ES2241659T3 - Dispositivo sensor para consultar un dispositivo sensor. - Google Patents
Dispositivo sensor para consultar un dispositivo sensor.Info
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- G01L1/205—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using distributed sensing elements
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Abstract
Dispositivo sensor (10) que comprende i elementos sensores (130) de un primer tipo, estando conectados los i elementos sensores (130) a un conexionado de matriz (n x m) de la técnica de circuitos con n conductores de fila (112, 114, 116, 118) y m conductores de columna (120, 122, 124, 126, 128), siendo i, n y m números naturales diferentes de cero y siendo, en donde cada uno de los i elementos sensores (130) está conexionado entre un respectivo conductor de fila (112, 114, 116, 118) y un respectivo conductor de columna (120, 122, 124, 126, 128), caracterizado por j elementos sensores adicionales (132) de un segundo tipo, en donde j es un número natural diferente de cero y en donde cada uno de los j elementos sensores adicionales (132) del segundo tipo está conexionado entre dos respectivos conductores de fila (112, 114, 116, 118).
Description
Dispositivo sensor para consultar un dispositivo
sensor.
La presente invención concierne a un dispositivo
sensor provisto de varios sensores con resistencia variable en un
conexionado de matriz.
Para consultar, es decir, para seleccionar
elementos sensores con resistencia variable, como, por ejemplo,
resistencias en función de la presión o de la temperatura, se aplica
al elemento sensor una tensión de prueba eléctrica y se mide la
corriente que fluye debido a la tensión aplicada. De este modo, se
puede calcular la resistencia eléctrica momentánea del elemento
sensor y averiguar así la magnitud a medir (presión, temperatura,
etc.)
Un dispositivo sensor provisto de sensores
sensibles a la presión puede aplicarse, por ejemplo, a un
reconocimiento de ocupación de asiento para controlar un sistema
activo de retención de pasajero en un vehículo tal como se publica,
por ejemplo, en el documento DE 9 625 730. Una estera sensora de
este tipo comprende varios sensores individuales sensibles a la
presión que están distribuidos por la superficie del asiento del
pasajero e integrados en dicho asiento. Los sensores están
conectados a un aparato de evaluación que comprueba el estado de
disparo de los sensores individuales. Si el asiento está ocupado por
una persona, se disparan varios sensores debido a la fuerza por peso
ejercida por una persona sobre el asiento, se reconoce un estado del
circuito de evaluación conectado como estado de ocupación del
asiento y se retransmite al control del airbag.
Para poder consultar de forma selectiva los
sensores, cada uno de los sensores debe conectarse, en principio al
circuito de evaluación. Para reducir aquí el número de líneas de
conexión, es ventajoso hacer que los sensores individuales funcionen
en un conexionado de matriz. Esto significa que, en el uso de una
pluralidad de n*m elementos sensores, están previstos
esencialmente n conductores de fila y m conductores de
columna, estando conexionado entre cada conductor de fila y cada
conductor de columna uno de los elementos sensores.
Hay que destacar que un conexionado de matriz de
este tipo representa una disposición de la técnica de los circuitos.
Esto significa que un conexionado de matriz en una disposición real
no presupone que los elementos sensores deban estar dispuestos en
una distribución de rejilla regular ni que los conductores de unión
individuales deban discurrir en línea recta y paralelos o
perpendiculares uno a otro.
Para evaluar una disposición de sensores en un
conexionado de matriz se procede como sigue. En primer lugar, se
pone el conexionado de matriz completo al mismo potencial, por
ejemplo a masa, con la excepción de un primer conductor de columna.
En el primer conductor de columna se aplica entonces una tensión de
prueba y a continuación se mide selectivamente la corriente que
fluye en los conductos de fila individuales. De este modo, se pueden
averiguar selectivamente los valores de resistencia de los elementos
sensores conexionados entre el primer conductor de columna y los
diferentes conductores de fila. Si se repite este modo de proceder
para cada uno de los conductores de columna, se pueden medir
selectivamente uno a continuación de otro todos los elementos
sensores. Es de destacar aquí que, alternativamente, se puede
solicitar a los conductores de fila individuales con la tensión de
prueba y se puede medir la corriente que fluye a través de los
elementos sensores en los conductores de columna para consultar los
elementos sensores individuales.
