基于相关检测的电容传感器的研究.pdfVIP

2004正 仪 表 技 术 与 传 感 器 2O04 第 8期 InsturmentTechniqueandSensor No．8 基于相关检测的电容传感器 的研究 祝荣荣，殳国华，张士文 (上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 20o240) 摘要：介绍了一种高精度的电容传感器，应用相关检测技术，利用集成乘法器AD835来检测电容传感装置电容量的 微小变化。这种方法比传统的电容检测传感器精度提高数百倍，而且系统不受外界缓变量的影响。该系统已在纤维检 测方面得到很好的应用。 关键词：相关检测；电容传感器；皮尔斯(Pircee)振荡；乘法器 中图分类号：TP212 文献标识码：B 文章编号：1002—1841(2004)08—0003—02 ResearchonCapacitanceSensorwithTechnologyofCorrelativeDetection ZHU Rong-rong，SHU Guo-hua，ZHANG Sift-wen (SchoolofElectronicInformationandElectricEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shangh~200240，China) Abstract：Akindofprecisecapacitance-sensorwasintrodueed．ThesensorutilizescorrelativedetcetionwhichiSnloreprecisethan normalcapacitancedetcetivesensors andiSverystableinchangingenvironment．MultiplierAD835isusedtodetectt}levariationoft}le capacitance．Thewholesystem hasbeenwellusedinmanyfields． KeyWords：CorrelativeDetcetion；CapacitanceSensor；PiiG：~eOscillators：Multiplier 1 引言 式中：C为传感器的有效电容；为工作角频率；C较小，pF 位移、角位移、振动、压力、加速度以及液面位置、料面位置 级；工作频率适中(MHz级)时，容抗 很大，R可以忽略，此 JCOL, 等物理量的变化，可以转换成电容量的变化，构成电容式传感 时Ce 有效电容相对变化量 器。电容传感器结构简单，适应性强；固有频率高，动态响应 快；本身发热小，温度稳定性好 ；灵敏度高，阻力和惯性小，可实 一 ． C 一 C 1一∞ LC 现非接触测量，得到了广泛的应用。 图3为测量纤维直径用传感器电容示意图，该等效电容共 2 检测原理 有3个固定极板，其中下极板和中极板间流过固定e：的纤维。 利用信号的幅值和相位随电容值的变化来检测电容的变