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一種電容式傳感器模型電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電容式傳感器模型電路，包括模擬極板電路，所述模擬極板電路的輸入端連接有用來產(chǎn)生并發(fā)送傳感器封裝電學(xué)參數(shù)信號以及傳感器極板影響參數(shù)信號的模擬輸入電路，所述的模擬極板電路的輸出端連接有用來接收并輸出傳感器封裝電學(xué)參數(shù)信號以及傳感器極板影響參數(shù)信號的模擬輸出電路。本實用新型充分考慮了在電容式傳感器檢測過程中可能對檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的因素，與電容式傳感器實際應(yīng)用時接近，為電容式傳感器的研發(fā)提供真實可靠的數(shù)據(jù)支持。
【專利說明】一種電容式傳感器模型電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種電容式傳感器模型電路。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器模型電路用于模擬傳感器在檢測時的實際檢測情況。在工程師進(jìn)行電路設(shè)計時可利用傳感器模型電路替代實際的傳感器，避免了工程師需要實地進(jìn)行信號采集的麻煩，縮短了研發(fā)周期。此外傳感器模型電路可真實地模擬實際檢測數(shù)據(jù)，保證了設(shè)計的準(zhǔn)確性。
[0003]傳統(tǒng)的差分式電容傳感器模型電路結(jié)構(gòu)過于簡單，沒有考慮到由于極板結(jié)構(gòu)、材料以及封裝等所產(chǎn)生的電學(xué)參數(shù)。在運(yùn)用傳統(tǒng)的差分式電容式傳感器模型電路設(shè)計電路時，無法真實地反應(yīng)出電容式傳感器的實際檢測數(shù)據(jù)。在一些例如閉環(huán)控制系統(tǒng)中易造成失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的問題是提供一種電容式傳感器模型電路，本模型電路充分考慮了在電容式傳感器檢測過程中可能對檢測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的因素，與電容式傳感器實際應(yīng)用時接近，為電容式傳感器的研發(fā)提供真實可靠的數(shù)據(jù)支持。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種電容式傳感器模型電路，包括模擬極板電路，所述模擬極板電路的輸入端連接有用來產(chǎn)生并發(fā)送傳感器封裝電學(xué)參數(shù)信號以及傳感器極板影響參數(shù)信號的模擬輸入電路，所述的模擬極板電路的輸出端連接有用來接收并輸出傳感器封裝電學(xué)參數(shù)信號以及傳感器極板影響參數(shù)信號的模擬輸出電路。充分考慮了由于例如極板結(jié)構(gòu)、封裝的焊線和焊盤等因素產(chǎn)生的電學(xué)參數(shù)，保證電容式傳感器模型電路的準(zhǔn)確度。避免了因電容式傳感器模型電路不夠接近真實值造成檢測值不準(zhǔn)確，以免工程師設(shè)計電路時失真。
