[发明专利]一种阻容式传感器信号测量电路

权利要求书

1.一种阻容式传感器信号测量电路，其特征在于：

传感器等效电路为电阻R_s和电容C_s的并联；将传感器其中一个端口与运放IC3的负输入端相连，并和积分电容C相连，电容C的另一端与IC3的输出端V₃相连，IC3的正输入端接地；将传感器另一端口V₁与放大增益为-A的IC2输入端相连；传感器两端口和数字电位器IC5并联；

IC2的输出端接入电阻R₁，电阻R₁和电阻R₂一端连接，电阻R₂另一端接入电压VCC；电阻R₁和电阻R₂的分压V₂接入单片机IC4内部比较器CP1负端；IC3的输出端V₃接入单片机IC4内部比较器CP1正端；

IC3的输出端V₃接入单片机IC4内部比较器CP2正端，比较器CP2负端与地连接；

IC4中的比较器CP1输出端V₄接入电压跟随器IC1正输入端，将IC1输出端和传感器端口V₁连接，并反馈至IC1负输入端；

数字电位器IC5由单片机IC4控制，控制端和IC4连接；

IC4中的比较器CP1输出端V₄接入IC6的A输入端和IC4的捕获端口CAP1；比较器CP2输出端V₅接入IC6的B输入端；IC6对输入端A和B进行异或操作，输出结果V₆接入单片机IC4的捕获端口CAP2实现波形脉宽和周期时间测量。

2.如权利要求1所述的阻容式传感器信号测量电路，其特征在于：将传感器阻容参数变化转换为不同时长的高低电平时序信号，其中IC4中的比较器CP1输出端V₄的输出信号周期为T_x；在T_x时间段内，输出结果V₆的脉宽为T_x1、T_x2、T_x3、T_x4；

IC4中的比较器CP1输出端V₄的输出信号周期T_x可用如下公式表示：

T_x＝4A(R_s//R_w)C-4(R_s//R_w)C_s

式中R_w为数字电位器IC5阻值；

传感器R_s的值计算采用如下公式：

R_s//R_w＝(T_x2+T_x4)/2AC

传感器C_s的值计算采用如下公式：

C_s＝AC(T_x2+T_x4-T_x1-T_x3)/2(T_x2+T_x4)。