Si se desea aumentar el número de sensores en una
estera sensora de este tipo, debe elevarse en general también el
número de líneas de conexión. Esto significa que, por ejemplo, una
ampliación de la matriz (n x m) a una matriz
((n+1)x m) requiere la introducción de un
conductor de fila adicional para incluir los sensores añadidos en el
conexionado de matriz.
No obstante, en la práctica, un aumento de este
tipo del número de conductores de unión está ligado generalmente con
problemas. Por un lado, un gran número de pistas conductoras ofrece
dificultades para el diseño de la forma de la estera sensora. De
hecho, por ejemplo, los sensores individuales están dispuestos en un
sensor de ocupación de asiento en una estructura de emparedado a
base de dos láminas portadoras y un distanciador que debe formar,
por un lado, un conjunto coherente pero, por otro lado, presente una
cobertura de superficie lo más pequeña posible para no afectar a la
comodidad del asiento. Por tanto, los sensores individuales están
unidos uno con otro solamente por estrechas almas de la estructura
de emparedado a través de las cuales deben discurrir también las
líneas de conexión de los sensores. Un aumento del número de
conductores de unión necesarios dificulta el tendido de los
conductores individuales a través de las estrechas almas de unión, o
bien requiere un ensanchamiento de las almas de unión, lo que lleva
a una elevada perceptibilidad de una estera sensora de este tipo en
el asiento del
vehículo.
vehículo.
Por otro lado, un aumento del número de
conductores de unión presupone que el circuito de evaluación
presente un número correspondiente de entradas y salidas. De hecho,
cada conductor de fila y cada conductor de columna deben
conexionarse con el circuito de evaluación para hacer posible la
solicitación del correspondiente conductor con una tensión de prueba
adecuada o la medición de la corriente que fluye a través del
conductor. En consecuencia, un número elevado de conductores de
unión lleva a un circuito de evaluación más complicado y, por tanto,
más
caro.
caro.
En consecuencia, el objetivo de la presente
invención es proponer un dispositivo sensor que, con un número
constante de líneas de conexión, presente un número elevado de
sensores.
Este problema se resuelve con un dispositivo
sensor según la reivindicación 1 ó 2. Un dispositivo sensor de este
tipo comprende i elementos sensores de un primer tipo que están
conexionados en un conexionado de matriz (n x m) de la
técnica de circuitos con n conductores de fila y m
conductores de columna, siendo i, n y m números
naturales diferentes de cero y siendo 1 \leq i \leq
n*m . Hay que destacar que un conexionado de matriz de este
tipo representa una disposición de la técnica de los circuitos. Esto
significa que un conexionado de matriz en una disposición no
presupone que los elementos sensores deban estar dispuestos en una
distribución de rejilla regular ni que los conductores de unión
individuales deban discurrir en línea recta y paralelos o
perpendiculares uno a otro. Cada uno de los i elementos
sensores está conexionado aquí cada vez entre un conductor de fila y
un conductor de columna.
Según la invención, el dispositivo sensor
presenta j elementos sensores adicionales de un segundo tipo,
siendo j un número natural diferente de cero y estando
conexionado cada uno de los j elementos sensores adicionales
del segundo tipo entre dos respectivos conductores de fila.
Alternativamente, el dispositivo sensor presenta k elementos
sensores adicionales de un segundo tipo, siendo k un número
natural diferente de cero y estando conexionado cada uno de los
k elementos sensores adicionales del segundo tipo entre dos
respectivos conductores de columna.
El dispositivo según la invención comprende
también, junto a los elementos sensores conexionados en el
conexionado de matriz usual y conocido, uno o varios sensores
adicionales que están conexionados entre dos respectivos conductores
de fila o entre dos respectivos conductores de columna. En ambos
casos, es posible una consulta individual a los elementos sensores
adicionales sin que para ello deban introducirse líneas de unión
adicionales al dispositivo sensor. El concepto de líneas de unión
designa aquí solamente conductores de fila o de columna que deben
llevarse fuera del dispositivo sensor y conectarse directamente al
circuito de evaluación. En consecuencia, este concepto no se puede
aplicar a las pistas conductoras con las que los elementos sensores
adicionales están conectados a los correspondientes conectores de
fila o de columna.
Para evaluar individualmente los elementos
sensores conocidos por el conexionado de matriz convencional se
procede de igual forma que en un conexionado de matriz conocido.
