[发明专利]可自动补偿寄生电容的电容测量电路及其使用方法和应用

说明书

本发明公开了一种可自动补偿寄生电容的电容测量电路及其使用方法和应用，所述电路，包括：可编程电容器Csubgt;T/subgt;的一端与参考电容Csubgt;0/subgt;的一端相连接；可编程电容器Csubgt;T/subgt;的另一端与仪表放大器的正向输入端Vsubgt;I+/subgt;或反向输入端Vsubgt;I‑/subgt;相连接，参考电容Csubgt;0/subgt;的另一端与仪表放大器的反向输入端Vsubgt;I‑/subgt;或正向输入端Vsubgt;I+/subgt;相连接；仪表放大器的输出端经调理电路与模拟数字转换芯片的输入端相连接；模拟数字转换芯片的输出端与单片机系统的输入端相连接；单片机系统的输出端与显示器相连接；单片机系统的输出端经比例微分积分控制器与可编程电容器Csubgt;T/subgt;相连接。本发明的电路，能够自动补偿电容式传感器内部寄生电容对测量电路的影响，可精确测量微小电容的变化量。

技术领域

本发明属于电气工程、仪器科学与技术领域，特别涉及一种可自动补偿寄生电容的电容测量电路及其使用方法和应用。

背景技术

随着电子工业的发展，电容式传感器的应用更加广泛起来，如温湿度传感器、压力传感器等。这些传感器是利用电容器原理，将其它物理量的变化转化为电容的变化量；通过检测传感器的电容的变化量能够反推出想要检测的物理量的变化。因此，电容测量电路的精度会直接影响到传感器的测量精度和灵敏度。

电容式传感器在设计完成时就会有一个固有的电容量我们称为寄生电容，相比本身固有的寄生电容其由于外界物理量变化而引起的电容变化量会小很多；也由于本身寄生电容的影响，其电容的变化量往往会被淹没在测量系统的噪声中而检测不出来。交流法是当下测量微小电容的常用方法，但是难以解决寄生电容对测量的影响。

综上，亟需一种可自动补偿寄生电容的交流法电容测量电路，来解决这一难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自动补偿寄生电容的电容测量电路及其使用方法和应用，以解决现有方法无法自动补偿传感器的寄生电容这一技术问题。本发明的电路，能够自动补偿电容式传感器内部寄生电容对测量电路的影响，可精确测量微小电容的变化量。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种可自动补偿寄生电容的电容测量电路，包括：可编程电容器C_T、参考电容C₀、仪表放大器、调理电路、模拟数字转换芯片、单片机系统、比例微分积分控制器和显示器；

可编程电容器C_T的一端与参考电容C₀的一端相连接，用于输入激励信号；可编程电容器C_T的另一端与仪表放大器的正向输入端V_I+或反向输入端V_I-相连接，参考电容C₀的另一端与仪表放大器的反向输入端V_I-或正向输入端V_I+相连接；其中，可编程电容器C_T用于并联被测电容C_x；

仪表放大器的输出端经调理电路与模拟数字转换芯片的输入端相连接；其中，所述调理电路用于将接收的电容信号转换为直流电压信号输出；所述模拟数字转换芯片用于将接收的直流电压信号转换为数字信号进行输出；

模拟数字转换芯片的输出端与单片机系统的输入端相连接；单片机系统的输出端与显示器相连接；单片机系统的输出端经比例微分积分控制器与可编程电容器C_T相连接；其中，所述单片机系统用于根据接收的数字信号进行计算并输出被测电容的容值。

本发明的进一步改进在于，还包括：信号发生芯片，用于发出作为激励信号的交流信号。

本发明的进一步改进在于，还包括：第一放大器，用于增大激励信号。

本发明的进一步改进在于，所述调理电路包括：