用于电容式传感器的差动线性电路

提出了一种差动电容式传感器的前置电路 ,基于电容 /电压转换的原理 ,对微小电容变化量进行测量。电路输出的直流电压与差动电容变化量成线性关系 ,且能对偏差电容和电路的漂移进行自动补偿。实验表明 ,被测电容分辨力为 8fF ,灵敏度可达 3.82× 10 11V/F。实验结果和理论分析具有良好的一致性     

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。     

电容式压力传感器微电容测量集成电路的研制

采用开关电容技术的Boxcar(时域平均)积分原理设计,为测量电容式压力传感器的微电容的接口电路已提出。它由Boxcar积分器,锁存器,脉冲宽度调制器和控制信号电路组成。该接口电路,采用3μm P-阱CMOS双层多晶硅栅工艺研制,管芯面积为2.5mm×3.5mm.测试结果表明,接口电路具有较好的灵敏度,它能将硅集成电容式压力(加速度)传感器集成在同一芯片上,实现一体化。     

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.     

高线性微机械差分电容式加速度计测量电路

介绍了一种可用于微机械电容式加速度传感器的接口电路,该电路应用于开关型相敏解调电路,具有灵敏度高,线性好的特点,能测量微差发电容的变化。实验结果表明,线性高,测量微差分电容具有良好性能,是一种具有实用价值的微差分电容测量接口电路。应用该 最新开发式的微机械电容式加速度传感器,电路输出信号的非线性小于０．２０％。     

微机械电容式加速度计读出电路研究与设计

为了提高电容式MEMS加速度计测量精度,设计了一种应用于MEMS加速度计微弱信号读出电路。读出电路由T型阻容网络放大电路、模拟开关解调电路和四阶带通滤波电路组成,通过Multisim软件仿真分析各模块电路原理并确定影响读出电路的主要因素,进一步优化确定元器件最佳参数,最后制作出PCB电路板并开展实验测试,实验结果表明微弱信号检测准确率达90%以上,能很好满足电容式MEMS加速度计微弱信号检测要求,同时该读出电路具有尺寸小、易调节、易于ASIC集成等特点,在微机械仪表的微小电容检测中有较高的实用价值。     

电容式传感系统数据处理电路的设计

传感器技术是现代自动化和信息化产业的重要组成部分,电容式传感器以其非接触测量、稳定性好等优点在微机电系统中有着广泛的应用。提出了一种电容式传感系统数据处理电路的设计方法,阐述了传感系统的组成,主要设计了电容转换电路,差动放大电路和低通滤波电路,在电路设计过程中通过Multisim10软件进行了电路仿真测试和数据分析。经...     

电容式涡街流量传感器的环形转换电路研究

探讨了差动电容环形转换电路的机理,指出输入信号的不平衡将导致一个新的平衡过程,在最终的稳定状态中,流过跨接电容两端的充放电电荷始终趋于动态地保持相同.根据这一理论建立起一个关于输入输出的通用方程,并得到实验数据的支持.由方程导出其电压输出的简洁公式,用以定量分析电容式涡街传感器的信号转换过程,这对于优化电路设计具有重要指导意义.分析表明,涡街的环形电路输出信号只是在输入的高频载波上迭加了一个幅度正比于激励的低频交变信号;高品质振荡电路能有效提高信噪比,而最简便的方法是利用MCU晶振产生的信号直接作为环形电路的激励,在保证激励信号的幅度的基础上,电源电压降低到原来的1/2;激励源电流降低了一个数量级,同时具有稳定性,这对于变送器的智能化和微功耗化的实现起到关键作用.     

一种新型硅电容式流速流向传感器的设计

设计了一种基于体微机械加工技术的新型硅电容式流速流向传感器.这种传感器由圆柱型阻流体和支撑梁构成,这种结构将流体的流速流向信息转化为阻流体的位移,通过四组正交电容来测量位移,从而得到流体的流速和流向.理论计算了传感器的结构尺寸并利用有限元分析方法计算了传感器的电容输出.     

