CN110823316A - 具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路 - Google Patents

具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路，该电容信号检测电路包括运算放大器、电容信号转换电路、分频器、第一电容、第二电容和第三电容，运算放大器的第2引脚与运算放大器的第6引脚连通，第6引脚还连接于第一电容一端，第一电容另一端接地，第6引脚还用于与探极电容连接，运算放大器的第3引脚连接于第二电容一端，第二电容另一端接地，第3引脚还连接于探极电容；电容信号转换电路连接于运算放大器的第3引脚；分频器的第16引脚连接于电源以及第三电容的一端，第三电容的另一端接地，分频器的第11引脚连接于电容信号转换电路，以接收电容信号转换电路传输的脉冲信号，并通过分频器的第13引脚将脉冲信号输出。

Description

具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路
技术领域
本公开涉及电路技术领域，具体地，涉及一种具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路。
背景技术
液位计是一种用于测量液体介质高低的器件，常见的液位计有如磁浮式。液位计、压力式液位计、磁翻板液位计等。
相关技术中，有一种液位计采用探极电容，通过将液体高度转换为电容信号，进而通过测量到的电容信号来判断液位的高低。但是，由于液位计中针对探极电容采用了较长的导线，容易受到外界电磁波的干扰，进而使得测量到的电容信号的准确度，影响对液位高度判断的精确度。因此，需要设计一种用于上述液位计的电容信号检测电路，以减少外界电磁波的干扰。
发明内容
本公开的目的是提供一种具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路，用于解决相关技术中采用探极电容的液位计测量到的电容信号容易受到外界电磁波干扰的技术问题。
为了实现上述目的，本公开实施例的第一方面，提供一种具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路，所述电容信号检测电路包括运算放大器、电容信号转换电路、分频器、第一电容、电二电容和第三电容，其中：
所述运算放大器的型号为OP162GS，所述运算放大器的第2引脚与所述运算放大器的第6引脚连通，所述第6引脚还连接于所述第一电容一端，所述第一电容另一端接地，所述第6引脚还用于与具有液位高度检测功能的探极电容连接，所述运算放大器的第7引脚连接于电源，所述运算放大器的第4引脚接地，所述运算放大器的第3引脚连接于所述第二电容一端，所述第二电容另一端接地，所述第3引脚还连接于所述探极电容；
所述电容信号转换电路连接于所述运算放大器的第3引脚，用于接收所述运算放大器传输的电容信号，并将该电容信号转化为脉冲信号；
所述分频器的型号为MC74HC4060ADT，所述分频器的第12引脚接地，所述分频器的第8引脚接地，所述分频器的第16引脚连接于电源以及所述第三电容的一端，所述第三电容的另一端接地，所述分频器的第11引脚连接于所述电容信号转换电路，以接收所述电容信号转换电路传输的所述脉冲信号，并通过所述分频器的第13引脚将分频后的所述脉冲信号输出。
可选地，所述电容信号转换电路包括比较器、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，其中：
所述比较器的型号为MAX9140EUK-T，所述比较器的第4引脚连接于所述运算放大器的第3引脚以及所述分频器的第11引脚，所述第一电阻连接于所述比较器的第4引脚与所述分频器的第11引脚之间，所述比较器的第3引脚连接于所述第二电阻一端，所述第二电阻另一端连接于所述分频器的第11引脚，所述比较器的第5引脚连接于电源以及所述第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述比较器的第5引脚还与所述第三电阻一端连接，所述第三电阻另一端连接于所述第四电阻一端，所述第四电阻另一端接地，所述比较器的第3引脚还连接于所述第三电阻与所述第四电阻相连的一端，所述比较器的第1引脚连接于所述分频器的第11引脚，所述比较器的第2引脚接地。
