一种基于抵消电容的摆式加速度计差分电容检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于抵消电容的摆式加速度计差分电容检测装置，包括C/V转换电路、跟随电路、差分放大电路和交流电压跟随放大电路；C/V转换电路用于利用一对同频同幅异相的激励源将摆片与上、下极板的极间电容变化量分别转换为两个电压信号；跟随电路用于分别对两个电压信号进行稳定处理，得到两个稳定后的电压信号；差分放大电路用于对两个稳定后的电压信号作差并放大，得到一个峰峰值与待测电容变化量成比例的电压信号；交流电压跟随放大电路用于进行隔直处理，得到峰峰值与待测电容变化量成线性比例关系的电压信号。本发明专利技术能够解决现有技术中解调电路复杂、检测电路的增益系数不足的问题，减少了可能引入的误差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摆式加速度计中的微弱电容信号检测，尤其涉及一种基于抵消电容的摆式加速度计差分电容检测装置。

技术介绍

1、摆式加速度计作为微型高性能加速度传感器的典型代表，是自主导航、精密测量的核心仪表，具有高精度、高稳定性、宽动态范围、小体积等优点，其性能直接决定着惯性系统的精度，目前已广泛应用于航天、航空、航海、石油、测绘、轨道交通等重要领域。

2、摆式加速度计受限于摆片活动空间有限，其敏感电容的电容值非常小，一般为pf量级，而由待测加速度引起的电容变化量则更加微小，一般为ff量级。如此小的待测量决定了微弱电容检测电路的重要性，其性能对于摆式加速度计的性能具有决定性的作用。随着任务半径及时间不断增加，以及我国在深海、深地、深空布局的深入推进，当前摆式加速度计的亚ff信号检测能力已经不能满足需求，因此亟需突破制约加速度计差分电容检测性能的关键技术，实现摆式加速度计综合性能的跃升。

3、目前，电容式传感器中的差分电容检测电路主要可分为开关型和调制解调型两种。其中开关型差动电容检测电路利用电容充放电，将待测电容的变化转化为电压输出，这种本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于抵消电容的摆式加速度计差分电容检测装置，其特征在于，所述装置包括C/V转换电路(1)、跟随电路(2)、差分放大电路(3)和交流电压跟随放大电路(4)；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述C/V转换电路(1)包括摆片与上极板的极间电容CA、摆片与下极板的极间电容CB、CA的抵消电容C1、CB的抵消电容C2、第一激励源和第二激励源；所述极间电容CA的第一端分别与所述抵消电容C1的第一端和所述跟随电路(2)相连，第二端分别与所述极间电容CB的第一端和所述第二激励源相连；所述抵消电容C1的第二端与所述第一激励源相连；所述极间电容CB的第二端分别与所述抵消电容C...

【技术特征摘要】

1.一种基于抵消电容的摆式加速度计差分电容检测装置，其特征在于，所述装置包括c/v转换电路(1)、跟随电路(2)、差分放大电路(3)和交流电压跟随放大电路(4)；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述c/v转换电路(1)包括摆片与上极板的极间电容ca、摆片与下极板的极间电容cb、ca的抵消电容c1、cb的抵消电容c2、第一激励源和第二激励源；所述极间电容ca的第一端分别与所述抵消电容c1的第一端和所述跟随电路(2)相连，第二端分别与所述极间电容cb的第一端和所述第二激励源相连；所述抵消电容c1的第二端与所述第一激励源相连；所述极间电容cb的第二端分别与所述抵消电容c2的第一端和所述跟随电路(2)相连；所述抵消电容c2的第二端与所述第一激励源相连；其中，所述第一激励源和所述第二激励源为一对同频同幅异相的激励源。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一激励源和所述第二激励源为一对同频同幅异相的高频方波电压信号。

4.根据权利要求1-3中任一所述的装置，其特征在于，所述抵消电容c1的大小与所述极间电容ca的零位电容大小相同；所述抵消电容c2的大小与所述极间电容cb的零位电容大小相同。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述跟随电路(2)包括第一电阻r1、第二电阻r2、第一运算放大器a1和第二运算放大器a2；所述第一运算放大器a1的正向输入端分别与所述第一电阻r1的第一端和所述c/v转换电路(1)相连，输出端分别与自身负向输入端和所述差分放大电路(3)相连；所述第一电阻r1的第二端接地；所述第二运算放大器a2的正向输入端分别与所述第二电阻r2的第一端和所述c/v转换电路(1)相连，输出端分别与自身负向输入端和所述差分放大电路(3)相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贺，韩旭，于湘涛，魏超，于皓，彭振新，田丰，姜福涛，李平，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：