差动电容小位移传感器检测电路设计

介绍了一种用于差动电容式小位移传感器的信号检测电路。该电路由相敏检波电路、移相电路以及低通滤波器三部分组成,采用相敏检波原理,能很好地实现0.15mm以内的位移测量,并能够很好地判断出位移的方向。该电路结构简单、便于调试、使用方便、成本低。采用该检测电路对差动电容小位移转换电桥的输出信号进行处理,实验结果表明：此方法具有较好的稳定性和抗干扰性,线性度达0.492％,灵敏度达0.6291V／mm。     

基于AD7745的电容差压传感器设计

以低功耗微处理器MSP430为核心,采用新型的模数转换芯片AD7745,设计了一种测量液体差压的电容式差压传感器.给出了电容式差压传感器的设计原理和AD7745与MSP430软硬件设计.实验结果表明:该传感器在量程为+100pF时,测量值稳定在高16位,分辨率为0.0001pF.电容传感器具有较好的线性输出特性和很好的...     

基于电容式差动敏感元件的液位测量系统

提出一种新型的数字式液位测量系统,系统采用电容式差压敏感元件将液位的变化转换为电容量的变化,设计了C/U转换电路,电路的输出只与差动电容的变化有关。实验表明:测量系统的分辨力为1mm,液位测量误差≤5mm。     

Contamination-insensitive differential capacitive pressure sensors

In this paper, a contamination-insensitive differential capacitive pressure sensor with a sealed gap is presented. This device is made of three polysilicon layers including a stationary middle plate and the top and bottom plates that are rigidly coupled together by a series of posts hence deflecting in tandem by a change in differential or gauge pressure. Because of the posts, however, the device is insensitive to common-mode pressure. As the differential pressure is changed from -70 to 70 kPa, the capacitance between the bottom and middle plates changes by 73 fF (sensitivity of approximately 0.5 fF/kPa), yet there is only a 2-fF change in output when the common-mode pressure is changed from 30 to 200 kPa. The devices have a linearity error on the order of -15% FSS and a temperature coefficient of offset of 170 ppm/°C     

调幅式电容位移传感器开关检波电路设计

针对调幅式电容位移传感器乘法器检波存在的速度慢、功耗大和热噪声大问题,设计了一种基于模拟开关的全波检波电路.首先,对开关全波检波和开关半波检波原理进行分析,根据分析结果选择了全波检波方法.在此基础上,完成开关全波检波电路设计与测量系统其它部分设计.最后,利用八位半数字表3458A对检波电路与测量系统性能指标进行测试.测试结果表明:检波电路可以实现0.1mV的分辨率,测量系统在150 ～650 μm范围内分辨率达30 nm,系统示值稳定性0.1mV/30 min,电容测量系统最大测量偏差为20 nm.该测量系统满足电容测微系统稳定性好、准确性高的要求.     

一种双轴电容式微机械加速度计

提出一种双轴电容式微机械加速度计的结构形式.采用一个质量块敏感两个正交方向的加速度,设计的弹性支撑结构巧妙地实现了正交方向的解耦,且结构稳定性好,以梳齿电容实现差动的静电驱动、电容检测.利用MATLAB软件对敏感结构参数、性能参数进行了计算、分析,用ANSYS仿真软件对敏感结构进行了静态和模态分析,从理论上验证了所提出的双轴电容式微机械加速度计整体结构的可行性.     

CMO S电容式湿度传感器的测量电路分析与仿真

对与CMOS工艺兼容的电容式湿度传感器的测量电路进行了分析和仿真,为后期的湿度传感器流片成功提供了有效的保证。该湿度传感器系采用梳状铝电极结构,聚酰亚胺作为感湿介质。比较不同的测量方法,得出最优的测量电路。对测量电路进行理论推导后,对其进行模拟,得出了输出电压与相对湿度的关系图。最后,对该湿度传感器进行版图设计,并分析其后加工工艺。     

小量程MEMS电容式压力传感器的研究与发展

介绍了电容式传感器在小量程压力测量领域的优势和目前研制小量程MEMS电容式压力传感器的技术难点。从实现MEMS电容式传感器小量程压力测量的不同方法出发,详细论述了国内外的研究成果、关键技术及应用情况。最后分析总结了小量程MEMS电容式压力传感器的发展方向与挑战。