Para ello, en primer lugar, se pone al mismo potencial, por ejemplo
a masa, el conexionado de matriz completo con excepción de un primer
conductor de columna. Se aplica ahora una tensión de prueba al
primer conductor de columna y, a continuación, se mide
selectivamente la corriente que fluye en los conductores de fila
individuales. De este modo, se pueden averiguar selectivamente los
valores de resistencia de los elementos sensores conexionados entre
el primer conductor de columna y los diferentes conductores de fila.
Si se repite esta manera de proceder para cada conductor de columna,
se puede medir selectivamente uno tras otro todos los elementos
sensores. Hay que destacar aquí que, alternativamente, se puede
solicitar a los conductores de fila individuales con la tensión de
prueba y medir la corriente que fluye a través de los elementos
sensores en los conductores de columna para consultar los elementos
sensores individuales. En este modo de proceder los elementos
sensores adicionales no perturban la consulta de los elementos
sensores conocidos, dado que, condicionado por el procedimiento de
medición, están a la misma tensión en ambos puntos de conexión y,
por tanto, no intervienen en el resultado de la medición.
Para seleccionar los elementos sensores
adicionales conexionados entre dos respectivos conductores de
columna se aplica un procedimiento análogo. En este caso, en primer
lugar, se pone al mismo potencial, por ejemplo a masa, todo el
conexionado de matriz con excepción de un primer conductor de
columna. Se aplica ahora una tensión de prueba al primer conductor
de columna y, a continuación, se mide selectivamente la corriente
que fluye en otros conductores de columna. De este modo, se pueden
averiguar de forma selectiva los valores de resistencia de los
elementos sensores conexionados entre el primer conductor de columna
y los otros conductores de columna respectivos. Si se repite este
modo de proceder para cada uno de los conductores de columna, pueden
medirse selectivamente uno tras otro todos los elementos sensores
conexionados de esta forma. Para seleccionar los elementos sensores
adicionales conexionados entre dos respectivos conductores de fila
se procede de forma análoga. Hay que destacar de nuevo que los
elementos sensores dispuestos en el conexionado de matriz
convencional no influyen en el resultado de medición de los
elementos sensores adicionales, dado que, condicionado por el
procedimiento de medición, están a la misma tensión en ambos puntos
de conexión y, por tanto, no intervienen en el resultado de la
medición.
Por tanto, la ventaja de la disposición según la
invención consiste en poder medir elementos sensores adicionales sin
líneas adicionales y al mismo tiempo no perturbar entonces el
procedimiento de medición conocido de los elementos de matriz en los
puntos de intersección de los conductores de fila y de columna. Por
consiguiente, los circuitos de evaluación existentes pueden
utilizarse así sin modificación con la disposición de sensores
mejorada, siendo cierto que entonces no se emplea la ampliación pero
ello no perturba el funcionamiento normal.
En todas las etapas de medición descritas
anteriormente, el control de las columnas y de las filas se realiza
directamente a través de excitadores y circuitos amplificadores en
cada una de las filas y columnas, o bien a través de excitadores y
amplificadores de medición individuales que se conectan
adicionalmente, a través de un multiplexor, a las filas y columnas a
medir o a controlar. En una ejecución especialmente ventajosa, un
dispositivo para consultar los elementos sensores comprende
n+m dispositivos de control que se pueden conectar a los
n conductores de fila y a los m conductores de
columna, estando configurado cada dispositivo de control como
individualmente conmutable de tal manera que dicho dispositivo
trabaja en un primer modo como celda excitadora para solicitar el
conductor de columna o de fila que se conecta con una tensión de
excitación eléctrica y, en un segundo modo, trabaja como
transformador de medida para procesar la señal en el conductor de
columna o de fila a conectar. Un circuito de evaluación de este tipo
hace posible un control especialmente flexible de los conductores de
fila y de columna individuales que posibilita medir tanto entre cada
vez un conductor de fila y un conductor de columna como también
entre cada vez dos conductores de fila o de dos conductores de
columna.
En una ejecución especialmente ventajosa del
dispositivo sensor, el dispositivo comprende j+k elementos
sensores adicionales de un segundo tipo, siendo j y k
respectivamente un número natural diferente de cero y estando
conexionado cada uno de los elementos sensores adicionales del
segundo tipo entre dos respectivos conductores de columna o dos
respectivos conductores de fila. Mediante una ampliación de la
matriz de sensores convencional en ambas dimensiones, es decir,
tanto entre los conductores de fila como entre los conductores de
columna, puede optimizarse el número de los elementos sensores a
consultar con la misma cantidad de líneas de unión. Como máximo,
pueden
{}\hskip17cm conexionarse de este modo \frac{n*(n-1)}{2} elementos sensores adicionales entre los n conductores de fila y \frac{m*(m-1)}{2}
{}\hskip17cm elementos sensores adicionales entre los m conductores de columna. El experto puede deducir de esto sin problemas que, según la aplicación y la necesidad, pueden introducirse también menos elementos sensores adicionales en el conexionado de matriz conocido.
