CN113008275A - 一种电容式模拟量信号输出传感器 - Google Patents

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杨武平
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Abstract

本发明属于传感器技术领域，具体为一种电容式模拟量信号输出传感器，包括传感采集端、引线和接线端子，所述传感采集端、接线端子分别连接在引线的两端，所述传感采集端包括外壳体、距离检测电容器、诊断测量电路、运算放大电路、处理芯片和距离检测电容，所述距离检测电容器、诊断测量电路、运算放大电路、处理芯片和距离检测电容均位于外壳体的内腔，所述距离检测电容器的输出端通过导线与诊断测量电路连接，所述运算放大电路与距离检测电容建立连接。通过距离检测电容的设置，采集电容量变化值，处理芯片根据不同的电容量变化值输出对应电压值，准确；通过运算放大电路的设置，输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。

Description

一种电容式模拟量信号输出传感器
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体为一种电容式模拟量信号输出传感器。
背景技术
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
现有的电容式模拟量信号输出传感器在使用时难以根据不同情况输出特征输出数据，导致输出结果不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电容式模拟量信号输出传感器，以解决上述背景技术中提出的现有的电容式模拟量信号输出传感器在使用时难以根据不同情况输出特征输出数据，导致输出结果不准确的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电容式模拟量信号输出传感器，包括传感采集端、引线和接线端子，所述传感采集端、接线端子分别连接在引线的两端，所述传感采集端包括外壳体、距离检测电容器、诊断测量电路、运算放大电路和处理芯片，所述距离检测电容器、诊断测量电路、运算放大电路和处理芯片均位于外壳体的内腔，所述距离检测电容器的输出端通过导线与诊断测量电路连接，所述诊断测量电路与运算放大电路的输入端连接，所述运算放大电路的输出端与处理芯片连接，所述处理芯片与引线连接，所述距离检测电容器检测电容量并输出到诊断测量电路进行诊断，被测量物体与距离检测电容器之间位置变化会导致电容量变化，电容量变化值输出至诊断测量电路，所述诊断测量电路将电容量变化值输出至运算放大电路，所述运算放大电路对电容量变化值放大，放大电容量变化值输出至处理芯片，处理芯片将电容量变化值转换为电压信号通过引线线性输出，输出电压为1-10V，处理芯片根据距离检测电容器的电容量变化值不同对输出电压调整。
优选的，所述传感采集端、接线端子的外壁上均开设有连接外螺纹。
优选的，所述传感采集端还包括微型变压器，所述微型变压器与运算放大电路连接，且微型变压器与处理芯片的输出电压端连接。
优选的，所述距离检测电容器与外壳体的连接处通过密封胶粘接。
优选的，所述外壳体为橡胶外壳体，且橡胶外壳体的内部设置有干燥材料层，所述干燥材料层为棉质吸水层。
优选的，所述距离检测电容器凸出到外壳体的外侧。
优选的，所述引线包括电源正极线、电源负级线和信号线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过距离检测电容的设置，采集电容量变化值，处理芯片根据不同的电容量变化值输出对应电压值，较为准确；
2)通过运算放大电路的设置，输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明传感采集端的剖视结构示意图。
图中：1传感采集端、11外壳体、12距离检测电容器、13诊断测量电路、14运算放大电路、15处理芯片、2引线、3接线端子。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种电容式模拟量信号输出传感器，包括传感采集端1、引线2和接线端子3，所述传感采集端1、接线端子3分别连接在引线2的两端，所述传感采集端1包括外壳体11、距离检测电容器12、诊断测量电路13、运算放大电路14和处理芯片15，所述距离检测电容器12、诊断测量电路13、运算放大电路14和处理芯片15均位于外壳体11的内腔，所述距离检测电容器12的输出端通过导线与诊断测量电路13连接，所述诊断测量电路13与运算放大电路14的输入端连接，所述运算放大电路14的输出端与处理芯片15连接，所述处理芯片15与引线2连接，所述距离检测电容器12检测电容量并输出到诊断测量电路13进行诊断，被测量物体与距离检测电容器12之间位置变化会导致电容量变化，电容量变化值输出至诊断测量电路13，所述诊断测量电路13将电容量变化值输出至运算放大电路14，所述运算放大电路14对电容量变化值放大，放大电容量变化值输出至处理芯片15，处理芯片15将电容量变化值转换为电压信号通过引线2线性输出，输出电压为1-10V，处理芯片15根据距离检测电容器12的电容量变化值不同对输出电压调整。