可选地，所述运算放大器与所述探极电容之间连接有用于在所述电容信号检测电路受到高于电压阈值的电压冲击时，将所述电容信号检测电路的电压箝位于所述电压阈值的电压箝位电路。
可选地，所述电压箝位电路包括第一抑制二极管、第二抑制二极管、第五电阻和第六电阻，其中：
所述第一抑制二极管与所述第二抑制二极管的型号均为RCLAMP0502B，所述第五电阻连接于所述运算放大器的第3引脚与所述探极电容之间，所述第一抑制二极管的第1引脚与第2引脚分别连接于所述第五电阻两端，所述第六电阻连接于所述运算放大器的第6引脚与所述探极电容之间，所述第二抑制二极管的第1引脚与第2引脚分别连接于所述第六电阻两端，所述第一抑制二极管与所述第二抑制二极管的第3引脚均接地。
可选地，所述电压箝位电路与所述运算放大器之间连接有用于将所述探极电容检测的电容信号同相输出的同相驱动电路。
可选地，所述同相驱动电路采用同轴电缆传输信号，其中，所述同轴电缆包括芯线，中间屏蔽层，外层屏蔽层，其中，所述芯线用于传输所述探极电容Cx检测的电容信号，所述芯线与所述中间屏蔽层的电压由所述同相驱动电路提供，使得所述芯线与所述与中间屏蔽层等电位，以消除所述芯线与所述中间屏蔽层之间的容性漏电；
所述外层屏蔽层接地，使得所述中间屏蔽层与所述外层屏蔽层之间的电容作为所述同相驱动电路的负载。
可选地，所述同相驱动电路包括模拟开关、处理器和第七电阻，其中：
所述模拟开关的型号为MA4644，所述模拟开关的第5引脚连接于所述运算放大器的第3引脚，所述模拟开关的第2引脚连接于电源，所述模拟开关的第3引脚接地，所述模拟开关的第4引脚连接于所述第五电阻，所述模拟开关的第1引脚连接于所述第七电阻一端，所述第七电阻另一端连接于电源，所述模拟开关的第1引脚还连接于所述处理器，用于接收所述处理器传输的与所述探极电容的探测频率相同的驱动信号，以在所述模拟开关接收到所述探极电容的电容信号时，驱动所述模拟开关呈导通状态。
可选地，所述电压箝位电路与所述探极电容之间连接有过滤直流电导通交流电的滤波电路。
可选地，所述滤波电路包括第五电容、第六电容、第八电阻和第九电阻，其中：
所述第五电容连接于所述第五电阻与所述探极电容之间，所述第八电阻两端分别连接于所述第五电容两端；
所述第六电容连接于所述第六电阻与所述探极电容之间，所述第九电阻两端分别连接于所述第六电容两端。
可选地，所述电容信号检测电路还包括第七电容，用于为所述电容信号检测电路供电的所述电源连接于所述第七电容一端，所述第七电容另一端接地。
本公开实施例的另一方面，提供一种液位计，包括上述第一方面中任一项所述的电容信号检测电路。
通过上述技术方案，探极电容检测到的电容信号经过运算放大器传输给电容信号转换电路，将该电容信号转化为脉冲信号，之后通过分频器将脉冲信号频率降低输出，通过检测分频器输出的脉冲信号并基于预先得到的液位高度与该脉冲信号的关系即可得到精确的液位高度数据信息。而对于型号为OP162GS的运算放大器，其第2引脚为负极输入端，第6引脚为输出端，将所述运算放大器的第2引脚与所述运算放大器的第6引脚连通，所述第6引脚还连接于所述第一电容一端，所述第一电容另一端接地，所述第6引脚还用于与具有液位高度检测功能的探极电容连接，所述运算放大器的第7引脚连接于电源，所述运算放大器的第4引脚接地，所述运算放大器的第3引脚连接于所述第二电容一端，所述第二电容另一端接地，所述第3引脚还连接于所述探极电容，进而形成一个输出电压与输出电压的大小、相位均相同的电路，便于后续信号处理，且具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，相当于对前级电路开路，对后级电路形成恒压电源，起到阻抗匹配的作用，降低了后级电路受到前级电路的影响，进而即使有外部电磁波对前级电路中与探极电容连接的导线进行干扰，运算放大器也能将真实的电容信号传输给后级电路，而屏蔽掉大部分外部电磁干扰。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种传感器的结构示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种同相输出传感器信号的电路原理示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种液位计的示意图。
