实用型料位检测电容传感器的设计
2检测电路方案设计
充放电法是利用被测电容CX的充放电原理来对电容量的测量。这种方法对于测量微小电容很实用,W.C.Heerens教授从理论上论证了可消除分布电容对传感器的影响。本文基于电容充放电原理设计了两个检测电路,可通过实验加以比较,从而选出最佳测量电路。
2.1 方案一的设计分析
第一种测试电路如图2所示。该电路利用双时基集成电路556来产生可调方波宽度随被测电容Cx变化的电压信号,其中A1:A为一方波振荡电路,引脚5输出的方波信号经C2、R2组成的微分电路后,可按周期T=0.69(R1+R2)C1形成连续尖脉冲连到A1:B的反向触发端。A1:B作单稳态工作,其在A1:A输出脉冲的下降沿触发后,输出变正,电容Cx开始充电,电压随之上升,当其电压值高于2Vcc/3时,内部D触发器反转,输出变低,引脚9输出的方波宽度为T1=0.69R3Cx,且随被测电容Cx成线性变化,其输出再经电容C4、R4滤波平均后,其电压就可直接表示Cx的大小,从而输出与电容成确定比例变化的电压信号。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/162243.htm
2.2 方案二的设计分析
该方案的电路由555占空比可调的多谐振荡电路、二极管环形测量电路和运算放大电路组成。555占空比可调的多谐振荡电路可为二极管环形测量电路提供3MHz方波电压信号,测量则应用的是二极管环形测量电路对电容器的充放电原理。二极管环形测量电路输出的直流电流信号一般为0~5mA,为了满足调节与控制的需要,应对其进行电流/电压变换,并加以放大,同时要保持良好的线性关系。其整体电路如图3所示。
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