一种电容式传感器制造技术

一种电容式传感器，涉及传感器。提供一种输出线性较好，结构简单，易于调试分析和集成的电容式传感器。包括壳体和设于壳体内的电路；电路设有中和电容、检测电容及第1～第6开关；中和电容与检测电容并联，第1开关设于工作电压输入端与检测电容正极板之间，第2开关设于工作电压输入端与中和电容正极板之间，第3开关设于中和电容负极板与地之间，第4开关设于中和电容正极板与地之间，检测电容正极板依次经第5开关和第6开关与中和电容负极板电连接，电容式传感器的信号输出端设于第5开关与第6开关之间。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及传感器，尤其是涉及一种电容式传感器。
技术介绍
电容式传感器由于具有结构简单、价格便宜、灵敏度高、过载能力强、动态响应特性好、对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性较强等优点，得到了广泛的应用。目前的电容式传感器的电路是普遍采用差分放大原理，将等量的电荷注入到检测电容和中和电容中， 将两个电容的电压值差动放大，得到输出的放大电压值，这种电路存在的缺点是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，电路较复杂等。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种输出线性较好，结构简单，易于调试分析和集成的电容式传感器。电容式传感器包括壳体和设于壳体内的电路；电路设有中和电容、检测电容及第 1 第6开关；中和电容与检测电容并联，第1开关设于工作电压输入端与检测电容正极板之间，第2开关设于工作电压输入端与中和电容正极板之间，第3开关设于中和电容负极板与地之间，第4开关设于中和电容正极板与地之间，检测电容正极板依次经第5开关和第6 开关与中和电容负极板电连接，电容式传感器的信号输出端设于第5开关与第6开关之间。与现有技术比较，本技术具有如下突出优点由于检测电容正极板依次经第5开关和第6开关与中和电容负极板电连接，中和电容(电容量固定)负电荷可与检测电容正电荷中和，可将检测电容的电容值转化为电压值输出，输出的电压值可以得到测量。通过测试该电路的线性度和分辨率均十分理想。测试时电容式传感器的信号输出经跟随器和放大器后就能得到稳定、高分辨率和高精度的传感信号。电路的原理和结构十分简单，电路分析和调试也很容易，还可消除共模干扰，抗干扰性较好，易于集成。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图(壳体未画出，只画出电路)。图2为本技术实施例的使用示意图。具体实施方式参见图1，输入端Vin为工作电压输入端，输出端Vout为检测电容电压输出端。电路设有中和电容Cl、检测电容Cx及第1 第6开关；中和电容Cl与检测电容 Cx并联，第1开关Sl设于输入端Vin与检测电容Cx正极板之间，第2开关S2设于输入端 Vin与被中和电容正极板之间，第3开关S3设于中和电容Cl负极板与地之间，第4开关S4 设于中和电容Cl正极板与地之间，检测电容Cx正极板依次经第5开关和第6开关与中和电容Cl负极板电连接，输出端Vout设于第5开关与第6开关之间。使用时，开始使第1开关Si、第2开关S2和第3开关S3闭合，第4开关S4、第5 开关S5和第6开关S6断开。Vin对中和电容Cl和检测电容Cx进行充电，两电容极板带电情况如图1所示。之后使第1开关Si、第2开关S2和第3开关S3断开，第4开关S4、 第5开关S5和第6开关S6闭合。检测电容Cx带正电的极板与中和电容C1带负电的极板连接，则检测电容Cx带正电的极板与中和电容C1带负电的极板由于带有极性相反的电荷， 于是产生中和。没有连接的检测电容Cx带负电的极板与中和电容C1带正电的极板没有连接，则两个极板的电荷从地流走。由于中和电容Cl与检测电容Cx电容值不同，相同电压 (Vin)充电后的电荷量也不同，于是中和后就会有剩余电荷。剩余电荷量AQ = Vin(Cx-C1), 由于中和电容Cl与检测电容Cx是并联的，因此电容检测电路总电容为C = (；+C”则可得出权利要求1. 一种电容式传感器，包括壳体和设于壳体内的电路；其特征在于电路设有中和电容、检测电容及第1 第6开关；中和电容与检测电容并联，第1开关设于工作电压输入端与检测电容正极板之间，第2开关设于工作电压输入端与中和电容正极板之间，第3开关设于中和电容负极板与地之间，第4开关设于中和电容正极板与地之间，检测电容正极板依次经第5开关和第6开关与中和电容负极板电连接，电容式传感器的信号输出端设于第5 开关与第6开关之间。专利摘要一种电容式传感器，涉及传感器。提供一种输出线性较好，结构简单，易于调试分析和集成的电容式传感器。包括壳体和设于壳体内的电路；电路设有中和电容、检测电容及第1～第6开关；中和电容与检测电容并联，第1开关设于工作电压输入端与检测电容正极板之间，第2开关设于工作电压输入端与中和电容正极板之间，第3开关设于中和电容负极板与地之间，第4开关设于中和电容正极板与地之间，检测电容正极板依次经第5开关和第6开关与中和电容负极板电连接，电容式传感器的信号输出端设于第5开关与第6开关之间。文档编号G01R27/26GK202033425SQ201120123758公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日专利技术者冯勇建, 张思敏 申请人:厦门大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电容式传感器，包括壳体和设于壳体内的电路；其特征在于电路设有中和电容、检测电容及第１～第６开关；中和电容与检测电容并联，第１开关设于工作电压输入端与检测电容正极板之间，第２开关设于工作电压输入端与中和电容正极板之间，第３开关设于中和电容负极板与地之间，第４开关设于中和电容正极板与地之间，检测电容正极板依次经第５开关和第６开关与中和电容负极板电连接，电容式传感器的信号输出端设于第５开关与第６开关之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张思敏，冯勇建，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：实用新型
国别省市：92