實(shí)用型料位檢測(cè)電容傳感器的設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2011-03-29 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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2 檢測(cè)電路方案設(shè)計(jì)
充放電法是利用被測(cè)電容CX的充放電原理來(lái)對(duì)電容量的測(cè)量。這種方法對(duì)于測(cè)量微小電容很實(shí)用，W．C．Heerens教授從理論上論證了可消除分布電容對(duì)傳感器的影響。本文基于電容充放電原理設(shè)計(jì)了兩個(gè)檢測(cè)電路，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以比較，從而選出最佳測(cè)量電路。
2．1 方案一的設(shè)計(jì)分析
第一種測(cè)試電路如圖2所示。該電路利用雙時(shí)基集成電路556來(lái)產(chǎn)生可調(diào)方波寬度隨被測(cè)電容Cx變化的電壓信號(hào)，其中A1：A為一方波振蕩電路，引腳5輸出的方波信號(hào)經(jīng)C2、R2組成的微分電路后，可按周期T=0．69(R1+R2)C1形成連續(xù)尖脈沖連到A1：B的反向觸發(fā)端。A1：B作單穩(wěn)態(tài)工作，其在A1：A輸出脈沖的下降沿觸發(fā)后，輸出變正，電容Cx開(kāi)始充電，電壓隨之上升，當(dāng)其電壓值高于2Vcc／3時(shí)，內(nèi)部D觸發(fā)器反轉(zhuǎn)，輸出變低，引腳9輸出的方波寬度為T(mén)1=0．69R3Cx，且隨被測(cè)電容Cx成線(xiàn)性變化，其輸出再經(jīng)電容C4、R4濾波平均后，其電壓就可直接表示Cx的大小，從而輸出與電容成確定比例變化的電壓信號(hào)。

本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/162243.htm

2．2 方案二的設(shè)計(jì)分析
該方案的電路由555占空比可調(diào)的多諧振蕩電路、二極管環(huán)形測(cè)量電路和運(yùn)算放大電路組成。555占空比可調(diào)的多諧振蕩電路可為二極管環(huán)形測(cè)量電路提供3MHz方波電壓信號(hào)，測(cè)量則應(yīng)用的是二極管環(huán)形測(cè)量電路對(duì)電容器的充放電原理。二極管環(huán)形測(cè)量電路輸出的直流電流信號(hào)一般為0～5mA，為了滿(mǎn)足調(diào)節(jié)與控制的需要，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行電流／電壓變換，并加以放大，同時(shí)要保持良好的線(xiàn)性關(guān)系。其整體電路如圖3所示。