基于AM402的电流量输出电容式角度传感器
根据设计结构,设此电容式角度传感器静片的半径为R,转动片与静片之间的距离(即极板间距)为d,空气的介电常数为En,转动过程中,每个张角为90~的转动片与静片相对面积的变化量为△s.初始状态转动片与静片相对面积为零,则△S1=△S2=△s.因为:
总的电容变化量为:
设转动片从初始位置开始,相对于静片转过的角度为口,当
由式(4)~式(7)可知,电容变化量是随角度变化周期性变化的,在0~3印。内的每个象限,电容的变化量与角度变化量0都成线性关系,变化量最大为:
3 电容信号测量及其转化电路
3.1 电容一电压转犊电路CAV424
CAV424是一种多用途的处理各种电容式传感器信号转换的集成电路,能够将电容信号转换成电压信号。它同时具有信号采集(相对电容量的变化)、处理和差分电压输出的功能,能够测量出被测电容和参考电容的差值,即在相对于参考电容值(10 PF~2 nF)5% ~100%的变化范围内的电容值,并将其转化成相应的差分电压输出,具有高检测灵敏度;同时它还集成了内置温度传感器,当需要数字化信号修正时可直接用来监测温度。利用CAV424作为电容传感器的调理电路,可克服寄生电容和环境变化的影响,提高了测量精度和抗干扰能力。同时传感器外接元件较少,处理电路比较简单,仪器体积小。
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