[發明專利]電容值比測量電路及電容式壓力傳感器

在審

• 申請號: 202210175649.1
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114593844A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 李純鋼
• 申請（專利權）人: 深圳市森世泰科技有限公司
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14;G01L9/12;G01R27/26
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

本發明提供一種對測量電路中的電阻值的精度和變化不敏感的電容值比測量電路及包括該電容值比測量電路的電容式壓力傳感器，包括第一二選一電子開關、第二二選一電子開關、通道選擇電平轉換電路、第一壓力致變電容以及第二壓力致變電容，該測量電路不需要做電阻的溫度標定即可準確測量出電容式壓力傳感器的兩個電容的電容值比，省去了耗時的溫度標定過程，降低了電容式壓力傳感器的生產成本。

技術領域

本發明涉及電容式壓力傳感器，特別是涉及一種電容值比測量電路及電容式壓力傳感器。

背景技術

電容式壓力傳感器是一種應用較廣的傳感器，當測量面電極受到壓力時電極發生彈性變形，與固定電極的距離發生變化，倆電極之間電容相應改變，電容值與壓力之間成比例變化，可用于表征被測壓力值；實際中傳感器常設計使用兩個測量電極，分別在固定電極的倆面，電極中間充滿油類介質，這樣倆測量電極與固定電極形成兩個電容；當兩個測量電極受到的壓力不同時，兩個電容值會呈現差分式變化，電容值的比與壓力差成比例，成為壓差傳感器；如果固定一側的壓力(如抽真空)，測量出的電容值比就可以表示相應的絕對壓力。

測量電容容值需要有電阻參與，通過測電容充、放電時間而得出電容值，電阻阻值是隨溫度變化的，需要做溫度標定才能解決電路溫漂問題，溫度標定耗費時間長，增加生產成本。

需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于對本申請的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本發明的主要目的在于克服上述背景技術的缺陷，提供一種用于電容式壓力傳感器的電容值比測量電路及包括所述的電容值比測量電路的電容式壓力傳感器，避免電阻的溫度標定。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于電容式壓力傳感器的電容值比測量電路，包括第一二選一電子開關、第二二選一電子開關、通道選擇電平轉換電路、第一壓力致變電容以及第二壓力致變電容；所述第一二選一電子開關和所述第二二選一電子開關各自的通道選擇腳連接同一個通道選擇電平，所述第一二選一電子開關的公共腳連接電源，所述第二二選一電子開關的公共腳連接地，當所述通道選擇電平為第一電平時，所述電源通過所述第一二選一電子開關的公共腳和第一選通腳對所述第二壓力致變電容充電，所述第一壓力致變電容通過所述第二二選一電子開關的第一選通腳和公共腳對地放電，當所述通道選擇電平為第二電平時，所述電源通過所述第一二選一電子開關的公共腳和第二選通腳對所述第一壓力致變電容充電，所述第二壓力致變電容通過所述第二二選一電子開關的第二選通腳和公共腳對地放電，其中，所述通道選擇電平轉換電路在所述第二壓力致變電容充電到電壓高于參考電壓而所述第一壓力致變電容充電放電到電壓低于參考電壓時，將所述通道選擇電平由所述第一電平切換到所述第二電平，在所述第一壓力致變電容充電到電壓高于參考電壓而所述第二壓力致變電容充電放電到電壓低于參考電壓時，將所述通道選擇電平由所述第二電平切換到所述第一電平，其中，根據所述第二電平和所述第一電平的持續時間比確定所述第一壓力致變電容和所述第二壓力致變電容的電容值比。

進一步地：

所述通道選擇電平轉換電路包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一雙輸入與非門、第二雙輸入與非門，所述第一運算放大器的同相輸入端與所述第二運算放大器的同相輸入端相連，所述第一運算放大器的反相輸入端與所述第一壓力致變電容的一端相連，所述第二運算放大器的反相輸入端與所述第二壓力致變電容的一端相連，所述第一運算放大器的輸出端與所述第一雙輸入與非門的第一輸入端相連，所述第二運算放大器的輸出端與所述第二雙輸入與非門的第一輸入端相連，所述第一雙輸入與非門的第二輸入端與所述第二雙輸入與非門的輸出端相連，所述第二雙輸入與非門的第二輸入端與所述第一雙輸入與非門的輸出端相連，所述第一雙輸入與非門或所述第二雙輸入與非門的輸出端輸出所述通道選擇電平。