一种自补偿寄生电容的电桥电容测量电路、装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电容测量技术领域，具体涉及一种自补偿寄生电容的电桥电容测量电路、装置及方法，包括核心控制器、采集模块、PI控制模块、测量电路、PC上位机和电源模块，所述采集模块的输入端与测量电路的输出端连接，所述采集模块的输出端与FPGA的IO口连接。本发明专利技术通过紧耦合电桥和可编程电容进行寄生电容的自动补偿，利用紧耦合电桥对电容进行测量，能够确定较大的测量灵敏度，同时采用ADRC算法通过可编程电容Ct对测量装置进行校准，可以实现板级电路寄生电容的补偿，ADRC算法利用抗自扰控制，减少了校零稳态误差，加快了回零稳度与速度，极大程度优化了校准时间，利用可编程电容Ct改变测量的范围和精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电容测量，具体涉及一种自补偿寄生电容的电桥电容测量电路、装置及方法。

技术介绍

1、随着科技的迅猛发展，各行各业对电容检测的精度、灵敏度、分辨率以及测量范围等提出了更高的要求，因此各国研究学者或计量测试部门纷纷投入了大量的精力和人力，旨在研究出一种测量范围广、精度高、分辨率高的电容检测电路；对于宏观系统，可以采用直接测量的方式估算出系统内部寄生电容的大小，但是对于mems器件而言，mems器件是在硅等半导体基底材料上制作而成的微小结构腔体，其寄生电容主要来源于功能电极到其相邻的微观结构和基底，而且mems往往具有不同的微观结构，从而导致mems器件的寄生电容难以测量或者计算。

2、为了解决或减少寄生电容的问题，有人提出通过适当的电路调节手段来补偿或减弱寄生电容的影响，然而，目前提出的调节技术，需要手动校准或预设一些参数，以适应不同的工作条件和寄生电容情况，随着装置的工作环境变化，导致设置的参数失效，仍需要再次进行手动校准，因此，为了更好地补偿不同工作条件下的寄生电容影响，亟需一种可以自动补偿寄生电容的电容测量装置。

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【技术保护点】

1.一种自补偿寄生电容的电桥电容测量装置，其特征在于，包括核心控制器(1)、采集模块(2)、PI控制模块(3)、测量电路(4)、PC上位机(5)和电源模块(6)，所述采集模块(2)的输入端与测量电路(4)的输出端连接，所述采集模块(2)的输出端与FPGA的IO口连接；

2.根据权利要求1所述的一种自补偿寄生电容的电桥电容测量装置，其特征在于，所述核心控制器(1)对采集模块(2)的连接，主要是通过走线连接采集模块(2)的时钟和并行数据线，所述核心控制器(1)与PC上位机(5)进行串口通信时，需要先在FPGA内部构建UART通信块，然后通过FPGA的IO口连接PC上位机(5)。<...

【技术特征摘要】

1.一种自补偿寄生电容的电桥电容测量装置，其特征在于，包括核心控制器(1)、采集模块(2)、pi控制模块(3)、测量电路(4)、pc上位机(5)和电源模块(6)，所述采集模块(2)的输入端与测量电路(4)的输出端连接，所述采集模块(2)的输出端与fpga的io口连接；

2.根据权利要求1所述的一种自补偿寄生电容的电桥电容测量装置，其特征在于，所述核心控制器(1)对采集模块(2)的连接，主要是通过走线连接采集模块(2)的时钟和并行数据线，所述核心控制器(1)与pc上位机(5)进行串口通信时，需要先在fpga内部构建uart通信块，然后通过fpga的io口连接pc上位机(5)。

3.根据权利要求2所述的一种自补偿寄生电容的电桥电容测量装置，其特征在于，所述核心控制器(1)对pi控制模块(3)时序控制时，首先fpga内部构建pi控制块，然后通过fpga的io连接可编程数字电容，完成可编程数字电容的pi控制。

4.一种自补偿寄生电容的电桥电容测量电路，其特征在于，使用了权利要求1-3中任一项所述的一种自补偿寄生电容的电桥电容测量装置，包括紧耦合电桥、反向器a1、可编程电容器ct、放大器a2和滤波器a3，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晗旭，丁瑞尧，王谋赏，冷爽，许鹏源，黄钰淋，许博睿，许博文，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：