适用于电容式MEMS传感器的微小电容检测系统

针对电容式微机械陀螺测量困难的问题,设计了基于电容检测芯片AD7747和STM21F405单片机组合的微小电容检测系统。该系统主要包括I2C数据通信模块、串口通信模块、Flash存储模块以及单片机控制模块。最后通过实验来对其性能进行测试可得,该系统能够实现对微小电容的精确测量,分辨率可达1.6 fF,能够满足对电容式MEMS器件微弱信号的检测。     

PCAP01与STM8的激光头电容测距传感器设计

针对激光切割系统中,由于工件表面起伏不平或弯曲,造成切割头与工件的距离变化不定且难以测量的问题,提出了一种基于PCAP01与STM8的电容测距传感器设计.系统硬件由微电容测量芯片PCAP01、单片机STM8以及供电电路等构成.该传感器通过PCAP01芯片检测激光切割头喷嘴与工件表面的板极电容值,由STM8芯片将采集的电容值转换成距离信息.该传感器具有精度高、抗干扰性强、测量频率快、可配置性强等优点,能有效满足激光切割系统中切割头位置测量调节的应用需求.     

一种新型电容式位移传感器电路设计

针对电容式位移传感器检测电路复杂、输出非线性和只适合微小位移测量等问题,设计了一种基于虚部法电容检测原理的电容式位移传感器;该传感器检测电路采用三角波作为激励,作用于虚部法电容测量电路,得到与被测电容大小成正比.即与位移大小成反比的信号;并运用电容补偿技术,消除寄生电容的影响;与传统的电容式位移传感器相比,该传感器具有良好的线性度,抗干扰性强,相同直径的传感器探头,其测量范围更远.     

基于Pcap01芯片的高精度微电容检测系统设计*

本文介绍了一种基于Pcap01的微弱电容检测系统的硬件、软件设计和实验测试。系统硬件主要由微电容测量芯片Pcap01、单片机STC12LE5A60S2最小系统以及供电电路构成。系统软件包括下位机的C程序和基于Labview软件实现的上位机。下位机实现了电容数据采集、Pcap01与单片机之间的SPI通信以及将数据发送给上位机的功能。上位机可实现数据处理、实时显示以及测试数据的存储。实验测试结果表明,该系统的数据检测均误差可低至2.9093fF。系统具有精度高,抗干扰性强,实时性的特点,实现了电容式生物传感器与接口电路的集成。     

基于PCap01的电容式冰层测厚传感器系统设计

介绍了一种基于PCap01微小电容检测芯片以及电容法来测量河道冰层厚度的方法。水结成冰的过程中,电容值会随之发生变化,通过对电容值的检测可以间接的获得冰层的厚度。由于空气、水和冰的电容值较小难测量,现采用最新微小电容测量元件PCap01-AD、低功耗单片机MSP430F149、12864液晶显示模块和基于LabVIEW开发平台制作的上位机界面组成冰层厚度测量系统。其中PCap01-AD电容测量芯片通过SPI通信与单片机连接,上位机实现了数据的实时处理、显示和存储。实验结果显示,该系统结构简单,测量精度高,实用性强,功耗低,非常适合野外河道冰厚的测量。     

用于差动电容传感器的高分辨率电路的研究

本文提出了一种用于差动电容传感器的电路 ,采用弱信号检测技术 ,将被测微小电容变化量转换成直流电压信号 .输出电压与差动电容变化量成线性关系 ,经过单片机处理后能自动补偿偏差电容和电路的漂移 .实验表明 ,最小被测电容变化量可达 8f F,灵敏度可达 3.82× 10 1 1 V/ F.实验结果和理论分析具有良好的一致性     

微小力测量系统的实验研究

介绍了一种微小力值测量系统的设计方法。系统采用了自主设计的传感器结构,充分利用了圆柱形电容传感器量程大、线性好、边缘效应小等特点,通过高精度直线轴承保证了运动的同轴度,又利用增加屏蔽结构等方法用来消除寄生电容的干扰。检测电路基于新型高精度、集成式电容数字转换器AD7747与单片机,实现了对电容变化量dC的精确测量。实验结果表明：该方法为10^-5以下的微小力值测量提供了一种有效的解决方案。     

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     

基于MXT9030的微电容加速度计系统搭建

阐述了三明治式电容微加速度计的工作原理,并在此基础上介绍了一种具体的三明治式微加速度计的设计:采用一种通用的电容读取电路MXT9030实现对电容式微加速度传感器的信号检测,通过微控制器的控制,调节MXT9030电路的内部参数,使加速度计系统具有良好的线性度及灵敏度。实验结果表明,该设计可满足较大范围内的电容差分信号输入,并具有良好的检测灵敏度和线性度。     

相邻金属孔间壁厚现场检测系统关键技术的研究

相邻金属孔间的壁厚测量以往都是根据镗床加工过程中的进刀量计算得出,精度较低.本文提出了一种应用电容传感器对两个金属孔间壁厚在线检测的系统.基于电容传感器,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了测量孔壁的电容测厚传感器进行差动测量.系统由两个距离确定的电容差动测厚传感器、测量电路、A/D接口及软件组成的.对壁厚2 mm,孔径3 mm的相邻金属孔壁厚的测量实验显示,误差达到0.3 μm.系统属于非接触测量,无需修正测头及工件变形误差.此系统测量精度高,测量速度快,操作方便,全套仪器便携,是解决相关壁厚现场精密检测问题的好方法.     

