[发明专利]电容检测电路及电容式压力变送器

权利要求书

1.电容检测电路，其特征在于：它包括电容式压力传感器、多路开关和电容频率转换电路，电容式压力传感器：用于将外界压力变化信号转换为电容变化值；多路开关：其输入端连接电容式压力传感器，其输出端连接电容频率转换电路，用于对两侧电容进行切换；电容频率转换电路：为一自激振荡电路，用于对多路开关输出的被侧电容信号转换成频率信号。

2.如权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于：所述被测电容与滞回比较器相连，以构成自激振荡电路，所述振荡频率的大小体现被测电容的大小。

3.如权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于：自激振荡电路通过运放构建，所述被测电容的变化转换成频率变化输出。

4.如权利要求3所述的电容检测电路，其特征在于：所述电容频率转换电路包括运放、积分电阻R、分压电阻R1、电阻R2、电阻R3，运放的输出电压经RC电路积分后送入运放的反响输入端，其反相输入端连接被测电容，运放输出电压经反馈电阻R3进入同相端，电源VCC作为参考电压经R1加到运放同相输入端。

5.如权利要求4所述的电容检测电路，其特征在于：所述运放输入的周期T=2RCln((R3+R2)/R3)，振荡频率f为1/T，在R2、R3、R的阻值确定时，频率由电容C决定。

6.电容式压力变送器，其特征在于：它包括电容检测电路、单片机、存储器、输入设备和显示单元，电容检测电路包括：包括电容式压力传感器、多路开关和电容频率转换电路，电容式压力传感器：用于将外界压力变化信号转换为电容变化值；多路开关：其输入端连接电容式压力传感器，其输出端连接电容频率转换电路，用于对两侧电容进行切换；电容频率转换电路：其为一自激振荡电路，用于对多路开关输出的北侧电容信号转换成频率信号；单片机：用于对多路开关的控制以及接收电容频率转换电路送出的频率信号，并对其进行计算和转换；存储器：用于存储单片机产生的计算结果数据；输入设备：用于调整量程和输入测量参数；显示单元：勇于输出测量结果及所述参数设置的显示。

7.如权利要求6所述的电容式压力变送器，其特征在于：所述被测电容与滞回比较器相连构成自激振荡器电路，所述振荡频率的大小体现被测电容的大小。

8.如权利要求6所述的电容式压力变送器，其特征在于：自激振荡回路通过运放构建，所述被测电容的变化转换成频率变化输出。

9.如权利要求8所述的电容式压力变送器，其特征在于：所述电容频率转换电路包括运放、积分电阻R、分压电阻R1、电阻R2、电阻R3、运放的输出电压经RC电路积分后送入运放的反相输出端，其反相输出端连接被测电容，运放输出电压经反馈电阻R3进入同相端，电源VCC作为参考电压经R1加到运放同相输入端。

10.如权利要求6所述的电容式压力变送器，其特征在于：它包括电容检测电路、单片机、存储器、输入设备和显示单元，电容检测电路包括电容式压力传感器、多路开关及电容频率转换电路，其中，电容式压力传感器包括高压侧测压电容和低压侧测压电容，利用多路开关进行切换以及利用电容频率转换电路实现分时采样，并将采样值C经过转换成频率信号，其中，电容式压力传感器：用于将外界压力变化信号转换为电容变化值；多路开关：其第一输入端连接单片机P3.3口，控制高压侧测压电容与反馈电阻R1一端的通断；第二输入端连接单片机P3.0口，控制低压侧测压电容与反馈电阻R1一端的通断；第三输入端连接单片机P3.1口，控制精密电容C1与反馈电阻R1一端的通断；第四输入端连接单片机P3.2口，控制插座XZ5的一端与反馈电阻R1一端的通断；电容频率转换电路：采用运放和锁存器来构建自激振荡电路，它包括运放1、运放2、分压电阻R2、电阻R3、电阻R4、反馈电阻R1、与非门1、与非门2、滤波电容C14、电容C15、计数器1和计数器2，VCC经R1加到运放1的同相输入端，再经R3加到运放2的反相输入端，最后经R4到地；运放1的同相输入端和运放2的反相输入端分别接滤波电容C14，电容C15到地；运放1的输出端同与非门2的一个输入端相连，与非门2的另一输入端同与非门1的输出端相连，与非门2的输出端同与非门1的一个输入端相连，与非门1的另一个输入端与运放2的输出端相连，运放1的输出还与计数器1的时钟驱动输入端，反馈电阻R1的一端相连；反馈电阻的另一端与多路开关的四个输入端、运放1的反相输入端及运放2的同相输入端相连；计数器1的第四位输出端与计数器2的时钟驱动输入端相连，计数器2的第二位和第三位输出端与单片机的P1.2口、P1.3口相连；电源：3.3V锂电池供电，主控制器电路板中使用3.3V转3V可控开关芯片对模拟部分和数字部分提供所需的电源；3.3V电源由C3、C14、C15、C16、C20、C21、C22、C24滤波，3V电源由C1、C9、C10、C18滤波；单片机：选用美国德州电气公司的MSP430F149芯片；晶振选用3.6264MHz，程序下载使用标准JTAG接口；XT2IN、XT2OUT与晶振连接，之间连接电阻R17，经过C11、C12到地；MCU的54、55、56、57脚分别与双排座JP2的1、3、5、7脚相连，MCU的12和22脚分别与JP2的2脚和6脚相连，MCU的58脚与JP2的11脚相连；EEPROM存储器：片外存储芯片选用MicroChip公司的24LC64芯片，采用I2C接口；由3.3V电源供电，5、6号管脚通过R20、R21上拉电阻与MCU的P4.5、P4.6口相连，C25用于滤波，1、2、3、4号脚接地用于指示物理地址；显示器：选用SPI总线结构的48管脚 HT1621B驱动液晶屏幕，其中SEG0～SEG23和COM0～COM3共24个管脚与液晶玻璃连接，DATA管脚接上拉电阻R52的一端再与MCU的P5.1口连接，CS管脚接上拉电阻R53的一端再与MCU的P1.5口连接，WR管脚接上拉电阻R54的一端再与MCU的P1.6口连接，RD管脚接上拉电阻R55的一端再与MCU的P1.7口连接，上拉电阻R52、R53、R54、R55的另一端与VDD连接，VDD与VLCD管脚之间连接R51可变电阻，VDD与VSS分别于主控制器电路板上的3.3V电源和地线连接，其余管脚悬空；无线通信：MCU的P3.4、P3.5口与WIAPA-M1800无线通信模块的串口接口相连。