[發(fā)明專利]用于電容傳感器的測量電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310586584.0
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103743420A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃友華
• 申請（專利權(quán)）人: 成都市宏山科技有限公司
• 主分類號: G01D5/24
• 分類號: G01D5/24;G01R27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量電路，更具體的說是涉及一種用于電容傳感器的測量電路。

背景技術(shù)

電容傳感器的具有測量范圍大、靈敏度高、動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，尤其是在測量機械力矩很小且不需要進行任何形式的預變換，因此其在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，尤其是在位移、壓力或加速度等物理量的非接觸式測量領(lǐng)域中。用于電容傳感器的測量電路主要是將電容量的改變轉(zhuǎn)換為電壓或者電流的變化。在很多領(lǐng)域，在度速度、加速度的測量過程中，對數(shù)據(jù)的測量精度的要求高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于電容傳感器的測量電路，其數(shù)據(jù)的測量精度高，滿足多領(lǐng)域高要求的測量需要。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

用于電容傳感器的測量電路，它包括第一運算放大器和第二運算放大器，所述的第一運算放大器的同相輸入端和輸出端之間連接有電阻R1，第一運算放大器的反相輸出端和輸出端之間連接有電阻R2，第一運算放大器的反相輸出端通過電阻R7與地相連，所述的第一運算放大器的同相輸入端上連接有電容C1，所述的第一運算放大器的同相輸入端連接在第二運算放大器的反相輸入端上，所述的第二運算放大器的同相輸入端通過電阻R3與地相連，第二運算放大器的反相輸入端與輸出端之間連接有電阻R4，第二運算放大器的輸出端上連接有過零比較電路。

更進一步的技術(shù)方案是:

作為優(yōu)選，比較電路包括第三運算放大器，所述的第三運算放大器的同相輸入端接地，第三運算放大器的反向輸入端通過電阻R5連接在第二運算放大器的輸出端上，第三運算放大器的反相輸入端通過電阻R6與地相連。

進一步的，運算放大器的型號為AD818。

進一步的，所述的第三運算放大器的型號為LT1719。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用以第一運算放大器為核心的多諧振蕩器對電容的容量變化進行轉(zhuǎn)換測量，且第二運算放大器對電容量進行負向反饋，且利用過零比較電路對電容變化值進行處理，可有效的提高對電容變化的測量精度，使其適合多領(lǐng)域高精度的測量需求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1為本發(fā)明的電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

[實施例]

如圖1所示的用于電容傳感器的測量電路，它包括第一運算放大器和第二運算放大器，所述的第一運算放大器的同相輸入端和輸出端之間連接有電阻R1，第一運算放大器的反相輸出端和輸出端之間連接有電阻R2，第一運算放大器的反相輸出端通過電阻R7與地相連，所述的第一運算放大器的同相輸入端上連接有電容C1，所述的第一運算放大器的同相輸入端連接在第二運算放大器的反相輸入端上，所述的第二運算放大器的同相輸入端通過電阻R3與地相連，第二運算放大器的反相輸入端與輸出端之間連接有電阻R4，第二運算放大器的輸出端上連接有過零比較電路。在本發(fā)明中，利用第一運算放大器構(gòu)成多諧振蕩器，對電容容量的變化轉(zhuǎn)化為輸出頻率的變化，其可使輸出方波的脈沖前后更陡峭。運算放大器及外圍電路對電容的容量進行負向補償，當補償?shù)綦娙荼倔w的容量后，輸出頻率將有一定幅度的上升。過零比較電路可使第一運算放大器的輸出脈沖與后續(xù)測頻單元的電平兼容，其適合雙向模擬信號與單電源邏輯電平間的轉(zhuǎn)換，也使得電路更簡潔。利用兩個運算放大器和過零比較電路對電容容值進行測量，使得其對電容容值變化的檢測精度高，使其適合多領(lǐng)域高精度的測量需求。

所述的過零比較電路包括第三運算放大器，所述的第三運算放大器的同相輸入端接地，第三運算放大器的反向輸入端通過電阻R5連接在第二運算放大器的輸出端上，第三運算放大器的反相輸入端通過電阻R6與地相連。過零比較電路主要由一個預運算放大器構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)簡單，可簡化電路連接。

為了減少測量誤差，提高檢測精度，所述的第一運算放大器的型號為AD818。AD818為高精度、低噪聲的運算放大器，其共模輸入電容的典型值僅為1.5Pf,可減少運算放大器在與傳感器本體電容并聯(lián)時的測量誤差。

為了提高進一步的提高檢測精度，所述的第三運算放大器的型號為LT1719。LT1719為低壓、高速的雙電源比較器，芯片輸入端的雙電源與輸出端的單電源在芯片內(nèi)部單獨設(shè)置，因此很適合裝箱模擬信號與單電源邏輯電平間的轉(zhuǎn)換，使得電路結(jié)構(gòu)簡單，可減少測量誤差。

如上所述即為本發(fā)明的實施例。本發(fā)明不局限于上述實施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下做出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。