[发明专利]一种带有介电常数补偿的电容式油量测量系统

权利要求书

1.一种带有介电常数补偿的电容式油量测量系统，其特征在于：包括产生方波信号的方波激励信号发生电路、将方波信号转换为激励三角波信号的积分电路、接收激励三角波信号产生与油量电容增量ΔC相关的平衡激励电流I1的电容式传感器、接收平衡激励电流I1产生介电补偿电流I2的介电常数补偿电路、利用方波信号实现分时积分并通过分时积分将介电补偿电流I2转换为电压的I/V变换电路和将电压滤波后输出与激励油量电容C_A对应的电压值来实现油量测量功能的滤波跟随电路，所述的介电常数补偿电路由运算放大器N3、运算放大器N4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C3、电容C4以及介电电容C_N和介电平衡电容C_M组成；所述的运算放大器N4的反相输入端和输出端间电连接介电电容C_N和串联的电阻R7、电阻R8，所述的电阻R7、电阻R8间电连接电容C3一端，电容C3另一端接地，所述的电阻R7接入平衡激励电流I1；电阻R7、电阻R8与介电电容C_N组成比例积分电路，平衡激励电流I1通过比例积分电路转化成与介电电容C_N相关的三角波信号，同时，电阻R7与电容C3组成RC串联滤波电路，对信号进行整形；所述的运算放大器N4的反相输入端与介电平衡电容C_M电连接，所述的介电平衡电容C_M另一端与所述的运算放大器N3的输出端电连接，所述的电阻R5一端电连接所述的运算放大器N3的反相输入端，所述的电阻R5另一端电连接所述的运算放大器N4的输出端，所述的电阻R6一端电连接所述的运算放大器N3的反相输入端，所述的电阻R6另一端电连接所述的运算放大器N3的输出端，所述的运算放大器N3与电阻R5、电阻R6组成反相比例运算放大器，将三角波信号进行反相，用于激励介电平衡电容C_M，C_M的大小与C_N的干电容值相等，反相比例运算放大器与介电平衡电容C_M构成负反馈网络，稳定输出信号。

2.根据权利要求1所述的一种带有介电常数补偿的电容式油量测量系统，其特征在于：所述的方波激励信号发生电路主要由运算放大器N1，电阻R1、电阻R2、电阻R3以及充放电电容C1组成；所述的运算放大器N1的反相输入端电连接电阻R1和电阻R2一端，所述的运算放大器N1的同相输入端电连接充放电电容C1和电阻R3一端，所述的电阻R2另一端电连接输入电压，所述的电阻R1另一端电连接所述的运算放大器N1的输出端，所述的充放电电容C1另一端接地，所述的电阻R3另一端电连接所述的运算放大器N1的输出端；运算放大器N1与电阻R1和电阻R2组成具有开关特性的反相输入迟滞比较器，用来实现高电平“1”和低电平“0”两种状态；电阻R1和充放电电容C1组成的RC积分电路，将输出电压反馈到运算放大器N1的反相输入端，形成正反馈，用于产生振荡。

3.根据权利要求1所述的一种带有介电常数补偿的电容式油量测量系统，其特征在于：所述的积分电路由运算放大器N2、电阻R4以及电容C2组成；所述的运算放大器N2的同相输入端电连接输入电压，所述的运算放大器N2的反相输入端电连接电阻R4和电容C2一端，所述的电阻R4另一端电连接所述的方波激励信号发生电路并接收方波信号，所述的电容C2另一端电连接所述的运算放大器N2的输出端，方波信号通过电阻R4加在运算放大器N2的反相输入端，并在输出端和反相输入端之间通过电容C2引入一个深度负反馈，提高增益稳定性，减小非线性失真。