[0006]優(yōu)選的，所述的模擬極板電路包括模擬極板驅(qū)動電路和模擬極板檢測電路，所述的模擬極板檢測電路包括串聯(lián)的模擬檢測電容一和模擬檢測電容二，所述的模擬檢測電容一串聯(lián)模擬檢測體電阻抗一，模擬檢測電容二串聯(lián)模擬檢測體電阻抗二，所述的模擬極板驅(qū)動電路的包括串聯(lián)的模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二，所述的模擬驅(qū)動電容一串聯(lián)模擬驅(qū)動體電阻抗一，模擬驅(qū)動電容二串聯(lián)模擬驅(qū)動體電阻抗二，模擬檢測體電阻抗一與模擬驅(qū)動體電阻抗一間連接有耦合電容一，模擬檢測體電阻抗二與模擬驅(qū)動體電阻抗二間連接有稱合電容二，所述模擬檢測體電阻抗一與模擬驅(qū)動體電阻抗一間連接有稱合電容一，模擬檢測電容一和模擬檢測電容二串聯(lián)的連接點經(jīng)模擬檢測體電阻抗三與模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二串聯(lián)的連接點相連，所述模擬檢測電容一的上極板、模擬檢測體電阻抗一、模擬驅(qū)動電容一的上極板、模擬檢測體電阻抗一以及稱合電容一的連接電路組成模擬上極板電路，模擬檢測電容一的下極板、模擬檢測電容二的上極板、模擬驅(qū)動電容一的下極板、模擬驅(qū)動電容二的上極板以及模擬檢測體電阻抗三的連接電路組成模擬中極板電路，模擬檢測電容二的下極板、模擬檢測體電阻抗二、模擬驅(qū)動電容二的下極板、模擬驅(qū)動體電阻抗二以及耦合電容二的連接電路組成模擬下極板電路。通過模擬極板驅(qū)動電路驅(qū)動電容式傳感器模型電路所要檢測的信號，然后經(jīng)模擬極板檢測電路對所驅(qū)動的信號進(jìn)行檢測，模擬電容式傳感器由極板間距變化改變檢測信號的過程。所述的模擬極板驅(qū)動電路與模擬極板檢測電路通過耦合電容連接，減少了干擾信號。
[0007]優(yōu)選的，所述的模擬輸入電路包括封裝參數(shù)輸入電路和極板影響參數(shù)輸入電路，所述的封裝參數(shù)輸入電路連接極板影響參數(shù)輸入電路，所述的極板影響參數(shù)輸入電路連接模擬極板驅(qū)動電路的輸入端。由于電容式傳感器在檢測過程中受到封裝結(jié)構(gòu)例如連接點處的焊線以及焊盤所產(chǎn)生的電學(xué)參數(shù)的影響。此外還受到電容器極板所產(chǎn)生的漏電阻抗以及寄生電容等參數(shù)的影響。因此在做電容式傳感器模型電路時，需將封裝部分以及電容器極板參數(shù)考慮在內(nèi)，用相應(yīng)的元器件代替相應(yīng)的影響參數(shù)，模擬電容式傳感器的實際檢測環(huán)境。所述的封裝參數(shù)輸入電路用于驅(qū)動封裝部分產(chǎn)生的電學(xué)參數(shù)，所述的極板影響參數(shù)輸入電路用于驅(qū)動模擬上極板電路、模擬中極板電路和模擬下極板電路上的影響參數(shù)和各模擬極板電路間的耦合電容。
[0008]優(yōu)選的，所述的極板影響參數(shù)輸入電路包括分別設(shè)置在模擬上極板電路與模擬中極板電路之間輸入端耦合電容一、模擬中極板電路與模擬下極板電路之間的輸入端耦合電容二以及模擬上極板電路與模擬下極板電路之間的輸入端耦合電容三，在模擬上極板電路和模擬下極板電路上還分別連接有輸入端漏電阻抗和輸入端模擬寄生電容，且輸入端漏電阻抗和輸入端模擬寄生電容均接地。極板影響參數(shù)輸入電路主要驅(qū)動各模擬極板電路之間的耦合電容、模擬上極板電路與模擬下極板電路上的輸入端漏電阻抗以及輸入端模擬寄生電容。
[0009]優(yōu)選的，所述的封裝參數(shù)輸入電路包括輸入端模擬電阻和輸入端模擬電感，在模擬上極板電路和模擬下極板電路的輸入連接端均連接有所述的輸入端模擬電阻，所述的輸入端模擬電阻連接輸入端模擬電感的一端，輸入端模擬電感的另一端連接輸入端模擬電容，所述的輸入端模擬電容接地。封裝參數(shù)輸入電路主要驅(qū)動封裝部分的輸入端模擬電感、輸入端模擬電阻和輸入端模擬電容。
