[发明专利]高压交流激励法微小电容测量电路

摘要

本发明涉及一种高压交流激励法电容测量电路，该电路由高频高压激励电压产生及幅度控制部分所构成的激励电路和电容检测电路两部分构成。其中激励电路包括交流信号源、压控放大电路、功率放大器以及激励电压幅值检测及控制电路；电容检测电路包括变压器比例电桥电路、交流放大电路、相敏检波电路、低通滤波电路以及直流放大电路。本发明为激励电压可达1000V的交流高频信号；同时利用激励电路的升压变压器与待检测电容和平衡电容一起构成了一个变压器比例电桥。平衡电容的引入不仅可使被测电容的本体电容被平衡掉，使电路尽可能地检测放大电容的变化量，从而提高电容的检测范围和灵敏度，而且可抑制激励电源的电压波动。

主权项

1、一种高压交流激励法微小电容测量电路，其特征在于由激励电路和电容检测电路两部分构成，激励电路包括交流信号源、压控放大电路、功率放大器以及激励电压幅值检测及控制电路，交流信号源产生高频交流信号经激励电压幅值的增益控制后送功率放大器放大、升压变压器升压后送被测电容的激励极板；升压变压器次级由高压升压绕组和平衡反馈绕组两个绕组组成，平衡反馈绕组将平衡反馈电压信号送激励电压幅值检测电路将激励信号转换为直流电压信号与给定的直流电压信号比较，其差值送激励电压幅值控制电路产生压控放大电路的增益信号，控制激励电平幅值稳定；电容检测电路包括变压器比例电桥电路、交流放大电路、相敏检波电路、低通滤波电路以及直流放大电路，由比例电桥电路输出的信号经交流放大器放大后送相敏检波器检波，提取出与电容变化量有关的交流信号幅度信息，相敏检波由乘法器构成，其一个输入端输入交流检测信号即交流放大器的输出，其另一个输入端输入检波参考信号；检波参考信号是平衡反馈信号经两级交流放大器处理后得到的固定幅值和相位的交流信号，激励电压与平衡反馈电压反相，当平衡电容与平衡电压的乘积大于被测电容与激励电压的乘积时，相敏检波电路的X输入端和Y输入端同相，检波后所得直流信号为正；反之，当平衡电容与平衡电压的乘积小于被测电容与激励电压的乘积时，相敏检波电路的X输入端和Y输入端反相，所得直流信号为负，相敏检波输出的直流信号和高频交流信号经低通滤波器滤波后经过直流放大器放大，所得到的直流信号既可反映出电容变化量，被测电容值可以根据式Cx0＝EbCb/Eo计算出本体电容的大小后再加上或减去电容的偏差量既可。