[发明专利]一种基于开关电路的微电容差检测方法

摘要

本发明公开了一种基于开关电路的微电容差检测方法，该开关电路包括可变电压源V1、可变电压源V2、电子开关S1、电子开关S2、待测电容传感器输出电容、参考电容、放大电路。所述的电子开关S1一端与可变电压源V1相连，另一端与待测传感器输出电容一端相连，待测电容传感器输出电容另一端接地；所述的电子开关S2一端与可变电压源V2相连，另一端与参考电容一端相连，参考电容另一端接地；所述的电子开关S1和电子开关S2并联后与放大电路一端相连，放大电路另一端为输出电压。本发明可实现直接测量电容传感器的输出电容变化量，消除了本底电容对测量结果的影响；本发明测量分辨率取决于电子开关导通次数n，可根据需求实现测量分辨率的连续可变。

主权项

1.一种基于开关电路的微电容差检测方法，其特征在于，该开关电路包括可变电压源V1(1)、可变电压源V2(4)、电子开关S1(2)、电子开关S2(5)、待测电容传感器输出电容CX(3)、参考电容CR(6)、放大电路(7)，所述的电子开关S1(2)一端与可变电压源V1相连，另一端与待测传感器输出电容Cx(3)一端相连，待测传感器输出电容Cx(3)另一端接地；所述的电子开关S2(5)一端与可变电压源V2(4)相连，另一端与参考电容CR(6)一端相连，参考电容CR(6)另一端接地；所述的电子开关S1(2)和电子开关S2(5)并联后与放大电路(7)一端相连，放大电路(7)另一端为输出电压；该检测方法包括如下步骤：可变电压源V1通过电子开关S1给待测电容传感器输出电容充放电，可变电压源V2通过电子开关S2给参考电容充放电，电子开关S1和电子开关S2并联之后为放大电路供电，当电子开关S1闭合时，电子开关S2断开，当电子开关S2闭合时，电子开关S1断开，通过以下公式计算充放电一次输出的电荷：V1CX‑V2CR在放大电路输出端会产生电压：那么每充放电一次，就会在放大电路的输入端积累电荷V1CX‑V2CR，充放电n次，就可以累积电荷：(V1CX‑V2CR)n累积电荷再通过放大电路可在放大电路输出端产生电压：在静态时，调节可变电压源V1或可变电压源V2使输出为0；动态时，改变待测电容传感器输出电容CX，则有输出：已知CK，n，V1，测量出电压VOUT，通过公式：即可计算得出电容变化量，且测量分辨率取决于电容充放电次数n。