[0010]優(yōu)選的，所述的模擬輸出電路包括封裝參數(shù)輸出電路和極板影響參數(shù)輸出電路，所述的極板影響參數(shù)輸出電路連接封裝參數(shù)輸出電路，所述的極板影響參數(shù)輸出電路連接模擬極板檢測電路的輸出端。所述的封裝參數(shù)輸出電路用于檢測經(jīng)封裝參數(shù)輸入電路驅(qū)動后封裝部分產(chǎn)生的電學(xué)參數(shù)。通過封裝參數(shù)輸入電路與封裝參數(shù)輸出電路模擬封裝部分對檢測產(chǎn)生影響的電學(xué)參數(shù)。通過極板影響參數(shù)輸出電路檢測模擬上極板電路、模擬中極板電路和模擬下極板電路上的影響參數(shù)和各模擬極板電路之間的耦合電容，通過極板影響參數(shù)輸入電路與極板影響參數(shù)輸出電路模擬電容式傳感器各極板電路上產(chǎn)生的影響參數(shù)以及各極板電路之間的耦合電容。
[0011]優(yōu)選的，所述的極板影響參數(shù)輸出電路包括分別設(shè)置在模擬上極板電路與模擬中極板電路之間輸出端I禹合電容一、模擬中極板電路與模擬下極板電路之間的輸出端I禹合電容二以及模擬上極板電路與模擬下極板電路之間的輸出端耦合電容三，在模擬上極板電路、模擬中極板電路和模擬下極板電路上還分別連接有輸出端漏電阻抗和輸出端模擬寄生電容且所述的輸出端漏電阻抗和輸出端模擬寄生電容接地。輸出端耦合電容用于檢測經(jīng)輸入端耦合電容驅(qū)動的耦合信號，輸出端漏電阻抗用于檢測經(jīng)輸入端漏電阻抗驅(qū)動的漏電阻抗，輸出端模擬寄生電容用于檢測經(jīng)輸入端模擬寄生電容驅(qū)動的寄生電容。所述的三個輸入端耦合電容與三個輸出端耦合電容模擬電容式傳感器三個極板之間的耦合電容參數(shù)所產(chǎn)生的影響；所述的輸入端漏電阻抗和輸出端漏電阻抗模擬電容器上極板電路和下極板電路上產(chǎn)生的漏電阻抗；所述的輸入端模擬寄生電容模擬極板與周圍元件產(chǎn)生電容關(guān)系，即寄生電容。充分考慮了電容式傳感器的傳感器部分可能受到的影響因素，使電容式傳感器模型電路更為接近真實的電容式傳感器。
[0012]優(yōu)選的，所述的封裝參數(shù)輸出電路包括輸出端模擬電阻和輸出端模擬電感，在模擬上極板電路、模擬中極板電路和模擬下極板電路的輸出連接端均連接有所述的輸出端模擬電阻，所述的輸出端模擬電阻連接輸出端模擬電感的一端，輸出端模擬電感的另一端連接輸出端模擬電容，所述的輸出端模擬電容接地。所述的輸出端模擬電阻用于檢測經(jīng)輸入端模擬電阻驅(qū)動的電阻信號，所述的輸出端模擬電阻與輸入端模擬電阻用于模擬電容式傳感器封裝部分焊盤和焊線產(chǎn)生的電阻參數(shù)；所述的輸出端模擬電感用于檢測經(jīng)輸入端模擬電感驅(qū)動的電感信號，所述的輸出端模擬電感與輸入端模擬電感模擬電容式傳感器封裝部分焊盤和焊線產(chǎn)生的電感；所述的輸出端模擬電容用于檢測經(jīng)輸入端模擬電容驅(qū)動的電容信號，所述的輸出端模擬電容與輸入端模擬電容模擬電容式傳感器封裝部分焊盤和焊線產(chǎn)生的電容。充分考慮了電容式傳感器的封裝部分可能受到的影響因素，使得電容式傳感器模型電路更為接近真實的電容式傳感器。
[0013]優(yōu)選的，所述模擬極板檢測電路中的模擬檢測電容一、模擬檢測電容二以及模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二均為可調(diào)電容。模型電路用于近似地描述實際電路的電氣特性。根據(jù)實際電路的不同工作條件以及對模型電路精確度的不同要求，應(yīng)當(dāng)用不同的模型電路模擬同一實際電路。模擬檢測電容一、模擬檢測電容二以及模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二采用可調(diào)電容，在模擬不同的工作條件和精確度要求時直接調(diào)節(jié)可調(diào)電容即可實現(xiàn)，無需重新拆裝，操作簡單，縮短了工程師的研發(fā)周期。
[0014]采用上述技術(shù)方案后，本實用新型具有如下優(yōu)點:
[0015](I)所述的電容式傳感器模型電路充分考慮了傳感器部分以及封裝部分的影響因素，使得模型電路更為接近真實地電容式傳感器。在工程師進(jìn)行電路設(shè)計和系統(tǒng)仿真時，可有效地進(jìn)行真實數(shù)據(jù)的檢測，保證電路設(shè)計精度。
