[发明专利]用于电容传感器的测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量电路，更具体的说是涉及一种用于电容传感器的测量电路。

背景技术

电容传感器的具有测量范围大、灵敏度高、动态响应快、稳定性好等优点，尤其是在测量机械力矩很小且不需要进行任何形式的预变换，因此其在很多领域都有应用，尤其是在位移、压力或加速度等物理量的非接触式测量领域中。用于电容传感器的测量电路主要是将电容量的改变转换为电压或者电流的变化。在很多领域，在度速度、加速度的测量过程中，对数据的测量精度的要求高。

发明内容

本发明提供一种用于电容传感器的测量电路，其数据的测量精度高，满足多领域高要求的测量需要。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

用于电容传感器的测量电路，它包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述的第一运算放大器的同相输入端和输出端之间连接有电阻R1，第一运算放大器的反相输出端和输出端之间连接有电阻R2，第一运算放大器的反相输出端通过电阻R7与地相连，所述的第一运算放大器的同相输入端上连接有电容C1，所述的第一运算放大器的同相输入端连接在第二运算放大器的反相输入端上，所述的第二运算放大器的同相输入端通过电阻R3与地相连，第二运算放大器的反相输入端与输出端之间连接有电阻R4，第二运算放大器的输出端上连接有过零比较电路。

更进一步的技术方案是:

作为优选，比较电路包括第三运算放大器，所述的第三运算放大器的同相输入端接地，第三运算放大器的反向输入端通过电阻R5连接在第二运算放大器的输出端上，第三运算放大器的反相输入端通过电阻R6与地相连。

进一步的，运算放大器的型号为AD818。

进一步的，所述的第三运算放大器的型号为LT1719。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用以第一运算放大器为核心的多谐振荡器对电容的容量变化进行转换测量，且第二运算放大器对电容量进行负向反馈，且利用过零比较电路对电容变化值进行处理，可有效的提高对电容变化的测量精度，使其适合多领域高精度的测量需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

[实施例]

如图1所示的用于电容传感器的测量电路，它包括第一运算放大器和第二运算放大器，所述的第一运算放大器的同相输入端和输出端之间连接有电阻R1，第一运算放大器的反相输出端和输出端之间连接有电阻R2，第一运算放大器的反相输出端通过电阻R7与地相连，所述的第一运算放大器的同相输入端上连接有电容C1，所述的第一运算放大器的同相输入端连接在第二运算放大器的反相输入端上，所述的第二运算放大器的同相输入端通过电阻R3与地相连，第二运算放大器的反相输入端与输出端之间连接有电阻R4，第二运算放大器的输出端上连接有过零比较电路。在本发明中，利用第一运算放大器构成多谐振荡器，对电容容量的变化转化为输出频率的变化，其可使输出方波的脉冲前后更陡峭。运算放大器及外围电路对电容的容量进行负向补偿，当补偿掉电容本体的容量后，输出频率将有一定幅度的上升。过零比较电路可使第一运算放大器的输出脉冲与后续测频单元的电平兼容，其适合双向模拟信号与单电源逻辑电平间的转换，也使得电路更简洁。利用两个运算放大器和过零比较电路对电容容值进行测量，使得其对电容容值变化的检测精度高，使其适合多领域高精度的测量需求。

所述的过零比较电路包括第三运算放大器，所述的第三运算放大器的同相输入端接地，第三运算放大器的反向输入端通过电阻R5连接在第二运算放大器的输出端上，第三运算放大器的反相输入端通过电阻R6与地相连。过零比较电路主要由一个预运算放大器构成，其结构简单，可简化电路连接。

为了减少测量误差，提高检测精度，所述的第一运算放大器的型号为AD818。AD818为高精度、低噪声的运算放大器，其共模输入电容的典型值仅为1.5Pf,可减少运算放大器在与传感器本体电容并联时的测量误差。

为了提高进一步的提高检测精度，所述的第三运算放大器的型号为LT1719。LT1719为低压、高速的双电源比较器，芯片输入端的双电源与输出端的单电源在芯片内部单独设置，因此很适合装箱模拟信号与单电源逻辑电平间的转换，使得电路结构简单，可减少测量误差。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。