽范围的内部阻抗。某个传感器可具有大于10千欧(10kΩ)的内部电阻，而其它传感器可具有低内部电阻(例如，1Ω)。具有低内部阻抗的传感器通常需要更高的电压测量信号来提供足够的信噪比(SNR)。然而，向低阻抗施加较高的电压测量信号可能导致测量电路的高电流消耗，且传感器电路有时不能承受与较高测量相关联的电流。
图1A和1B是测试电路104和传感器电路106的框图。测试电路104可被包括在集成电路上。为了测量传感器电路的内部阻抗，在驱动或“D”连接与跨阻放大器(TIA)或“T”连接之间施加激励信号。“P”和“N”连接是传感器操作的感测节点。为了确定传感器电路的内部阻抗，测试电路使用D和T连接向传感器电路施加激励信号。在图1A中，激励信号具有十五毫伏(15mV)的量值，且传感器电路106具有181Ω的内部阻抗。施加激励信号导致0.08毫安(0.08mA)电流通过传感器。测试电路可使用欧姆定律来确定传感器电路的内部电阻。测试电路可向用户提供(例如，通过在显示器上呈现值)所确定的内部阻抗或向处理程序(例如，将所述值存储在存储器中的处理程序或使用所确定的阻抗采取一些行动的处理程序)提供所述值。
在图1B中，传感器电路106具有1Ω的内部电阻，但是可能期望用相同的15mV激励信号来测量传感器。然而，直接施加激励信号导致15mA的电流。所述电流可能由于多种原因而导致诸多问题。例如，电流对于期望功耗而言可能过大，或传感器电路可能无法承受所述量值的电流。而且，试图容纳0.08mA的电流和15mA的电流可能导致由监视电路进行的测量的准确性问题。降低激励电压可显著地降低SNR。
图2A和2B是电耦合至传感器电路206的测试电路204的其他示例的框图。测试电路可用于确定约200Ω的传感器电路的内部阻抗，并且还确定内部阻抗小于10Ω的传感器电路。测试电路包括负载电阻Rload、激励电路208和测量电路210。负载电阻可具有100Ω的电阻值(在某些实施例中，负载电阻具有约200Ω的电阻值)。测量电路可包括执行所描述功能的逻辑电路。在变型中，测量电路包括诸如微处理器等处理器。在图2A中，当要监视具有低阻抗的传感器电路时，测量电路210将负载电阻与传感器电路的内部阻抗串联连接以形成串联电阻。激励电路208向串联电阻施加具有预定电压的激励信号。在变型中，预定电压小于或等于20mV。测量电路使用所得电流和预定电压来确定串联电阻。在图2B中，测试电路然后仅向负载电阻施加激励信号。激励信号使用所得电流和预定电压来确定负载电阻。测试电路通过从串联电阻中减去负载电阻来确定传感器电路的内部阻抗。
增加负载电阻导致两种类型的传感器之间的内部阻抗相当。这提高了由测试电路确定的阻抗值的精度。在一些示例中，测量电路校准激励信号的预定电压。预定电阻器的校准电阻器可电连接至测试电路的输出，且测试电路可调整激励信号，直至测量出与激励信号的预定电压对应的特定电流为止。
图3是控制测试电路以测量电子传感器的内部阻抗的方法300的示例的流程图。在305处，负载电阻与传感器电性串联连接以形成负载电阻与传感器的内部阻抗的串联电阻。在310处，向串联电阻施加具有预定电压的激励信号，并且(例如，通过欧姆定律)确定串联电阻。在315处，向负载电阻施加预定电压并且确定负载电阻。在320处，使用所确定的负载电阻和串联电阻来确定传感器的内部阻抗。向用户或处理程序提供内部阻抗的值。所述方法可用于其它范围的内部阻抗。例如，测试电路可用于测量约1kΩ至1Ω的传感器内部阻抗。
图4是电耦合至表示传感器电路406的内部阻抗的电阻器(Rx)的测试电路404的示例的部分的电路图。测试电路404可被包括在集成电路上。测试电路404包括数模转换器(DAC)电路412、激励电路414和测量电路416。为了测量内部阻抗，使用数模转换器DAC电路412产生测试信号。通过使用激励运算放大器424，激励电路414向传感器电路施加使用测试信号产生的激励电路。测量电路416使用由激励产生的监视信号来确定内部阻抗。例如，可向传感器电路施加预定电压的激励信号，且可使用所得电流信号来确定内部阻抗。DAC电路412允许诸如通过用处理器或其它控制电路(例如，波形发生器)控制DAC电路412来产生不同频率和量值的激励信号。
当要测量的内部阻抗为低时，可能需要降低激励信号的电压以限制通过传感器的电流并且限制测试的功耗。测量具有非常不同的内部阻抗的不同类型的传感器的内部阻抗所面临的挑战在于，随着激励信号的电压降低，电路噪声可能变得显著。
激励电路414包括可配置的第一电路增益级420和可配置的第二电路增益级418。第一电路增益级420包括可编程增益放大器(PGA)。第二电路增益级包括电阻器Rd和交叉耦合开关电路422。第一电路级的增益可通过改变可编程增益来配置，且第二电路增益级418的增益可通过改变交叉耦合开关电路422的状态来配置。激励电路414的组合信号增益通过测量电路(例如，使用控制电路)根据待测量的传感器电路的内部阻抗是处于较高阻抗范围还是处于较低阻抗范围来配置。当内部阻抗处于较高阻抗范围时，提供较高的信号增益。
当传感器电路具有在较高范围内的内部阻抗值时，激励电路414被配置为处于第一增益模式。激励电路使用由第一电路增益级施加的第一信号增益和由第二电路增益级施加的第二信号增益从DAC电路测试信号产生第一激励信号。在不旨在限制的示例中，第一电路增益级420的增益为1，且第二电路增益级418的增益为2，以在第一增益模式中向测试信号提供为2的总体信号增益。
