编辑：兰州矿用变压器厂家 日期：2019-01-05 人气：403
将被测的非电量变化转换为电容量变化的一类传感器传感器是将被测的非电量变化转换为电容量变化的一类传感器www.cybxgg.com，它广泛应用在、湿度、温度和加速度等测量中。随着微机械系统(MEMS)设计与加工技术的不断进步，已研制出包括微型传感器、湿度传感器、加速度计，化学和生物传感器等产品。在国内，尚无成熟的电容传感器接口集成电路投入市场。
单片集成是MEMS传感器发展的一个趋势，将传感器结构和接口电路集成在一块芯片上，使它具备标准IC工艺批量制造、适合大规模生产的优势，在降低了生产成本的同时还减少了互连线尺寸，抑制了寄生效应，提高了电路的性能。
把被测的机械量，如位移、等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器图。若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εA/δ，式中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积，δ为两电极之间的距离。δ、A、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、、振动等引起的极距变化(见传感器)。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。
70年代末以来，随着集成电路技术的发展，出现了与微型测量仪表封装在一起的传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小，使其固有的缺点得到克服。传感器是一种用途极广，很有发展潜力的传感器。
电容器传感器的优点是结构简单，价格便宜，灵敏度高，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，以及联接电路较复杂等。
传感器可用来测量直线位移、角位移、振动振幅，尤其适合测量高频振动振幅、精密轴系回转精度、矿用变压器加速度等机械量；还可用来测量、压差、液位、料面、成分含量(如油、粮食中的含水量)、非金属材料的涂层、油膜等的厚度，测量电介质的湿度、密度、厚度等等，在自动检测和控制系统中也常常用来作为位置信号发生器。
接口电路原理图和流水芯片照片，该电路由两部分组成：电容一频率转化电路和差频电路。本电路采用张驰振荡器来实现电容-频率转化。张驰振荡器由电流源、CMOS传输门、施密特触发器构成。电路分为充电周期和放电周期。工作原理如下：假设最初Vout高电平，则兰州矿用变压器S11闭合，S12断开，电路进入充电周期，电流源I对Cs进行充电，当Cs上的电压Vcs充电至施密特触发器高阈值电平VH时，施密特触发器发生翻转，Vout变为低电平，此时S11断开，S12闭合，电路进入放电周期，电流源对Cs进行放电，当电容上电压Vcs下降到施密特低阈值电平VL时，输出再次翻转，Vout变为高电平，电路又进入充电周期。如此循环，该部分电路输出一列频率与电容Cs相关的方波，实现了电容-频率的转化。为了实现差频功能，引进了参考电容Cr，并通过相同的G-f电路完成参考电容到参考频率fs的转化。D触发器则用于实现信号频率fs与参考频率fr的差值，实现差频电路功能。
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