[实用新型]采用四相检测技术的杂散免疫工业电容传感器

摘要

本实用新型属一种工业电容传感器。它主要由脉冲产生电路、十分频电路、四分频电路、开关电路、电流－电压转换电路、差动放大电路、补偿和线路增益调节电路及电压－电流转换电路组成。其关键在于,本实用新型的电路采用四相检测技术,优点是结构简单、成本低,具有杂散免疫功能,能精确识别小到1PF的电容,分辨率达近0.001PF,灵敏度高。

主权项

1.采用四相检测技术的杂散免疫工业电容传感器，其特征在于：它由脉冲产生电路(1)、十分频电路(2)、四分频电路(3)、开关电路(4)、电流--电压转换电路(5)、差动放大电路(6)、补偿和线路增益调节电路(7)及电压—电流转换电路(8)构成，各电路的组成及连接方式为：a、脉冲产生电路(1)由晶振X、六反相器U1组成，六反相器U1中的三个非门首尾串接，其输入端和另一个非门输出端接晶振X，脉中信号送至分频器U2的时钟脉冲输入端CP及转换开关s；b、十分频电路(2)由分频器U2和转换开关s组成，分频器U2的使能控制端CPE和复位端R接地，进位输出端CO接转换天关s的另一端；s的输出端接双D触发器U3A和U3B的时钟脉冲输入端CP；c、四分频电路(3)由两个D触发器U3A和U3B组成，D触发器的信号输入端D分别接至另一D触发器的输出端Q和Q，复位端R和置位端s接地，输出端Q和Q输出的脉冲V01-V04送至开关电路U4的控制端；d、开关电路(4)由四双向模拟开关U4、被测电容Cx组成，流经被测电容Cx的电流分别经U4的sw3s和w4与接至运算放大器1和运算放大器2的反相输入端；e、电流--电压转换电路(5)由运算放大器1、运算放大器2、电阻R1、R2、电容器C1-C4组成，运放1和运放2的同相输入端接地，运放1和运放2的输出端分别经电阻R3、R4的差动运放电路中运放3的反相和同相输入端相连；f、差动放大电路(6)由运放3、电阻R3-R6组成，运放3的输出端经电阻R7与运放4的反相输入端相连；g、补偿和线路增益调节电路(7)由运放4、电阻R8-R10及可变电阻W1、W2组成，补偿调节电路接至+15V和-15V之间，其输出端经电阻R10接运放4的反相输入端，运放4的输出端经电阻R1接运放U6反相输入端。h.电压--电流转换电路(8)由运算放大器U6，三极管T1，电阻R11-R16，可变电阻W3及二级管VD1、VDz组成，运放U6的同相输入端通过电阻R12接地，并通过电阻R15接电流输出端；U6的输出信号经电阻R14至三极管T1的基极，T1的发射极经电阻R16至电流输出端，并经电阻R13和可变电阻W3反馈至U6的反相输入端；电流输出端输出4--20mA电流。