附图标记说明
10 电容信号检测电路 11 电容信号转换电路
12 电压箝位电路 13 同相驱动电路
14 滤波电路 15 第一连接端
16 第二连接端 17 第三连接端
18 第四连接端 20 液位计
21 液位计表头 22 导线
23 液位测量传感器 U1 运算放大器
U2 分频器 U3 比较器
U4 模拟开关 D1 第一抑制二极管
D2 第二抑制二极管 R1 第一电阻
R2 第二电阻 R3 第三电阻
R4 第四电阻 R5 第五电阻
R6 第六电阻 R7 第七电阻
R8 第八电阻 R9 第九电阻
R10 第十电阻 C1 第一电容
C2 第二电容 C3 第三电容
C4 第四电容 C5 第五电容
C6 第六电容 C7 第七电容
Cx 探极电容 VDD1 供电端
SGND 接地端
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据一示例性实施例示出的一种具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路的示意图，如图1所示，所述电容信号检测电路10包括运算放大器U1、电容信号转换电路11、分频器U2、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，其中：
所述运算放大器U1的型号为OP162GS，所述运算放大器U1的第2引脚与所述运算放大器U1的第6引脚连通，所述第6引脚还连接于所述第一电容C1一端，所述第一电容C1另一端接地，所述第6引脚还用于与具有液位高度检测功能的探极电容Cx连接，所述运算放大器U1的第7引脚连接于电源，所述运算放大器U1的第4引脚接地，所述运算放大器U1的第3引脚连接于所述第二电容C2一端，所述第二电容C2另一端接地，所述第3引脚还连接于所述探极电容Cx；
在一种可能的实施方式中，液位计20可以应用于中央空调、超低温储存、化工等行业，考虑到其应用环境需要探测的液位高度范围，选用检测范围为0～3300pF的探极电容Cx，基于此可以选用型号为OP162GS的运算放大器U1以进行更好的适配。该电容信号检测电路10可以设置于电路板如PCB(Printed Circuit Board)上，进而上述电源均可以通过如图1所示的供电端VDD1进行供电，接地时则可以连接于接地端SGND。
具体来讲，运算放大器U1通过上述连接方式进而形成一个输出电压与输出电压的大小、相位均相同的电路，具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，将运算放大器U1与探极电容Cx之间的电路视为前级电路，将运算放大器U1与最终的输出端(即下述分频器U2的第13引脚所连接的第四连接端18)之间的电路视为后级电路，相当于对前级电路开路，对后级电路形成恒压电源，起到阻抗匹配的作用，降低了后级电路受到前级电路的影响，进而即使有外部电磁波对前级电路中与探极电容Cx连接的导线进行干扰，运算放大器U1也能将真实的电容信号传输给后级电路，而屏蔽掉大部分外部电磁干扰。在一种可能的实施方式中，运算放大器U1的第3引脚通过如图1所示的第一连接端15连接至探极电容Cx一端，探极电容Cx另一端接地，运算放大器U1的第6引脚通过如图1所示的第二连接端16连接至探极电容Cx的屏蔽层，以使得该电容信号检测电路10具有更好的屏蔽外界电磁波的作用。需要说明的是，如图1所示，前述未提到的运算放大器U1的引脚如第1引脚，第5引脚，第8引脚均置空设置。
所述电容信号转换电路11连接于所述运算放大器U1的第3引脚，用于接收所述运算放大器U1传输的电容信号，并将该电容信号转化为脉冲信号；
所述分频器U2的型号为MC74HC4060ADT，所述分频器U2的第12引脚接地，所述分频器U2的第8引脚接地，所述分频器U2的第16引脚连接于电源以及所述第三电容C3的一端，所述第三电容C3的另一端接地，所述分频器U2的第11引脚连接于所述电容信号转换电路11，以接收所述电容信号转换电路11传输的所述脉冲信号，并通过所述分频器U2的第13引脚将分频后的所述脉冲信号输出。
