CAV424實現(xiàn)電容壓力傳感器測量電路設計

　　2. 1 系統(tǒng)設計

　　該系統(tǒng)主要以CAV424檢測芯片和微處理器控制模塊為核心， 另外還有輸出顯示模塊以及電源模塊等。系統(tǒng)框圖如圖2所示。

　　圖2 系統(tǒng)框圖。

　　CAV424檢測芯片在系統(tǒng)中主要任務是將傳感器的差動電容信號轉(zhuǎn)換為可測的電壓信號。差動式壓力傳感器的低壓端連接C X1參考電容端， 高壓端連接C X2被測電容端， 這樣連接可以保證輸出電壓始終為正。

　　2. 2 電容檢測電路設計

　　根據(jù)硅電容壓力傳感器核心器件可看成由中心可動電極和兩邊的固定電極組成的2個可變電容， 其敏感電容可以簡單地認為是平板電容， 而平板電容公式為：

　　并且將C X1參連接到差壓的高壓端， C X2連接到低壓端。由此可得C X1參和C X2表達式：

　　因此可得式( 2) 最終表達式：

　　式中： ε為兩極板間介質(zhì)的介電常數(shù); S 為兩極板相對有效面積; δ為兩極板的間隙。

　　因此， 在小位移情況下， 外加壓力和△δ成比例關系， 可見電容的倒數(shù)差與輸入壓力成線性關系。所以文中將CAV424的CX 1作為參考電容端連接到差壓的高壓端是合適的， 這樣的線性關系減少了系統(tǒng)誤差的影響， 提高了系統(tǒng)的可靠性和準確性。CAV424檢測轉(zhuǎn)換原理如圖3所示。

　　圖3 CAV424檢測原理圖