差分電容料位傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種用于物料位置測量的電容傳感器，特別是一種基于差分電容測量原理的物料位置測量的傳感器(料位傳感器)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)自動化及其他多個領(lǐng)域中，需要對容器中液態(tài)或固態(tài)物料的位置進行檢測。基于電容測量原理的電容物料位置傳感器(料位傳感器)是被廣泛應(yīng)用于料位測量的傳感器之一Ο
[0003]現(xiàn)有的電容料位傳感器通?；谖锪衔恢靡饐坞娙葑兓瘻y量方法，但是，基于單電容測量原理的傳感器容易受各種外界因素影響，如測量環(huán)境的溫度，濕度，鄰近物體的耦合電容，都會使單電容傳感器的電容值發(fā)生變化。特別是工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，由于電磁干擾嚴重，單電容傳感器容易受干擾而出現(xiàn)誤觸發(fā)的情況。因此，現(xiàn)有的電容料位傳感器存在著抗干擾能力和長期穩(wěn)定性比較差的缺點，阻礙了電容料位位傳感器在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種克服上述缺點的電容物料位置傳感器(料位傳感器)。
[0005]本發(fā)明利用差分電容測量原理實現(xiàn)對容器中的物料位置進行測量。這樣組成的差分電容料位傳感器，傳感器的輸出正比于2個電容的差值(C1-C2)，而不是單個電容C1或C2的值。由于外界因素，如溫度，濕度，鄰近物體的耦合電容，電磁干擾對2個相鄰的電容的影響是一樣的，因此，基于差分電容測量原理的差分電容料位傳感器的輸出受外界因素的影響遠小于同樣的因素對基于單電容的料位傳感器的影響，具有較強的抗干擾能力和較好的長期穩(wěn)定性，克服了現(xiàn)有單電容式料位傳感器易受外界因素影響的缺點。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:所述傳感器由電容C1和電容C2組成的差分電容(C1-C2)，差分電容傳感器專用電路及微處理器組成。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，電容Cl，C2由平面電極板電容構(gòu)成，組成電容C1的2個電極位于電路板的正面，電容C1所處位置的電路板的反面的相應(yīng)面積由接地的電路板敷銅覆蓋。組成電容C2的2個電極位于電路板的反面，電容C2所處位置的電路板正面的相應(yīng)面積由接地的電路板敷銅覆蓋。
[0007]作為本發(fā)明的進一步技術(shù)方案，由平面電極板組成的差分電容C1-C2，通過差分電容傳感器專用電路(ASIC)轉(zhuǎn)換成電信號，并可以選擇輸入到微處理器進行進一步處理。
[0008]作為本發(fā)明的進一步技術(shù)方案，所述傳感器中的差分電容傳感器專用電路(ASIC)由可編程差分電容一電壓轉(zhuǎn)換電路，可編程零點校正電路，可編程放大電路，可編程帶通濾波電路，溫度補償電路+模擬輸出緩沖模塊，可編程比較器電路，數(shù)字處理電路+數(shù)字輸出驅(qū)動模塊，一次可編程0ΤΡ或多次可編程EEPR0M存儲器，I/O通訊接口模塊組成。專用電路的各個可編程參數(shù)可以通過接口通訊模塊設(shè)置。
[0009]作為本發(fā)明的進一步技術(shù)方案，傳感器的零點及靈敏度可以通過可編程零點校正電路及可編程放大電路調(diào)整。
[0010]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，傳感器的零點及靈敏度也可以通過外接可調(diào)電阻調(diào)節(jié)。
[0011]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述專用電路的數(shù)字處理電路具有可編程上電延時，短路保護功能，可編程數(shù)字濾波功能，脈寬可編程脈沖(Pulse)輸出電路等功能。
[0012]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，可編程比較器電路具有可編程的上下限及可編程的回差。
[0013]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，差分電容傳感器專用電路的模擬和數(shù)字輸出可連接到微處理器進行進一步數(shù)字信號處理，微處理器的I/O 口同差分電容傳感器專用電路的I/O 口連接，對差分電容傳感器專用電路內(nèi)部的參數(shù)進行設(shè)置。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的差分電容料位傳感器傳感器。
[0015]圖2是本發(fā)明的差分電容料位傳感器專用電路框圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的差分電容料位傳感器系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0017]請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細說明，本發(fā)明是按如下的方式來實現(xiàn)的:如圖1所示，利用雙層電路板上的平板電極構(gòu)成電容C1和C2。
[0019]電容C1位于雙層電路板的正面，由2個平面電極板，極板1和極板2組成，這個電容被用來感應(yīng)容器中的物料位置。其背面，即電路板的反面相應(yīng)的位置由接地的電路板敷銅作為電容C1的屏蔽層。
[0020]電容C2位于雙層電路板的反面，由2個平面電極板，極板3和極板4組成，這個電容被用來作為參考電容，其背面，即電路板的正面相應(yīng)的位置由接地的電路板敷銅作為電容C2的屏蔽層。
[0021]如果采用多層電路板，如4層電路板，則電路的第一層作為電容C1的2個極板，極板1和極板2，電路板的第二層接地(GND)作為電容C1的屏蔽層，電路板的第三層接地(GND)作為電容C2的屏蔽層，電路板的第4層作為電容C2的2個極板，極板3和極板4。
[0022]本發(fā)明的電容極板的形狀不局限于圖1所示的形狀，由其他電極形狀構(gòu)成的各種平面電容，如回字形平面電容，梳狀平面電容等其他形狀的平面電容也可以作為構(gòu)成本發(fā)明差分電容料位傳感器的電容。
[0023]如圖1所示，C1的極板1連接到差分電容傳感器專用電路的正(+)輸入端，電容C2的極板3連接到差分電容傳感器專用電路的負(_)輸入端，電容C1的極板2同電容C2的極板4相連，作為由C1，C2組成的差分電容(C1-C2)的公共極板，連接到差分電容傳感器專用電路的公共端(COMM)。
[0024]圖2是用于本發(fā)明的差分電容傳感器專用電路(ASIC)的框圖。差分電容傳感器專用電路(ASIC)由可編程差分電容一電壓轉(zhuǎn)換電路，可編程零點校正電路，可編程放大電路，可編程帶通濾波電路，溫度補償電路+模擬輸出緩沖模塊，可編程比較器電路，數(shù)字處理電路+數(shù)字輸出驅(qū)動模塊，一次可編程0ΤΡ或多次可編程EEPR0M存儲器，I/O通訊接口模塊組成。專用電路的各個可編程參數(shù)可以通過接口通訊模塊設(shè)置。如圖2所示，