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1、64传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2007年第26卷第7期3电容传感器测量电路的温度补偿112杨三序,李晓伟,王业正(1.商丘师范学院物理系,河南商丘476000;2.商丘车辆总厂,河南商丘476000)摘要:电荷转移式电容测量电路长年工作时,其输出会有较大的温度漂移。利用热敏电阻器对温度取样,由试验得到电容测量电路的输出电压随温度变化的规律,采用单片机技术对电路进行温度补偿,可使温度漂移减小为原来的20%。这种补偿方法不受测量电路零位、增益调整的影响。关键词:电容式称重传感器;
2、温度补偿;热敏电阻器;单片机中图分类号:TP212.1文献标识码:A文章编号:1000-9787(2007)07-0064-03Temperaturecompensationofcapacitance3transducermeasuringcircuit112YANGSan2xu,LIXiao2wei,WANGYe2zheng(1.DepartmentofPhysics,ShangqiuTeachersCollege,Shangqiu476000,China;2.ShangqiuVehicleGeneralFactory,Shangqiu
3、476000,China)Abstract:Whenthechargetransfercapacitancemeasuringcircuitworksalltheyearround,therewillbeaquiteconsiderabletemperaturedriftinitsoutput.Thetemperatureissampledwiththermistors,theregularityofoutputvoltageofcapacitancemeasuringcircuitchangingwithtemperaturefrome
4、xperimentsisfound,andthenthetemperatureofthecircuitiscompensatedwiththemicro2controllertechniques.Thetemperaturedriftto20%oftheoriginalcanbereduced.Anewcompensationmethoddoesn’tcometheinfluenceofmeasuringcircuitadjustmentofzeropositionandgain.Keywords:capacitanceweighingt
5、ransducer;temperaturecompensation;thermistor;micro2controller0引言RFRFVo=-V1+V2.(1)用车载式电容传感器检测车辆载荷质量时,采用了基R2R3[1,2]于四相检测技术的电荷转移式微电容测量电路。这是一种已被广泛应用的微电容测量电路,它具有很强的消除杂散电容影响的能力,能精确测量小于1pF的电容,分辨力大于1fF。但是,该电路中的双向开关和运算放大器等图1电荷转移式微电容测量电路的基本工作原理模拟元件容易受到工作环境温度变化的影响,致使电路的Fig1Basicprin
6、cipleofchargetransfercapacitance输出有较大的温度漂移,不能适应传感器的长年称重需要。measuringcircuit本文利用热敏电阻器对温度取样,通过试验得到测量2温度漂移试验电路的输出电压随温度变化的规律,采用单片机技术对电被测电容Cx选用车辆称重用车载式变极距电容传感路进行温度补偿,使得温度漂移减小为原来的20%。器,极板密封在ABS塑料内,极距保持在无载荷的最大工1测量电路的基本工作原理作位置。测量电路的灵敏度调整为1V/pF,不接Cx时改变电荷转移式微电容测量电路的基本工作原理见图1。V2使运算放大
7、器OP的输出电压Vo=0。图中,四相检测电路把被测电容Cx的电容值转换成电温度传感器采用灵敏度高、体积小的负温度系数热敏压V1,经电阻R2送到运算放大器OP的反相输入端;V2为电阻器,其标称电阻值R25=10kΩ,材料常数B(25℃/调零电压;OP和外围元件组成反相输入求和电路,由模拟电子技术[3]可知,输出电压V为85℃)=3950K。该电阻的R—T特性曲线见图2。o收稿日期:2006-12-093基金项目:国家自然科学基金资助项目(60572001)第7期杨三序,等:电容传感器测量电路的温度补偿65量电路和单片机SCM等。图中,R0和
8、Rt组成了热敏电阻器温度取样电路,SCM根据Rt上端的电压值对各种温度下的传感器输出电压值进行补偿,最终使得输出电压Vo'成为图3中与B点相切的一条水平直线(见图3中的虚线)。图2选用热敏电阻
