CAV424实现电容压力传感器测量电路设计

　　2. 1 系统设计

　　该系统主要以CAV424检测芯片和微处理器控制模块为核心， 另外还有输出显示模块以及电源模块等。系统框图如图2所示。

　　图2 系统框图。

CAV424检测芯片在系统中主要任务是将传感器的差动电容信号转换为可测的电压信号。差动式压力传感器的低压端连接C X1参考电容端， 高压端连接C X2被测电容端， 这样连接可以保证输出电压始终为正。

　　2. 2 电容检测电路设计

　　根据硅电容压力传感器核心器件可看成由中心可动电极和两边的固定电极组成的2个可变电容， 其敏感电容可以简单地认为是平板电容， 而平板电容公式为：

　　并且将C X1参连接到差压的高压端， C X2连接到低压端。由此可得C X1参和C X2表达式：

　　因此可得式( 2) 最终表达式：

　　式中： ε为两极板间介质的介电常数; S 为两极板相对有效面积; δ为两极板的间隙。

　　因此， 在小位移情况下， 外加压力和△δ成比例关系， 可见电容的倒数差与输入压力成线性关系。所以文中将CAV424的CX 1作为参考电容端连接到差压的高压端是合适的， 这样的线性关系减少了系统误差的影响， 提高了系统的可靠性和准确性。CAV424检测转换原理如图3所示。

　　图3 CAV424检测原理图