微弱电容的读取电路设计.pdf

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1、论文题目微弱电容的读取电路设计学科专业光学工程学号200921050433作者姓名葛宏亮指导教师杜晓松教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文微弱电容的读取电路设计(题名和副题名)葛宏亮(作者姓名)指导教师杜晓松教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称)申请学位级别硕士学科专业光学工程提交论文日期2013.04论文答辩日期2013.05学位授予单位和日期电子科技大学2013年06月答辩委员会主席评阅人注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据THEDESIGNOFAMEASUREMENTCIRCUITFORSMALLCAPACITANCECHANGEAMasterThes

2、isSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaOpticalengineeringMajor:Author:GeHongLiangAdvisor:ProfessorDuXiaoSongSchool:SchoolofOptoelectronicInformation万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的

3、材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名:日期:年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)作者签名:导师签名:日期:年月日万方数据摘要摘要现代电容式传感器的应用非常广泛,在平常生活中经常能发现它的存在,极大地方便了我们的生活。同时对于不同应用环境,人们提

4、出很多测量电容的方法。随着电容式传感器的快速发展,对电容信号测量系统提出了越来越高的要求,温度稳定性好、分辨力高、动态响应能力强,并能在多种变化的环境下能正常工作。同时能实现自动化的测量,并能便于携带,这就需要数字化的电容测量方法。时间数字转化技术是把某个时间段用内部逻辑门的延迟时间进行数字化转换并对此计数,可以精确测量很短的电容充放电时间。本课题基于PS021芯片,采用时间数字转化技术测量方法,用测量放电时间来间接测量电容,搭建了基于MSP430单片机硬件测试平台。得到了的主要如下结论:(1)运用时间数字转化技术(TDC)来测量微弱电容的变化,经过多次重复测量后,计算测量结果的平

5、均值,电容测量的精度可以达到fF量级;(2)在测量微弱电容时,选择大放电电阻以提高放电时间,这样能够准确的测量放电时间,电容也能精确测量出来;(3)选择好固定的参考电容和测量电容后,测量结果能反映寄生电容的影响,这样能对测量值进行修正;(4)测量电容和参考电容应该在同一范围,这样能够避免充放电时间差过大对测量产生影响。关键词:微弱电容,测量,时间数字转化技术I万方数据ABSTRACTABSTRACTModerncapacitivesensorsarewidelyusedindailylifeandprovidegreatconveniencetoourlives.LotsofCap

6、acitancemeasurementsystemaredevelopedalreadyinordertobeappliedtodifferentapplicationenvironments.Furthermore,Withtherapiddevelopmentofcapacitivesensor,themeasurementsystemofcapacitancesignalhasputforwardhigherandhigherrequirements,goodthermalstability,highresolution,gooddynamicresponse,andcanw

7、orknormallyundertheconditionofenvironmentalchange.Atthesametime,forthepurposeofrealizingautomaticmeasurement,andconvenientcarrying,digitalcapacitancemeasurementmethodcanbeusedwidely.TimetoDigitalconversiontechnologyistodigitizethedelayt

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