[发明专利]一种教学用的ECT通道板演示系统

说明书

本发明公开了一种教学用的ECT通道板演示系统，所述ECT通道板演示系统包括：含激励可调的可切换式变压电路、C/V转换电路、信号放大输出电路和可切换式数字和模拟滤波电路；含激励可调的可切换式变压电路连续对被测电容进行充放电,测量出被测电容值，并将电容信号传递至C/V转换电路，C/V转换电路将电容信号转换成电压信号，转换后的电压信号发送至信号放大输出电路，所述电压信号经过信号放大输出电路中的放大器进行信号放大，然后输出至可切换式数字和模拟滤波电路，可切换式数字和模拟滤波电路对放大后的所述电压信号分别进行可切换式数字和模拟滤波处理，经滤波处理后的信号进行输出。

技术领域

本发明涉及电容信号采集测量技术领域，特别是涉及教学用的ECT通道板演示系统。

背景技术

电容式采集测量电路广泛的应用于多种检测系统中,用以测量诸如液位，压力，位移，加速度等物理量在某些场合,例如在电容层析成像系统ECT中,传感电容的变化量小至fF级,这就对电容测量电路提出了更高的要求。

在现阶段测量小级别的电容主要有以下几方面的困难:

1.杂散电容往往要比被测电容高的多,被测量常被淹没在干扰信号中；

2.测量电路一般要使用一定量的电子开关,但电子开关的电荷注入效应对测量系统的影响难以消除；

3.由于测量对象的快速多变性,需要较高的数据采集速度,但采集速度和降低噪声的矛盾难以解决,滤波器存在成为提高数据采集速度的瓶颈等问题。

目前,用于解决测量微弱电容的方法主要有电荷转移法和交流法这两种电路，由于这两种电路中存在连续充放电测量信号中具有脉动噪声,需要先进行滤波除去其中的脉动成分,但滤波器的引入却成为提高数据采集速度的一个瓶颈另外,电荷转移法是利用电子开关网络控制电路的充放电,电子开关的电荷注入效应对测量结果的影响还难以完全消除；交流法需要考虑相位补偿,电路结构相对复杂,成本也较高。

因此希望有一种教学用的ECT通道板演示系统来解决现有技术中单一模式下ECT系统的局限性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可演示多模式多条件下的ECT系统,解决单一模式下ECT系统的局限性问题。

本发明提供一种教学用的ECT通道板演示系统，所述ECT通道板演示系统包括：含激励可调的可切换式变压电路、C/V转换电路、信号放大输出电路以及可切换式数字和模拟滤波电路；

含激励可调的可切换式变压电路连续对被测电容进行充放电,测量出被测电容值，并将电容信号传递至C/V转换电路，C/V转换电路将电容信号转换成电压信号，转换后的电压信号发送至信号放大输出电路，所述电压信号经过信号放大输出电路中的放大器进行信号放大，然后输出至可切换式数字和模拟滤波电路，可切换式数字和模拟滤波电路对放大后的所述电压信号分别进行可切换式数字和模拟滤波处理，经滤波处理后的信号进行输出。

优选地，激励信号依次通过所述含激励可调的可切换式变压电路和所述C/V转换电路把电容极板间的电容值转换成一种相关的交流电压，最后经过所述信号放大输出电路把所述电压信号放大，经放大后的所述电压信号再经所述可切换式数字和模拟滤波电路中的开关切换至数字滤波电路或模拟滤波电路。

优选地，所述含激励可调的可切换式变压电路、C/V转换电路、信号放大输出电路以及可切换式数字和模拟滤波电路之间进行电连接，以实现信号的传输。

本发明公开了一种教学用的ECT通道板演示系统，本发明电路结构简单，设计合理，成本低实用性强，能适用于各种模式条件下的电容式采集测量电路，并且本发明抗干扰能力强，能有效的消除电路中存在的静电干扰，操作性强。

附图说明

图1是教学用的ECT通道板演示系统的电路示意图。