PIC16LF874單片機在電容測量模塊中的應(yīng)用

5 試驗與結(jié)果

運用上述軟件測量。在測量之前，必須對測量系統(tǒng)進行標(biāo)定，標(biāo)定時PS02l要求參考電容Cref與被測電容Cmeas在同一電容值范圍，即確保 Cmeas/Cref比率不會超過25%(PS02l的極限值)。參考電容是一個非常重要的部分，對于測量的質(zhì)量以及測量的溫度穩(wěn)定性有直接的影響。推薦的電容材料：CFCAP(太陽誘電Taiyo Yuden公司的多層陶瓷電容)系列，COG或者NPO陶瓷電容。放電電阻Rdis與放電時間密切相關(guān)，放電時間τ=0.7R(C+20 pF)，時間常數(shù)τ范圍為2～10μs(推薦5μs)。根據(jù)公式計算之放電電阻阻值。

試驗中，分別選取1、2、3、5.1、6.8、8.2、9.1、12、13、15、16.5、18 pF的固定電容作為被測電容。根據(jù)被測電容的范圍確定參考電容的大小，然后根據(jù)被測電容和參考電容值，并結(jié)合放電時間來確定放電電阻阻值，最后選擇適當(dāng)?shù)臏y量模式進行測量。在標(biāo)定好的系統(tǒng)下，在參考端和被測端分別接一只參考電容，此時在數(shù)據(jù)顯示界面顯示的值為參考電容值以及寄生電容值的和(圖3中 Sensor l顯示的數(shù)據(jù));然后在被測端參考電容的基礎(chǔ)上再并聯(lián)被測電容，此時測得的數(shù)據(jù)為被測電容值、參考電容值以及寄生電容值的總和，以上兩步所測值相減就是被測的電容值，最后得到的被測電容值統(tǒng)計如表l所示。

表1反映了被測電容測量值和標(biāo)稱值之間的相對誤差，同時也得知被測電容電容值越大，測量值和標(biāo)稱值相對誤差越小。由于被測電容受到環(huán)境溫度、焊錫量多少以及被測電容質(zhì)量等因素的影響，存在一定的誤差。通過多次測量進行平均，以獲取更穩(wěn)定的電容值。在標(biāo)定好的系統(tǒng)下，對固定電容進行測量來驗證測量模塊的精確度，測量值和標(biāo)稱值非常接近，可認(rèn)為被測電容標(biāo)稱值誤差較小，進一步得知電容測量模塊測量精度較高。

6 結(jié)束語

PlCl6LF874單片機能夠很好的控制電容測量模塊，對研究電容式傳感器有很好的促進作用，該單片機簡化了電路設(shè)計，使測量結(jié)果達到較高的精度;同時這種測量模塊可以減小電路板的體積，從而減小整個裝置的體積;大大簡化了電路設(shè)計過程、降低產(chǎn)品的開發(fā)難度、對加速產(chǎn)品的研制、降低生產(chǎn)成本具有非常重要的意義。實驗結(jié)果證明，此測量模塊具有較好的實用性。