基于電容檢測芯片的電容檢測系統(tǒng)設(shè)計①--射頻易商城
基于電容檢測芯片的電容檢測系統(tǒng)設(shè)計①
電容式傳感器一般是將被測量的變化量轉(zhuǎn)換為電容量的變化。 目前， 基于這種原理的各種類型的傳感器已在測量加速度、 液位、 幾何孔徑等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 但以電容為變化量的傳感器(尤其是 MEMS 傳感器)， 其電容變化范同往往只有幾個 pF， 甚至幾個 fF。 這便對電容檢測的精度提出了很高的要求， 尤其是在傳感器的研發(fā)過程中， 往往需要極高精度的電容檢測設(shè)備對傳感器進行測試與調(diào)校。 但是一直以來國內(nèi)外都缺乏能夠?qū)ξ⑿‰娙葸M行實時檢測的專用儀器， 普遍的做法是針對所研發(fā)的傳感器自行設(shè)計、 制做專門的電容檢測電路， 這無疑增加了傳感器設(shè)計的難度與工作量。 針對這一問題， 我們設(shè)計了通用的電容式傳感器檢測系統(tǒng)。 該系統(tǒng)能夠?qū)ξ⑿‰娙葸M行實時檢測， 并可以通過上位機實現(xiàn)實時顯示、 存儲等功能。
1 總體設(shè)計電容式傳感器的檢測方法主要有： 設(shè)計專用 ASIC 芯片； 使用分立元件通過電容橋、 頻率 測量等原理實現(xiàn)測量； 使用通用電容檢測芯片將電容轉(zhuǎn)換為電壓或其他量等。 從技術(shù)難度、 測量精度等多方面考慮， 本系統(tǒng)采用集成電容檢測芯片來完成對電容式傳感器的檢測。 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示。 電容檢測芯片選用 Irvine Sensor 公司的MS3110。 MS3110 將電容量 轉(zhuǎn)換為電壓量輸出(量程為 0～10 pF)。 單片機 MSP430F149 集成的 12 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器對輸 出電壓進行采樣， 并通過 I／ O 端口對 MS3110 內(nèi)部寄存器進行設(shè)置。 數(shù)據(jù)經(jīng)采樣后通過串 口傳送到上位機進行處理、 實時顯示、 存儲等。 上位機由普通微機構(gòu)成。
推薦產(chǎn)品一、麗芯微電 220pF, ≥1G@50V, 雙面不留邊 單層芯片電容
型號：C11-15-50V-221
容值/容差：220pF / ±20%
溫度系數(shù)：±15%@-55～+125℃
絕緣電阻@電壓：≥1G@50V
損耗@頻率：≤2.5@1MHz
封裝尺寸：0.381*0.381*0.178 mm
性能特點：尺寸小、容值大，結(jié)構(gòu)簡單，電極正面及反面均不留絕緣邊;采用MM結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品寄生參數(shù)小，使用頻率高至100GHz;表面純金電極，適合金絲、金帶等微組裝工藝;適合Au/Sn、Au/Si、Au/Ge 共晶焊，以及Sn /Pb、導(dǎo)電膠粘接;七專級/ 普軍級可選。
推薦產(chǎn)品二、麗芯微電 22pF, ≥100G@100V, 雙面不留邊 單層芯片電容
型號：C11-15-100V-220
容值/容差：22pF / ±20%
溫度系數(shù)：±15%@-55～+125℃
絕緣電阻@電壓：≥100G@100V
損耗@頻率：≤4.0@1KHz
封裝尺寸：0.381*0.381*0.178 mm
性能特點：尺寸小、容值大，結(jié)構(gòu)簡單，電極正面及反面均不留絕緣邊;采用MM結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品寄生參數(shù)小，使用頻率高至100GHz;表面純金電極，適合金絲、金帶等微組裝工藝;適合Au/Sn、Au/Si、Au/Ge 共晶焊，以及Sn /Pb、導(dǎo)電膠粘接;七專級/ 普軍級可選。
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