[發(fā)明專利]一種非接觸傳感器電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610423617.3
• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN107632213B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張麗敏;唐躍;吳絨絨;閆鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 張麗敏
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李湘群

本發(fā)明公開了一種非接觸傳感器電路，該電路包括電容C₂、電阻R₁、電阻R₂和運(yùn)算放大器A；電容C₂的一端連接運(yùn)算放大器A的同相輸入端，其另一端接地；電阻R₁的一端連接運(yùn)算放大器A的反相輸入端，其另一端接地；電阻R₂的一端連接運(yùn)算放大器A的反相輸入端，其另一端連接運(yùn)算放大器A的輸出端。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)現(xiàn)皮法大小非接觸耦合電容情況下的近直流信號檢測，且具有增益和帶寬可調(diào)特征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非接觸傳感器電路，具體地說是一種電容耦合式非接觸傳感器電路，屬于電容耦合機(jī)理的傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

低頻電信號檢測方式有接觸式和非接觸式兩大類。在非接觸檢測中，通常采用電容耦合方式進(jìn)行測量，為了實(shí)現(xiàn)較低的頻率檢測性能，通常需要極高輸入阻抗電路。另一方面，由于運(yùn)算放大器輸入級存在輸入漏電流，此漏電流會給耦合電容不斷地充電，增大電路輸入失調(diào)電壓，使得運(yùn)算放大器輸出很大的直流漂移，甚至趨于飽和，導(dǎo)致電路的動態(tài)工作范圍受到限制，且影響運(yùn)算放大器的工作穩(wěn)定性。為此，通常電容耦合方式的檢測電路中，會進(jìn)行適當(dāng)?shù)妮斎肫秒娐吩O(shè)計(jì)，降低輸出漂移，如自舉和二極管等高阻抗輸入偏置電路。然而，輸入偏置電路泄放耦合電容積累電荷的效果和輸入阻抗實(shí)現(xiàn)是相矛盾的，實(shí)現(xiàn)的輸入阻抗越高越不利于泄放耦合電容的積累電荷。因此，已有方法很難實(shí)現(xiàn)大于20GΩ輸入阻抗，進(jìn)而難以實(shí)現(xiàn)非接觸電容為皮法大小時(shí)小于1Hz的近直流低頻信號的有效檢測。

中國專利CN201420252432.7的技術(shù)中，通過采取有源屏蔽能實(shí)現(xiàn)較好地非接觸測量，然而該電路結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，且由于沒有合適的輸入偏置電路，存在著輸出直流漂移較大的問題，不利于檢測電路的長時(shí)間穩(wěn)定工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種非接觸傳感器電路，結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)現(xiàn)皮法大小非接觸耦合電容情況下的近直流信號檢測，且具有增益和帶寬可調(diào)特征。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種非接觸傳感器電路，該電路包括電容C₂、電阻R₁、電阻R₂和運(yùn)算放大器A；所述電容C₂的一端連接運(yùn)算放大器A的同相輸入端，其另一端接地；所述電阻R₁的一端連接運(yùn)算放大器A的反相輸入端，其另一端接地；所述電阻R₂的一端連接運(yùn)算放大器A的反相輸入端，其另一端連接運(yùn)算放大器A的輸出端。

進(jìn)一步地，所述電路還包括電容C₁，所述電容C₁作為非接觸耦合電容，其一端連接被測信號，另一端為檢測電極，連接到所述運(yùn)算放大器A的同相輸入端。

優(yōu)選地，所述電容C₂的值小于電容C₁的值。

進(jìn)一步地，所述電路還包括電容C₆，所述電容C₆的一端連接所述運(yùn)算放大器A的同相輸入端，所述電容C₆的另一端連接運(yùn)算放大器A的輸出端。

進(jìn)一步地，所述電路還包括電容C₃，所述電容C₃的一端連接所述電容C₁的檢測電極端，所述電容C₃的另一端連接所述運(yùn)算放大器A的同相輸入端。

進(jìn)一步地，所述電路還包括電容C₄，所述電容C₄的一端連接所述運(yùn)算放大器A的反相輸入端，所述電容C₄的另一端連接所述運(yùn)算放大器A的輸出端。

進(jìn)一步地，所述電路中，電阻R1的值為無窮大，電阻R2的值為0，這時(shí)所述運(yùn)算放大器A設(shè)置為緩沖器，即所述運(yùn)算放大器A的反相輸入端和輸出端直接相連。