{}\hskip17cm conexionarse de este modo \frac{n*(n-1)}{2} elementos sensores adicionales entre los n conductores de fila y \frac{m*(m-1)}{2}
{}\hskip17cm elementos sensores adicionales entre los m conductores de columna. El experto puede deducir de esto sin problemas que, según la aplicación y la necesidad, pueden introducirse también menos elementos sensores adicionales en el conexionado de matriz conocido.
Hay que destacar que los elementos sensores del
primer tipo y los elementos sensores del segundo tipo pueden estar
configurados de tal modo que cumplan una función idéntica en el
dispositivo sensor. Los diferentes elementos sensores pueden estar
realizados para ello, por ejemplo, de forma idéntica.
Alternativamente, puede conseguirse la misma función, por ejemplo
una medición de presión, de los dos tipos de elementos sensores
incluso con una forma de construcción diferente. En una estera
sensora con los llamados sensores de presión de láminas, los
elementos sensores del primer tipo pueden estar configurados, por
ejemplo, de tal modo que funcionen en un modo de paso, el denominado
"modo de conducción directa", mientras que los elementos
sensores del segundo tipo trabajan en un modo de cortocircuito, el
llamado "modo de derivación".
En sensores de presión de láminas que trabajan en
el modo de paso, un primer elemento de contacto está dispuesto sobre
una primera lámina portadora y un segundo elemento de contacto está
dispuesto sobre una segunda lámina portadora, estando dispuestas las
dos láminas portadoras a una distancia determinada una de otra de
tal modo que los dos elementos de contacto están uno frente a otro.
Entre los dos elementos de contacto está dispuesta una capa de un
material semiconductor que se presiona, al disparar el sensor,
contra los dos elementos de contacto, variando la resistencia entre
los dos elementos de contacto según la presión de apriete. Un tipo
de sensor de esta clase es especialmente adecuado para la
fabricación de esteras sensoras, ya que, en esta ejecución, los
conductores de fila se estampan sobre una de las láminas portadoras,
mientras que los conductores de columna pueden disponerse sobre la
otra lámina portadora. Debido a esta disposición de las diferentes
pistas de unión sobre diferentes láminas portadoras, no se produce
ningún problema en los puntos de intersección de los diferentes
conductores de unión, ya que éstos discurren en planos
diferentes.
Los sensores de presión de láminas en modo de
cortocircuito presentan dos elementos de contacto que están
dispuestos sobre una primera lámina portadora a una distribución
determinada entre ellos. Sobre una segunda lámina portadora
distanciada se encuentra aplicada una capa semiconductora de tal
modo que ésta cubre la zona entre los dos elementos de contacto y
contacta con los dos elementos de contacto al comprimir las láminas
portadoras. En consecuencia, este tipo de sensores es especialmente
adecuado como ejecución para los elementos sensores adicionales,
dado que los dos elementos de contacto están dispuestos sobre una
lámina portadora y, por tanto, pueden ser contactados fácilmente con
los conductores de fila o de columna que discurren sobre esta lámina
portadora.
En una ejecución ventajosa del dispositivo sensor
al menos uno de los elementos sensores del segundo tipo está
configurado de tal modo que el al menos un sensor del segundo tipo
en el dispositivo sensor cumple una función que es diferente de la
función de los elementos sensores del primer tipo. Un elemento
sensor de este tipo con función diferente puede permitir, por
ejemplo, una supervisión y/o una compensación de influencias
ambientales. En un dispositivo sensor conocido pueden introducirse
de este modo en el conexionado de matriz varios elementos de
compensación que permitan compensar, por ejemplo, influencias de
temperatura sin empeorar la resolución de la matriz de sensores
original.
Hay que destacar que algunos de los elementos
sensores adicionales pueden cumplir la misma función que los i
elementos sensores regulares, mientras que otros elementos sensores
adicionales desempeñan una función diferente en el dispositivo
sensor.
