微小电容式传感器测量系统设计

微小电容式传感器测量系统设计 

曹志广^１，２ 李冬梅^１ 代雁冰^２ 李 铁^２ 孙富钦^２ 张 珽^２（通讯作者） 

（１上海大学 材料科学与工程学院，上海 ２００４３６；２中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室，江苏 苏州 ２１５１２３）

摘 要：本文研究了一种基于微分运算原理测量微小电容式传感器的电路系统，通过理论分析和实验验证了微小电容式传感器容值与系统测量所得电压有效值间的关系。系统采用文氏电桥电路作为稳定信号源，并在微分运算电路中接入待测传感器，输出信号随待测传感器应变。微分电路的输出经信号由主控芯片对其进行模数转换和运算处理，传感器测量结果可在串口打印显示，也可无线发送给外部设备，使小电容测量智能化。系统的传感器容值与输出电压有效值间转换为完全线性相关，结果易于处理，且不易受分布电容影响。此外，系统无需外接信号源，且可通过调节微分电路电阻值实现多容值范围的传感器测量。电路结构简单，易于实现，系统稳定，抗干扰性强。

关键词：微分运算；微电容传感器；智能测量；无线传输；电路