[0016](2)在所述電容式傳感器模型電路的封裝參數(shù)部分、極板影響參數(shù)部分以及模擬極板部分均包括有驅(qū)動電路，通過驅(qū)動電路驅(qū)動信號，如此所述的電容式傳感器模型電路無需外接信號源，簡化了設(shè)計電路。
[0017](3)所述的模擬檢測電容一、模擬檢測電容二以及兩個模擬傳感器驅(qū)動電容均為可調(diào)電容在模擬不同的工作條件和精確度要求時直接調(diào)節(jié)可調(diào)電容即可實現(xiàn)，無需重新拆裝，操作簡單，縮短了工程師的研發(fā)周期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步說明:
[0019]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2為本實用新型電容式傳感器閉環(huán)控制回路連接圖；[0021]圖3為本實用新型實施例的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]由于傳統(tǒng)的電容式傳感器模型電路設(shè)計過于簡單，忽略了很多電容式傳感器在檢測過程中對檢測值產(chǎn)生影響的因素，在利用電容式傳感器模型電路設(shè)計電路時易造成誤差，使研發(fā)與實際產(chǎn)品之間差距較大。本實用新型的電容式傳感器模型電路，充分地考慮了在實際檢測環(huán)境下的各個影響因素，使檢測值最為接近真實環(huán)境下的檢測情況，能為工程師的研發(fā)提供真實可靠的數(shù)據(jù)支持。
[0023]如圖1所示，一種電容式傳感器模型電路，包括模擬極板電路1，所述模擬極板電路I的輸入端連接有用來產(chǎn)生并發(fā)送傳感器封裝電學(xué)參數(shù)信號以及傳感器極板影響參數(shù)信號的模擬輸入電路，所述的模擬極板電路I的輸出端連接有用來接收并輸出傳感器封裝電學(xué)參數(shù)信號以及傳感器極板影響參數(shù)信號的模擬輸出電路。
[0024]本實施例中，所述的模擬極板電路I包括模擬極板驅(qū)動電路和模擬極板檢測電路，所述的模擬極板檢測電路包括串聯(lián)的模擬檢測電容一和模擬檢測電容二，所述的模擬檢測電容一串聯(lián)模擬檢測體電阻抗一，模擬檢測電容二串聯(lián)模擬檢測體電阻抗二，所述的模擬極板驅(qū)動電路的包括串聯(lián)的模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二，所述的模擬驅(qū)動電容一串聯(lián)模擬驅(qū)動體電阻抗一，模擬驅(qū)動電容二串聯(lián)模擬驅(qū)動體電阻抗二，模擬檢測體電阻抗一與模擬驅(qū)動體電阻抗一間連接有稱合電容一，模擬檢測體電阻抗二與模擬驅(qū)動體電阻抗二間連接有耦合電容二，所述模擬檢測體電阻抗一與模擬驅(qū)動體電阻抗一間連接有耦合電容一，模擬檢測電容一和模擬檢測電容二串聯(lián)的連接點經(jīng)模擬檢測體電阻抗三與模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二串聯(lián)的連接點相連，所述模擬檢測電容一的上極板、模擬檢測體電阻抗一、模擬驅(qū)動電容一的上極板、模擬檢測體電阻抗一以及耦合電容一的連接電路組成模擬上極板電路，模擬檢測電容一的下極板、模擬檢測電容二的上極板、模擬驅(qū)動電容一的下極板、模擬驅(qū)動電容二的上極板以及模擬檢測體電阻抗三的連接電路組成模擬中極板電路，模擬檢測電容二的下極板、模擬檢測體電阻抗二、模擬驅(qū)動電容二的下極板、模擬驅(qū)動體電阻抗二以及耦合電容二的連接電路組成模擬下極板電路。由模擬極板驅(qū)動電路驅(qū)動電容式傳感器模型電路極板上的信號，并通過模擬極板檢測電路對驅(qū)動的信號進(jìn)行檢測。極板部分的驅(qū)動信號主要由模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二產(chǎn)生，然后經(jīng)模擬檢測電容二和模擬檢測體電阻抗二檢測驅(qū)動信號的大小。
