CN213658637U - 一种电容传感器转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电容传感器转换电路技术领域，特别涉及一种电容传感器转换电路，包括电容C5、电容C6、电容C10、电感L4、三极管T3、第一振荡电路和第二振荡电路，三极管T3的集电极分别与电容C9的一端和电感L4的一端电连接，三极管T3的基极分别与电阻R8的一端、电容C5的一端、电容C6的一端和电容C4的一端电连接，通过设置第一振荡电路和第二振荡电路，它们所产生的高频信号经由电容C5和电容C6耦合至电容C5和电容C6的连接点，送至三极管T3混频，再经电感L4和电容C10滤除高频信号，选出两高频信号的差频，再经电容C3耦合至频率计，从而实现对湿度的测定。
Description
技术领域
本实用新型涉及电容传感器转换电路技术领域，特别涉及一种电容传感器转换电路。
背景技术
随着科技的不断进步，各行业对于湿度环境的要求也越来越苛刻，对湿度传感器的规格、精度和性能都有了更高的要求，诸如要具备灵敏度高、重复性好、稳定性好、湿滞小、不易被污染等优点，才能更好地满足现代工业中湿度检测的需求。
虽然湿度传感器经过了几十年的研究发展，但相对于整个传感器领域来说，在这方面的进展远比不上其他领域的研究那么尽善尽美，如电路的精度不够、传感器响应时间较长、敏感膜材料易受污染变质等等，故而更进一步进行湿度传感器的发明创新、细节的改良、制作流程工艺的完善还是十分必要的。为了满足现代社会生产工作和人们生活的需要，湿度传感器的推陈出新势在必行。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电容传感器转换电路。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种电容传感器转换电路，包括电阻R1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C5、电容C6、电容C8、电容C10、电容C11、电感L1、电感L2、电感L4、三极管T3、第一振荡电路和第二振荡电路；
所述三极管T3的集电极分别与电阻R6的一端和电感L4的一端电连接，所述三极管T3的基极分别与电阻R8的一端、电容C5的一端和电容C6的一端电连接，所述三极管T3的发射极分别与电阻R10的一端和电容C11的一端电连接，所述电阻R6的另一端分别与电阻R8的另一端、电感L2的一端、电阻R7的一端、电感L1的一端和电阻R1的一端电连接，所述电阻R7的另一端与第二振荡电路电连接，所述电阻R6的另一端接电源，所述电阻R1的另一端与第一振荡电路电连接，所述电感L2的另一端分别与电容C6的另一端和第二振荡电路电连接，所述电感L1的另一端分别与电容C5的另一端和第一振荡电路电连接，所述电阻R9的另一端分别与第一振荡电路、第二振荡电路、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的一端电连接且电阻R9的另一端、第一振荡电路、第二振荡电路、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的一端均接地，所述电感L4的另一端分别与电容C3的一端和电容C10的另一端电连接。
进一步的，所述第一振荡电路包括电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容Cs、晶振Y1和三极管T1，所述三极管T1的基极分别与电阻R1的另一端、电阻R2的一端、晶振Y1的一端和电容C1的一端电连接，所述三极管T1的发射极分别与电容C1的另一端、电容C2的一端和电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端分别与电容C2的另一端、电阻R2的另一端、电容Cs的一端、第二振荡电路、电阻R9的另一端、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的另一端电连接，所述电容Cs的另一端与晶振Y1的另一端电连接。
进一步的，所述第二振荡电路包括电阻R4、电阻R5、电容C7、电容C8、晶振Y2和三极管T2，所述三极管T2的基极分别与电阻R4的一端、晶振Y2的一端、电容C7的一端和电阻R7的另一端电连接，所述三极管T2的集电极分别与电容C6的另一端和电感L2的一端电连接，所述三极管T2的发射极分别与电容C7的另一端、电容C8的一端和电阻R5的一端电连接，所述电阻R5的另一端分别与电容C8的另一端、电阻R4的另一端、晶振Y2的另一端、第一振荡电路、电阻R9的另一端、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的另一端电连接。
进一步的，所述电容C11为电解电容。
