1.一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,包括:電容檢測模塊,所述電容檢測模塊包括信號激勵源和充放電網(wǎng)絡(luò);
所述信號激勵源連接所述充放電網(wǎng)絡(luò),用于提供脈沖方波信號至所述充放電網(wǎng)絡(luò);
所述充放電網(wǎng)絡(luò)包括:第一二極管、第二二極管、第一電阻、第二電阻、第一電容、第二電容、待測電容、標定電容、測量計算單元;
所述第一二極管的正極連接所述信號激勵源,所述第一二極管的負極連接所述第一電容的一端,所述第一電容的另一端接地;
所述第一電阻與所述第一二極管并聯(lián),所述標定電容與所述第一電容并聯(lián);
所述第二二極管的正極連接所述信號激勵源,所述第二二極管的負極連接所述第二電容的一端,所述第二電容的另一端接地;
所述第二電阻與所述第二二極管并聯(lián),所述待測電容與所述第二電容并聯(lián);
所述測量計算單元連接所述第一電容的一端和所述第二電容的一端;
其中,所述充放電網(wǎng)絡(luò)通過所述第一電阻和所述第二電阻對所述標定電容和所述待測電容進行周期性充電,通過所述第一二極管和所述第二二極管對所述標定電容和所述待測電容進行周期性放電,通過所述測量計算單元測量所述標定電容兩端的電壓和所述待測電容兩端的電壓的平均差值并根據(jù)所述平均差值與所述標定電容的電容值和所述待測電容的電容值的關(guān)系計算獲得所述待測電容的電容值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,所述平均差值與所述標定電容的電容值和所述待測電容的電容值的關(guān)系具體可用第一公式表示為:
其中,ΔU為所述平均差值,Vcx為待測電容兩端的電壓,Vref為標定電容兩端的電壓,Ugen為信號激勵源輸出的脈沖方波信號的電壓幅值,R和C為充放電網(wǎng)絡(luò)等效的電阻和電容,T為充放電網(wǎng)絡(luò)的充放電周期,Cx為待測電容的電容值,Cref為標定電容的電容值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,還包括電源電壓模塊;
所述電源電壓模塊連接所述信號激勵源,用于將220v的交流電壓,經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換得到所述信號激勵源所需的穩(wěn)定±15v或±5v穩(wěn)幅電壓并輸送至所述信號激勵源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,還包括信號放大模塊;
所述信號放大模塊連接所述充放電網(wǎng)路,用于將所述充放電網(wǎng)絡(luò)輸出的所述標定電容兩端的電壓和所述待測電容兩端的電壓的平均差值進行濾波放大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,所述信號放大模塊包括:低通濾波器;
所述低通濾波器具體為二階巴特沃思有源低通濾波器,所述低通濾波器連接所述電容檢測模塊,用于將所述電容檢測模塊輸出交流信號中的基波及高次諧波濾除掉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,所述信號放大模塊包括:信號放大電路;
所述信號放大電路連接所述低通濾波器,用于將所述低通濾波器輸出的所述標定電容兩端的電壓和所述待測電容兩端的電壓的平均差值以差模方式進行放大。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,所述信號放大模塊包括:50Hz陷波電路;
所述50Hz陷波電路采用集成運放雙T反饋選頻放大器,所述50Hz陷波電路連接所述信號放大電路,用于將所述信號放大電路輸出的差值信號中的以差模方式進入電路的工頻干擾信號濾除。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,還包括光電隔離模塊;
所述光電隔離模塊連接所述信號放大模塊,用于通過高線性度模擬光耦器件將所述信號放大模塊輸出的電信號轉(zhuǎn)化為光信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種激光調(diào)高器電容測量裝置,其特征在于,所述測量計算單元還可通過測量光電隔離模塊輸出的光信號并轉(zhuǎn)換成信號放大模塊輸出的電信號的電壓U0,并根據(jù)第二公式計算出待測電容的電容值;
所述第二公式為:
其中,ΔU為所述平均差值,Vcx為待測電容兩端的電壓,Vref為標定電容兩端的電壓,Ugen為信號激勵源輸出的脈沖方波信號的電壓幅值,R和C為充放電網(wǎng)絡(luò)等效的電阻和電容,T為充放電網(wǎng)絡(luò)的充放電周期,Cx為待測電容的電容值,Cref為標定電容的電容值,A為低通濾波器的增益倍數(shù),G為信號放大電路的放大倍數(shù)。
10.一種激光調(diào)高器,其特征在于,包括所述激光調(diào)高器電容測量裝置,用于根據(jù)所述激光調(diào)高器電容測量裝置輸出的待測電容的電容值與激光頭的位置之間的對應(yīng)關(guān)系計算出激光頭的位置。