[发明专利]一种电容式传感器模型电路

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备领域，特别是一种电容式传感器模型电路。

背景技术

传感器模型电路用于模拟传感器在检测时的实际检测情况。在工程师进行电路设计时可利用传感器模型电路替代实际的传感器，避免了工程师需要实地进行信号采集的麻烦，缩短了研发周期。此外传感器模型电路可真实地模拟实际检测数据，保证了设计的准确性。

传统的差分式电容传感器模型电路结构过于简单，没有考虑到由于极板结构、材料以及封装等所产生的电学参数。在运用传统的差分式电容式传感器模型电路设计电路时，无法真实地反应出电容式传感器的实际检测数据。在一些例如闭环控制系统中易造成失真。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种电容式传感器模型电路，本模型电路充分考虑了在电容式传感器检测过程中可能对检测数据产生影响的因素，与电容式传感器实际应用时接近，为电容式传感器的研发提供真实可靠的数据支持。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种电容式传感器模型电路，包括模拟极板电路，所述模拟极板电路的输入端连接有用来产生并发送传感器封装电学参数信号以及传感器极板影响参数信号的模拟输入电路，所述的模拟极板电路的输出端连接有用来接收并输出传感器封装电学参数信号以及传感器极板影响参数信号的模拟输出电路。充分考虑了由于例如极板结构、封装的焊线和焊盘等因素产生的电学参数，保证电容式传感器模型电路的准确度。避免了因电容式传感器模型电路不够接近真实值造成检测值不准确，以免工程师设计电路时失真。

优选的，所述的模拟极板电路包括模拟极板驱动电路和模拟极板检测电路，所述的模拟极板检测电路包括串联的模拟检测电容一和模拟检测电容二，所述的模拟检测电容一串联模拟检测体电阻抗一，模拟检测电容二串联模拟检测体电阻抗二，所述的模拟极板驱动电路的包括串联的模拟驱动电容一和模拟驱动电容二，所述的模拟驱动电容一串联模拟驱动体电阻抗一，模拟驱动电容二串联模拟驱动体电阻抗二，模拟检测体电阻抗一与模拟驱动体电阻抗一间连接有耦合电容一，模拟检测体电阻抗二与模拟驱动体电阻抗二间连接有耦合电容二，所述模拟检测体电阻抗一与模拟驱动体电阻抗一间连接有耦合电容一，模拟检测电容一和模拟检测电容二串联的连接点经模拟检测体电阻抗三与模拟驱动电容一和模拟驱动电容二串联的连接点相连，所述模拟检测电容一的上极板、模拟检测体电阻抗一、模拟驱动电容一的上极板、模拟检测体电阻抗一以及耦合电容一的连接电路组成模拟上极板电路，模拟检测电容一的下极板、模拟检测电容二的上极板、模拟驱动电容一的下极板、模拟驱动电容二的上极板以及模拟检测体电阻抗三的连接电路组成模拟中极板电路，模拟检测电容二的下极板、模拟检测体电阻抗二、模拟驱动电容二的下极板、模拟驱动体电阻抗二以及耦合电容二的连接电路组成模拟下极板电路。通过模拟极板驱动电路驱动电容式传感器模型电路所要检测的信号，然后经模拟极板检测电路对所驱动的信号进行检测，模拟电容式传感器由极板间距变化改变检测信号的过程。所述的模拟极板驱动电路与模拟极板检测电路通过耦合电容连接，减少了干扰信号。

优选的，所述的模拟输入电路包括封装参数输入电路和极板影响参数输入电路，所述的封装参数输入电路连接极板影响参数输入电路，所述的极板影响参数输入电路连接模拟极板驱动电路的输入端。由于电容式传感器在检测过程中受到封装结构例如连接点处的焊线以及焊盘所产生的电学参数的影响。此外还受到电容器极板所产生的漏电阻抗以及寄生电容等参数的影响。因此在做电容式传感器模型电路时，需将封装部分以及电容器极板参数考虑在内，用相应的元器件代替相应的影响参数，模拟电容式传感器的实际检测环境。所述的封装参数输入电路用于驱动封装部分产生的电学参数，所述的极板影响参数输入电路用于驱动模拟上极板电路、模拟中极板电路和模拟下极板电路上的影响参数和各模拟极板电路间的耦合电容。

优选的，所述的极板影响参数输入电路包括分别设置在模拟上极板电路与模拟中极板电路之间输入端耦合电容一、模拟中极板电路与模拟下极板电路之间的输入端耦合电容二以及模拟上极板电路与模拟下极板电路之间的输入端耦合电容三，在模拟上极板电路和模拟下极板电路上还分别连接有输入端漏电阻抗和输入端模拟寄生电容，且输入端漏电阻抗和输入端模拟寄生电容均接地。极板影响参数输入电路主要驱动各模拟极板电路之间的耦合电容、模拟上极板电路与模拟下极板电路上的输入端漏电阻抗以及输入端模拟寄生电容。