[發明專利]一種基于驅動電纜技術的微弱電容精密測量裝置

在審

• 申請號: 201811221900.3
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109283398A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 焦準;嚴浩;王發威;楊東升;黃巖毅;黃春枝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學航空機務士官學校
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 季發軍

本發明公開了一種基于驅動電纜技術的微弱電容精密測量裝置，屬于電容測量技術領域，該測量裝置包括以驅動電纜單元為核心，配以電容測量電路、數據采集與處理電路和上位機，驅動電纜單元與被測電容電性連接，驅動電纜單元包括雙層屏蔽電纜和驅動電纜電路，驅動電纜單元的輸出端與電容測量電路的輸入端連接，電容測量電路的輸出端與數據采集與處理電路的輸入端連接，數據采集與處理電路的輸出端通過RS?232串口總線連接到所述上位機，該測量裝置消除了雜散電容對測試結果的影響，測試精度比較高。

技術領域

本發明涉及電容測量技術領域，尤其涉及一種基于驅動電纜技術的微弱電容精密測量裝置。

背景技術

飛機油量表是一種非常重要的機載設備，主要用于測量和顯示飛機剩余油量，該系統能否正常工作將直接影響飛行安全。現代飛機多采用電容式油量表，利用電容傳感器把油箱油面高度轉換為電容，通過測量電容來表示相應的油量。實際工作中，需要用油量表試驗器對飛機油量表的傳感器電容進行測量，從而定位故障，并對油量表進行校準。目前油量表試驗器測量電容的基本原理為：設計專用的電容轉換電路，將電容信號轉換為與之成正比的電壓、電流、頻率等信號，再進行測量，常見的電容轉換電路有諧振電路、充放電電路、電橋電路、震蕩電路等。飛機油量表傳感器的電容值較小，最小的電容值僅有50PF。常用的方法在理論上可以滿足測量要求，但是在實際操作應用過程中，容易受到連接導線、測試電纜等的雜散電容的影響。經試驗表明，檢測過程中現場作業時，試驗器1米長的測試電纜產生的電容值達到200PF，嚴重干擾被測電容，影響測試精度。

公告號為CN 101359027 B的文獻公開了一種大電容漏電測量裝置， 由電源， 線性電流表(M1)、第一整流橋 (D1-D4)，晶體管 (TR1)，變壓器(T2)，第二整流橋 (D7-D10)、濾波電容 (C5)，誤差放大器 (IC1)，電阻衰減網絡范圍選擇開關 (S2)，功率電阻， CMOS振蕩電路 (IC2)，正輸出電壓調整器 (IC3)，推挽晶體管 (TR2、 TR3) 組成 ；電源輸出連接整流橋 (D1-D4)，整流橋先連接正輸出電壓調整器 (IC3) 再連接誤差放大器 (IC1) 的正向輸入端，第二整流橋的輸出還連接電阻衰減網絡及選擇開關 (S2)連接至誤差放大器(IC1)的另一輸入端 ；待測電容端的另一個輸入端串連線性電流表 (M1) 接地，但該大電容漏電測量裝置無法保證測量的精度。

公開號為CN 102636699 A的文獻涉及一種電容測量裝置，它包括以單片機控制器為核心，配以充電電路和充電檢測電路構成，其特征在于，所述的單片機控制器為單片機及其外圍電路構成的單片機最小系統 ；所述的充電電路由電壓跟隨器、定值電阻和雙向電子開關依次連接組成 ；其中，所述的雙向電子開關的控制端與所述單片機的一 I/O 口鏈接；所述的充電檢測電路由充電電壓比較器構成，其中，所述的充電電壓比較器的正相輸入端與電子開關以及待測電容的一端連接，反相輸入端與參考電壓源連接，輸出端與單片機的一 I/O 口鏈接 ；所述的單片機調制出 PWM 脈沖控制所述的雙向電子開關為待測電容充電，由單片機根據 RC 充放電零狀態響應方程算出待測電容的容量，但該測量裝置無法保證電容測量的精度,有待進一步提高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種基于驅動電纜技術的微弱電容精密測量裝置，解決上述存在的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于驅動電纜技術的微弱電容精密測量裝置，包括以驅動電纜單元為核心，配以電容測量電路、數據采集與處理電路和上位機，所述驅動電纜單元與被測電容電性連接，所述驅動電纜單元包括雙層屏蔽電纜和驅動電纜電路，所述驅動電纜單元的輸出端與所述電容測量電路的輸入端連接，所述電容測量電路的輸出端與所述數據采集與處理電路的輸入端連接，所述數據采集與處理電路的輸出端通過RS-232串口總線連接到所述上位機。