[0025]在實際的電容式傳感器檢測過程中通常會受到電容器極板本身結(jié)構(gòu)以及封裝部分產(chǎn)生的電學(xué)參數(shù)的影響，因此電容式傳感器模型電路應(yīng)將電容器極板本身結(jié)構(gòu)以及封裝部分所產(chǎn)生的電學(xué)參數(shù)影響考慮在內(nèi)。
[0026]因此本實用新型所述的模擬輸入電路包括封裝參數(shù)輸入電路5和極板影響參數(shù)輸入電路2，所述的封裝參數(shù)輸入電路5連接極板影響參數(shù)輸入電路2，所述的極板影響參數(shù)輸入電路2連接模擬極板驅(qū)動電路的輸入端。模擬輸出電路包括封裝參數(shù)輸出電路4和極板影響參數(shù)輸出電路3，所述的極板影響參數(shù)輸出電路3連接封裝參數(shù)輸出電路4，所述的極板影響參數(shù)輸出電路3連接模擬極板檢測電路的輸出端。
[0027]所述的極板影響參數(shù)輸入電路2包括分別設(shè)置在模擬上極板電路與模擬中極板電路之間輸入端耦合電容一、模擬中極板電路與模擬下極板電路之間的輸入端耦合電容二以及模擬上極板電路與模擬下極板電路之間的輸入端耦合電容三，在模擬上極板電路和模擬下極板電路上還分別連接有輸入端漏電阻抗和輸入端模擬寄生電容，且輸入端漏電阻抗和輸入端模擬寄生電容均接地。
[0028]所述的封裝參數(shù)輸入電路5包括輸入端模擬電阻和輸入端模擬電感，在模擬上極板電路和模擬下極板電路的輸入連接端均連接有所述的輸入端模擬電阻，所述的輸入端模擬電阻連接輸入端模擬電感的一端，輸入端模擬電感的另一端連接輸入端模擬電容，所述的輸入端模擬電容接地。
[0029]所述的極板影響參數(shù)輸出電路3包括分別設(shè)置在模擬上極板電路與模擬中極板電路之間輸出端耦合電容一、模擬中極板電路與模擬下極板電路之間的輸出端耦合電容二以及模擬上極板電路與模擬下極板電路之間的輸出端耦合電容三，在模擬上極板電路、模擬中極板電路和模擬下極板電路上還分別連接有輸出端漏電阻抗和輸出端模擬寄生電容且所述的輸出端漏電阻抗和輸出端模擬寄生電容接地。
[0030]所述的封裝參數(shù)輸出電路4包括輸出端模擬電阻和輸出端模擬電感，在模擬上極板電路、模擬中極板電路和模擬下極板電路的輸出連接端均連接有所述的輸出端模擬電阻，所述的輸出端模擬電阻連接輸出端模擬電感的一端，輸出端模擬電感的另一端連接輸出端模擬電容，所述的輸出端模擬電容接地。
[0031]作為一種優(yōu)選實施例，所述模擬極板檢測電路中的模擬檢測電容一、模擬檢測電容二以及模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二均為可調(diào)電容。在模擬不同的工作條件和精確度要求時可直接調(diào)節(jié)可調(diào)電容模擬不同工作環(huán)境并滿足不同精確度要求，無需重新拆裝，操作簡單，縮短了工程師的研發(fā)周期。
[0032]參見圖3，本實施例中所述的電容式傳感器模型電路中所述的模擬極板驅(qū)動電路設(shè)有兩個模擬驅(qū)動電容，分別為模擬驅(qū)動電容一 C1和模擬驅(qū)動電容二 C2，所述的模擬驅(qū)動電容一 C1串聯(lián)模擬驅(qū)動體電阻抗一 R1，模擬驅(qū)動電容二 C2串聯(lián)模擬驅(qū)動體電阻抗二 R2,由模擬驅(qū)動電容一C1和模擬驅(qū)動電容二C2串聯(lián)，模擬極板檢測電路包括有模擬檢測電容一 C3串聯(lián)模擬檢測體電阻抗一 R3，模擬檢測電容二 C4串聯(lián)模擬檢測體電阻抗二 R4，模擬檢測電容一 C3和模擬檢測電容二 C4串聯(lián)，模擬驅(qū)動電容一 C1與模擬驅(qū)動電容二 C2串聯(lián)的連接點經(jīng)模擬檢測體電阻抗三R15連接模擬檢測電容三C3與模擬檢測電容四C4的連接點。