具体来讲，探极电容Cx将液位高度转化为电容信号，经过运算放大器U1传输至电容信号转换电路11，将该电容信号转换为脉冲信号，而由于转换后的脉冲信号频率较高，对应需要较高的运算能力，故为了减少运算量，加快运算速度，通过上述分频器U2降低脉冲信号的频率。在一种可能的实施方式中，该电容信号检测电路10还包括第十电阻R10，分频器U2的第13引脚连接于第十电阻R10一端，第十电阻R10另一端连接于第四连接端18，进而可以通过该第四连接端18获取最终输出的脉冲信号以根据该脉冲信号计算液位高度。同以上关于运算放大器U1的描述相似，上述未提到的分频器U2的引脚如第1,2,3,4,5,6,7,9,10,14,15引脚均置空。
通过上述技术方案，探极电容Cx检测到的电容信号经过运算放大器U1传输给电容信号转换电路11，将该电容信号转化为脉冲信号，之后通过分频器U2将脉冲信号频率降低输出，通过检测分频器U2输出的脉冲信号并基于预先得到的液位高度与该脉冲信号的关系即可得到精确的液位高度数据信息。而对于型号为OP162GS的运算放大器U1，其第2引脚为负极输入端，第6引脚为输出端，将所述运算放大器U1的第2引脚与所述运算放大器U1的第6引脚连通，所述第6引脚还连接于所述第一电容C1一端，所述第一电容C1另一端接地，所述第6引脚还用于与具有液位高度检测功能的探极电容Cx连接，所述运算放大器U1的第7引脚连接于电源，所述运算放大器U1的第4引脚接地，所述运算放大器U1的第3引脚连接于所述第二电容C2一端，所述第二电容C2另一端接地，所述第3引脚还连接于所述探极电容Cx，进而形成一个输出电压与输出电压的大小、相位均相同的电路，便于后续信号处理，且具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点，相当于对前级电路开路，对后级电路形成恒压电源，起到阻抗匹配的作用，降低了后级电路受到前级电路的影响，进而即使有外部电磁波对前级电路中与探极电容Cx连接的导线22进行干扰，运算放大器U1也能将真实的电容信号传输给后级电路，而屏蔽掉大部分外部电磁干扰。
可选地，如图1所示，所述电容信号转换电路11包括比较器U3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中：
所述比较器U3的型号为MAX9140EUK-T，所述比较器U3的第4引脚连接于所述运算放大器U1的第3引脚以及所述分频器U2的第11引脚，所述第一电阻R1连接于所述比较器U3的第4引脚与所述分频器U2的第11引脚之间，所述比较器U3的第3引脚连接于所述第二电阻R2一端，所述第二电阻R2另一端连接于所述分频器U2的第11引脚，所述比较器U3的第5引脚连接于电源以及所述第四电容C4一端，所述第四电容C4另一端接地，所述比较器U3的第5引脚还与所述第三电阻R3一端连接，所述第三电阻R3另一端连接于所述第四电阻R4一端，所述第四电阻R4另一端接地，所述比较器U3的第3引脚还连接于所述第三电阻R3与所述第四电阻R4相连的一端，所述比较器U3的第1引脚连接于所述分频器U2的第11引脚，所述比较器U3的第2引脚接地。
由于电容信号不易进行处理，故可以通过包括上述比较器U3的电容信号转换电路11将电容信号转换为容易处理的脉冲信号。通过以上连接方式，可以将探极电容Cx的电容信号变化等效至第二电容C2，且比较器U3的第4引脚直接与第二电容C2连接，可以通过第二电容C2获取电容信号变化，减少外界的干扰。型号为MAX9140EUK-T的比较器U3是一种轨至轨单电源比较器U3(Rail-to-Rail Single-Supply Comparator)，具有运算速度快，功耗低的有点。
可选地，如图1所示，所述运算放大器U1与所述探极电容Cx之间连接有用于在所述电容信号检测电路10受到高于电压阈值的电压冲击时，将所述电容信号检测电路10的电压箝位于所述电压阈值的电压箝位电路12。
在一种可能的实施方式中，如图1所示，所述电压箝位电路12包括第一抑制二极管D1、第二抑制二极管D2、第五电阻R5和第六电阻R6，其中：
所述第一抑制二极管D1与所述第二抑制二极管D2的型号均为RCLAMP0502B，所述第五电阻R5连接于所述运算放大器U1的第3引脚与所述探极电容Cx之间，所述第一抑制二极管D1的第1引脚与第2引脚分别连接于所述第五电阻R5两端，所述第六电阻R6连接于所述运算放大器U1的第6引脚与所述探极电容Cx之间，所述第二抑制二极管D2的第1引脚与第2引脚分别连接于所述第六电阻R6两端，所述第一抑制二极管D1与所述第二抑制二极管D2的第3引脚均接地。
