基于电容检测芯片的电容检测系统设计①--射频易商城

2022-12-12 19:34 来源：互联网阅读次数：2622

基于电容检测芯片的电容检测系统设计①

电容式传感器一般是将被测量的变化量转换为电容量的变化。目前，基于这种原理的各种类型的传感器已在测量加速度、液位、几何孔径等方面得到了广泛的应用。但以电容为变化量的传感器(尤其是 MEMS 传感器)，其电容变化范同往往只有几个 pF，甚至几个 fF。这便对电容检测的精度提出了很高的要求，尤其是在传感器的研发过程中，往往需要极高精度的电容检测设备对传感器进行测试与调校。但是一直以来国内外都缺乏能够对微小电容进行实时检测的专用仪器，普遍的做法是针对所研发的传感器自行设计、制做专门的电容检测电路，这无疑增加了传感器设计的难度与工作量。针对这一问题，我们设计了通用的电容式传感器检测系统。该系统能够对微小电容进行实时检测，并可以通过上位机实现实时显示、存储等功能。

1 总体设计
电容式传感器的检测方法主要有：设计专用 ASIC 芯片；使用分立元件通过电容桥、频率测量等原理实现测量；使用通用电容检测芯片将电容转换为电压或其他量等。从技术难度、测量精度等多方面考虑，本系统采用集成电容检测芯片来完成对电容式传感器的检测。系统结构框图如图 1 所示。电容检测芯片选用 Irvine Sensor 公司的MS3110。 MS3110 将电容量转换为电压量输出(量程为 0～10 pF)。单片机 MSP430F149 集成的 12 位 A／ D 转换器对输出电压进行采样，并通过 I／ O 端口对 MS3110 内部寄存器进行设置。数据经采样后通过串口传送到上位机进行处理、实时显示、存储等。上位机由普通微机构成。

推荐产品一、丽芯微电 220pF, ≥1G@50V, 双面不留边单层芯片电容

型号：C11-15-50V-221
容值/容差：220pF / ±20%
温度系数：±15%@-55～+125℃
绝缘电阻@电压：≥1G@50V
损耗@频率：≤2.5@1MHz
封装尺寸：0.381*0.381*0.178 mm
性能特点：尺寸小、容值大，结构简单，电极正面及反面均不留绝缘边;采用MM结构，产品寄生参数小，使用频率高至100GHz;表面纯金电极，适合金丝、金带等微组装工艺;适合Au/Sn、Au/Si、Au/Ge 共晶焊，以及Sn /Pb、导电胶粘接;七专级/ 普军级可选。

推荐产品二、丽芯微电 22pF, ≥100G@100V, 双面不留边单层芯片电容

型号：C11-15-100V-220
容值/容差：22pF / ±20%
温度系数：±15%@-55～+125℃
绝缘电阻@电压：≥100G@100V
损耗@频率：≤4.0@1KHz
封装尺寸：0.381*0.381*0.178 mm
性能特点：尺寸小、容值大，结构简单，电极正面及反面均不留绝缘边;采用MM结构，产品寄生参数小，使用频率高至100GHz;表面纯金电极，适合金丝、金带等微组装工艺;适合Au/Sn、Au/Si、Au/Ge 共晶焊，以及Sn /Pb、导电胶粘接;七专级/ 普军级可选。

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