[发明专利]动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统及方法

权利要求书

1.一种动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：包括激励电路、驱动器、防护电路、n个空载稳定电路、多测量通道采集控制器、电流转换电压电路、积分放大电路、采样保持和滤波电路、A/D采集单元、CPU及电压反馈电路；其中n为大于等于1的正整数；

所述激励电路、驱动器、防护电路依次电连接；

待测电容传感器Cx位于防护电路与n个空载稳定电路之间；

所述n个空载稳定电路、多测量通道采集控制器、电流转换电压电路、积分放大电路、采样保持和滤波电路、A/D采集单元与CPU依次电连接；

所述电压反馈电路的输入端与积分放大电路的输出端连接，电压反馈电路的输出端与多测量通道采集控制器的输出端连接；

所述激励电路用于输出正负幅值相等的交流方波激励信号；所述驱动器用于对交流方波激励信号放大；所述防护电路用于对静电、雷电防护；交流方波激励信号依次经过电缆、待测电容传感器Cx转换为交流电流信号；

n个空载稳定电路的输入端分别与各个测量通道待测电容传感器Cx的输出端连接，用于稳定流过空载状态测量通道待测电容传感器Cx的交流电流信号；所述空载状态测量通道为未接通的测量通道；

所述多测量通道采集控制器的输入端分别与各个空载稳定电路的输出端连接，用于选择接通各个测量通道；

将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容C_ref电流做差；

所述电流转换电压电路用于将流过待测电容传感器Cx的交流电流与流过参考电容C_ref电流差值转换为电压信号；所述积分放大电路用于对电压信号进行放大，输出放大后的交流动态电压；所述电压反馈电路用于将该放大的交流动态电压反馈给参考电容C_ref，构成新的参考电容电流值，实现待测电容传感器Cx电流和参考电容电流的动态平衡；所述采样保持和滤波电路用于对交流动态电压信号进行采样、滤波，并输出直流稳定电压信号V_{out_p}；所述A/D采集单元用于将V_{out_p}转化为数字信号，所述CPU用于采集V_{out_p}数字信号，通过下述公式换算为对应的待测电容传感器Cx值：

V_{out_p}＝2×C_x×V_{exe_p}/C_ref，式中：V_{out_p}单位为V；C_x为油量传感器待测电容，单位为pF；V_{exe_p}为交流激励信号峰值电压，单位为V；C_ref为参考电容，单位为pF。

2.根据权利要求1所述的动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：

所述空载稳定电路包括电阻R1与对地电容C1，所述电阻R1的一端与待测电容传感器测量通道的输出端连接，所述电阻R1的另一端与对地电容C1一端及多测量通道采集控制器的输入端连接；所述对地电容C1的另一端接地。

3.根据权利要求1或2所述的动态闭环控制多通道电容油量传感器信号调理系统，其特征在于：

所述采样保持和滤波电路包括SPST3(ON)、电阻R2、电容C2、跟随器及两个二极管；

所述SPST3(ON)的一端与积分放大电路的输出端连接，SPST3(ON)的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端通过电容C2接地同时与跟随器的正向输入端连接，跟随器的输出端与反向输入端及A/D采集单元的输入端连接；两个二极管并联在电阻R2的两端，其中一个二极管的阳极与电阻R2的一端连接，另一个二极管的阴极与电阻R2的一端连接。