用于電容傳感器的測量電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于電容傳感器的測量電路，它包括第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，所述的第一運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)算放大器的同相輸入端上連接有電容C1，所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端上，所述的第二運(yùn)算放大器的同相輸入端通過電阻R3與地相連，第二運(yùn)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(yùn)算放大器的輸出端上連接有過零比較電路。其優(yōu)點(diǎn)是：數(shù)據(jù)的測量精度高，滿足多領(lǐng)域高要求的測量需要。
【專利說明】用于電容傳感器的測量電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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(diǎn)，尤其是在測量機(jī)械力矩很小且不需要進(jìn)行任何形式的預(yù)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】

[0003]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。
[0004]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(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，所述的第一運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)算放大器的同相輸入端上連接有電容Cl，所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端上，所述的第二運(yùn)算放大器的同相輸入端通過電阻R3與地相連，第二運(yùn)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(yùn)算放大器的輸出端上連接有過零比較電路。
[0005]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
作為優(yōu)選，比較電路包括第三運(yùn)算放大器，所述的第三運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，第三運(yùn)算放大器的反向輸入端通過電阻R5連接在第二運(yùn)算放大器的輸出端上，第三運(yùn)算放大器的反相輸入端通過電阻R6與地相連。
[0006]進(jìn)一步的，運(yùn)算放大器的型號為AD818。
[0007]進(jìn)一步的，所述的第三運(yùn)算放大器的型號為LT1719。
[0008]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(yùn)算放大器為核心的多諧振蕩器對電容的容量變化進(jìn)行轉(zhuǎn)換測量，且第二運(yùn)算放大器對電容量進(jìn)行負(fù)向反饋，且利用過零比較電路對電容變化值進(jìn)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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0010]圖1為本發(fā)明的電路原理圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
[0012][實(shí)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(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，所述的第一運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)算放大器的同相輸入端上連接有電容Cl，所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端上，所述的第二運(yùn)算放大器的同相輸入端通過電阻R3與地相連，第二運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)算放大器及外圍電路對電容的容量進(jìn)行負(fù)向補(bǔ)償，當(dāng)補(bǔ)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(yùn)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(yùn)算放大器和過零比較電路對電容容值進(jìn)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。
[0013]所述的過零比較電路包括第三運(yùn)算放大器，所述的第三運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，第三運(yùn)算放大器的反向輸入端通過電阻R5連接在第二運(yùn)算放大器的輸出端上，第三運(yùn)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(yù)運(yùn)算放大器構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)簡單，可簡化電路連接。
[0014]為了減少測量誤差，提高檢測精度，所述的第一運(yùn)算放大器的型號為AD818JD818為高精度、低噪聲的運(yùn)算放大器，其共模輸入電容的典型值僅為1.5Pf，可減少運(yùn)算放大器在與傳感器本體電容并聯(lián)時的測量誤差。
[0015]為了提高進(jìn)一步的提高檢測精度，所述的第三運(yùn)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(dú)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。
[0016]如上所述即為本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明不局限于上述實(shí)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(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于電容傳感器的測量電路，其特征在于:它包括第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器，所述的第一運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)算放大器的同相輸入端上連接有電容Cl，所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接在第二運(yùn)算放大器的反相輸入端上，所述的第二運(yùn)算放大器的同相輸入端通過電阻R3與地相連，第二運(yùn)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(yùn)算放大器的輸出端上連接有過零比較電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電容傳感器的測量電路，其特征在于:所述的過零比較電路包括第三運(yùn)算放大器，所述的第三運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，第三運(yùn)算放大器的反向輸入端通過電阻R5連接在第二運(yùn)算放大器的輸出端上，第三運(yùn)算放大器的反相輸入端通過電阻R6與地相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電容傳感器的測量電路，其特征在于:所述的第一運(yùn)算放大器的型號為AD818。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電容傳感器的測量電路，其特征在于:所述的第三運(yùn)算放大器的型號為LT1719。
【文檔編號】G01D5/24GK103743420SQ201310586584
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】黃友華 申請人:成都市宏山科技有限公司