A continuación, se describen diferentes
ejecuciones de la invención con la ayuda de las figuras adjuntas. En
los dibujos, las figuras muestran:
la figura 1, un dispositivo sensor en conexionado
de matriz con elementos sensores adicionales conexionados entre los
conductores de fila;
la figura 2, un dispositivo sensor en conexionado
de matriz con elementos sensores adicionales conexionados entre los
conductores de columna; y
la figura 3, un circuito ventajoso para consultar
un dispositivo sensor con elementos sensores adicionales.
En la figura 1 se representa una primera
ejecución de una disposición de sensores mejorada. La disposición de
sensores 10 presenta varios conductores de fila 112, 114, 116, 118 y
varios conductores de columna 120, 122, 124, 126, 128; por tanto, la
ejecución representada consiste en un conexionado de matriz (4 x 5).
En los puntos de intersección entre cada uno de los conductores de
fila 112, 114, 116, 118 y cada uno de los conductores de columna
120, 122, 124, 126, 128 están conexionados de forma conocida unos
elementos sensores 130 (representados como resistencia) entre los
respectivos conductores de fila y de columna. En el presente
conexionado de matriz (4 x 5) pueden conexionarse de este modo
4*5=20 elementos sensores 130. Estos elementos sensores 130 pueden
comprender, por ejemplo, resistencias dependientes de la presión o
de la temperatura.
En la presente disposición de sensores 10, están
presentes, además de los elementos sensores 130, dichos elementos
sensores adicionales 132 que está conexionados entre dos respectivos
conductores de fila 112, 114, 116, 118. Entre cada par de filas
112-114, 112-116,
112-118, 114-116,
114-118, 116-118 puede conexionarse
entonces un elemento sensor adicional 132 individualmente
consultable. Por tanto, en la configuración mostrada con cuatro
conductores de fila pueden incorporarse como máximo seis elementos
sensores adicionales individualmente consultables 132. Un experto
puede comprobar fácilmente que el número máximo j_{max} de los
elementos sensores adicionales 132 obedece a
{}\hskip17cm la fórmula j_{max} = \frac{n*(n-1)}{2}, en la que n representa el número de los conductores de fila presentes.
{}\hskip17cm la fórmula j_{max} = \frac{n*(n-1)}{2}, en la que n representa el número de los conductores de fila presentes.
La disposición de sensores representada en la
figura 2 es esencialmente análoga a la disposición representada en
la figura 1. A diferencia de la ejecución anteriormente descrita, en
esta ejecución están conexionados elementos sensores adicionales 134
entre los conductores de columna 120, 122, 124, 126, 128. Entre cada
par de columnas 120-122, 120-124,
120-126, 120-128,
122-124, 122-126,
122-128, 124-126,
124-128, 126-128 puede conexionarse
entonces un elemento sensor adicional individualmente consultable
134. Por tanto, en la configuración mostrada con cinco conductores
de columna pueden introducirse como máximo diez elementos sensores
adicionales individualmente consultables 134. Un experto puede
comprobar fácilmente que el número máximo k_{max} de los elementos
sensores
{}\hskip17cm adicionales 134 obedece a la fórmula k_{max} = \frac{m*(m-1)}{2}, en la que m representa el número de los conductores de columna presentes.
{}\hskip17cm adicionales 134 obedece a la fórmula k_{max} = \frac{m*(m-1)}{2}, en la que m representa el número de los conductores de columna presentes.
Hay que destacar que para el aprovechamiento
óptimo del potencial de conexionado de los conductores de fila y de
columna existentes pueden introducirse elementos sensores
adicionales en el conexionado de matriz en ambas dimensiones. Una
ejecución de este tipo del dispositivo sensor presenta esencialmente
una combinación de las dos ejecuciones de la figura 1 y de la figura
2. Por tanto, la cantidad máxima de los elementos sensores 132, 134
de este tipo individualmente consultables, introducidos
adicionalmente en el conexionado de matriz conocido, asciende a
j_{max} +
k_{max}
=\frac{n*(n-1)}{2}+\frac{m*(m-1)}{2}
En la figura 3 se muestra una disposición
ventajosa para consultar los dispositivos sensores anteriormente
descritos. La disposición de sensores 10 propiamente dicha (aquí una
matriz (4 x 4) se muestra aquí sólo de forma incompleta; para mayor
claridad de la figura, se indican solamente dos elementos sensores
130 y unos elementos sensores adicionales 132 y 134 respectivos,
pero es evidente para el experto que unos elementos sensores
correspondientes 130, 132, 134 están conexionados ventajosamente
también entre los otros conductores de columna y de fila o entre los
respectivos conductores de fila y/o entre los respectivos
conductores de columna.
