电容式传感器微电容检测电路的研究

基于MEMS技术研制的微电容传感器,其有效电容的实际变化量仅为飞法级。实验表明,二元调宽式信号拾取专用集成电路BH5001为检测微电容变化量建立了一个高信噪比的平台,结合优良的巴特沃斯低通滤波器和高品质的差动放大器,即可完成微电容的检测。     

基于SON构造的电容式绝对压力传感器设计

针对空洞层上硅工艺在制作高质量的单晶硅感压膜和真空密封腔上的优势,提出了将其应用于制作电容式绝对压力传感器。应用板壳理论建立了传感器压力检测的理论膜型,对传感器的感压膜进行理论计算和有限元仿真,并利用电容变化模型分析了传感器的灵敏度。给出了基于Pcap01芯片的微电容检测系统的设计,对于半径为100μm,厚度为1. 7μm的圆形感压膜,初始电容值为0. 278 p F,传感器灵敏度为0. 86 f F/k Pa。     

基于柔性电极结构的薄膜电容微压力传感器

基于柔性电极结构,本文设计、制作了薄膜电容微压力传感器,在阐述传感器工作原理的基础上,提出了两种设计思路,即基于柔性纳米薄膜的电容式微压力传感器和具有微结构的柔性电极薄膜电容式微压力传感器,并结合传感器的结构和柔性材料的加工特性,进一步提出了相应的力敏特性材料结构优化思路和加工流程,利用该流程得到了一种结构轻薄、工艺简单、高灵敏度的微压力传感器。经测试,本文制作的压力传感器的灵敏度能够达到218 fF/mmHg,在智能穿戴和可植入压力检测等领域显示出较好的应用前景。     

基于电容式传感测头的电容检测系统的设计

针对纳米尺寸测量领域的不同测量要求,尝试开发一种基于电容传感器的微触觉测头及其电容检测系统。阐述了测头的结构原理和电容传感器的工作原理,研制了基于电容传感器的微触觉测头。测头的测量原理表明:微小电容检测电路是整个电容检测系统的关键部分。该微小电容检测电路选用电容/数字转换器(CDC)AD7747芯片,分别编写了单片机与该芯片的I2C通信程序和单片机与上位机间的串行通信程序,实现了微小电容的采集和处理,简单进行了电容式传感测头的轴向性能的测试实验。实验表明:电容式微触觉测头的分辨率为0.02μm,重复性较好,证实了此电容式微触觉测头的可行性。     

基于四相检测技术的微电容传感器

一种基于四相检测技术的电荷转移式微电容传感器,具有很强的消除杂散电容影响的能力,适用于被检测对象电容值小于1pF的场合,分辨力达1fF,灵敏度高于1V/pF,并能输出4～20mA的电流。其优良的性能和低廉的价格,使得微电容传感器的广泛推广应用成为可能。     

微机械电容式加速度传感器测试电路研究

在测量硅微电容式加速度传感器时,由于器件信号的微弱和寄生电容的干扰,提高加速度的稳定性和分辨率非常困难.针对这种情况,作者分析对比开关性和调制解调型两种常见微弱电容检测方法优缺点,并提出了一种微电容检测的改进电路,用此电路对电容式加速度传感器进行了测试.数据表明,微加速度计灵敏度为1.63 V/gn,可以检测到10-17F量级的电容值.     

一种电容型位置传感器的设计和应用

本文介绍了电容型位置传感器的设计开发,通过与传统位置检测传感器以及其它相关传慼器的结构和特性的对比,突出了电容型位置传感器的优势一成本低、结构紧凑.在详细分析了电容型位置传感器的结构和检测原理的基础之上,详细介绍了如何设计关键部件PCB的开孔印制线条以及小球的选择.同时基于对该技术的扩展,又介绍了可衍生出的连续位置传感器和加速度传感器.最后结合电容检测芯片MLX90711,介绍了其在小家电领域一飞利浦智能电熨斗中的应用实例.     

采用电容传感器的型砂含水率检测仪

介绍一种采用电容传感器的型砂含水率检测仪,它采用微电容测量技术对信号进行检测,并通过单片机对数据进行处理和控制,测量准确度高于1%,既可作为便携式仪表使用,也可用在生产线上实现混砂加水的自动控制,具有使用方便、测量速度快、性能稳定、控制可靠等优点。     

基于电容式传感器的建筑物围护结构含水率测试

设计的平面电容式传感器可感应围护结构中水分的变化,给出了传感器的工作原理,针对小电容检测的抗干扰问题,采用了加保护电极和利用驱动电缆传输信号的技术,结合改进的充放电微电容检测电路,对传感器的测试深度和灵敏度与极板尺寸的关系进行了研究和优化。设计了基于嵌入式微控制器的含水率测试系统,实验结果表明:该系统可以用于一定深度的围护结构的含水率现场测试。     

发明与专利

一种磁驱动增大检测电容的微惯性传感器;一种嵌入可动电极的微惯性传感器;液位传感器;行程传感器;复合材料格栅传感器;     

