[實用新型]用于小電容傳感器信號調理或電容檢測的裝置

無效

• 申請號: 200920067304.4
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN201364365Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 牛鳳仙;沈嘉祺;石寶喜
• 申請（專利權）人: 牛鳳仙;沈嘉祺;石寶喜
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉粉寶

技術領域

本實用新型涉及一種信號調理或檢測裝置，特別涉及一種用于檢測端空間受限或工作條件較惡劣場合下小電容傳感器信號調理或電容檢測的裝置。

背景技術

目前，用于電容測試的常見方法包括電橋法、諧振法、頻率法等，但是使用這些方法用于小電容傳感器信號調理和小電容檢測時，使用這些方法所涉及裝置的結構復雜，難以集成或微型化，在檢測端空間受限或工作條件較惡劣的場合難以使用。

美國國家半導體公司(National?Semiconductor)提供了一種用單片頻率-電壓轉換器LM2907/LM2917構成電容計的方案(見LM2907/LM2917數據表中″Typical?Applications/Capacitance?Meter″)。一般地，電壓-頻率轉換器或頻率-電壓轉換器要求連接足夠大的電容以維持穩定工作(如LM2907/LM2917要求連接電容容量在500pF以上)，若要求輸出電壓和電容容量保持良好的線性關系以滿足電容檢測的需求(通常要求優于1％)，則對電容下限值要求更高(通常為數納法)。因此，一般很難將電壓-頻率轉換器件直接用于皮法級小電容傳感器信號調理或電容檢測。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于小電容傳感器信號調理或電容檢測的裝置，便于在檢測端空間受限或工作條件較惡劣的場合下對小電容傳感器進行信號調理或電容檢測，結構簡單，易于集成。

本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種用于小電容傳感器信號調理或電容檢測的裝置，其特征在于，它包括：

由連接待測電容器的振蕩電路產生兩組脈寬分別正比于待測電容器的容值和參比電容器的容值的TTL脈沖序列并轉換為低壓差分信號以利于遠距離傳輸的檢測端；接收所述低壓差分信號還原為TTL脈沖序列并進一步輸出幅值正比于脈沖序列脈寬的模擬電壓信號，量化后即可得出所述電容器的容值的接收端；以及將所述低壓差分信號從所述檢測端傳輸到所述接收端的屏蔽電纜。

所述檢測端包括：

一個用于產生時序信號的信號發生模塊；

一個由所述時序信號、待測電容器和參比電容器產生TTL脈沖序列的感測模塊；

以及一個將所述感測模塊產生的TTL脈沖序列轉換為低壓差分信號以利于遠距離傳輸的發送模塊。

所述接收端包括：

一個將所述低壓差分信號還原為TTL脈沖序列的接收模塊；

以及一個將所述TTL脈沖序列轉換成模擬電壓信號的輸出模塊。

當本實用新型所涉及裝置被用于小電容傳感器信號調理或檢測皮法量級的小電容時，為改善所述接收端輸出的模擬電壓信號對所述待測電容器容量響應的線性度，并減小脈沖上升下降邊緣時間寬度和雜散電容的影響，在所述待測電容器兩端并聯一個容量較大的偏移電容器，且參比電容器的已知容值和偏移電容器相等，從而使相應的輸出模塊輸出的模擬電壓信號的幅值之差正比于所測電容器的容值。

通過改變所述檢測端中信號發生模塊和感測模塊的參數值，可以調整所述用于小電容傳感器信號調理或電容檢測的裝置的檢測動態范圍以及輸出增益；調整時，所述信號發生模塊產生的時序信號的周期不應小于檢測動態范圍上限所對應的所述感測模塊輸出的TTL脈沖的最大脈寬。

本實用新型所涉及的用于小電容傳感器信號調理或電容檢測的裝置，采用上述結構，可以在檢測端空間受限或工作條件較惡劣的場合下實現小電容傳感器信號調理或電容檢測，動態檢測范圍大，工作電壓低，結構簡單，體積小，尤其易于集成，能在較長的距離上可靠傳輸信號。

附圖說明

圖1是本實用新型所涉及裝置的檢測端的示意圖；

圖2是本實用新型所涉及裝置的接收端的示意圖；

圖3是本實用新型所涉及裝置的信號時序示意圖；

圖4是當本實用新型所涉及裝置被用于小電容傳感器信號調理或檢測皮法量級的小電容時檢測端的示意圖。

具體實施方式

為了使實現本實用新型的技術手段、特征以及功效容易理解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

實施例1