[发明专利]一种电容温度补偿方法及装置

说明书

本发明提供了一种电容温度补偿方法及装置，所述补偿方法包括有：在温度变化的环境中，测量出该环境的测量温度以及被测电容的测量电容值；根据测量温度和测量电容值，计算测量温度与标准温度之间的温差，以及测量电容值与标准电容值之间的电容差；根据温差以及电容差，得到补偿公式。所述装置包括有：高低温实验箱，用于提供温度变化的环境；测量电路，用于测量环境中的测量温度以及被测电容的测量电容值；计算机，用于根据测量温度和测量电容值，计算测量温度与标准温度之间的温差，以及测量电容值与标准电容值之间的电容差，并根据温差以及电容差，得到补偿公式。本发明提供的一种电容温度补偿方法，有效地实现对电容进行温度补偿。

技术领域

本发明属于温度补偿技术领域，特别涉及一种电容温度补偿方法及装置。

背景技术

在传统的电容测量电路设计中，通常先将电容量转换成电压或电流等模拟量，再利用一个高位数的模数转换器(analog to digital converter，ADC)将该模拟量转换成数字信号，电路设计起来复杂，测量难以获得很高的精度，并容易受到外界的干扰。而数字化电容测微技术已经成熟，一些高精度的电容测量芯片早已问世，如ADI公司的高分辨率电容数字转换器(Capacitance digital converter，CDC)AD7747，其采用24位采样方式，采样线性度可达0.01％，具有一个双线式I2C兼容的串行接口，通信方式简单。

AD7747的有效电容检测范围为±8.192pF，内部功能框图如图1所示，(MUX)上有五个接口，分别为输入电压+(VIN+)、输入电压-(VIN-)、电容输入+(CIN1+)、电容输入-(CIN1-)以及容性输入屏蔽(SHLD)；(MUX)连接有温度传感器(TEMP SENSOR)以及24位转换器(24-BITΣ-ΔGENERATOR)，(MUX)接收电容数模转换器1以及电容数模转换器2与传输的信号，24位转换器接收时钟发生器的信号，24位转换器可传输信号给数字滤波器(DIGITALFILTER)，24位转换器可接收参考电压(VOLTAGE REFERENCE)的信号，数字滤波器可传输信号给I2C串行接口(I²C SERIAL INTERFACE)；I2C串行接口连接有三个接口，分别为串行数据线(SDA)以及串行数据线时钟线(SCL)，其中该I2C串行接口是双线式I2C兼容的串行接口；AD7747上还有控制逻辑校准(CONTROL LOGIC)，控制逻辑校准与逻辑输出接口连接，AD7747上还有基准电压+(REFIN+)以及基准电压-(REFIN-)、激励源(EXCITATION)以及电源(VDD)，基准电压+(REFIN+)以及基准电压-(REFIN-)传输信号给24位转换器，激励源传输信号给电容输入+、电容输入-以及容性输入屏蔽这三个接口。

AD7747是利用开关电容技术构建电荷平衡电路来测量电容的，被测电容连接在电容输入+接口和地之间，在一个转换周期内，当通过激励源施加一个方波激励信号于被测电容上，24位转换器连续采样经过被测电容的电荷，后经数字滤波器处理和校正，最后处理器通过I2C串行接口将数据读出。

但在针对小电容高精度的测量场景中，被测电容由于受环境温度影响，会有一定变化，因此，只用AD7747测量被测电容时，难以测出被测电容的真实值。

因此，需要设计一种电容温度补偿方法及装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种电容温度补偿方法，所述补偿方法包括有：

在温度变化的环境中，测量出该环境的测量温度以及被测电容的测量电容值；

根据测量温度和测量电容值，计算测量温度与标准温度之间的温差，以及测量电容值与标准电容值之间的电容差；

根据温差以及电容差，得到补偿公式。

进一步的，所述被测电容的测量电容值的测量方法包括有：

通过测量电路，测量出被测电容的测量电容值。