当传感器电路具有在较低范围内的内部阻抗值时，激励电路414被配置为处于第二增益模式。激励电路使用由第一电路增益级施加的第三信号增益和由第二电路增益级施加的第四信号增益从DAC电路测试信号产生第二激励信号。第二增益模式中的增益可为介于0与1之间的增益值。在示例中，第一电路增益级420的增益为十分之一(1/10)，且第二电路增益级418的增益为二分之一(1/2)，以在第二增益模式中向测试信号提供为二十分之一(1/20)的总体信号增益。通过改变电阻值可改变由第二增益模式提供的信号增益的值。在某些示例中，第二增益级在第一增益模式中提供4或5的增益，并且在第二增益模式中提供四分之一(1/4)或五分之一(1/5)的增益。测量电路416选择性地启动向电子传感器施加第一激励信号或第二激励信号并且计算传感器的内部阻抗。当内部阻抗在较低范围内时，小信号增益减小了PGA和激励运算放大器424的电路噪声。这提高了在较低范围内的内部阻抗测量的精度。
图5是控制测试电路以测量电子传感器的内部阻抗的方法500的示例的流程图。在505处，当传感器的内部阻抗具有第一内部阻抗范围时，向传感器施加第一增益模式中的第一激励信号。在第一增益模式中，使用采用第一电路增益级产生的第一信号增益和采用第二电路增益级产生的第二信号增益从测试信号产生第一激励信号。
在510处，当传感器的内部阻抗具有第二内部阻抗范围时，向传感器施加第二增益模式中的第二激励信号。在一些示例中，第二阻抗范围中的阻抗值低于第一阻抗范围中的阻抗值。在第二增益模式中，使用采用第一电路增益级的第三信号增益和采用第二信号增益级的第四信号增益从测试信号产生第二激励信号。
在515处，在处于第一增益模式时使用第一激励信号来计算传感器的内部阻抗，且在处于第二增益模式时使用第二激励信号来计算传感器的内部阻抗。可向用户或处理程序提供所计算的内部阻抗。传感器电路的内部阻抗范围以及因此用于测量传感器电路的信号增益可预先知道(例如，通过传感器的类型)并且由用户编程。在其它示例中，测量电路可确定向激励电路施加哪个信号增益。在一些示例中，传感器电路包括由测试电路读取的标识符(例如，机器可读类型代码)。在一些示例中，向传感器电路施加预定电压的激励信号以确定粗略的阻抗测量值以确定传感器电路的内部阻抗范围，且因此设定信号增益。
图6是电耦合至传感器电路606的测试电路604的另一示例的部分的电路图。测试电路可被包括在集成电路中。在某些示例中，传感器电路被包括在相同的集成电路和测试电路中。电子传感器可为电化学传感器或气体传感器。电子传感器的阻抗可随传感器的使用而改变，且测量传感器的阻抗可用于估算传感器的剩余使用寿命。如果传感器用于感测有毒物质或气体，那么确定传感器何时接近其使用寿命的终点可能更重要。
测试电路604包括激励电路614和测量电路616。激励电路提供用于测量阻抗的激励信号。测量电路可包括用于执行所描述功能的逻辑电路，并且可包括用于启动测量和计算的控制电路。为了确定传感器电路Rx的未知阻抗，可向传感器电路施加激励信号Vexc，且可测量传感器电流Ix，其中Ix＝Vexc/Rx。向已知的校准电阻626(Rcal)施加相同的激励信号Vexc，并且测量校准电流Ical，其中Ical＝Vexc/Rcal。因为Vexc在这两次测量中均是相同的，所以传感器的未知阻抗可被确定为Rx＝Rcal(Ical/Ix)。
如果Rx的值与Rcal的数量级相同，那么这种测量方法效果很好。然而，如果传感器的阻抗与Rcal相差过大，那么所述方法则效果不太好。例如，如果Rcal约为200Ω且Vexc为1V，而Iexc为约5毫安(5mA)。如果Rx为1兆欧姆(1MΩ)，而Ix为约1微安(1μA)。这些电流值对测量电路来说相差过大而难以提供期望精度。增加用于测量的信号的增益也可能会增加信号误差的增益，这会增加信号测量的误差。
除了校准电阻之外，图6的测试电路604还包括可调桥路电阻628。桥路电阻的值被调整为处于Rcal电阻值与传感器阻抗值之间。桥路电阻可为廉价的电阻电路，且电阻可能不为期望精度所知。测试电路604可包括多路复用器电路，所述多路复用器电路可用于选择性地向校准电阻、可调桥路电阻或传感器电路606施加激励信号。
可向Rcal和桥路电阻Rb施加第一预定激励信号，且可向桥路电阻Rb和传感器电路Rx施加第二预定激励信号。可向单独的激励信号施加不同的信号增益，且可使用测量电流来确定电子传感器的阻抗。
例如，测量电路616可向校准电阻Rcal施加第一激励信号Vexc1并且测量校准电流Ical。向桥路电阻Rb施加第一激励信号，且可测量第一桥路电流Ib1。测量电路616向桥路电阻值施加第二激励信号Vexc2，且可测量第二桥路电流Ib2。向传感器施加第二激励信号并且测量传感器电流Ix。传感器的阻抗被确定为
Rx＝(Rcal)(Ical/Ib1)(Ib2/Ix)，
其中Ib1是激励为Vexc1时的桥路电阻中的电流，且Ib2是激励为Vexc2时的桥路电阻中的电流。因为测量激励电压和增益对于每一对电流测量值来说是相同的，所以测量系统中的测量电压和增益的精度并不重要。
