基于差動式電容傳感器的車輛載荷檢測系統(tǒng)
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3 電容測量電路
差動式電容載荷傳感器是將被測載荷的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化輸出，而電容傳感器所產(chǎn)生的電容量很微小，電容極板引線與地之間產(chǎn)生的雜散電容往往大于被測電容。因此小電容轉(zhuǎn)換測量技術(shù)一直被人們所重視。然而，一般的檢測電路結(jié)構(gòu)比較復雜，精確度較低，不能滿足測量要求。為了提高測量的靈敏度，針對差動式電容載荷傳感器，在基于四相檢測技術(shù)的電荷轉(zhuǎn)移式電容檢測電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計采用了差動脈沖寬度調(diào)制集成測量電路，該電路具有集成度高、實現(xiàn)了電容傳感器頭有源化、輸出脈沖方波、省去高頻激勵信號源、功耗低、抗干擾能力強、分辨率高等特點，尤其適合差動式電容傳感器的測量。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，圖中的虛線框內(nèi)為差動式電容傳感器的兩個可變電容C1和C2。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/161994.htm
工作原理如下：設(shè)直流電源接通時，Q端為高電平，
端為低電平，則信號控制單元使充放電網(wǎng)絡(luò)1向電容C1充電，C1上電壓漸升，一旦達到電路控制電平值，信號處理單元使Q端立即變?yōu)榈碗娖?，?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" border="0" alt="e.jpg" width="15" height="19" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20130823/161994_3_1.jpg" />端為高電平；此時，電容C1上的電壓經(jīng)充放電網(wǎng)絡(luò)1迅速放電至零，同時信號控制單元使充放電網(wǎng)絡(luò)2向電容C2充電，C2上電壓漸升，一旦達到電路控制電平值，信號處理單元再次使Q端為高電平，端為低電平；于是又開始下一周期的C1充電C2放電，……，如此周而復始，在差動脈沖寬度調(diào)制集成電路的輸出端各產(chǎn)生一串其寬度受C1和C2電容變化量控制的矩形方波。當C1=C2時，Q和端電壓波形反相對稱，從Q端與端取出的兩個平均值電壓之差將等于零。當被檢測的載荷使電容C1>C2時，兩輸出端的電壓平均值之差為：
(其中V1為充電網(wǎng)絡(luò)輸入的電壓值)，可獲得較好的線性度。
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