真空度检测电路、真空规及真空度检测方法技术

本发明专利技术实施例提供一种真空度检测电路、真空规及真空度检测方法，属于真空测量技术领域，该真空度检测电路包括：顺次连接的载波生成模块、电容检测模块及输出处理模块。本发明专利技术实施例提供的真空度检测电路，设置顺次连接的载波生成模块、电容检测模块及输出处理模块，在电容检测模块设置包括薄膜电容器的内环电容的电容桥，将载波作为电容桥的电压输入端，利用和载波同频的方波控制开关电路，并使得开关电路在方波变化方向时分别连通电容桥的两个中点电压信号，利用输出处理模块将开关电路输出的信号进行处理后可以得到反映真空度的直流电压信号，该电路全部采用模拟电路设计，大大地减小了系统噪声，降低了系统成本。降低了系统成本。降低了系统成本。

【技术实现步骤摘要】
真空度检测电路、真空规及真空度检测方法


[0001]本专利技术实施例涉及真空测量
，具体涉及一种真空度检测电路、真空规及真空度检测方法。

技术介绍

[0002]真空测量技术被广泛应用于半导体制造、化工冶金、航空航天等领域，随着科技不断进步，这些领域对真空仪表的需求也日益增大，基于不同原理的真空度检测技术方案也层出不穷，如：压缩式真空检测、热阴极电离真空检测、皮拉尼热阻真空检测等。不同的检测方案适用于不同的真空测量范围，对流真空检测、汞柱真空检测、电阻真空检测、热电偶真空检测等适用于中低真空范围，电离真空检测、热阴极磁控真空检测、薄膜电容真空检测方案适用于中高真空范围。
[0003]图1是现有的一种基于数字方案的电容式薄膜真空计检测电路的结构示意图。该方案采用数字控制方案，ARM控制器需要通过数模转换模块生成载波，电容检测部分运放输出的模拟信号也需要通过模数转换模块采集，该方案的缺点主要有两方面：1)ARM控制器通过数模转换模块生成的载波为阶梯状，会导致测试结果的噪声较大，此外数字器件的高频噪声也会带来干扰导致测试结果噪声偏大；2)由于需要另外加入数模转换模块和模数转换模块，此方案的成本较高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术实施例提供一种真空度检测电路、真空规及真空度检测方法。
[0005]本专利技术实施例提供一种真空度检测电路，包括顺次连接的载波生成模块、电容检测模块及输出处理模块；其中：所述电容检测模块包括开关电路、方波信号产生电路以及由第一电容、第二电容、参考电容及薄膜电容器的内环电容构成的电容桥，所述第一电容和所述第二电容的电容值相同，所述参考电容和真空状态下的所述内环电容的电容值相同；所述第一电容和所述内环电容的公共点连接所述开关电路的第一信号输入端，所述第二电容和所述参考电容的公共点连接所述开关电路的第二信号输入端；所述第一电容和所述第二电容的公共点连接所述载波生成模块的载波输出端，所述参考电容和所述内环电容的公共点接地；或者，所述第一电容和所述第二电容的公共点接地，所述参考电容和所述内环电容的公共点连接所述载波生成模块的载波输出端；所述方波信号产生电路的信号输出端连接所述开关电路的开关使能端口，所述方波信号产生电路输出一个和所述载波生成模块输出的载波同频的方波信号，当所述方波信号变化方向时，所述开关电路的信号输出端在连通所述第一信号输入端和连通所述第二信号输入端之间切换；所述开关电路的信号输出端连接所述输出处理模块的输入端，所述输出处理模块通过对接收的信号进行处理得到反映真空度的直流电压信号。
[0006]根据本专利技术实施例提供的一种真空度检测电路，所述第一电容、所述第二电容、所
述参考电容和所述薄膜电容器的所述内环电容在真空状态下的电容值相同。
[0007]根据本专利技术实施例提供的一种真空度检测电路，所述方波信号产生电路包括比较器；其中，所述载波生成模块的载波输出端连接所述比较器的正向输入端，所述比较器的负向输入端接地；或者，所述载波生成模块的载波输出端连接所述比较器的负向输入端，所述比较器的正向输入端接地。
[0008]根据本专利技术实施例提供的一种真空度检测电路，所述参考电容为所述薄膜电容器的外环电容。
[0009]根据本专利技术实施例提供的一种真空度检测电路，所述真空度检测电路还包括第一负反馈模块；其中，所述第一负反馈模块的输入端连接所述载波生成模块的所述载波输出端，所述第一负反馈模块的输出端连接所述载波生成模块的信号输入端。
[0010]根据本专利技术实施例提供的一种真空度检测电路，所述第一负反馈模块包括顺次连接的第一低通滤波器、第一比例运算电路及PI调节模块；其中，所述第一低通滤波器的输入端连接所述载波生成模块的所述载波输出端，所述PI调节模块的输出端连接所述载波生成模块的信号输入端。
[0011]根据本专利技术实施例提供的一种真空度检测电路，所述真空度检测电路还包括第二负反馈模块；其中，所述第二负反馈模块的输入端连接所述开关电路的所述信号输出端，所述第二负反馈模块的输出端连接所述载波生成模块的信号输入端。
