CN201006963Y - 一种桥式电容传感器电路 - Google Patents

Abstract

一种桥式电容传感器电路，由电感L1、L2和电容器C1、C2组成电桥的四臂，其特征在于：其中电容一臂接有电调整的电容CX，电容CX的电容量可由微处理器控制。电容CX可以是由变容二极管组成的电路，可以是由电子开关控制的电容器组组成的电路，可以是电可编程电容器器件。

Description

一种桥式电容传感器电路

技术领域

本实用新型属于纺织电子检测领域，特别是条干仪等使用电容式传感器的领域。

背景技术

条干仪、电子清纱器等纺织电子检测类装置，普遍使用电容式传感器。这类电容式传感器的固有电容量较小，一般只有几个皮法，在组成电路时，分布电容、杂散电容以及制造和装配误差都不容忽视。为了获得正确的初始工作点，需要对电桥电路进行调整。这些调整中重要的一项是对电桥电容值的调整。以往的调整方法为：

1.可调电容调整；

2.固定电容调整；

3.印制板的布线电容调整。

以上调整方法都可以归结为机械式的调整，必须由人工完成。随着电子技术的发展，后级电路大多采用了微处理器控制的智能化电路，但对需要人工调整的前级电桥电路无法控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在桥式电容传感器的前级电桥电路调整电容量的电路，其调整电容的值可以受微处理器控制。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种桥式电容传感器电路，由电感L1、L2和电容器C1、C2组成电桥的四臂，其中电容一臂接有电调整的电容CX，电容CX的电容量可由微处理器控制。

所述的电容CX为并联接入电桥的电容一臂、串联接入电桥的电容一臂二种接法之一。

所述的电容CX由变容二极管D、电阻R1、D/A电路U2组成；D/A电路U2通过总线BUS接受微处理器控制，输出受控的直流电压；该电压作为变容二极管D的反向偏置电压通过电阻R1加在变容二极管D上；通过改变D/A电路U2的输出电压值，在所述的电容CX的二端CP、CM获得由微处理器控制的变化的电容量。

所述的电容CX由开关组K0、K1、K2、……、KN，控制器U3，电容器组Cp0、Cp1、Cp2、……、CpN组成，控制器U3通过总线BUS接受微处理器控制，通过控制开关组K0、K1、K2、……、KN的导通组合，在所述的电容CX的二端CP、CM获得由微处理器控制的变化的电容量。

所述的开关组K0、K1、K2、……、KN为电子开关、继电器触点之一。

所述的电容CX为一电可编程电容器器件U4，电可编程电容器器件U4通过总线BUS接受微处理器控制，在所述的电容CX的二端CP、CM获得由微处理器控制的变化的电容量。

所述的电容CX最少接入电桥的一臂，也可接入电桥的二臂、三臂、四臂；同样，在其中一臂中最少接入一个电容CX，也可同时接入多个。

所述的电容CX如果以多于一个的方式接入电桥，则接入的方式为串联、并联及串并联组合接法之一。

所述的电容CX的接入不影响电桥的四臂接入其它阻性、感性调整元件或者调整电路。

所述的电容CX不仅限于由微处理器控制，也可以由其它数字电路控制。

采用本技术方案可以产生的积极效果是：可以由微处理器自动调整桥式电容传感器的电参数。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为实施例一并联调整电原理图；

图2为实施例二串联调整电原理图；

图3为实施例三的电原理图；

图4为实施例四的电原理图；

图5为实施例五的电原理图。

具体实施方式

图1为实施例一并联调整电原理图，由电感L1、L2和电容器C1、C2组成电桥的四臂，OUT为电桥输出端，其中电容一臂并联接有电调整的电容CX，电容CX的电容量可由微处理器控制。

由电桥原理可知，当L1＝L2时，只要C1＝C2+CX，电桥平衡。因此作为调整元件CX，在其中的一个电容支臂上就可以起到调整电桥的作用，当然不限于在C1支臂或者C2支臂；当然也可以同时接入电桥的二臂、三臂、四臂。

图2为实施例二串联调整电原理图，由电感L1、L2和电容器C1、C2组成电桥的四臂，OUT为电桥输出端，其中电容一臂串联接有电调整的电容CX，电容CX的电容量可由微处理器控制。

根据电桥原理，调整元件CX并联接入或者串联接入都是可行的，但是要考虑CP端的直流电平是否会影响电桥输出OUT，因此对于实施例三的CX，以串联接入为好。

如果以多个调整元件CX同时接入电桥，则可以有不同的串联接入和并联接入方案，甚至可以在一个桥臂上同时串联、并联、串并联组合接入多个调整元件CX，都是本专业技术人员可以自然想到的，不是对本技术方案的改进。另外，本实用新型的核心技术是用微处理器控制电桥的电调整元件CX，如果在电桥上同时还接有传统的可调电容或者其它调整元件，并不是对本技术方案的改进。

