[实用新型]一种电容传感器实现电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器电路，尤其涉及一种电容传感器实现电路。

背景技术

电容传感器可以用于物位、料位、液位、位移距离等测量。现有的电容传感器，一般通过阻容振荡器，单片机和专用芯片三种方式实现功能。一般的阻容振荡器虽具有结构简单的的优点，但其稳定性较差，只能检测电容量较大的变化，另外其灵敏度也较差。而用单片机检测检测灵敏度又不高，专用芯片价格比较高。针对现有技术中电容传感器存在的上述缺陷，本实用新型提出了一种电容传感器实现电路。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电容传感器实现电路，同现有的阻容振荡器相比，具有检测灵敏度高，电路稳定可靠的优点。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种电容传感器实现电路，使用两级三极管放大电路，第一级电路由电阻R1、R2、三极管T1构成，其中R1的一端连接电源VCC，另一端连接三极管T1的集电极，电阻R2的一端连接三极管T1的发射极，另一端连接到参考地，检测极连接到三极管T1的基极；

第二级电路由三极管T2和电阻R4构成，三极管T2的集电极跟电源VCC相连，基极连接到三极管T1的集电极，发射极跟电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端跟参考地相连；

电阻R3是第一级电路三极管T1的偏置电阻，电阻R3的一端跟三极管T2的发射极相连，另一端跟三极管T1的基极相连；

还包括电容C1，其一端与三极管T2的发射极相连，另一端与三极管T1的发射极相连。

上述的一种电容传感器实现电路，其中，第二级电路还包括温度补偿电阻NTC2，三极管T2的发射极跟温度补偿电阻NTC2的一端相连，温度补偿电阻NTC2的另一端跟电阻R4的一端相连。

上述的一种电容传感器实现电路，其中，还包括一个背电极，背电极与三极管T2相连接。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种电容传感器实现电路，同现有的阻容振荡器相比，具有检测灵敏度高，电路稳定可靠的优点，通过合理的调节电路的参数，即可以实现超远距离检测的灵敏度，也可以实现近距离检测的分辨率，还可以实现在一定的检测距离下的高线性度。

附图说明

图1为本专利的电路图；

图2为电容传感器实现相同功能的另一种电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

本专利提供的电路使用两级三极管放大电路，第一级电路由电阻R1、R2、三极管T1构成，其中R1的一端连接电源VCC，另一端连接三极管T1的集电极，电阻R2的一端连接三极管T1的发射极，另一端连接到参考地，检测极连接到三极管T1的基极。

第二级电路由三极管T2和电阻R4及可选的温度补偿电阻NTC2构成，三极管T2的集电极跟电源VCC相连，基极连接到三极管T1的集电极，发 射极跟可选的温度补偿电阻NTC2的一端相连，温度补偿电阻NTC2的另一端与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与参考地相连。

电阻R3和可选的温度补偿电阻NTC1是第一级电路T1的偏置电阻，电阻R3的一端与三极管T2的发射极相连，另一端与可选的温度补偿电阻NTC1的一端相连，温度补偿电阻NTC1的另一端与三极管T1的基极相连，作为电压负反馈有提高电路稳定性作用。

电容C1是电路的主反馈电容，其一端与三极管T2的发射极相连，另一端与三极管T1的发射极相连，通过调节C1可改变电路的反馈系数，从而得到稳定可靠的震荡。一个可选的背电极与三极管T2相连接，如引入背电极，可提高传感器的指向性和灵敏度。

三极管T2的发射极作为本电路的输出，可得到随待测电容变化而变化的频率和幅度信号。通过检测频率或者电源就可以知道现在待测的电容值。

通过引入并选择合适的可选的温度补偿电阻NTC1、NTC2可使电路在不同的温度条件下输出基本稳定，降低电路的温度漂移，有利于提高电路的灵敏度、分辨率、信噪比、线性度、稳定性、可靠性和电路的工作温度范围。

如附图2所示，本专利提供的电路图可以使用运算放大器来替代电路中的三极管T1、三极管T2，以进一步提高电路的稳定性和可靠性。其连接方式如附图2，其检测极连接运算放大器IC的输出OA端，而背电极连接运算放大器的反相输入端。在这里R1是负反馈电阻，可以调节整个电路的放大倍数，并提高电路的稳定性，为了进一步提高电路的稳定性，这 里使用一个晶振或陶瓷振荡器来替代三极管电路的电容C1。这样电路降输出一个频率稳定而震荡幅值随检测电容变化而变化的交流信号。由于其频率更为稳定，可进一步提高电路的EMC性能。此电路适用于高可靠性、低EMI的场合。