超微力发生系统及其电容采集模块的设计

阐述了静电场复现微小力值的原理及实验方法;设计了超微力发生装置,并在此基础上提出了超微力发生系统;超微力发生的原理表明,电容采集模块是超微力发生系统的关键模块.根据超微力发生装置结构,选用USB控制芯片CY7C68013和电容采集芯片AD7747,设计了基于USB2.0的电容采集电路,编写了固件和上位机控制程序实现了电容数据的采集和保存;进行了电容梯度测量实验.     

多功能超声流量检测系统的研制

介绍了多功能超声流量检测系统的检测原理、硬件结构，分析了检测电路和双MCU数据交换，给出了软件设计流程图和抗干扰措施，并讨论了超声流量检测误差的主要来源。系统具有实时的流量测量、键盘控制、LCD显示、微型打印及与上位机的数据通信等功能，在实际应用中取得了很好的效果。     

基于AD7745的数字式油品检测传感器设计

植物油掺伪后难以检测,根据不同油品具有不同介电常数的特性,设计了通过电容值进行检测的数字式油品传感器,建立了传感器等效电路,分析了传感器结构对电容检测的影响。传感器为插杆状结构,平板电容极板为敏感元件,检测时不同油品介质引起的电容量变化经AD7745转换成相应的数字量通过I2C串行总线口输出。实验结果表明:数字式油品传感器能够对掺伪3%以上的植物油进行快速有效鉴别,重复性优于0.2%。     

高性能朗缪尔探针测量仪的研制

简要介绍了朗缪尔探针测量仪的系统构成和工作原理,给出了信号发生及采集处理系统的电路设计.通过选用精密低噪声的仪用放大器并组合适当大小、适宜材料的电阻和电容构建模拟链路,以及贯穿于整个模拟链路的滤波电路设计,保证了低噪声采集电路的实现.采用高边检流和浮地方法,解决了单探针测量接地误差问题.设计有8×7个不同的电流采样量程,电压电流信号同步采样,可实现10nA～50 mA动态微弱信号的精确测量.     

基于AD7745的微电容加速度计测量电路设计与实现

AD7745是世界上首款24bit数字输出的电容读取芯片,可以测量一对差分电容。它的输入共模偏置电容最大可到17PF,输入电容变化范围为±4pF,采样频率/通频带为10Hz到90Hz。基于AD7745的微电容加速度计测量电路系统有两种输出方式:一方面通过16bit的D/A将数字信号转换成模拟电压信号,实时输出到示波器;另一方面可将AD7745的24bit输出结果通过串口输入到计算机里,由计算机实现波形显示、分析。对PCB布线进行优化后,试验测得采样频率为90.9Hz时,AD7745数据的实际有效位数为14.5bit,对应分辨率为0.37fF。     

微机械电容式加速度传感器信号电路设计

介绍了一种可用于差动电容敏感的加速度传感器的信号检测电路,给出了在电路中所用的电子元器件,同时进行分析,得到电路的输出电压和传感器信号电容变化量之间的关系.实验结果表明,该电路的线性高,测量差分电容变化的灵敏度好,是一种具有实用价值的微差分电容测量接口电路.     

电容式力平衡加速度计的设计

电容式微机械加速度计是一种将加速度转换成差分电容、通过检测差分电容的变化来检测加速度大小的一类高精度的惯性传感器.利用开关电容电路实现C-V变换,利用反馈静电力实现力平衡闭环控制,设计了一种电容式微机械加速度计.通过构建电容式加速度传感器及外围电路的数学模型,推导了闭环工作的系统函数.并对实际系统进行研制,最后给出了整个系统的测试结果.     

一种数字化温度测量方法

介绍了一种以555时基集成电路和单片机构成的全数字化温度测量电路及其工作原理。提供了单片机的外部中断、定时器/计数器的工作方式。给出了单片机温度测量的软件流程图。电路避免了来自A/D转换、放大、滤波等调理电路的影响测温的各种因素,很容易与线性、非线性热电阻配合,既可本地显示测量数据,又具有数据远传的功能。实际运行表明:具有较高的测量精度和较强的抗干扰能力。     

基于CS5467的电源转换效率测量系统的设计

在测量芯片CS5467的基础上设计了一种电源转换效率测量系统。论述了测量系统的工作原理和软、硬件设计,并以单片机STC12C5410为核心设计了SPI接口通信电路。