[发明专利]一种基于静电自激振动原理的电容测量方法

权利要求书

1.一种基于静电自激振动原理的电容测量方法，其特征在于，包括：高压直流电源(1)、正电极板(2)、负电极板(3)、导电微梁(4)、绝缘支撑(5)、待测电容(6)、采样电阻(7)、信号采集器(8)；

所述高压直流电源(1)正极与正电极板(2)连接，负极接地；

所述导电微梁(4)固定于绝缘支撑(5)上，并放置于正电极板(2)和负电极板(3)中间；

所述待测电容(6)一端与导电微梁(4)连接，另一端接地；

所述采样电阻(7)一侧与负电极板(3)连接，一侧接地；

所述信号采集器(8)并联在采样电阻(7)两端，用于测量采样电阻(7)两端电压；

工作时，高压直流电源(1)对正电极板(2)、负电极板(3)施加高压直流电，导电微梁(4)在静电场的作用下激发稳定的自激振动并与正电极板(2)、负电极板(3)交替碰撞，待测电容(6)周期性充放电并在采样电阻(7)两端形成周期性的脉冲电压，待测电容(6)大小与导电微梁(4)碰撞负电极板(3)时形成脉冲电压的主波峰成线性关系，通过采集分析脉冲电压幅值即可计算得到待测电容(6)的大小。

2.根据权利要求1所述的基于静电自激振动原理的电容测量方法，其特征在于：导电微梁(4)的振动属于自激振动，其与正电极板(2)、负电极板(3)构成的振动系统不存在频率调节装置。

3.根据权利要求1所述的基于静电自激振动原理的电容测量方法，其特征在于：导电微梁(4)碰撞负电极板(3)时形成脉冲电压主波峰，导电微梁(4)碰撞正电极板(2)时形成脉冲电压次波峰，计算待测电容值时采用脉冲电压主波峰。

4.根据权利要求1所述的基于静电自激振动原理的电容测量方法，其特征在于：所述的导电微梁(4)的材料为具备弹性的导电材料，包括Ti-Ni记忆合金丝、碳纤维、铜片。

5.根据权利要求1所述的基于静电自激振动原理的电容测量方法，其特征在于：所述的导电微梁(4)的外形为丝状、片状或由丝状和片状构成的梳齿结构，其支撑形式为悬臂形式或简支形式。

6.根据权利要求1所述的基于静电自激振动原理的电容测量方法，其特征在于：所述的采样电阻(7)为单个电阻或多个电阻串并联构成的组合电阻。

7.根据权利要求1所述的基于静电自激振动原理的电容测量方法，其特征在于：所述正电极板(2)、负电极板(3)为平板电极，两者相对平行放置。

8.根据权利要求1所述的基于静电自激振动原理的电容测量方法，其特征在于所述高压直流电源(1)的电压幅值由导电微梁(4)和正电极板(2)、负电极板(3)的几何尺寸决定。