PIC16LF874單片機(jī)在電容測(cè)量模塊中的應(yīng)用

5 試驗(yàn)與結(jié)果

運(yùn)用上述軟件測(cè)量。在測(cè)量之前，必須對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)PS02l要求參考電容Cref與被測(cè)電容Cmeas在同一電容值范圍，即確保 Cmeas/Cref比率不會(huì)超過(guò)25%(PS02l的極限值)。參考電容是一個(gè)非常重要的部分，對(duì)于測(cè)量的質(zhì)量以及測(cè)量的溫度穩(wěn)定性有直接的影響。推薦的電容材料：CFCAP(太陽(yáng)誘電Taiyo Yuden公司的多層陶瓷電容)系列，COG或者NPO陶瓷電容。放電電阻Rdis與放電時(shí)間密切相關(guān)，放電時(shí)間τ=0.7R(C+20 pF)，時(shí)間常數(shù)τ范圍為2～10μs(推薦5μs)。根據(jù)公式計(jì)算之放電電阻阻值。

試驗(yàn)中，分別選取1、2、3、5.1、6.8、8.2、9.1、12、13、15、16.5、18 pF的固定電容作為被測(cè)電容。根據(jù)被測(cè)電容的范圍確定參考電容的大小，然后根據(jù)被測(cè)電容和參考電容值，并結(jié)合放電時(shí)間來(lái)確定放電電阻阻值，最后選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量模式進(jìn)行測(cè)量。在標(biāo)定好的系統(tǒng)下，在參考端和被測(cè)端分別接一只參考電容，此時(shí)在數(shù)據(jù)顯示界面顯示的值為參考電容值以及寄生電容值的和(圖3中 Sensor l顯示的數(shù)據(jù));然后在被測(cè)端參考電容的基礎(chǔ)上再并聯(lián)被測(cè)電容，此時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)為被測(cè)電容值、參考電容值以及寄生電容值的總和，以上兩步所測(cè)值相減就是被測(cè)的電容值，最后得到的被測(cè)電容值統(tǒng)計(jì)如表l所示。

表1反映了被測(cè)電容測(cè)量值和標(biāo)稱值之間的相對(duì)誤差，同時(shí)也得知被測(cè)電容電容值越大，測(cè)量值和標(biāo)稱值相對(duì)誤差越小。由于被測(cè)電容受到環(huán)境溫度、焊錫量多少以及被測(cè)電容質(zhì)量等因素的影響，存在一定的誤差。通過(guò)多次測(cè)量進(jìn)行平均，以獲取更穩(wěn)定的電容值。在標(biāo)定好的系統(tǒng)下，對(duì)固定電容進(jìn)行測(cè)量來(lái)驗(yàn)證測(cè)量模塊的精確度，測(cè)量值和標(biāo)稱值非常接近，可認(rèn)為被測(cè)電容標(biāo)稱值誤差較小，進(jìn)一步得知電容測(cè)量模塊測(cè)量精度較高。

6 結(jié)束語(yǔ)

PlCl6LF874單片機(jī)能夠很好的控制電容測(cè)量模塊，對(duì)研究電容式傳感器有很好的促進(jìn)作用，該單片機(jī)簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，使測(cè)量結(jié)果達(dá)到較高的精度;同時(shí)這種測(cè)量模塊可以減小電路板的體積，從而減小整個(gè)裝置的體積;大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)過(guò)程、降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)難度、對(duì)加速產(chǎn)品的研制、降低生產(chǎn)成本具有非常重要的意義。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，此測(cè)量模塊具有較好的實(shí)用性。