在旨在说明而非限制性的示例中，如果已知传感器阻抗在约200Ω的范围内且Rcal为10kΩ，那么桥路电阻可为1.128kΩ。在这种情况下，桥路电阻与校准电阻的比值以及桥路电阻与传感器阻抗的比值可能不会太大，且可使用一个桥路电阻值。测量电路可在设定桥路电阻值之前向传感器施加激励信号以获得阻抗的估计值。测量值是估计值，这是因为激励信号通常不具备所需精度。测量电路616可在更精确地确定桥路电阻值之前将桥路电阻值设定为粗略的或近似的电阻值。如果需要的话，测量电路616也可用来测量Rcal的电阻。多路复用器电路630可用于向校准电阻施加激励信号，且测量电路616可使用激励信号来计算校准电阻。
在另一示例中，如果传感器阻抗Rx与校准电阻Rcal之间的阻抗差异过大，那么可使用多个桥路电阻步长来桥接Rcal与Rx之间的测量值。例如，如前面的示例所述，测量电路616可向校准和第一桥路电阻Rb1施加第一激励信号Vexc1以测量校准电流Ical和第一桥路电流Ib11，其中Ib11是针对第一桥路电阻值和第一激励信号的桥路电流。第一桥路电阻值可被设定为相较于Rx更接近Rcal。测量电路616向第一桥路电阻值施加第二激励信号，并且测量第二桥路电流Ib12，其中Ib12是针对第一桥路电阻值Rb1和第二激励信号Vexc2的桥路电流。
桥路电阻然后被更改为第二值Rb2，其相较于Rcal更接近Rx。在旨在说明而非限制性的示例中，如果已知传感器阻抗在约200Ω的范围内，且Rcal是10kΩ，那么Rb1的值可被设定为712Ω且Rb2可为2.53kΩ。向第二桥路电阻施加第二激励信号Vexc2，并且测量第三桥路电流Ib22。向第二桥路电阻Rb2施加第三激励信号Vexc3，并且测量第四桥路电流Ib23，其中Ib23是针对第二桥路电阻值Rb2和第三激励信号Vexc3的桥路电流。然后，向传感器阻抗Rx施加第三激励信号，并且测量传感器电流Ix。然后可使用校准电阻Rcal、校准电流Ical、第一桥路电流Ib11、第二桥路电流Ib12、第三桥路电流Ib22、第四桥路电流Ib23和传感器电流Ix通过下式来确定传感器Rx的阻抗
Rx＝(Rcal)(Ical/Ib11)(Ib12/Ib22)(Ib23/Ix)。
图7是控制测试电路以测量电子传感器的内部阻抗的方法700的示例的流程图。在705处，向校准电阻施加第一预定激励信号并且测量校准电流。然后选择桥路电阻值。在一些示例中，测试电路确定传感器阻抗的近似值或粗略值，且测试电路或用户相应地设定桥路电阻值。测试电路可包括存储于存储器中的表格，且测试电路可通过使用近似传感器阻抗作为表格中的索引来设定桥路电阻。在710处，向桥路电阻施加相同的第一激励信号并且测量第一桥路电流。
在715处，向桥路电阻施加第二预定激励信号并且测量第二桥路电流。在720处，向传感器施加第二激励信号并且测量传感器电流。在725处，通过测试电路使用校准电阻、校准电流、第一桥路电流、第二桥路电流和传感器电流来计算传感器的内部阻抗。然后可向用户或处理程序提供所计算的内部阻抗。例如，可使用内部阻抗来估算电子传感器的剩余使用寿命。
可能需要一个以上的桥路电阻。可根据比值来确定桥路电阻。测试电路可确定桥路电阻以将校准阻抗与桥路阻抗的比值保持为约4。如果选定桥路阻抗与近似传感器值的比值不在期望比值范围内，那么测试电路可选择位于传感器的期望比值范围内并且位于第一桥路电阻值的期望比值范围内的第二桥路电阻。然后使用如前面所述的示例中的校准电阻、校准电流、四个桥路电流和传感器电流来确定传感器阻抗。这种方法可扩展。如果校准电阻和传感器阻抗值的差异过大，那么可能需要两个以上的桥路电阻。
图8是电耦合至传感器电路806的测试电路804的另一示例的部分的电路图。除了解决功耗和电路噪声之外，用于监视电子传感器输出的电路可能需要定制传感器电路的输出以提高精度。
测试电路804可被包括在集成电路上并且包括用于从传感器电路806、DAC电路832、PGA 834和测量电路836接收电信号的输入。在某些示例中，传感器电路被包括在相同的集成电路和测试电路上。传感器可用于检测包含传感器的环境内的化学物质或气体的浓度。传感器的内部阻抗随浓度而变化。传感器耦合至包括参考电阻器840(Rref)的电阻分压器。开关842可在测量传感器输出期间启用电阻分压器。开关也可短时间激活(例如，200微秒(200μs))以使得通过传感器的电流路径短暂地加热传感器，且然后停用以节省电力。通过测量Rref，可监视电流以精确控制在传感器上燃烧的平均功率、精确控制温度以精确控制传感器对测量的灵敏度。
测量电路836可包括控制器以在未执行测量时断开开关以节约能量。被施加至传感器的电压Vcc由传感器806和参考电阻器840的内部阻抗分压。为了监视传感器，来自传感器的信号的电压随化学物质或气体的浓度而变化。例如，传感器可为气体传感器。传感器的内部阻抗可随气体浓度而变化，并且提供与气体浓度成比例的电压。
来自传感器电路806的信号包括直流(DC)偏移和变化信号分量。当传感器电路的内部阻抗具有变化量很小的近似阻抗时，可发生直流偏移。例如，传感器的内部阻抗在气体浓度范围内可在18Ω至20Ω之间变化。由于18Ω产生的电压将在来自传感器的电信号中表现为直流偏移。
图9是作为气体浓度的函数的传感器电路806的输出的示例的曲线图。直流分量被示为Vshift。曲线图905示出电压输出在2.37伏特(2.37V)与2.5V之间变化。如果需要的话，直流偏移防止使用较低电压测量电路，并且可限制输出变化的可测量范围，这可能会影响测量精度。为了提高精度，直流偏移被去除。曲线图910示出了在将输出移位至以0伏特为中心之后的传感器输出以及施加至来自传感器的信号的信号增益。曲线图910示出了可通过较大信号范围来提高测量的精度，且可使用具有较低电压的测量电路来监视输出。
