[发明专利]一种电容测量装置

说明书

本发明实施例公开了一种电容测量装置，其利用电压比较器构成的LC振荡器，利用电压比较器LM393393芯片的应用特点，把电容的大小转变成LM393输出频率的大小，进而可以通过测量LC震荡回路的频率而获得被测电容的电容值。本方案的精度较高，硬件设计和软件设计也相对简单。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其是涉及一种电容测量装置。

背景技术

当今电子测试领域，电容的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。电容通常以传感器形式出现，因此，电容测量技术的发展归根结底就是电容传感器的发展。

柔性传感器近年来获得了飞速发展。相较于传统传感器，柔性传感器有较大的灵活性，能更大限度地满足实际应用环境中传感器设备的形变需求，同时可以依附于人体皮肤表面或者其他复杂结构的物体表面。柔性电容式传感器具有灵敏度高、温度稳定性好、动态特性好等优点，因而被广泛研究。

电容式传感器是把被测的机械量转换为电容量的传感器。例如电容式压力传感器最常见的形式是由两个平行电极以及介电层组成，在压力作用下，两个电极间的距离、介电常数以及两个电极之间的有效面积发生改变从而使电容值改变。柔性电容式传感器在传统电容式传感器的基础上，结合了柔性材料技术，具有灵敏度高、温度稳定性好、动态特性好、抗过载能力强等特点，但其电容的信号输出也相对复杂。精确测量柔性电容式传感器中关键器件的电容值有重要意义。

最初，用交流不平衡电桥就能测量基本的电容传感器。最初的电容传感器有变面积型、变介质介电常数型和变极板间型。现在的电容式传感器越做越先进，目前用的比较多的有容栅式电容传感器、陶瓷电容压力传感器等。电容测量技术发展也很快，现在的电容测量技术也由单一化发展为多元化。

电容定义为:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，C=Q/U。原始的测量方法必须通过测量两个物理量来计算电容的大小，而其中的Q是比较难以测量的量。日前常用的测量电容的方法有两种：一是利用多谐震荡产生脉冲宽度与电容值成正比信号，通过低通滤波后测量输出电压；二是利用单稳态触发装置产生与电容值成正比门脉冲来控制通过计数器的标准计数脉冲的通断，即直接根据充放电时间判断电容值。

利用多谐震荡原理测量电容的方案硬件设计比较简单，但是软件实现相对比较复杂，而直接根据充放电时间判断电容值的方案虽然基本上没有用到软件部分，但是硬件却又十分复杂。而且他们都无法直观的把测量的电容值大小显示出来。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种精度较高，硬件设计和软件设计也相对简单的电容测量装置。