微机械差动电容压力传感器变换电路及信息处理技术的研究.pdfVIP

摘要 电容式传感器具有结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、防震动特性 ·J 较好、成本低、工艺简单等特点;但是其电容引线困难、额定电容量小 (大 约为几皮法到几十皮法)，受寄生电容的影响较大以及输出特性的非线性是 电容式传感器应用中的一大难题，本论文研制了一种新型的微机械上举式差 动电容压力传感器，解决了引线难的问题，同时设计了一种简单实用的变换 电路，解决了微小电容变化量的精密检测;并使用软件完成了对电容式传感 器温度非线性的补偿。 -koliHH12 卜举、差动电容、传感器:变换电路、单片机处理、软件补偿 ABSTRACT ， CapacitySensorshows superiorityinaspectsofsens ltivity,dynamic response,anti-turbulence,lowcost,simpletechnique; ;anyhow,there exists abigissue ofitsapplicationbecauseofcomplicatedin down-leads,tinyinnominalcapacity(approximatednpF一n*10pF), greatinfluenceofparasiticcapacitanceandnon-linear output performance. To shoot the above troubles, m icro mechanism-lifting-difference capacitance sensor is thoroughly studiedwhichcangetridofdifficultyofdown-leads.Converting circuitisoriginallycreatedthatsolvedistinctdetectionforvariation oftinycapacitance,aswellassoftwareofcompensationforits non-linearperformancecausedbytemperatureisfullyimplemented. Keywords:lifting,differentialcapacitance,sensor,converting circuit,singlechipmicroprocessor,softwareofcompensation. 曰.州 序 台 序 言 电容式传感器广泛地用于测量压力、加速度、液位、、位移、厚度等 方面，具有高的压力灵敏度和低的温度敏感度，同时还具有功耗低、良好的 过载保护能力、便于利用静电力进行自检、防震动特性较好、成本低、工艺 简单等特点，但是，由于微机械电容式传感器的额定电容量通常很小，大约 为几皮法到几十皮法，而且变化量仅为额定电容量的20%左右，因此，来自 于寄生电容的影响较大。此外，传感器本身还具有固有的非线性和温度漂移， 因此使得电容式传感器的应用受到制约。 微机械传感器的问世，使传感器又上升了一个新台阶，在技术指标、可 靠性、小型化、生产效率、性能价格比上都有很大的提高。在力学量传感器 领域，以硅压阻式为代表的产品已基本取代了原有的机械磨杯式的产品。九 十年代世界工业发达国家又推出压容式力学量传感器。 随着测控系统自动化、智能化的发展，要求传感器具备更高的精确