微机械惯性传感器检测平台的设计与应用

一种用于微机械惯性传感器研制与开发的检测平台,介绍电容式惯性传感器微电容信号的检测原理、该系统的总体结构、各个组成部分的工作原理及自动检测方法。     

基于永磁薄膜的MEMS磁传感器设计与制作

提出了一种基于永磁薄膜的新型MEMS磁传感器,磁传感器由MEMS扭摆、CoNiMnP永磁薄膜和差分检测电容等部分组成。分析了磁传感器的磁敏感原理和电容检测原理,提出了器件的结构参数并对器件进行了模态仿真。利用MEMS加工技术成功制作了MEMS磁传感器样品,并进行了测试。测试结果表明:得到的MEMS磁传感器的电容灵敏度可达到27.7 fF/mT,且具有良好的线性度。根据现有的微小电容检测技术,传感器的磁场分辨率可达到36 nT。     

电容层析成像传感器改进方法评述

电容传感器具有非侵入、相应快、低成本、测量范围宽等特点,在多相流在线检测中具有良好的发展前景。电容层析成像中的传感器检测技术,是其在工业实际中得以应用的关键。近年来在传感器设计方面的研究取得了较大进展。通过传感器检测方式的改进、传感器模型参数最优化设计、传感器有限元场域剖分等改进方法获得的图像重建精度比传统的阵列传感器都有了明显的提高,但又都有其不同的缺点。综合各种方法设计的新型传感器能使图像重建的质量进一步提高。     

电容传感器测量电路的稳零研究

受到测量电路中元件本身性能、温度和供电电源性能等的影响,采用四相检测测量电路的微电容传感器的输出不可避免地会出现零漂,影响传感器的稳定性.为此,对微电容传感器测量电路的零漂现象进行了研究,给出了稳零方案和电路,并说明了电路中各元件对稳零的影响以及元件的选择和计算方法.     

基于空气、冰与水相对介电常数差异的电容感应式冰厚传感器

基于空气、冰与水的物理特性差异实现冰生消过程的实时检测是一种新的冰情检测方法,基于这一思路,本文介绍了电容感应式冰层厚度传感器结构,并将研制成功的电容感应式冰层厚度传感器在黄河内蒙河道进行了冰层厚度连续监测应用试验,结果验证了利用电容感应技术测量冰层厚度方法的可行性.新型传感器具有结构简单,灵敏度高等特点,可以应用于冬季结冰河道冰层厚度及冰下水位的连续自动监测.     

基于微振动台的传感器位置偏移自校准系统设计

MEMS传感器放置位置的准确性对部分高精密系统的精准检测至关重要。据此,本文提出一种基于微振动台的传感器位置偏移检测与自校准系统。并采用MPU6050模块实验论证器件位置偏移对其输出性能的影响。为了实现器件位置偏移定量检测与校准,建立基于MEMS微振动台的传感器位置偏移检测与自校准模型,有限元仿真分析传感器位置偏移,对器件输出性能的影响。仿真结果表明：当传感器在微振动台中心位置时,机械灵敏度和电容分辨率分别提高了1.31%和1.25%。放置偏移后,器件其灵敏度和电容分辨率呈现线性下降,通过建立器件位置偏移与输出性能下降的对应关系,为后续的信号处理算法补偿传感器输出结果,实现器件性能校准提供了一种便捷实用的设计方案。     

新型电容传感器

电容传感器是一种应用较广的传感器,它已成功地用于测压、测力、测微(位移变化)、测湿度、测成分等仪器,以及其它特殊的应用。但是大多数电容传感器存在两个缺点:(1)噪音干扰大,灵敏度低,分辨率差;(2)平板电容体积较大,构造较为复杂,因此在设备中应用也较困难。     

基于微位移定位系统MEMS梳齿位移传感器的研究

MEMS硫齿位移传感器是一种基于MEMS技术电容理论的传感器,具有体积小、重量轻、性能稳定、功耗低和易于集成等特点.首先探讨了梳齿传感器的工作原理,随后介绍了使用梳齿传感器有效检测微动工作台位移的方法,并进行了结构失效和梳齿电极不平行失效的可靠性分析.通过采用这种传感器可以达到提高微位移定位平台系统的集成度、精度、分辨...     

基于弹簧长度测量的微小电容传感器的设计

基于微小电容检测在弹簧长度测量中的应用,介绍了电容传感器的结构原理以及传感器各部分参数的设计过程,并讨论了影响本传感器稳定的因素及其消除措施。     

低噪声低功耗微电容读出电路的优化与设计

结合斩波稳定技术,通过电容匹配和多级优化的方法分别对用于MEMS微传感器的微电容读出电路的噪声性能和功耗进行了优化.基于优化分析采用两级斩波稳定电路结构,在CSMC 0.5 μm CMOS工艺下,用Cadence Spectre进行了仿真验证.结果表明能精确检测出aF(10-18F)量级的微电容,输出电压变化量与电容变化量呈线性关系,并且输出失调电压仅为38.9 μV,等效输入噪声电压为17 nV/Hz1/2.在5 V电源电压下功耗仅为2.5 mW,输出延时为6.29 μs.