La disposición de sensores 10 está unida a través
de una unión por enchufe o por apriete 30 con el dispositivo 32 para
la consulta de los elementos sensores. Este comprende varios
dispositivos de control 36 dispuestos preferiblemente en una carcasa
común 34, cada uno de los cuales puede conectarse a un conductor
respectivo de fila o de columna 12 a 18, 20 a 26 a través de la
unión por enchufe o por apriete 30. Para mayor claridad de la
figura, se representan también aquí únicamente algunos de los
dispositivos de control 36.
Cada dispositivo de control 36 comprende un
amplificador operacional contraacoplado 38 cuya entrada inversora 40
puede conectarse a los respectivos conductores de fila o de columna
12-18, 20-26 y cuya entrada no
inversora 42 puede conmutarse entre una acometida 44 de una tensión
excitadora y una acometida 46 de un potencial de referencia. La
conmutación se realiza preferiblemente entonces a través de un
interruptor electrónicamente controlado 48. El potencial de
referencia representa una masa virtual cuyo potencial está entre la
masa real y la tensión de alimentación del circuito, por ejemplo a
la mitad de la tensión de alimentación.
En esta ejecución se aprovecha el principio de
que un amplificador operacional contraacoplado 38 de este tipo
intenta hacer igual a cero la diferencia de tensión entre la entrada
inversora y la no inversora. En consecuencia, si un dispositivo de
control determinado 36 debe trabajar como celda excitadora, por
ejemplo el dispositivo de control conectado al conductor de columna
20, se conecta la entrada no inversora 40 del respectivo
amplificador operacional 38 a la acometida 44 de la tensión
excitadora. El amplificador operacional 38 excita entonces, a través
de la resistencia de contraacoplamiento 50, la columna 20 conectada
a la entrada inversora 40.
Para la consulta de los elementos sensores 130
conexionados entre el conductor de columna 120 y los diferentes
conductores de fila 112 a 118, los conductores de columna 122 a 126
restantes y los conductores de fila 112 a 118 deben ponerse al
potencial de referencia. Para ello, las entradas no inversoras 42 de
los correspondientes amplificadores operacional 38 se conectan a la
acometida 46 para la tensión de referencia. Estos amplificadores
operacionales 38 trabajan entonces como un transformador de
intensidad-tensión que convierte la corriente que
fluye a través de las respectivas filas y columnas conectadas, es
decir, la corriente que fluye a través del elemento sensor 130 a
medir, en una tensión de salida - proporcional a la resistencia del
elemento sensor en la salida 52 del amplificador de operación.
El valor de resistencia del contraacoplamiento de
los amplificadores operacionales individuales 38 es preferiblemente
variable. Esto se realiza en la ejecución representada a través de
una segunda resistencia de contraacoplamiento 54 que puede
conectarse en paralelo con la primera resistencia de
contraacoplamiento 50 por medio de un interruptor electrónicamente
controlado 56. Por tanto, se puede modificar ventajosamente la
sensibilidad de medición de los dispositivos de control 36
conectados como transformador de medida, de modo que se consigue una
elevada precisión en la medición. Además, con las resistencias de
contraacoplamiento variables en los dispositivos de control
conectados como celdas excitadoras se puede regular la corriente que
fluye hacia dentro de la disposición de sensor 10.
Con el dispositivo presentado para consultar
varios elementos sensores, un posible desarrollo de medida es como
sigue:
En primer lugar, se ponen todos los conductores
de fila y de columna al potencial de referencia, es decir, la masa
virtual, conectando las entradas no inversoras 42 de los
amplificadores operacionales 38 a la acometida correspondiente 46.
La disposición de sensores 10 está ahora sin corriente en el estado
de reposo.
Al comenzar el ciclo de medida, se conecta en una
columna 120 la entrada no inversora 42 del amplificador operacional
38 con la acometida 44 de la tensión excitadora. Pueden determinarse
ahora uno tras otro todos los valores de resistencia de los
elementos sensores 130 conexionados entre el conductor de columna
120 y los diferentes conductores de fila 112 a 118.