测试电路804包括DAC电路832以除去从传感器接收的信号中的直流偏移。DAC电路832可被用户编程以减去已知的直流偏移或由控制电路自动调整以减去测量的直流偏移。PGA 834向由DAC电路移位的信号施加信号增益。由PGA 834提供的增益量也可由用户设定或使用控制电路自动调整。测量电路836产生变化信号分量的量度。在一些实施例中，测量电路836包括用于产生表示来自传感器电路806的信号的数字值的模数转换器(ADC)电路838。在图8的示例中，ADC电路为十六位ADC电路。由PGA提供的信号增益允许更多的信号摆幅，其使16位ADC的精度更有用。取决于应用，测量电路还可包括被配置为测量变化信号分量的频率响应的快速傅里叶变换(FFT)电路。
图10是控制测试电路以测量电子传感器的内部阻抗的方法1000的示例的流程图。在1005处，测试电路从电子传感器接收输入信号。输入信号包括直流偏移分量和变化信号分量。在1010处，使用DAC电路从输入信号中除去DC偏移，且向剩余变化信号分量施加信号增益。在1015处，使用测量电路来测量具有所施加的信号增益的变化信号分量。所述量度可包括使用ADC电路确定的数字值。可向用户或处理程序中的一个或两个提供测量值。例如，传感器可为氧气传感器。如图8中所示，测试电路可包括检测电路844。检测电路可根据变化信号分量的量度产生爆炸下限(LEL)的指示。所述指示可用于产生关于LEL的警报。
本文描述的装置、方法和系统允许以低功耗和改进的精度监视智能传感器。
附加说明
以上详细描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。附图通过说明方式示出了可实施本发明的具体实施例。这些实施例在本文也被称为“示例”。本文件中提及的所有出版物、专利和专利文件以引用整体并入本文，如同以引用方式单独并入。如果本文件与以引用方式并入本文的文件之间的用法不一致，那么在所并入的参考文献中的用法应当被认为是对本文件的补充；对于不可调和的不一致性，以本文件中的用法为准。
在本文件中，如在专利文件中常见的那样，使用术语“一”或“一个”来包括一个或一个以上，这独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其它示例或用法。在本文件中，除非另有指示，否则术语“或”用于指代非排他性的，例如“A或B”包括“A而不是B”、“B而不是A”以及“A和B”。在所附权利要求中，使用术语“包括(including)”和“其中(in which)”作为相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语等同物。而且，在以下权利要求中，术语“包括(including)”和“包括(comprising)”是开放式的，即，包括除列在权利要求中的这样的术语之后的那些元件之外的元件的系统、装置、物品或处理程序仍然被视为属于所述权利要求的范围。另外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。可至少部分地以机器或计算机实施本文描述的方法示例。
以上描述旨在说明而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可彼此组合使用。诸如本领域普通技术人员在查看以上描述时可使用其它实施例。摘要的提供符合37 C.F.R.§1.72(b)以使读者迅速确定技术公开的性质。在提交时应当理解的是，所述摘要将不会用来解释或限制权利要求的范围或含义。而且，在以上具体实施方式中，可将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应当解释为意图表明未主张保护的公开功能对于任何权利要求是必不可少的。相反，发明主题可能存在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，特此将所附权利要求书并入实施方式中，其中每一权利要求独立地作为单独实施例。应参考所附权利要求书连同此权利要求书所授权的等效物的整个范围来确定本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于电子传感器的测试电路，所述测试电路包括：
负载电阻，所述负载电阻能够与电子传感器串联连接以形成所述负载电阻与所述电子传感器内部阻抗的串联电阻；
激励电路，所述激励电路被配置为向电子传感器、可调桥路电阻以及校准电阻施加具有预定电压的激励信号；以及
测量电路，所述测量电路被配置为：
启动向所述串联电阻施加所述预定电压并且确定所述串联电阻；
启动向所述负载电阻施加所述预定电压并且确定所述负载电阻；
使用所确定的串联电阻和所述负载电阻来计算所述传感器的内部阻抗，并且向用户或处理程序提供所计算的内部阻抗；以及
用于耦合至电子传感器的可调桥路电阻和校准电阻；
其中所述测量电路被配置为：
向校准电阻施加第一激励信号并且测量校准电流；
向所述可调桥路电阻的第一桥路电阻施加所述第一激励信号并且测量第一桥路电流；
向所述可调桥路电阻的所述第一桥路电阻施加第二激励信号并且测量第二桥路电流；
向所述传感器施加所述第二激励信号并且测量传感器电流；以及
使用所述校准电阻、所述校准电流、所述第一桥路电流、所述第二桥路电流和所述传感器电流来计算所述传感器的内部阻抗。