模擬驅(qū)動體電阻抗一 R1經(jīng)耦合電容一 C5連接模擬檢測體電阻抗一 R3，模擬驅(qū)動體電阻抗二 R2經(jīng)耦合電容一 C6連接模擬檢測體電阻抗二 R4。所述的模擬驅(qū)動電容一 C1上極板、模擬驅(qū)動體電阻抗一 R1、稱合電容一 C5、模擬檢測電容一 C3上極板以及模擬檢測體電阻抗一 R3組成的電路構(gòu)成模擬上極板電路，模擬驅(qū)動電容一 C1下極板、模擬檢測電容一 C3下極板、模擬檢測體電阻抗三R15、模擬檢測電容二 C4上極板以及模擬驅(qū)動電容二 C2上極板組成的電路構(gòu)成模擬中極板電路，所述的模擬驅(qū)動電容二 C2下極板、模擬驅(qū)動體電阻抗二 R2、模擬檢測電容二 C4下極板以及模擬檢測體電阻抗二 R4組成的電路構(gòu)成模擬中極板電路。
[0033]模擬輸出電路包括極板影響參數(shù)輸出電路和封裝參數(shù)輸出電路，所述的極板影響參數(shù)輸出電路包括分別設(shè)置在模擬上極板電路和模擬中極板電路之間的輸出端耦合電容一 C14,模擬中極板電路與模擬下極板電路之間的輸出端耦合電容二 C15,模擬上極板電路和模擬下極板電路之間的的輸出端耦合電容三C16,所述的模擬檢測體電阻抗三R15連接在輸出端耦合電容一 C14和輸出端耦合電容二 C15的連接點處。在模擬上極板電路上連接有用于表示上極板漏電阻抗的輸出端漏電阻抗一 R9和表示上極板與殼體間以及導(dǎo)線間電容關(guān)系的輸出端模擬寄生電容一 C17，模擬下極板電路上連接有用于表示下極板漏電阻抗的輸出端漏電阻抗二 R11和表示下極板與殼體間以及導(dǎo)線間電容關(guān)系的輸出端模擬寄生電容二 C19,在模擬中極板電路上也同樣連接有輸出端漏電阻抗三Rltl和輸出端模擬寄生電容三輸出端C18,然后分別由模擬上極板電路的輸出連接端padl，模擬中極板電路的輸出連接端pad2和模擬下極板電路的輸出連接端pad3連接至封裝參數(shù)輸出電路。所述的封裝參數(shù)輸出電路包括與模擬上極板電路的輸出連接端padl連接由輸出端模擬電阻一 R12和輸出端模擬電感一 L3串聯(lián)的一端，所述輸出端模擬電感一 L3的一端連接輸出端模擬電容一 C2tl,輸出端模擬電容一 C2tl接地。模擬中極板電路的輸出端連接端pad2連接由輸出端模擬電阻二 R13和輸出端模擬電感二 L4串聯(lián)的一端,所述輸出端模擬電感二 L4的一端連接輸出端模擬電容二 C21,輸出端模擬電容二 C21接地。下極板的輸出端連接端pad3連接由輸出端模擬電阻三R14和輸出端模擬電感三L5串聯(lián)的一端,所述輸出端模擬電感二 L5的一端連接輸出端模擬電容二C22，輸出端模擬電容二 C22接地。所述輸出端模擬電感一 L3與輸出端模擬電容一 C2tl連接點作為輸出端一 S1,同樣地，有輸出端二 S2和輸出端三S3。
[0034]模擬極板驅(qū)動電路還連接極板影響參數(shù)輸出電路，所述的極板影響參數(shù)輸出電路包括設(shè)置在模擬上極板電路和模擬中極板電路間的輸入端耦合電容一 C7，模擬中極板電路和模擬下極板電路間的輸入端耦合電容二 C8，模擬上極板電路和模擬下極板電路上的輸入端耦合電容三c9。在模擬上極板電路上連接有用于驅(qū)動模擬上極板漏電阻抗信號的輸入端漏電阻抗一 R5和用于驅(qū)動模擬上極板電路的寄生電容信號的輸入端模擬寄生電容一 Cltl,且輸入端模擬寄生電容一 Cltl與模擬上極板電路的連接點為模擬上極板輸入端pad4,同樣地，在模擬下極板電路上連接有輸入端漏電阻抗二 R6和輸入端模擬寄生電容二 C11,且輸入端模擬寄生電容二 C11與模擬下極板電路連接點為模擬下極板輸入端pad5，所述的模擬上極板輸入端pad4和模擬下極板輸入端pad5連接封裝參數(shù)輸入電路。