具体来讲，第一抑制二极管D1与第二抑制二极管D2均为瞬态抑制二极管(TVS，Transient Voltage Suppressor)，通过上述连接方式，在受到如静电高压的电压冲击时，可以将电容信号检测电路10的电压箝位于上述电压阈值，进而避免高压冲击对电容信号检测电路10带来损坏。需要说明的是，该电压阈值受第一抑制二极管D1与第二抑制二极管D2等电子元件的参数决定，其决定关系为公知常识，本公开不做赘述。
另一方面，第一抑制二极管D1与第二抑制二极管D2未完全吸收的电压冲击还可以通过第五电阻R5和第六电阻R6进行吸收，进而与第一抑制二极管D1和第二抑制二极管D2形成双重保护的效果，进一步提高电容信号检测电路10的安全性。
可选地，如图1所示，所述电压箝位电路12与所述运算放大器U1之间连接有用于将所述探极电容Cx检测的电容信号同相输出的同相驱动电路13。
其中，可选地，所述同相驱动电路13采用同轴电缆传输信号，其中，所述同轴电缆包括芯线，中间屏蔽层，外层屏蔽层，其中，所述芯线用于传输所述探极电容Cx检测的电容信号，所述芯线与所述中间屏蔽层的电压由所述同相驱动电路提供，使得所述芯线与所述与中间屏蔽层等电位，以消除所述芯线与所述中间屏蔽层之间的容性漏电；所述外层屏蔽层接地，使得所述中间屏蔽层与所述外层屏蔽层之间的电容作为所述同相驱动电路13的负载。
在具体实施时，一种可能的实现方式如图2和图3所示，如图2所示的传感器结构，包括同轴电缆，该同轴电缆包括芯线1、第一编织层2、中间屏蔽层3、第二编织层4、外层屏蔽层5、橡胶层6。图2还示出了传感器内部结构，其中，芯线1与传感器内电极9连接、外层屏蔽层5与传感器外电极7连接，中间屏蔽层3插入到传感器外电极7内部不与传感器任何电极连接，在进行信号测量时对中间屏蔽层3施加相对芯线1的同相驱动信号，这样中间屏蔽层3能有效的抑制外来信号和电缆自身电容量变化对传感器信号(探极电容Cx检测的电容信号)测量的影响。中间屏蔽层3与其它导线或电极有良好的绝缘性能，传感器电极之间的绝缘通过电极绝缘层10完成。
图3是同相驱动电路13对中间屏蔽层3施加相对芯线1的同相驱动信号的等效电路示意图，如图3所示，同相驱动电路13为电压跟随器，其电压放大倍数为1:1，从而保证芯线1与中间屏蔽层3等电位，从而消除了传感器信号电缆寄生电容的影响。外层屏蔽层5与电路地(零电位点)连接。传感器的信号最后通过芯线1完整的进入运算放大器U1进行信号测量处理。
采用上述同相屏蔽驱动技术，可使传感器的电缆在10米距离内不影响传感器的性能，并且外层屏蔽接大地，保证传感器有更好的性能。
在一种可能的实施方式中，如图1所示，所述同相驱动电路13包括模拟开关U4、处理器和第七电阻R7，其中：
所述模拟开关U4的型号为MA4644，所述模拟开关U4的第5引脚连接于所述运算放大器U1的第3引脚，所述模拟开关U4的第2引脚连接于电源，所述模拟开关U4的第3引脚接地，所述模拟开关U4的第4引脚连接于所述第五电阻R5，所述模拟开关U4的第1引脚连接于所述第七电阻R7一端，所述第七电阻R7另一端连接于电源，所述模拟开关U4的第1引脚还连接于所述处理器，用于接收所述处理器传输的与所述探极电容Cx的探测频率相同的驱动信号，以在所述模拟开关U4接收到所述探极电容Cx的电容信号时，驱动所述模拟开关U4呈导通状态。
具体来讲，模拟开关U4的第1引脚通过第三连接端17连接于处理器，处理器通过模拟开关U4的第1引脚输入与所述探极电容Cx的探测频率相同的驱动信号，当模拟开关U4接收到驱动信号时，模拟开关U4导通，进而探极电容Cx检测到的电容信号通过模拟开关U4的第5引脚输出，如此可以将电容信号同相输出，在测量粘度大的液体时对挂料引起的延迟和误差可以有较好的改善。需要说明的是，模拟开关U4的第6引脚置空。
可选地，如图1所示，所述电压箝位电路12与所述探极电容Cx之间连接有过滤直流电导通交流电的滤波电路14。
在一种可能的实施方式中，如图1所示，所述滤波电路14包括第五电容C5、第六电容C6、第八电阻R8和第九电阻R9，其中：
所述第五电容C5连接于所述第五电阻R5与所述探极电容Cx之间，所述第八电阻R8两端分别连接于所述第五电容C5两端；
所述第六电容C6连接于所述第六电阻R6与所述探极电容Cx之间，所述第九电阻R9两端分别连接于所述第六电容C6两端。