2.根据权利要求1所述的测试电路，其中所述激励电路被配置为向所述串联电阻施加信号振幅小于20毫伏(20mV)的指定电信号，且所述电子传感器的内部阻抗小于10欧姆(10Ω)。
3.根据权利要求1所述的测试电路，其中所述电子传感器为电化学传感器。
4.根据权利要求1所述的测试电路，其包括多路复用器电路，所述多路复用器电路被配置为选择性地向所述校准电阻、所述可调桥路电阻或所述传感器施加激励信号。
5.根据权利要求4所述的测试电路，其中所述多路复用器电路被配置为向所述校准电阻施加激励信号，且所述测量电路被配置为使用所述激励信号来计算所述校准电阻。
6.根据权利要求1所述的测试电路，其中所述测量电路被配置为在向所述可调桥路电阻施加所述激励信号之前将所述可调桥路电阻设定为粗略的桥路电阻值。
7.根据权利要求1所述的测试电路，其中所述测量电路被配置为向所述可调桥路电阻的所述第一桥路电阻施加第三激励信号并且测量第三桥路电流，向所述可调桥路电阻的第二桥路电阻施加所述第三激励信号并且测量第四桥路电流，并且使用所述校准电阻、所述校准电流、所述第一桥路电流、所述第二桥路电流、所述第三桥路电流、所述第四桥路电流和所述传感器电流来计算所述传感器的内部阻抗。
8.根据权利要求1所述的测试电路，其中所述电子传感器为电化学传感器，且所述电化学传感器的阻抗表示所述电化学传感器的剩余使用寿命。
9.根据权利要求1所述的测试电路，所述测试电路包括：
用于从电子传感器接收电信号的输入，其中所述电信号包括直流(DC)偏移和变化信号分量；
数模转换器(DAC)电路，所述DAC电路被配置为从所述电信号中减去所述DC偏移；
可操作地耦合至所述DAC电路的可编程增益放大器PGA，其中所述可编程增益放大器PGA电路被配置为向所述电信号的变化信号分量施加信号增益；且
其中所述测量电路被配置为产生所述变化信号分量的量度。
10.根据权利要求9所述的测试电路，其中所述测量电路包括被配置为产生所述变化信号分量的量度的模数转换器(ADC)电路。
11.根据权利要求9所述的测试电路，其中所述测量电路包括被配置为测量所述变化信号分量的频率响应的快速傅里叶变换(FFT)电路。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的测试电路，其包括可操作地耦合至所述测试电路的所述电子传感器，其中所述电子传感器为电阻式电子传感器。
13.根据权利要求12所述的测试电路，其中所述电子传感器为气体传感器，且来自所述电子传感器的电信号与大气中的气体量成比例。
14.根据权利要求13所述的测试电路，其包括检测电路，其中所述电子传感器为氧气传感器，且所述检测电路被配置为根据变化信号分量的量度来产生爆炸下限的指示。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10443526B2 (en) * 2016-09-14 2019-10-15 Denso Corporation Air-fuel ratio sensing device
US10466296B2 (en) 2017-01-09 2019-11-05 Analog Devices Global Devices and methods for smart sensor application
US10571445B2 (en) * 2017-05-15 2020-02-25 Hamilton Sundstrand Corporation Fielded chemical threat detectors
US10775258B2 (en) * 2018-03-13 2020-09-15 International Business Machines Corporation Heuristic based analytics for gas leak source identification
DE102018124088A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Elektronische Schaltung für einen elektrochemischen Sensor und Verfahren zur Sensorsignalmessung
DE102018124090A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Elektronische Schaltung für einen elektrochemischen Sensor und Verfahren zur Messung einer Impedanz von mindestens einem Messkanal des elektrochemischen Sensors
DE102018124092A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Elektronische Schaltung für einen elektrochemischen Sensor und Verfahren zur Funktionsanalyse des elektrochemischen Sensors
