低温漂高精度柔性电容传感器阵列检测电路

作     者：宋文俊 张智博 郑建毅 吴德志 SONG Wenjun;ZHANG Zhibo;ZHENG Jianyi;WU Dezhi

作者机构：厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院福建厦门361102 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFB323302) 厦门市自然科学基金(3502Z20227176) 

出 版 物：《厦门大学学报（自然科学版）》 (Journal of Xiamen University：Natural Science)

年 卷 期：2023年第62卷第4期

页      码：554-560页

摘      要：为了抑制温度和屏蔽电缆的寄生电容对柔性电容传感器检测精度的影响,设计了一种低温漂高精度柔性电容传感器检测电路.基于电容对交流信号的容抗与容值的关系,采用运算放大式的C/V转换电路将待测电容传感单元的容值转换为交流信号的幅值,再通过精密整流电路将其转换为直流电压输出;针对传感器应用环境温度变化较大的情况,采用具有自动增益控制的文氏电桥振荡电路产生正弦交流信号,选用具有零温度系数点的结型场效应管作为可变电阻,极大地减小温度变化对输出幅值的影响;采用双层屏蔽的方式与C/V转换电路搭配,极大地抑制屏蔽电缆引入的寄生电容以及电容传感阵列中其他传感单元对待测传感单元的影响.实验表明,测量5~50 pF电容时,测量值与采用LCR测试仪测得的准确值的最大相对误差为1.70%;温度从-40℃变化到100℃,输出正弦信号的幅值只变化了0.88%;1 m长的RG316同轴屏蔽电缆的寄生电容(93 pF)只使检测结果漂移了0.16 pF.

主 题 词：C/V转换 自动增益控制 文氏电桥振荡电路 双层屏蔽 寄生电容 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

D　O　I：10.6043/j.issn.0438-0479.202302002

馆 藏 号：203122767...