[发明专利]一种激光调高器电容测量装置

权利要求书

1.一种激光调高器电容测量装置，其特征在于，包括：电容检测模块，所述电容检测模块包括信号激励源和充放电网络；

所述信号激励源连接所述充放电网络，用于提供脉冲方波信号至所述充放电网络；

所述充放电网络包括：第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、待测电容、标定电容、测量计算单元；

所述第一二极管的正极连接所述信号激励源，所述第一二极管的负极连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地；

所述第一电阻与所述第一二极管并联，所述标定电容与所述第一电容并联；

所述第二二极管的正极连接所述信号激励源，所述第二二极管的负极连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地；

所述第二电阻与所述第二二极管并联，所述待测电容与所述第二电容并联；

所述测量计算单元连接所述第一电容的一端和所述第二电容的一端；

其中，所述充放电网络通过所述第一电阻和所述第二电阻对所述标定电容和所述待测电容进行周期性充电，通过所述第一二极管和所述第二二极管对所述标定电容和所述待测电容进行周期性放电，通过所述测量计算单元测量所述标定电容两端的电压和所述待测电容两端的电压的平均差值并根据所述平均差值与所述标定电容的电容值和所述待测电容的电容值的关系计算获得所述待测电容的电容值。

2.根据权利要求1所述的一种激光调高器电容测量装置，其特征在于，所述平均差值与所述标定电容的电容值和所述待测电容的电容值的关系具体可用第一公式表示为：

其中，ΔU为所述平均差值，V_cx为待测电容两端的电压，V_ref为标定电容两端的电压，U_gen为信号激励源输出的脉冲方波信号的电压幅值，R和C为充放电网络等效的电阻和电容，T为充放电网络的充放电周期，C_x为待测电容的电容值，C_ref为标定电容的电容值。

3.根据权利要求1所述的一种激光调高器电容测量装置，其特征在于，还包括电源电压模块；

所述电源电压模块连接所述信号激励源，用于将220v的交流电压，经电压转换得到所述信号激励源所需的稳定±15v或±5v稳幅电压并输送至所述信号激励源。

4.根据权利要求1所述的一种激光调高器电容测量装置，其特征在于，还包括信号放大模块；

所述信号放大模块连接所述充放电网路，用于将所述充放电网络输出的所述标定电容两端的电压和所述待测电容两端的电压的平均差值进行滤波放大。

5.根据权利要求4所述的一种激光调高器电容测量装置，其特征在于，所述信号放大模块包括：低通滤波器；

所述低通滤波器具体为二阶巴特沃思有源低通滤波器，所述低通滤波器连接所述电容检测模块，用于将所述电容检测模块输出交流信号中的基波及高次谐波滤除掉。

6.根据权利要求5所述的一种激光调高器电容测量装置，其特征在于，所述信号放大模块包括：信号放大电路；

所述信号放大电路连接所述低通滤波器，用于将所述低通滤波器输出的所述标定电容两端的电压和所述待测电容两端的电压的平均差值以差模方式进行放大。

7.根据权利要求6所述的一种激光调高器电容测量装置，其特征在于，所述信号放大模块包括：50Hz陷波电路；

所述50Hz陷波电路采用集成运放双T反馈选频放大器，所述50Hz陷波电路连接所述信号放大电路，用于将所述信号放大电路输出的差值信号中的以差模方式进入电路的工频干扰信号滤除。

8.根据权利要求4所述的一种激光调高器电容测量装置，其特征在于，还包括光电隔离模块；

所述光电隔离模块连接所述信号放大模块，用于通过高线性度模拟光耦器件将所述信号放大模块输出的电信号转化为光信号。