US20230168219A1 (en) * 2020-04-21 2023-06-01 Cardiai Technologies Ltd. Electrochemical-sensing apparatus and method therefor
US11594532B2 (en) * 2020-06-29 2023-02-28 Texas Instruments Incorporated On-chip heater temperature calibration
US11276998B2 (en) * 2020-07-24 2022-03-15 Sean Patrick Maddox System and method for calibrating to and monitoring of low voltage circuits

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711850A (en) * 1969-12-05 1973-01-16 Weston Instruments Inc Digital ohmmeter circuit
CN1128091A (zh) * 1994-04-28 1996-07-31 夸尔柯姆股份有限公司 正交接收机中自动增益控制和直流偏移消除的方法和装置
JP2003066077A (ja) * 2001-08-24 2003-03-05 Dkk Toa Corp 導電率計
GB2411481A (en) * 2004-02-27 2005-08-31 Ultra Electronics Ltd Impedance measuring method and system
US6975103B1 (en) * 2004-06-25 2005-12-13 National Semiconductor Corporation Resistance ratio digitizing ohmmeter system
CN101685117A (zh) * 2009-07-20 2010-03-31 南京航空航天大学 蓄电池的内阻测量方法
JP2012137298A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Toyota Motor Corp 微粒子検出装置
WO2012136923A1 (fr) * 2011-04-05 2012-10-11 Sagem Defense Securite Procede de correction de la mesure d'une tension aux bornes d'un capteur

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4196475A (en) 1976-09-02 1980-04-01 Genrad, Inc. Method of and apparatus for automatic measurement of impedance or other parameters with microprocessor calculation techniques
US4178793A (en) * 1978-09-05 1979-12-18 General Motors Corporation Apparatus for oxygen sensor impedance measurement
FR2495782A1 (fr) 1980-12-05 1982-06-11 Accumulateurs Fixes Circuit de mesure de resistance
US4470020A (en) 1982-05-06 1984-09-04 Mohr Daniel R Virtual ground preamplifier for magnetic phono cartridge
US4543560A (en) 1984-02-17 1985-09-24 Analog Devices, Incorporated Two-stage high resolution digital-to-analog converter
DE3611261A1 (de) * 1986-04-04 1987-10-15 Tettex Ag Elektronische buerde
DE3643389A1 (de) 1986-12-19 1988-07-07 Duerrwaechter E Dr Doduco Verfahren zum erzeugen eines elektrischen sinussignals mit veraenderlicher frequenz
US4847783A (en) 1987-05-27 1989-07-11 Richard Grace Gas sensing instrument
US4970470A (en) 1989-10-10 1990-11-13 Analog Devices, Incorporated DC-coupled transimpedance amplifier
DE68919704T2 (de) 1989-12-18 1995-06-01 Hewlett Packard Gmbh Strom-Spannungswandler.