[0035]所述的封裝參數(shù)輸入電路包括驅(qū)動封裝焊盤和焊線的電感、電阻以及電容信號的輸入端模擬電感、輸入端模擬電阻和輸入端模擬電容。模擬上極板輸入端pad4連接輸入端模擬電阻一 R7的一端，輸入端模擬電阻一 R7的另一端連接輸入端模擬電感一 L1,所述輸入端模擬電感一 L1連接輸入端模擬電容一 C12,所述的輸入端模擬電容一 C12接地。同樣地,模擬下極板輸入端pad5連接輸入端模擬電阻二 R8的一端，輸入端模擬電阻二 R8的另一端連接輸入端模擬電感二 L2，所述輸入端模擬電感二 L2連接輸入端模擬電容二 C13，所述的輸入端模擬電容二 C13接地。輸入端模擬電感一 L1與輸入端模擬電容一 C12的連接端為輸入端D1，輸入端模擬電感二 L2與輸入端模擬電容二 C13的連接端為輸入端D2。
[0036]運(yùn)用本實用新型所述的電容式傳感器模型電路進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計，如圖2所示。所述的電容式傳感器的輸出端S1、S2和S3連接前端放大器將采集到的信號放大，并通過濾波器濾波后輸出，同時將輸出的信號反饋回輸入端D1和D2，完成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0037]本實用新型所述的電容式傳感器充分考慮了檢測時的各種影響參數(shù)，保證了檢測的準(zhǔn)確性。在工程師進(jìn)行電路設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計時，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測，減小了電路或控制系統(tǒng)的設(shè)計誤差。
[0038]除上述優(yōu)選實施例外，本實用新型還有其他的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型作出各種改變和變形，只要不脫離本實用新型的精神，均應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式傳感器模型電路，包括模擬極板電路(1)，其特征在于:所述模擬極板電路(I)的輸入端連接有用來產(chǎn)生并發(fā)送傳感器封裝電學(xué)參數(shù)信號以及傳感器極板影響參數(shù)信號的模擬輸入電路，所述的模擬極板電路(I)的輸出端連接有用來接收并輸出傳感器封裝電學(xué)參數(shù)信號以及傳感器極板影響參數(shù)信號的模擬輸出電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式傳感器模型電路，其特征在于:所述的模擬極板電路(I)包括模擬極板驅(qū)動電路和模擬極板檢測電路，所述的模擬極板檢測電路包括串聯(lián)的模擬檢測電容一和模擬檢測電容二，所述的模擬檢測電容一串聯(lián)模擬檢測體電阻抗一，模擬檢測電容二串聯(lián)模擬檢測體電阻抗二，所述的模擬極板驅(qū)動電路的包括串聯(lián)的模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二，所述的模擬驅(qū)動電容一串聯(lián)模擬驅(qū)動體電阻抗一，模擬驅(qū)動電容二串聯(lián)模擬驅(qū)動體電阻抗二，模擬檢測體電阻抗一與模擬驅(qū)動體電阻抗一間連接有耦合電容一，模擬檢測體電阻抗二與模擬驅(qū)動體電阻抗二間連接有耦合電容二，所述模擬檢測體電阻抗一與模擬驅(qū)動體電阻抗一間連接有稱合電容一，模擬檢測電容一和模擬檢測電容二串聯(lián)的連接點經(jīng)模擬檢測體電阻抗三與模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二串聯(lián)的連接點相連，所述模擬檢測電容一的上極板、模擬檢測