进一步的，所述电容C3为电解电容。
本实用新型的有益效果在于：
通过设置第一振荡电路和第二振荡电路，它们所产生的高频信号经由电容C5和电容C6耦合至电容C5和电容C6的连接点，送至三极管T3混频，再经电感L4和电容C10滤除高频信号，选出两高频信号的差频，再经电容C3耦合至频率计，从而实现对湿度的测定，本方案设计的电容传感器转换电路具有响应迅速，接通电路一瞬间即可达到平衡；检测范围为1PF-4PF；其最低检测限D＝4.39×10-4ppm。
附图说明
图1所示为根据本实用新型的一种电容传感器转换电路的电路原理图；
图2所示为根据本实用新型的一种电容传感器转换电路的电路频率与电容关系曲线；
图3所示为根据本实用新型的一种电容传感器转换电路的振荡电路稳定实验图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1所示，本实用新型提供的技术方案：
一种电容传感器转换电路，包括电阻R1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C5、电容C6、电容C8、电容C10、电容C11、电感L1、电感L2、电感L4、三极管T3、第一振荡电路和第二振荡电路；
所述三极管T3的集电极分别与电阻R6的一端和电感L4的一端电连接，所述三极管T3的基极分别与电阻R8的一端、电容C5的一端和电容C6的一端电连接，所述三极管T3的发射极分别与电阻R10的一端和电容C11的一端电连接，所述电阻R6的另一端分别与电阻R8的另一端、电感L2的一端、电阻R7的一端、电感L1的一端和电阻R1的一端电连接，所述电阻R7的另一端与第二振荡电路电连接，所述电阻R6的另一端接电源，所述电阻R1的另一端与第一振荡电路电连接，所述电感L2的另一端分别与电容C6的另一端和第二振荡电路电连接，所述电感L1的另一端分别与电容C5的另一端和第一振荡电路电连接，所述电阻R9的另一端分别与第一振荡电路、第二振荡电路、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的一端电连接且电阻R9的另一端、第一振荡电路、第二振荡电路、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的一端均接地，所述电感L4的另一端分别与电容C3的一端和电容C10的另一端电连接。
从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：
通过设置第一振荡电路和第二振荡电路，它们所产生的高频信号经由电容C5和电容C6耦合至电容C5和电容C6的连接点，送至三极管T3混频，再经电感L4和电容C10滤除高频信号，选出两高频信号的差频，再经电容C3耦合至频率计，从而实现对湿度的测定，本方案设计的电容传感器转换电路具有响应迅速，接通电路一瞬间即可达到平衡；检测范围为1PF-4PF；其最低检测限D＝4.39×10-4ppm。
进一步的，所述第一振荡电路包括电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容Cs、晶振Y1和三极管T1，所述三极管T1的基极分别与电阻R1的另一端、电阻R2的一端、晶振Y1的一端和电容C1的一端电连接，所述三极管T1的发射极分别与电容C1的另一端、电容C2的一端和电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端分别与电容C2的另一端、电阻R2的另一端、电容Cs的一端、第二振荡电路、电阻R9的另一端、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的另一端电连接，所述电容Cs的另一端与晶振Y1的另一端电连接。
进一步的，所述第二振荡电路包括电阻R4、电阻R5、电容C7、电容C8、晶振Y2和三极管T2，所述三极管T2的基极分别与电阻R4的一端、晶振Y2的一端、电容C7的一端和电阻R7的另一端电连接，所述三极管T2的集电极分别与电容C6的另一端和电感L2的一端电连接，所述三极管T2的发射极分别与电容C7的另一端、电容C8的一端和电阻R5的一端电连接，所述电阻R5的另一端分别与电容C8的另一端、电阻R4的另一端、晶振Y2的另一端、第一振荡电路、电阻R9的另一端、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的另一端电连接。
进一步的，所述电容C11为电解电容。
进一步的，所述电容C3为电解电容。
请参照图1所示，本实用新型的实施例一为：