US5621669A (en) 1990-07-27 1997-04-15 Bjornsson; Eyjolf S. Moisture sensor probe and control mechanism
EP0496147A1 (en) 1991-01-25 1992-07-29 John Fluke Mfg. Co., Inc. Method of precise measurement of small resistance values
US5557267A (en) * 1993-04-23 1996-09-17 Ade Corporation Apparatus and methods for measurement system calibration
DE9312517U1 (de) 1993-08-20 1993-10-21 Becker, Wolf-Jürgen, Prof. Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., 3500 Kassel Vorrichtung zum Messen der Impedanz von Sensoren mit doppelt rückgekoppelter Phasenregelschleife
US5495245A (en) 1994-04-26 1996-02-27 Analog Devices, Inc. Digital-to-analog converter with segmented resistor string
JPH09203667A (ja) * 1996-01-24 1997-08-05 Mitsubishi Electric Corp 温度検出回路
JP3851375B2 (ja) * 1996-04-18 2006-11-29 アジレント・テクノロジーズ・インク インピーダンス測定装置
US6017354A (en) 1996-08-15 2000-01-25 Stryker Corporation Integrated system for powered surgical tools
US5980728A (en) 1996-09-24 1999-11-09 Rosemont Analytical Inc. Diagnostic method and apparatus for solid electrolyte gas analyzer
US6036696A (en) 1997-12-19 2000-03-14 Stryker Technologies Corporation Guide-pin placement device and method of use
US6050989A (en) 1998-08-24 2000-04-18 Linvatec Corporation Angularly adjustable powered surgical handpiece
JP2000329730A (ja) * 1999-05-21 2000-11-30 Denso Corp 酸素濃度センサの素子インピーダンス検出方法及び素子インピーダンス検出装置
US6736829B1 (en) 1999-11-11 2004-05-18 Linvatec Corporation Toggle anchor and tool for insertion thereof
US6737875B2 (en) * 2000-05-22 2004-05-18 Damerco, Inc. Method and apparatus for in-circuit impedance measurement
DE10029795C2 (de) 2000-06-16 2002-05-08 Siemens Ag Vorrichtung zum Messen des Innenwiderstandes einer linearen Lambdasonde
US6456220B1 (en) 2000-06-19 2002-09-24 Cygnal Integrated Products, Inc. Analog-to-digital converter for processing differential and single-ended inputs
US6414616B1 (en) 2000-06-22 2002-07-02 Analog Devices, Inc. Architecture for voltage scaling DAC
JP3833467B2 (ja) * 2000-11-22 2006-10-11 三菱電機株式会社 排ガスセンサの劣化検出装置
JP2002213991A (ja) 2001-01-18 2002-07-31 Nec Eng Ltd センサ情報収集システム
US6786897B2 (en) 2001-08-16 2004-09-07 Linvatec Corporation Temperature indicator and insulator for powered surgical instruments
US6917183B2 (en) 2002-05-01 2005-07-12 Linvatec Corporation Battery pack for sterile transfer battery container
US6958071B2 (en) 2002-07-13 2005-10-25 Stryker Corporation Surgical tool system
US6960894B2 (en) 2002-08-01 2005-11-01 Stryker Corporation Cordless, powered surgical tool
JP4016814B2 (ja) 2002-11-25 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 酸素センサ素子インピーダンス検出装置
US6798282B1 (en) 2002-12-31 2004-09-28 Inphi Corporation Method and system for transimpedance amplifiers with high current input while maintaining high transimpedance gain and bandwidth
JP4194085B2 (ja) * 2003-03-18 2008-12-10 フィガロ技研株式会社 プロトン導電体ガスセンサの自己診断方法とガス検出装置
US6707404B1 (en) 2003-04-21 2004-03-16 Texas Instruments Incorporated Integral nonlinearity error correction circuitry and method for DAC
US6885328B1 (en) 2003-08-15 2005-04-26 Analog Devices, Inc. Digitally-switched impedance with multiple-stage segmented string architecture
US7548819B2 (en) * 2004-02-27 2009-06-16 Ultra Electronics Limited Signal measurement and processing method and apparatus
US7776194B2 (en) 2004-04-16 2010-08-17 Denso Corporation Gas concentration measuring apparatus designed to compensate for output error
US20060011476A1 (en) 2004-07-16 2006-01-19 Denso Corporation Gas concentration measuring apparatus designed to ensuring accuracy of determining resistance of gas sensor element
US7204638B2 (en) 2005-05-23 2007-04-17 Etron Technology, Inc. Precise temperature sensor with smart programmable calibration
EP2102633B1 (en) 2006-12-22 2018-02-14 Photonic Innovations Limited Gas detector
JP4379820B2 (ja) 2007-02-21 2009-12-09 株式会社デンソー センサ制御装置