體電阻抗一、模擬驅(qū)動電容一的上極板、模擬檢測體電阻抗一以及耦合電容一的連接電路組成模擬上極板電路，模擬檢測電容一的下極板、模擬檢測電容二的上極板、模擬驅(qū)動電容一的下極板、模擬驅(qū)動電容二的上極板以及模擬檢測體電阻抗三的連接電路組成模擬中極板電路，模擬檢測電容二的下極板、模擬檢測體電阻抗二、模擬驅(qū)動電容二的下極板、模擬驅(qū)動體電阻抗二以及耦合電容二的連接電路組成模擬下極板電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式傳感器模型電路，其特征在于:所述的模擬輸入電路包括封裝參數(shù)輸入電路(5 )和極板影響參數(shù)輸入電路(2 )，所述的封裝參數(shù)輸入電路(5 )連接極板影響參數(shù)輸入電路(2)，所述的極板影響參數(shù)輸入電路(2)連接模擬極板驅(qū)動電路的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式傳感器模型電路，其特征在于:所述的極板影響參數(shù)輸入電路(2)包括分別設(shè)置在模·擬上極板電路與模擬中極板電路之間輸入端耦合電容一、模擬中極板電路與模擬下極板電路之間的輸入端耦合電容二以及模擬上極板電路與模擬下極板電路之間的輸入端耦合電容三，在模擬上極板電路和模擬下極板電路上還分別連接有輸入端漏電阻抗和輸入端模擬寄生電容，且輸入端漏電阻抗和輸入端模擬寄生電容均接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式傳感器模型電路，其特征在于:所述的封裝參數(shù)輸入電路(5)包括輸入端模擬電阻和輸入端模擬電感，在模擬上極板電路和模擬下極板電路的輸入連接端均連接有所述的輸入端模擬電阻，所述的輸入端模擬電阻連接輸入端模擬電感的一端，輸入端模擬電感的另一端連接輸入端模擬電容，所述的輸入端模擬電容接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式傳感器模型電路，其特征在于:所述的模擬輸出電路包括封裝參數(shù)輸出電路(4)和極板影響參數(shù)輸出電路(3)，所述的極板影響參數(shù)輸出電路(3)連接封裝參數(shù)輸出電路(4)，所述的極板影響參數(shù)輸出電路(3)連接模擬極板檢測電路的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容式傳感器模型電路，其特征在于:所述的極板影響參數(shù)輸出電路(3)包括分別設(shè)置在模擬上極板電路與模擬中極板電路之間輸出端I禹合電容一、模擬中極板電路與模擬下極板電路之間的輸出端耦合電容二以及模擬上極板電路與模擬下極板電路之間的輸出端耦合電容三，在模擬上極板電路、模擬中極板電路和模擬下極板電路上還分別連接有輸出端漏電阻抗和輸出端模擬寄生電容且所述的輸出端漏電阻抗和輸出端模擬寄生電容接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容式傳感器模型電路，其特征在于:所述的封裝參數(shù)輸出電路(4)包括輸出端模擬電阻和輸出端模擬電感，在模擬上極板電路、模擬中極板電路和模擬下極板電路的輸出連接端均連接有所述的輸出端模擬電阻，所述的輸出端模擬電阻連接輸出端模擬電感的一端，輸出端模擬電感的另一端連接輸出端模擬電容，所述的輸出端模擬電容接地。
9.根據(jù)權(quán)利 要求2所述的電容式傳感器模型電路，其特征在于:所述模擬極板檢測電路中的模擬檢測電容一、模擬檢測電容二以及模擬驅(qū)動電容一和模擬驅(qū)動電容二均為可調(diào)電容。
【文檔編號】G01D18/00GK203642951SQ201320682682
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】李榮寬, 薛曉軍, 周駿 申請人:嘉興市納杰微電子技術(shù)有限公司