由于探极电容Cx检测到的电容信号为交流电，通过该滤波电路14可以将探极电容Cx检测到的电容信号导通，而将为直流电的噪声信号过滤掉，减少噪声信号的干扰。
可选地，如图1所示，所述电容信号检测电路10还包括第七电容C7，用于为所述电容信号检测电路10供电的所述电源连接于所述第七电容C7一端，所述第七电容C7另一端接地。
通过第七电容C7可以将电源提供的直流电进行过滤，以使得上述与电源连接的电子元件如运算放大器U1、分频器U2、比较器U3、模拟开关U4能更好的工作。
在一种可能的实施方式中，针对探测范围为0～3300pF的探极电容，为了得到容易处理的脉冲信号，第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第六电阻R6，第七电阻R7，第八电阻R8，第九电阻R9，第十电阻R10的取值依次为2kΩ，10kΩ，10kΩ，10kΩ，100Ω，100Ω，47kΩ，100kΩ，100kΩ，1kΩ。第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第四电容C4，第五电容C5，第六电容C6，第七电容C7的取值依次为47pF，220pF，0.104μF，0.104μF，0.334μF，0.334μF，0.104μF。
如图4所示，本公开实施例的另一方面还提供一种液位计20，包括如上任一项所述的电容信号检测电路10，液位测量传感器23，导线22和液位计表头21，液位计表头21通过导线22与液位测量传感器23连接。上述探极电容Cx可以设置于该液位测量传感器23内，电容信号检测电路10可以设置于液位计表头21内，将液位测量传感器23插入容器即可进行液位高度的测量，且测量数值可以通过液位计表头21进行显示。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种具有屏蔽干扰功能的电容信号检测电路，其特征在于，所述电容信号检测电路(10)包括运算放大器U1、电容信号转换电路(11)、分频器U2、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，其中：
所述运算放大器U1的型号为OP162GS，所述运算放大器U1的第2引脚与所述运算放大器U1的第6引脚连通，所述第6引脚还连接于所述第一电容C1一端，所述第一电容C1另一端接地，所述第6引脚还用于与具有液位高度检测功能的探极电容Cx连接，所述运算放大器U1的第7引脚连接于电源，所述运算放大器U1的第4引脚接地，所述运算放大器U1的第3引脚连接于所述第二电容C2一端，所述第二电容C2另一端接地，所述第3引脚还连接于所述探极电容Cx；
所述电容信号转换电路(11)连接于所述运算放大器U1的第3引脚，用于接收所述运算放大器U1传输的电容信号，并将该电容信号转化为脉冲信号；
所述分频器U2的型号为MC74HC4060ADT，所述分频器U2的第12引脚接地，所述分频器U2的第8引脚接地，所述分频器U2的第16引脚连接于电源以及所述第三电容C3的一端，所述第三电容C3的另一端接地，所述分频器U2的第11引脚连接于所述电容信号转换电路(11)，以接收所述电容信号转换电路(11)传输的所述脉冲信号，并通过所述分频器U2的第13引脚将分频后的所述脉冲信号输出。
2.根据权利要求1所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述电容信号转换电路(11)包括比较器U3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，其中：
所述比较器U3的型号为MAX9140EUK-T，所述比较器U3的第4引脚连接于所述运算放大器U1的第3引脚以及所述分频器U2的第11引脚，所述第一电阻R1连接于所述比较器U3的第4引脚与所述分频器U2的第11引脚之间，所述比较器U3的第3引脚连接于所述第二电阻R2一端，所述第二电阻R2另一端连接于所述分频器U2的第11引脚，所述比较器U3的第5引脚连接于电源以及所述第四电容C4一端，所述第四电容C4另一端接地，所述比较器U3的第5引脚还与所述第三电阻R3一端连接，所述第三电阻R3另一端连接于所述第四电阻R4一端，所述第四电阻R4另一端接地，所述比较器U3的第3引脚还连接于所述第三电阻R3与所述第四电阻R4相连的一端，所述比较器U3的第1引脚连接于所述分频器U2的第11引脚，所述比较器U3的第2引脚接地。