US7649363B2 (en) * 2007-06-28 2010-01-19 Lam Research Corporation Method and apparatus for a voltage/current probe test arrangements
US8089311B2 (en) 2008-01-22 2012-01-03 Analog Devices, Inc. Signal amplifier
US8054085B2 (en) * 2008-03-31 2011-11-08 Electro Scientific Industries, Inc. Programmable gain trans-impedance amplifier overload recovery circuit
US7900614B2 (en) 2008-05-22 2011-03-08 Ford Global Technologies, Llc Self-calibrating NOx sensor
US8310277B2 (en) 2009-08-27 2012-11-13 Qualcomm, Incorporated High linear fast peak detector
US8319507B2 (en) * 2010-02-08 2012-11-27 Nxp B.V. System and method for sensing an amplifier load current
US8284090B2 (en) 2010-03-22 2012-10-09 Analog Devices, Inc. Method and apparatus for analog to digital conversion of small signals in the presence of a large DC offset
US8502567B2 (en) 2010-05-25 2013-08-06 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for protecting a semiconductor junction
US8604777B2 (en) * 2011-07-13 2013-12-10 Allegro Microsystems, Llc Current sensor with calibration for a current divider configuration
ITVI20110216A1 (it) * 2011-08-02 2013-02-03 St Microelectronics Srl Sistema elettronico comprendente una struttura di sensore ed un'interfaccia analogica collegata ad essa con un intervallo di esercizio indipendente dal sensore
EP2756318A2 (en) 2011-09-12 2014-07-23 Metroic Limited Current measurement
US9296298B2 (en) 2012-03-12 2016-03-29 Transbiotec, Inc. Alcohol detection system for vehicle driver testing with integral temperature compensation
US9124296B2 (en) 2012-06-27 2015-09-01 Analog Devices Global Multi-stage string DAC
GB2504991B (en) 2012-08-17 2015-09-23 Ultra Electronics Ltd Proximity sensor monitor
US8912939B2 (en) 2012-12-14 2014-12-16 Analog Devices Technology String DAC leakage current cancellation
JP5991202B2 (ja) * 2013-01-10 2016-09-14 株式会社デンソー 酸素濃度センサの制御装置
CN109187656B (zh) 2013-03-15 2021-11-16 伊利昂科技有限公司 测量物质的电学性能的装置和方法
US8872689B2 (en) 2013-03-15 2014-10-28 Infineon Technologies Ag Circuit arrangement and method for operating an analog-to-digital converter
JP6130184B2 (ja) * 2013-03-27 2017-05-17 日本特殊陶業株式会社 センサ制御装置およびガス検知システム
CN103267891B (zh) 2013-05-31 2015-06-10 重庆大学 基于数字校正的无损电流检测电路
US9578417B2 (en) * 2013-09-16 2017-02-21 Cirrus Logic, Inc. Systems and methods for detection of load impedance of a transducer device coupled to an audio device
JP6125989B2 (ja) 2013-12-24 2017-05-10 日本特殊陶業株式会社 センサ制御装置およびガス検知システム
JP2016020892A (ja) 2014-06-17 2016-02-04 株式会社デンソー 制御装置
US9213016B1 (en) * 2014-08-21 2015-12-15 Spec Sensors, Llc Automated self-compensation apparatus and methods for providing electrochemical sensors
JP2016061625A (ja) * 2014-09-17 2016-04-25 株式会社デンソー センサ制御装置
CN204925248U (zh) 2015-06-29 2015-12-30 李须真 一种测量可变电阻阻值的电路
CN104897964B (zh) 2015-06-29 2018-03-09 李须真 一种测量可变电阻阻值的电路及方法
WO2018031461A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-15 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Portable instrument for field ready electrochemical experimentation
US10466296B2 (en) 2017-01-09 2019-11-05 Analog Devices Global Devices and methods for smart sensor application

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3711850A (en) * 1969-12-05 1973-01-16 Weston Instruments Inc Digital ohmmeter circuit
CN1128091A (zh) * 1994-04-28 1996-07-31 夸尔柯姆股份有限公司 正交接收机中自动增益控制和直流偏移消除的方法和装置
JP2003066077A (ja) * 2001-08-24 2003-03-05 Dkk Toa Corp 導電率計
GB2411481A (en) * 2004-02-27 2005-08-31 Ultra Electronics Ltd Impedance measuring method and system
US6975103B1 (en) * 2004-06-25 2005-12-13 National Semiconductor Corporation Resistance ratio digitizing ohmmeter system
CN101685117A (zh) * 2009-07-20 2010-03-31 南京航空航天大学 蓄电池的内阻测量方法
JP2012137298A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Toyota Motor Corp 微粒子検出装置
WO2012136923A1 (fr) * 2011-04-05 2012-10-11 Sagem Defense Securite Procede de correction de la mesure d'une tension aux bornes d'un capteur

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