图3为实施例三的电原理图，电容CX由变容二极管D组成。变容二极管是这样的器件，其二端加反向偏置电压时，其电容值随所加电压的减小而增加。由微处理器控制一个数模转换电路，由该电路产生控制变容二极管的电压，就可以得到所需的电容CX。

电容CX由变容二极管D、电阻R1、D/A电路U2组成；D/A电路U2通过总线BUS接受微处理器控制，输出受控的直流电压；该电压作为变容二极管D的反向偏置电压通过电阻R1加在变容二极管D上；通过改变D/A电路U2的输出电压值，在CP、CM二端获得由微处理器控制的变化的电容量。

有各种数模转换电路可以应用，但要注意最终加到变容二极管D的偏置电压值，应符合变容二极管D的变容特性。

图4为实施例四的电原理图，电容CX由开关组、电容器组及控制电路组成。

电容CX由开关组K0、K1、K2、……、KN，控制器U3，电容器组Cp0、Cp1、Cp2、……、CpN组成，控制器U3通过总线BUS接受微处理器控制，通过控制开关组K0、K1、K2、……、KN的导通组合，在CP、CM二端获得由微处理器控制的变化的电容量。图中总线BUS接微处理器。所述的开关组K0、K1、K2、……、KN可以是电子开关，也可以是继电器触点。

图5为实施例五的电原理图，电容CX为一电可编程电容器器件U4，电可编程电容器器件(U4)通过总线BUS接受微处理器控制，在(CP、CM)二端获得由微处理器控制的变化的电容量。

在图3、图4、图5的表述中，都有“通过总线BUS接受微处理器控制”的表述。微处理器控制只是目前自动控制中最常用的控制方案，本专业的技术人员知道，很多数字电路可以构成有同样效果的控制电路，例如PGA，FPGA，CPLD等数字电路都可以产生这类控制电路，不再列举，这些电路也同样不是对本技术方案的改进。

因为电桥是公知的有特定连接关系的电路，而电桥中接入调整元件有多种接法，也是公知技术，因此本技术方案的表述不能局限于一种或者多种固定的连接关系，而是更多地表述为电调整元件CX在电桥中的位置和实现CX电调整功能的电路。

Claims (9)

1.一种桥式电容传感器电路，由电感(L1、L2)和电容器(C1、C2)组成电桥的四臂，其特征在于：其中电容一臂接有电调整的电容(CX)，电容(CX)的电容量可由微处理器控制。

2.如权利要求1所述的桥式电容传感器电路，其特征在于：所述的电容(CX)为并联接入电桥的电容一臂、串联接入电桥的电容一臂二种接法之一。

3.如权利要求1所述的桥式电容传感器电路，其特征在于：所述的电容(CX)由变容二极管(D)、电阻(R1)、D/A电路(U2)组成；D/A电路(U2)通过总线(BUS)接受微处理器控制，输出受控的直流电压；该电压作为变容二极管(D)的反向偏置电压通过电阻(R1)加在变容二极管(D)上；通过改变D/A电路(U2)的输出电压值，在所述的电容(CX)的二端(CP、CM)获得由微处理器控制的变化的电容量。

4.如权利要求1所述的桥式电容传感器电路，其特征在于：所述的电容(CX)由开关组(K0、K1、K2、......、KN)，控制器(U3)，电容器组(C p 0、C p 1、C p 2、......、C p N)组成，控制器(U3)通过总线(BUS)接受微处理器控制，通过控制开关组(K0、K1、K2、......、KN)的导通组合，在所述的电容(CX)的二端(CP、CM)获得由微处理器控制的变化的电容量。

5.如权利要求4所述的桥式电容传感器电路，其特征在于：所述的开关组(K0、K1、K2、......、KN)为电子开关、继电器触点之一。

6.如权利要求1所述的桥式电容传感器电路，其特征在于：所述的电容(CX)为一电可编程电容器器件(U4)，电可编程电容器器件(U4)通过总线(BUS)接受微处理器控制，在所述的电容(CX)的二端(CP、CM)获得由微处理器控制的变化的电容量。

7.如权利要求1所述的桥式电容传感器电路，其特征在于：所述的电容(CX)最少接入电桥的一臂，也可接入电桥的二臂、三臂、四臂；同样，在其中一臂中最少接入一个电容(CX)，也可同时接入多个。

8.如权利要求1所述的桥式电容传感器电路，其特征在于：所述的电容(CX)如果以多于一个的方式接入电桥，则接入的方式为串联、并联及串并联组合接法之一。

9.如权利要求1所述的桥式电容传感器电路，其特征在于：所述的电容(CX)不仅限于由微处理器控制，也可以由其它数字电路控制。

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