消除电容传感器寄生电容干扰的几种方法.pdfVIP

[SENS0RSR／ESIST0RSC／RPRCITORS]传感器／电阻／电容毫题 消除电容传感器寄生电容干扰的几种方法 济宁职业技术学院 孟凡文 张玉香 胡连柱 1前言 恶劣的地方使用。也可利用集成工艺，把 性负载，放大倍数为1的同相放大器。该 电容式传感器具有温度稳定性好 ， 传感器和调理电路集成于同一芯片，构 方法的难点在于要在很宽的频带上实现 结构简单 ，适应性强，动态响应好等优 成集成电容传感器。 放大倍数等于 1，且输入输 出的相移为 点，广泛应用于位移、振动 、液位、压力 零。为此，可采用运算放大器法取代上 等测量 中…，但 由于电容式传感器的初 述方法。 始电容量很小 ，而连接传感器与电子线 2．4 运算放大器驱动法 路的引线电缆 电容、电子线路的杂散电 采用驱动 电缆法消除寄生电容，要 容以及传感器内极板与周围导体构成的 在很宽的频带上严格实现放大倍数等于 圈 1驱动 电缆法减小寄生电容 电容等所形成的寄生电容却较大 ，不仅 1，且输入输出的相移为零 ，这是设计的 降低了传感器的灵敏度，而且这些电容 难点。而采用运算放大器驱动法可有效 是随机变化的，使得仪器工作很不稳定， 2．3采用 “驱动电缆”技术 的解决这一难题。 影响测量精度，甚至使传感器无法工作， 在压电传感器和放大器之间采用双 图2中，(一Aa)为驱动电缆放大器， 必须设法消除寄生电容对传感器的影响。 层屏蔽电缆 ，并接入增益为1的驱动放大 其输入是 (一A)放大器的输 出，(一Aa) 器，这种接法使得内屏蔽与芯线等电位 ， 放大器的输入电容为(一A)放大器的负 2消除电容传感器寄生电容的方法 消除了芯线对内屏蔽的容性漏电，克服 载，因此无附加电客和C 并联，传感器 2．1 增加初始电容值 了寄生电客的影响，而内外层之间的电 电容C 两端电压为 采用增加初始电容值的方法可以使 容变成了驱动放大器的负载，因此 ，驱 UCX--一U0l—U02U0l一 (一A U01) 寄生电客相对电容传感器的电客量减小。 动放大器是一个输入阻抗很高 ，具有客 (1+A)U ． (1) 可采用减小极片或极筒间的间距，如平 板式间距可减小为0．2ram，圆筒式间距 可减小为0．15ram，增加工作面积或工 作长度来增加原始电容值，但此种方法 要受到加工和装配工艺、精度、示值范 围、击穿电压等限制，一般电容变化值 在 10 ～10pF之间。 2．2 集成法 【】 将传感器与电子线路的前置级装在 一 个壳体内，省去传感器至前置级的电 缆 ，这样，寄生 电容大为减小而且固定 不变，使仪器工作稳定 但这种做法因 圈2 运算放大器驱动法消除寄生 电容 电子元器件的存在而不能在高温或环境 ELECTRONICPRODUCTSCHINA JULY2004 35 传感器／电阻／电容专题[SENSORS／RESISTORS／CRPRCITORS] 蔽起来 ，设计的关键点在于接地点的合