[实用新型]一种微电容检测电路及系统

说明书

本申请实施例公开了一种微电容检测电路及系统，检测频率可达3KHz，可实现高速数据采集，即1s内可采集3000组电容变化值；并且在该检测频率下的分辨率可达0.02pF，具有较高的检测精度；且该检测电路电路简单、体积小、集成度高。本申请包括：微电容检测芯片、单片机以及外围电路模块；所述微电容检测芯片、所述单片机以及所述外围电路模块互相连接；所述微电容检测芯片用于获取待测电容信号，并根据所述待测电容信号得到检测电容变化数据；所述微电容检测芯片和所述外围电路模块用于将所述检测电容变化数据发送至所述单片机；所述单片机用于控制所述微电容检测芯片的工作状态以及处理接收到的所述检测电容变化数据。

技术领域

本申请实施例涉及检测技术领域，特别涉及一种微电容检测电路及系统。

背景技术

在工程领域中，存在着各种各样的传感器，其中电容式传感器在该领域运用非常广泛，它可以对压力、位移、加速度等进行测量，将其被测物理量变化转换为电容变化量。电容式传感器适用于多种检测系统中，实时检测电容变化量，其中，电容检测电路的设计至关重要。

然而随着科技的发展，在精密工程领域应用中，电容检测电路往往输出的电容信号值很小(通常为pF，甚至fF级)，比如，美国ADI公司设计的采用高精度AD7747电容数字转换器作为微弱电容信号的检测芯片，C8051F411单片机作为主控模块的微电容检测电路，该微电容检测电路的电容检测芯片检测频率较低，最高只能达到45Hz的检测频率，且单片机的通信速率较低，实时处理采集信号的数据量有限，无法满足在短时间内进行高速数据采集。

对于微小电容的检测，现有的检测电路方式存在电路设计复杂、检测频率和精度较低等缺点。

实用新型内容

本申请提供了一种微电容检测电路及系统，检测频率可达3KHz，可实现高速数据采集，即1s内可采集3000组电容变化值；并且在该检测频率下的分辨率可达0.02pF，具有较高的检测精度；且该检测电路电路简单、体积小、集成度高。

本申请实施例第一方面提供了一种微电容检测电路，包括：

微电容检测芯片、单片机以及外围电路模块；

所述微电容检测芯片、所述单片机以及所述外围电路模块互相连接；

所述微电容检测芯片用于获取待测电容信号，并根据所述待测电容信号得到检测电容变化数据；

所述微电容检测芯片和所述外围电路模块用于将所述检测电容变化数据发送至所述单片机；

所述单片机用于控制所述微电容检测芯片的工作状态以及处理接收到的所述检测电容变化数据。

可选的，所述微电容检测芯片设置有CDC模块，所述CDC模块用于将所述待测电容信号转化为待测电容数字信号。

可选的，所述微电容检测芯片还设置有SPI串行接口，所述微电容检测芯片通过所述SPI串行接口与所述单片机建立连接。

可选的，所述微电容检测芯片还设置有多个端口，所述多个端口用于连接电容传感器，以获取待测电容信号。

可选的，所述微电容检测芯片还通过所述多个端口获取参考电容信号，所述微电容检测芯片根据所述待测电容信号和所述参考电容信号得到所述检测电容变化数据。

可选的，所述单片机通过USB转TTL的通信方式将所述检测电容变化数据发送至上位机。

可选的，所述外围电路模块设置有去耦电容以及电阻，所述去耦电容以及所述电阻用于增强电路稳定性。

本申请实施例第二方面提供了一种微电容检测系统，包括：