[0012]根据本专利技术实施例提供的一种真空度检测电路，所述第二负反馈模块包括顺次连接的第二低通滤波器、第二比例运算电路及所述PI调节模块；其中，所述第二低通滤波器的输入端连接所述开关电路的所述信号输出端。
[0013]本专利技术实施例还提供一种真空规，包括上述任一真空度检测电路。
[0014]本专利技术实施例还提供一种基于上述任一真空度检测电路的真空度检测方法，包括：基于不同的测试气压，获取输出处理模块的输出电压和测试气压的标定数据；根据所述标定数据及输出处理模块实际测量时输出的电压信号获取当前的被测气压值。
[0015]本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述真空度检测方法的步骤。
[0016]本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述真空度检测方法的步骤。
[0017]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述真空度检测方法的步骤。
[0018]本专利技术实施例提供的真空度检测电路、真空规及真空度检测方法，通过设置顺次连接的载波生成模块、电容检测模块及输出处理模块，在电容检测模块设置包括薄膜电容器的内环电容的电容桥，内环电容在气体压力的作用下产生电容的变化，将载波作为电容桥的电压输入端，利用和载波同频的方波控制开关电路，并使得开关电路在方波变化方向时分别连通电容桥的两个中点电压信号，利用输出处理模块将开关电路输出的信号进行处理后可以得到反映真空度的直流电压信号，该电路全部采用模拟电路设计，大大地减小了系统噪声，降低了系统成本。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是现有的一种基于数字方案的电容式薄膜真空计检测电路的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例提供的真空度检测电路的结构示意图之一；
[0022]图3是本专利技术实施例提供的真空度检测电路的电容检测模块的结构示意图之一；
[0023]图4是本专利技术实施例提供的真空度检测电路的电容检测模块的结构示意图之二；
[0024]图5是本专利技术实施例提供的真空度检测电路的测试结果示意图；
[0025]图6是现有数字方案的真空度检测电路的测试结果示意图；
[0026]图7是本专利技术实施例提供的真空度检测电路的电容检测模块的结构示意图之三；
[0027]图8是本专利技术实施例提供的真空度检测电路的电容检测模块的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空度检测电路，其特征在于，包括顺次连接的载波生成模块、电容检测模块及输出处理模块；其中：所述电容检测模块包括开关电路、方波信号产生电路以及由第一电容、第二电容、参考电容及薄膜电容器的内环电容构成的电容桥，所述第一电容和所述第二电容的电容值相同，所述参考电容和真空状态下的所述内环电容的电容值相同；所述第一电容和所述内环电容的公共点连接所述开关电路的第一信号输入端，所述第二电容和所述参考电容的公共点连接所述开关电路的第二信号输入端；所述第一电容和所述第二电容的公共点连接所述载波生成模块的载波输出端，所述参考电容和所述内环电容的公共点接地；或者，所述第一电容和所述第二电容的公共点接地，所述参考电容和所述内环电容的公共点连接所述载波生成模块的载波输出端；所述方波信号产生电路的信号输出端连接所述开关电路的开关使能端口，所述方波信号产生电路输出一个和所述载波生成模块输出的载波同频的方波信号，当所述方波信号变化方向时，所述开关电路的信号输出端在连通所述第一信号输入端和连通所述第二信号输入端之间切换；所述开关电路的信号输出端连接所述输出处理模块的输入端，所述输出处理模块通过对接收的信号进行处理得到反映真空度的直流电压信号。2.根据权利要求1所述的真空度检测电路，其特征在于，所述第一电容、所述第二电容、所述参考电容和所述薄膜电容器的所述内环电容在真空状态下的电容值相同。3.根据权利要求1所述的真空度检测电路，其特征在于，所述方波信号产生电路包括比较器；其中，所述载波生成模块的载波输出端连接所述比较器的正向输入端，所述比较器的负向输入端接地；或者，所述载波生成模块的载波...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋冬谊，王松杰，王杰，唐嫒尧，张永斌，闫冉，廖兴才，林立男，
申请(专利权)人：北京晨晶精仪电子有限公司，
类型：发明
国别省市：