２０１１年１Ｒ∞麓１期电子灞试ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＳＴＪ矗ｎ。＂Ｎｏ．１振荡式微小电容测量电路★邵学涛，李新娥（中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原０３００５１）摘要：微小电容的测量成了电容传感器能否广泛应用的关键技术。针对目前微小电容测量系统刷新率低，体积大的现状，本文提出了一种电容一频率转化电路，该电路将电容传感器接入方波振荡回路中，振荡波形频率随电容的改变而改变，通过对振荡波形的处理，积分电路可以将微小的电容信号转换成电压的变化。该测量系统具有功耗低、体积小、分辨率高、刷新率高的特点，可以高精度高频率测量电容传感器的变化。文中详细阐述了测量电路的基本原理和具体实现。关键词：微小电容；积分电路；电容传感器中图分类号：ＴＰ２１２．９文献标识码：ＢＭｅａｓｕｒｅｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｔｈｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ‘ｍｉｃｒｏ＿＿。ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ’ＳｈａｏＸｕｅｍｏ。ＬｉＸｉｎｅ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆｌｍｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ）。ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏ—＋ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅＷａｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｃａｐａｃｉｔｉｖｅｕｓｅｄ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｆａｃｉｎｇｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｓｅｍｏｒｃａｒｌｂｅｗｉｄｅｌｙｏｆｌｏｗｒｅｆｒｅｓｈｒａｔｅ．，ｌａｒｇｅｖｏｌｕｍｅｏｆｍｉｃｒｏ—ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅＭｅａｓｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ，ｍａｋｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｓｅｎｓｏｒａＣＣｅＳＳｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｈｉｃｈｔｏｔｈｅｓｑｕａｒｅｗａｖｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔ．Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ—≯�ｍｉｃｒｏｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｓｉｇｌａｌｃｏｕｌｄｃｏｎｖｅｒｔｔＯａｗａｖｅｆｏｒｍｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓｃｈａｎｇｅｄｗｉｔｌｌｔｈｅｃａｐａｃｉｔｏｒ，ｉｎｔｅｇｒａｌｃｉｒｃｕｉｔｍａｄｅｔｈｅｗａｖｅｆｏｍａ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｖｏｌｔａｇｅｏｕｔｐｕｔｂｙｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｈｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｃａｐａｃｉｍｎｃｅｈｉｇｈｌｙｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｌｙ丹ｅｑｕｅｎｃｙ．、析ｔ１１ｔｈｅｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｓｍａｌｌｖｏｌｕｍｅ，ｈｉ【ｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｈｉ【ｇｈｒｅｆｒｅｓｈｒａｔｅ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ｃｉｒｃｕｉｔ；ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｓｅｎｓｏｒａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃＫｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｉｃｒｏ～ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ：Ｉｎｔｅｇｒａｌ★基金项目：国防科技重点实验室基金（０４０１１００７）资助巴万方数据０引言电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种装置。电容式传感器具有结构简单、分辨力高、工作可靠、动态响应快、可非接触测量，并能在高温、辐射和强烈振动等恶劣条件下工作等优点已在工农业生产的各个领域得到广泛应用Ⅱ１。本文采用振荡法测量微小电容，电容式传感器和外部元件组成振荡电路，频率变化的振荡信号经过处理，转换为电压幅值的变化，经单片机ＡＤ采集后，反算出电容的变化量。电容的改变转化为输出频率的变化，可以是正弦波输出，也可以方波输出。正弦波的输出比起方波来，波形更容易受到干扰和衰减，而且方波的频率也更容易用单片机来测量。１原理...