基于CDC技术的电容式水平位移传感器 被引量：6

1

作者 徐乐年 张磊 员玉良 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第5期112-115,共4页

对矿井井壁变形引起的水平位移进行测量,采用基于电容数字转换器(CDC)技术的芯片AD7745进行电容测量,设计了能够对水平位移进行非接触测量的电容式传感器和测量电极的结构,硬件上采用外壳屏蔽等措施提高抗干扰能力,软件上通过对AD7745... 对矿井井壁变形引起的水平位移进行测量,采用基于电容数字转换器(CDC)技术的芯片AD7745进行电容测量,设计了能够对水平位移进行非接触测量的电容式传感器和测量电极的结构,硬件上采用外壳屏蔽等措施提高抗干扰能力,软件上通过对AD7745内部可编程寄存器的合理设置实现高精度测量。实验结果表明:该传感器在量程为±10mm时,可达到0.1mm的测量精度。 展开更多

关键词 电容式 水平位移 电容数字转换器

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基于CDC技术的微小电容测量系统 被引量：6

2

作者 周英钢 李桐 颜华 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2015年第4期428-433,共6页

为了解决电容层析成像技术中的微小电容检测问题,设计了一种以电容数字转换器(CDC)芯片Pcap01为核心,以STM32F103为控制芯片,以PC机为上位机的微小电容测量系统.采用CDC芯片将被测电容转换为成比例的数字信号,通过I2C总线传给STM32F103... 为了解决电容层析成像技术中的微小电容检测问题,设计了一种以电容数字转换器(CDC)芯片Pcap01为核心,以STM32F103为控制芯片,以PC机为上位机的微小电容测量系统.采用CDC芯片将被测电容转换为成比例的数字信号,通过I2C总线传给STM32F103,使用STM32F103对数据做初步处理,并通过串口传递给上位机.上位机使用Qt软件平台进行数据的读取、处理、显示和存储.实验结果表明,该系统具有精度高、抗杂散能力强和实时性好等优点,可以满足电容层析成像系统中对微小电容在线测量的要求. 展开更多

关键词 微小电容测量 电容数字转换器 电容层析成像 STM32控制芯片 Qt软件平台 I^2C总线 串口通讯

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一种11bit流水线高速模数转换器 被引量：1

3

作者 黄政 蔡孟冶 姜岩峰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第6期561-568,共8页

为解决流水线模数转换器(ADC)在连续工作时功耗高、电容器匹配度有限以及运算放大器大摆幅输出信号下线性度下降的问题,基于0.5μm BCD工艺,设计了一款11 bit流水线高速ADC。提出了无采样保持放大器、幅度减半和多位量化相结合的设计方... 为解决流水线模数转换器(ADC)在连续工作时功耗高、电容器匹配度有限以及运算放大器大摆幅输出信号下线性度下降的问题,基于0.5μm BCD工艺,设计了一款11 bit流水线高速ADC。提出了无采样保持放大器、幅度减半和多位量化相结合的设计方法,使ADC在大摆幅信号下有足够的线性度来处理信号,同时使电容数模转换器(DAC)的匹配精度满足ADC分辨率的要求,极大地降低了对电容阵列几何参数的匹配精度要求,具有较低的功耗。采用Cadence Virtuoso设计版图,测试结果表明,芯片的微分非线性(DNL)在-0.5~+0.5 LSB范围内,有效位数(ENOB)为10.61 bit,功耗为97 mW,获得了较好的性能。 展开更多

关键词 流水线模数转换器(ADC) 幅度减半 无采样保持 线性度 多位量化 电容失配 有效位数(ENOB)

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基于电容法的稻谷含水率检测 被引量：23

4

作者 刘志壮 吕贵勇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期179-182,共4页

为快速准确测量稻谷含水率,设计了一种单一平面电容传感器探头,并应用电容数字转换芯片AD7150设计转换电路。传感器探头将稻谷含水率转换成电容,转换电路将电容模拟量转换成数字量,经单片机处理后获得稻谷含水率。对传感器进行了标定试... 为快速准确测量稻谷含水率,设计了一种单一平面电容传感器探头,并应用电容数字转换芯片AD7150设计转换电路。传感器探头将稻谷含水率转换成电容,转换电路将电容模拟量转换成数字量,经单片机处理后获得稻谷含水率。对传感器进行了标定试验和温度特性试验,结果表明稻谷含水率在8%～23%的范围里,含水率预测误差为±0.8%;温度在12～33℃范围内,稻谷含水率为12.86%时,温度漂移量为0.2%/℃。 展开更多

