[实用新型]孔径测量传感器用信号转换装置及电容/电压转换电路

说明书

技术领域

本申请涉及测量领域，尤其涉及用于孔径测量传感器的信号转换装置。

背景技术

用电测法测量非电学量时，首先必须将被测的非电学量转换为电学量而后输入之。根据不同非电学量的特点设计成的有关转换装置称为传感器，而将被测量(如位移、力、速度等)转换成电容变化的传感器称为电容传感器。其中，孔径测量传感器用于测量零件的孔径时，测量头伸入到被测孔的中心位置并感应测量头与被测孔之间的电容，不同的孔径可得到不同的电容值，从而通过测量电容的大小得到被测孔的孔径大小。电容信号是指电容的变化量。此信号不能直接显示，必须经过相应的电子线路处理，转换为电压信号。但由于电容量本身较小，一般为几十皮法，它极易受到导线电容和电路的分布电容的影响，为了获得较高的测量精度，需对其进行有效的转换处理。

CAV424是一个将电容信号转换成电压信号的集成电路芯片，具有信号的采集处理和差分电压输出的功能。如图1所示，CAV424芯片含16个引脚，分别为：RCOSC(当前定义的参考振荡器)引脚、RCR(此次调整的电容积分器1)引脚、RCM(此次调整的电容积分器2)引脚、RL(增益调整)引脚、LPOUT(输出)引脚、VM(参考电压)引脚、VTEMP(温度传感器)引脚、N.C引脚、CR(积分器电容1)引脚、CL1(低通角频率1)引脚、CM(积分器电容2)引脚、CL2(低通角频率2)引脚、COSC(参考振荡器电容)引脚、VCC(电源电压)引脚、GND(接地)引脚。CAV424芯片可以检测到与参考电容值(10pF到2nF)从5％到100％的变化范围内的电容值，并将变化电容转变为相应的差分电压输出。需要配备适当的外围电路才能实现较高的转换精度。

实用新型内容

本申请的目的之一在于提供一种孔径测量传感器用信号转换装置，将表示孔径的电容信号以较高的精度依次进行转换，最终直观的显示孔径值。

本申请的目的之二在于提供一种用于信号转换装置的电容/电压转换电路，有效地将电容信号转换为电压信号。

根据本申请的一个方面，提供孔径测量传感器用信号转换装置，包括：孔径测量传感器、电容/电压转换电路、A/D转换电路、单片机和显示屏，其中，

所述孔径测量传感器、所述电容/电压转换电路、所述A/D(模/数)转换电路、所述单片机和所述显示屏依次串接。

在一些实施例中，所述孔径测量传感器测量孔径，输出与所测孔径相应的电容信号；

所述电容/电压转换电路将所述电容信号转换为模拟电压信号，并传递给所述A/D转换电路；

所述A/D转换电路将所述模拟电压信号转换为数字电压信号，并传递给所述单片机；

所述单片机根据所述数字电压信号输出孔径值给所述显示屏进行显示。

根据上述方案，依次将电容信号转换为模拟电压信号、数字电压信号以及对应的孔径值，并在显示屏中显示。获得较高的转换精度，从而有效提高测量精度。

在一些实施例中，还包括连接所述单片机的电平转换电路。

在一些实施例中，所述电容/电压转换电路包括：CAV424芯片、第一至第六电容、第一至第八电阻以及电源，其中，

所述电源接所述CAV424芯片的VCC引脚；

所述CAV424芯片的CR引脚通过所述第一电容接地；

所述CAV424芯片的CL1引脚通过所述第二电容接地；

所述CAV424芯片的CM引脚接收电容信号；

所述CAV424芯片的CL2引脚通过所述第三电容接地；

所述CAV424芯片的COSC引脚通过所述第四电容接地；

所述CAV424芯片的RCOSC引脚通过所述第二电阻接地；

所述第三电阻一端接地，另一端通过所述第四电阻接所述CAV424芯片的RCR引脚；

所述第五电阻一端接所述CAV424芯片的RCM引脚，另一端接所述第三电阻和第四电阻的相接端；

所述CAV424芯片的RL引脚、所述第七电阻和所述第六电阻依次串接后接地；

所述第一电阻一端接所述电源，另一端接所述第七电阻和所述第六电阻的相接端；

所述CAV424芯片的LPOUT引脚为输出端；所述CAV424芯片的VM引脚为参考电压输入端；

所述第八电阻接在所述CAV424芯片的RL引脚和LPOUT引脚之间；

所述第五电容与所述第八电阻并联；

所述CAV424芯片的VM引脚通过所述第六电容接地；

所述第九电阻接在所述CAV424芯片的VM引脚和RL引脚之间；