进一步地，所述传感采集端1、接线端子3的外壁上均开设有连接外螺纹，通过连接外螺纹的设置，方便对传感采集端1、接线端子3安装和拆卸作用。
进一步地，所述传感采集端1还包括微型变压器，所述微型变压器与运算放大电路14连接，且微型变压器与处理芯片15的输出电压端连接，通过微型变压器的设置，方便对处理芯片15的输出电压调控作用。
进一步地，所述距离检测电容器12与外壳体11的连接处通过密封胶粘接，通过密封胶粘接的方式，密封效果较好。
进一步地，所述外壳体11为橡胶外壳体，且橡胶外壳体的内部设置有干燥材料层，所述干燥材料层为棉质吸水层，通过棉质吸水层的设置，能够对外壳体11内部的潮湿空气吸湿，对内部的距离检测电容器12、诊断测量电路13、运算放大电路14、距离检测电容16起到防潮保护作用。
进一步地，所述距离检测电容器12凸出到外壳体11的外侧。
进一步地，所述引线2包括电源正极线、电源负级线和信号线。
工作原理：引线2与控制机连接，电源正极线、电源负级线为距离检测电容器12、诊断测量电路13、运算放大电路14和处理芯片15提供电能，信号线输送电压信号到控制机，距离检测电容器12对外部信息采集并将采集信息以模拟信号(电容量变化值)的方式输出到诊断测量电路13，输出到诊断测量电路13的电容量变化值通过诊断测量电路13诊断并输出至运算放大电路14，运算放大电路14将电容量变化值放大运算并输出至处理芯片15，处理芯片15根据电容量变化值对应输出连续性电压信号，通过引线2的信号线传将输出的连续性电压信号反馈至控制机。
安装时，传感采集端1通过外壁的螺纹与安装位置连接。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电容式模拟量信号输出传感器，包括传感采集端(1)、引线(2)和接线端子(3)，其特征在于：所述传感采集端(1)、接线端子(3)分别连接在引线(2)的两端，所述传感采集端(1)包括外壳体(11)、距离检测电容器(12)、诊断测量电路(13)、运算放大电路(14)和处理芯片(15)，所述距离检测电容器(12)、诊断测量电路(13)、运算放大电路(14)和处理芯片(15)均位于外壳体(11)的内腔，所述距离检测电容器(12)的输出端通过导线与诊断测量电路(13)连接，所述诊断测量电路(13)与运算放大电路(14)的输入端连接，所述运算放大电路(14)的输出端与处理芯片(15)连接，所述处理芯片(15)与引线(2)连接，所述距离检测电容器(12)检测电容量并输出到诊断测量电路(13)进行诊断，被测量物体与距离检测电容器(12)之间位置变化会导致电容量变化，电容量变化值输出至诊断测量电路(13)，所述诊断测量电路(13)将电容量变化值输出至运算放大电路(14)，所述运算放大电路(14)对电容量变化值放大，放大电容量变化值输出至处理芯片(15)，处理芯片(15)将电容量变化值转换为电压信号通过引线(2)线性输出，输出电压为1-10V，处理芯片(15)根据距离检测电容器(12)的电容量变化值不同对输出电压调整。
2.根据权利要求1所述的一种电容式模拟量信号输出传感器，其特征在于：所述传感采集端(1)、接线端子(3)的外壁上均开设有连接外螺纹。
3.根据权利要求1所述的一种电容式模拟量信号输出传感器，其特征在于：所述传感采集端(1)还包括微型变压器，所述微型变压器与运算放大电路(14)连接，且微型变压器与处理芯片(15)的输出电压端连接。
4.根据权利要求1所述的一种电容式模拟量信号输出传感器，其特征在于：所述距离检测电容器(12)与外壳体(11)的连接处通过密封胶粘接。
5.根据权利要求1所述的一种电容式模拟量信号输出传感器，其特征在于：所述外壳体(11)为橡胶外壳体，且橡胶外壳体的内部设置有干燥材料层，所述干燥材料层为棉质吸水层。
6.根据权利要求1所述的一种电容式模拟量信号输出传感器，其特征在于：所述距离检测电容器(12)凸出到外壳体(11)的外侧。
7.根据权利要求1所述的一种电容式模拟量信号输出传感器，其特征在于：所述引线(2)包括电源正极线、电源负级线和信号线。
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