关键词 稻谷 电容法 含水率 单一平面电容 电容数字转换

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柔性压力传感器阵列及其信号采集系统研究 被引量：25

5

作者 朱银龙 华超 +3 位作者 苏晓芳 耿令波 胡志强 苏海军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期400-405,413,共7页

为提高机器人人机交互的安全性,选用新型智能材料——电活性聚合物材料(Electroactive polymer,EAP)作为传感器阵列单元的敏感材料,设计一种4×4柔性压力传感器阵列及其信号采集系统。建立压力传感器输入输出数学模型,给出采用双三... 为提高机器人人机交互的安全性,选用新型智能材料——电活性聚合物材料(Electroactive polymer,EAP)作为传感器阵列单元的敏感材料,设计一种4×4柔性压力传感器阵列及其信号采集系统。建立压力传感器输入输出数学模型,给出采用双三次插值法提高力觉信息量的方法,并制作了传感器试验样机,最后利用标定试验和应用试验验证了该传感器阵列的可行性、准确性和实用性。试验结果表明,设计的传感器电容理论值与测量值相差约0.01 pF,测量结果与理论结果吻合。在量程0~6 N内,最大灵敏度为0.1343 pF/N,重复性指标为28.73%。 展开更多

关键词 柔性压力传感器 电活性聚合物材料 敏感材料 电容数字转换器

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一种新型电容式力矩传感器设计 被引量：3

6

作者 陈琳 罗年景 +1 位作者 罗国树 潘海鸿 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第7期84-86,89,共4页

为准确、快速地检测力矩,提出了基于电容边缘效应的差动式新型力矩传感器设计。由机械本体和印制电路板(PCB)组成,机械本体上2个感应动电极与PCB上2个对应的感应静电极互相垂直,且为差动式结构。通过电容量/数字转换器检测垂直极板间的... 为准确、快速地检测力矩,提出了基于电容边缘效应的差动式新型力矩传感器设计。由机械本体和印制电路板(PCB)组成,机械本体上2个感应动电极与PCB上2个对应的感应静电极互相垂直,且为差动式结构。通过电容量/数字转换器检测垂直极板间的电容量,得到"力矩/电容量"转换关系。以商用转矩转速传感器作为标准力矩仪对力矩传感器进行标定与实验验证,结果表明:差动式电容力矩传感器具有较高的灵敏度、重复度和线性度等优点,其灵敏度约为非差动式的2倍且非线性误差更小。 展开更多

关键词 边缘效应 差动式 力矩传感器 电容/数字转换器

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基于AD7150微位移电容传感器的研究 被引量：4

7

作者 黄林 陈向东 +1 位作者 谢宁宁 李晓钰 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期425-428,441,共5页

利用了集成芯片AD7150完成了对微位移电容传感器的电容采样。对AD7150芯片设计了相应的外接电路,为了增强电路的抗干扰能力,加入相应滤波电路;通过单片机模拟I2C通信方式来进行AD7150的读写控制。测量结果给出了10 pF以下不同标称电容... 利用了集成芯片AD7150完成了对微位移电容传感器的电容采样。对AD7150芯片设计了相应的外接电路,为了增强电路的抗干扰能力,加入相应滤波电路;通过单片机模拟I2C通信方式来进行AD7150的读写控制。测量结果给出了10 pF以下不同标称电容值的电容,误差在2.5%以内。初步实验结果表明,当接入双叉电容传感器探头时,电容值随测量距离的增大而增加;在不同位移量下,传感器的灵敏度不同,距离越近,灵敏度越高,最大灵敏度为686 fF/mm,给出了不同情况下的灵敏度分布,并总结了影响电容传感器工作的电路要点。 展开更多

关键词 电容位移传感器 AD7150芯片 I2C 电容数字转换器 滤波电路

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基于AD7745的无接触电容式角度传感器的设计 被引量：6

8

作者 梁胜 黄钊洪 李欣慧 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第12期94-96,共3页

设计了一种完全无接触的电容式角度传感器,结构简单,电极引出线连接可靠,输出线性度高;采用AD7745结合单片机采集处理电容信号,外围电路简洁,应用方便。软件设计通过对AD7745的实时调节,在0°~90°转动时,线性输出为5mV^4.95 V... 设计了一种完全无接触的电容式角度传感器,结构简单,电极引出线连接可靠,输出线性度高;采用AD7745结合单片机采集处理电容信号,外围电路简洁,应用方便。软件设计通过对AD7745的实时调节,在0°~90°转动时,线性输出为5mV^4.95 V,角度可准确测量到5′。 展开更多

关键词 电容角度传感器 电容数字转换器 I^2C接口

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高精度机械振动频率测量仪设计

9

作者 张兴红 何涛 +1 位作者 邱磊 陈鑫 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第1期126-131,共6页