3.根据权利要求1所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述运算放大器U1与所述探极电容Cx之间连接有用于在所述电容信号检测电路(10)受到高于电压阈值的电压冲击时，将所述电容信号检测电路(10)的电压箝位于所述电压阈值的电压箝位电路(12)。
4.根据权利要求3所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述电压箝位电路(12)包括第一抑制二极管D1、第二抑制二极管D2、第五电阻R5和第六电阻R6，其中：
所述第一抑制二极管D1与所述第二抑制二极管D2的型号均为RCLAMP0502B，所述第五电阻R5连接于所述运算放大器U1的第3引脚与所述探极电容Cx之间，所述第一抑制二极管D1的第1引脚与第2引脚分别连接于所述第五电阻R5两端，所述第六电阻R6连接于所述运算放大器U1的第6引脚与所述探极电容Cx之间，所述第二抑制二极管D2的第1引脚与第2引脚分别连接于所述第六电阻R6两端，所述第一抑制二极管D1与所述第二抑制二极管D2的第3引脚均接地。
5.根据权利要求4所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述电压箝位电路(12)与所述运算放大器(U1)之间连接有用于将所述探极电容Cx检测的电容信号同相输出的同相驱动电路(13)。
6.根据权利要求5所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述同相驱动电路(13)采用同轴电缆传输信号，其中，所述同轴电缆包括芯线(1)，中间屏蔽层(3)，外层屏蔽层(5)，其中，所述芯线(1)用于传输所述探极电容Cx检测的电容信号，所述芯线(1)与所述中间屏蔽层(3)的电压由所述同相驱动电路(13)提供，使得所述芯线(1)与所述与中间屏蔽层(3)等电位，以消除所述芯线(1)与所述中间屏蔽层(3)之间的容性漏电；
所述外层屏蔽层(5)接地，使得所述中间屏蔽层(3)与所述外层屏蔽层(5)之间的电容作为同相驱动电路(13)的负载。
7.根据权利要求5所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述同相驱动电路(13)包括模拟开关U4、处理器和第七电阻R7，其中：
所述模拟开关U4的型号为MA4644，所述模拟开关U4的第5引脚连接于所述运算放大器U1的第3引脚，所述模拟开关U4的第2引脚连接于电源，所述模拟开关U4的第3引脚接地，所述模拟开关U4的第4引脚连接于所述第五电阻R5，所述模拟开关U4的第1引脚连接于所述第七电阻R7一端，所述第七电阻R7另一端连接于电源，所述模拟开关U4的第1引脚还连接于所述处理器，用于接收所述处理器传输的与所述探极电容Cx的探测频率相同的驱动信号，以在所述模拟开关U4接收到所述探极电容Cx的电容信号时，驱动所述模拟开关U4呈导通状态。
8.根据权利要求5所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述电压箝位电路(12)与所述探极电容Cx之间连接有过滤直流电导通交流电的滤波电路(14)。
9.根据权利要求8所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述滤波电路(14)包括第五电容C5、第六电容C6、第八电阻R8和第九电阻R9，其中：
所述第五电容C5连接于所述第五电阻R5与所述探极电容Cx之间，所述第八电阻R8两端分别连接于所述第五电容C5两端；
所述第六电容C6连接于所述第六电阻R6与所述探极电容Cx之间，所述第九电阻R9两端分别连接于所述第六电容C6两端。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电容信号检测电路，其特征在于，所述电容信号检测电路(10)还包括第七电容C7，用于为所述电容信号检测电路(10)供电的所述电源连接于所述第七电容C7一端，所述第七电容C7另一端接地。
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