A continuación, se conecta de nuevo al potencial
de referencia la entrada no inversora 42 del amplificador
operacional 38 conectado al conductor de columna 120 y se controla
la siguiente columna 122. De este modo, se trabajan una tras otra
todas las columnas, y a continuación se seleccionan de forma análoga
los elementos sensores 132 conexionados entre los conductores de
fila y los elementos sensores 134 conexionados entre los conductores
de columna. Al final de un ciclo de medida de este tipo se
determinan entonces los valores de resistencia de todos los
elementos sensores 130, 132 y 134. En un segundo ciclo de medida,
después de modificar las resistencias de contraacoplamiento en los
amplificadores operacionales 38, pueden consultarse entonces, por
ejemplo, todos los elementos sensores en otra zona de medición.
Comparando los dos valores de resistencia medidos se pueden sacar ya
conclusiones sobre defectos existentes en la matriz.
Claims (8)
1. Dispositivo sensor (10) que comprende i
elementos sensores (130) de un primer tipo, estando conectados los
i elementos sensores (130) a un conexionado de matriz (n x
m) de la técnica de circuitos con n conductores de fila
(112, 114, 116, 118) y m conductores de columna (120, 122,
124, 126, 128), siendo i, n y m números
naturales diferentes de cero y siendo 1 \leq i \leq
n*m , en donde cada uno de los i elementos sensores
(130) está conexionado entre un respectivo conductor de fila (112,
114, 116, 118) y un respectivo conductor de columna (120, 122, 124,
126, 128), caracterizado por j elementos sensores
adicionales (132) de un segundo tipo, en donde j es un número
natural diferente de cero y en donde cada uno de los j
elementos sensores adicionales (132) del segundo tipo está
conexionado entre dos respectivos conductores de fila (112, 114,
116, 118).
2. Dispositivo sensor (10) que comprende i
elementos sensores (130) de un primer tipo, estando conexionados los
i elementos sensores (130) en un conexionado de matriz (n
x m) de la técnica de los circuitos con n conductores de
fila (112, 114, 116, 118) y m conductores de columna (120,
122, 124, 126, 128), en donde i, n y m son números
naturales diferentes de cero y en donde 1 \leq i \leq
n*m, en donde cada uno de los i elementos sensores
(130) está conexionado entre un respectivo conductor de fila (112,
114, 116, 118) y un respectivo conductor de columna (120, 122, 124,
126, 128), caracterizado por k elementos sensores
adicionales (134) de un segundo tipo, siendo k un número
natural diferente de cero y estando conexionado cada uno de los
k elementos sensores adicionales (134) del segundo tipo entre
dos respectivos conductores de columna (120, 122, 124, 126,
128).
3. Dispositivo sensor según la reivindicación 1,
caracterizado por k elementos sensores adicionales
(134) de un segundo tipo, siendo k un número natural
diferente de cero y estando conexionado cada uno de los k
elementos sensores adicionales (134) del segundo tipo entre dos
respectivos conductores de columna (120, 122, 124, 126, 128).
4. Dispositivo sensor según la reivindicación 1 ó
3, caracterizado porque 1 \leq j \leq
\frac{n*(n-1)}{2}.
5. Dispositivo sensor según la reivindicación 2 ó
3, caracterizado porque 1 \leq k \leq
\frac{m*(m-1)}{2}.
6. Dispositivo sensor según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
elementos sensores (130) del primer tipo y los elementos sensores
(132, 134) del segundo tipo están configurados de tal modo que
cumplen una función idéntica en el dispositivo sensor.
7. Dispositivo sensor según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos
uno de los elementos sensores (132, 134) del segundo tipo está
configurado de tal modo que el al menos un elemento sensor (132,
134) del segundo tipo cumple en el dispositivo sensor una función
que es diferente de la función de los elementos sensores (130) del
primer tipo.
8. Dispositivo para consultar un dispositivo
sensor (10) según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado por n+m dispositivos de control (36) que
pueden conectarse a los n conductores de fila (112, 114, 116, 118) y
a los m conductores de columna (120, 122, 124, 126, 128), estando
configurado cada dispositivo de control (36) como individualmente
conmutable de tal manera que, en un primer modo, trabaja como celda
excitadora para solicitar con una tensión de excitación eléctrica al
conductor de fila o de columna que se han de conectar y, en un
segundo modo, trabaja como transformador de medida para procesar la
señal en el conductor de columna o de fila que se ha de
conectar.
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