在机械设备的故障诊断中,频率是最重要的检测对象之一。很多机械设备在正常工作时,机械振动幅度较低,为了方便、快捷地对设备的振动频率进行检测,根据能量守恒定律,设计了一种特殊的振动测量传感器,该传感器的底部装有可以传输振动特性... 在机械设备的故障诊断中,频率是最重要的检测对象之一。很多机械设备在正常工作时,机械振动幅度较低,为了方便、快捷地对设备的振动频率进行检测,根据能量守恒定律,设计了一种特殊的振动测量传感器,该传感器的底部装有可以传输振动特性液体介质;中部是圆锥台结构的气体段,该圆锥台气体段底部圆直径大于顶部圆直径,当振动特性从底部传到顶部时,由于相同的能量从面积较大的部位集中到面积较小的部位,气体段顶部的振幅就会大于底部的振幅,从而实现了振动幅度的机械放大;该传感器的顶部是电容传感器,电容的大小会随着电容下极板的振动而改变,从而把被测非电量的变化转化为电信号的变化。在硬件处理电路中,采用全差分放大电路对电信号进行二次放大,利用模数转换器对二次放大的模拟信号进行采样。通过软件插补细分算法实现0.244 ns级的时间测量,从而实现高精度的频率测量。 展开更多

关键词 振动测量传感器 电容电压转换 细分插补算法 精密测量

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高精度SAR ADC电容阵列设计及校准算法

10

作者 金鹏展 丁晟 +2 位作者 黄玮 朱樟明 居水荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第11期1020-1029,共10页

在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法... 在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法的前台数字校准。该方法不需要额外的电容阵列,利用自身的电容阵列与比较器量化出电容失配,计算出每一位输出码的权重校准系数,用来对正常量化出的输出码进行编码,实现校准功能。仿真结果表明,引入电容失配的18 bit SAR ADC经过该算法校准后,信噪比(SNR)从77.6 dB提升到107.6 dB,无杂散动态范围(SFDR)从89.8 dB提升到125.6 dB,有效位数(ENOB)从12.54 bit提升到17.54 bit。在SMIC 0.18μm工艺下,该校准算法对高精度SAR ADC的动态性能具有较大提升。 展开更多

关键词 逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC) 电容失配 电容阵列 校准 有效位数(ENOB) 信噪比(SNR)

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差动电容传感器直接数字变换方法与实现 被引量：1

11

作者 余学锋 于杰 刘辉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第6期4-7,共4页

为了使差动电容传感器与数字仪器间建立数据连接,设计了新型直接数字变换器。变换器采用双斜式变换原理,可实现差动电容传感器差与和之比值的数字输出,给出了原理性电路及测试结果。分析表明:寄生电容、开关泄漏电流和比较器偏置电压等... 为了使差动电容传感器与数字仪器间建立数据连接,设计了新型直接数字变换器。变换器采用双斜式变换原理,可实现差动电容传感器差与和之比值的数字输出,给出了原理性电路及测试结果。分析表明:寄生电容、开关泄漏电流和比较器偏置电压等因素对变换过程的影响可以忽略。新型变换技术所获得的高精度和良好的线性只取决于参考电压源而与传感器变换过程参数无关。试验结果显示,对于标称值为10 pF的差动电容传感器,在整个测量范围内,最大线性误差小于0.05%。 展开更多

关键词 差动电容传感器 直接数字变换 双斜式技术 分析

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应用于微测辐射热计的12位SAR ADC的设计 被引量：1

12

作者 黄伟奇 唐祯安 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第3期31-37,共7页

针对红外探测微测辐射热计的应用,设计了一种12位全差分高速低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。该设计采用了新型的电荷重分配型数模转换器(DAC),通过对高位码字(MSB)段与低位码字(LSB)段采用两种不同参考电压的方案,使电路在保证... 针对红外探测微测辐射热计的应用,设计了一种12位全差分高速低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。该设计采用了新型的电荷重分配型数模转换器(DAC),通过对高位码字(MSB)段与低位码字(LSB)段采用两种不同参考电压的方案,使电路在保证性能的同时降低功耗与面积。电路基于CSMC 0.18μm CMOS工艺,对模数转换器整体进行仿真,当采样频率为5 MSPS,输入频率为195.3 kHz的正弦波信号时,输出信号的无杂散波动态范围(SFDR)为74.1 dB,有效位数为10.66 bit,功耗为200μW,品质因数为24 fJ/conversion-step。 展开更多

关键词 逐次逼近 模数转换 低功耗 新型电容阵列 微测辐射热计

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