一种电容传感器转换电路，包括电阻R1(电阻值为6.8kΩ)、电阻R6(电阻值为2kΩ)、电阻R7(电阻值为6.8kΩ)、电阻R8(电阻值为30kΩ)、电阻R9(电阻值为10kΩ)、电阻R10(电阻值为560Ω)、电容C3(电容值为10μF)、电容C5(电容值为0.01μF)、电容C6(电容值为0.01μF)、电容C8(电容值为56pF)、电容C10(电容值为0.01μF)、电容C11(电容值为10μF)、电感L1(电感值为1μH)、电感L2(电感值为1μH)、电感L4(电感值为1μH)、三极管T3(型号为C1923)、第一振荡电路和第二振荡电路；
所述三极管T3的集电极分别与电阻R6的一端和电感L4的一端电连接，所述三极管T3的基极分别与电阻R8的一端、电容C5的一端和电容C6的一端电连接，所述三极管T3的发射极分别与电阻R10的一端和电容C11的一端电连接，所述电阻R6的另一端分别与电阻R8的另一端、电感L2的一端、电阻R7的一端、电感L1的一端和电阻R1的一端电连接，所述电阻R7的另一端与第二振荡电路电连接，所述电阻R6的另一端接电源，所述电阻R1的另一端与第一振荡电路电连接，所述电感L2的另一端分别与电容C6的另一端和第二振荡电路电连接，所述电感L1的另一端分别与电容C5的另一端和第一振荡电路电连接，所述电阻R9的另一端分别与第一振荡电路、第二振荡电路、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的一端电连接且电阻R9的另一端、第一振荡电路、第二振荡电路、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的一端均接地，所述电感L4的另一端分别与电容C3的一端和电容C10的另一端电连接。
所述第一振荡电路包括电阻R2(电阻值为6.8kΩ)、电阻R3(电阻值为560Ω)、电容C1(电容值为120pF)、电容C2(电容值为56pF)、电容Cs、晶振Y1(频率为20.000MHz)和三极管T1(型号为C1923)，所述三极管T1的基极分别与电阻R1的另一端、电阻R2的一端、晶振Y1的一端和电容C1的一端电连接，所述三极管T1的发射极分别与电容C1的另一端、电容C2的一端和电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端分别与电容C2的另一端、电阻R2的另一端、电容Cs的一端、第二振荡电路、电阻R9的另一端、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的另一端电连接，所述电容Cs的另一端与晶振Y1的另一端电连接。
所述第二振荡电路包括电阻R4(电阻值为6.8kΩ)、电阻R5(电阻值为560Ω)、电容C7(电容值为120pF)、电容C8(电容值为56pF)、晶振Y2(频率为33.3MHz)和三极管T2(型号为C1923)，所述三极管T2的基极分别与电阻R4的一端、晶振Y2的一端、电容C7的一端和电阻R7的另一端电连接，所述三极管T2的集电极分别与电容C6的另一端和电感L2的一端电连接，所述三极管T2的发射极分别与电容C7的另一端、电容C8的一端和电阻R5的一端电连接，所述电阻R5的另一端分别与电容C8的另一端、电阻R4的另一端、晶振Y2的另一端、第一振荡电路、电阻R9的另一端、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的另一端电连接。
所述电容C11为电解电容，电容值为10μF。
所述电容C3为电解电容，电容值为10μF。
上述的电容传感器转换电路的工作原理为：
电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容Cs、晶振Y1和三极管T1构成第一振荡电路，电阻R4、电阻R5、电容C7、电容C8、晶振Y2和三极管T2构成第二振荡电路，它们所产生的高频信号经由电容C5和电容C6耦合至电容C5和电容C6的连接点，再由电容C4滤除噪声后，送至三极管T3混频，再经电感L4和电容C10滤除高频信号，选出两高频信号的差频，再经电容C3耦合至频率计，从而实现对湿度的测定，本方案设计的电容传感器转换电路具有响应迅速，接通电路一瞬间即可达到平衡；检测范围为1PF-4PF；其最低检测限D＝4.39×10-4pF。
使用不同电容量的固定电容接入检测电路得到的频率，可根据其关系而制成图2。由实验得到，该转换电路的检测范围为1PF-4PF。若电容大小小于1PF，振荡电路不起振；电容大小若大于4PF，那么电容与频率的关系则不再成反比，随着固定电容的增大，频率的减小幅度也在变小。
从图3可以看出，该振荡电路自接通电源后，输出频率十分稳定，到达稳定的时间极短，电路性能良好。
综上所述，本实用新型提供的一种电容传感器转换电路，通过设置第一振荡电路和第二振荡电路，它们所产生的高频信号经由电容C5和电容C6耦合至电容C5和电容C6的连接点，送至三极管T3混频，再经电感L4和电容C10滤除高频信号，选出两高频信号的差频，再经电容C3耦合至频率计，从而实现对湿度的测定，本方案设计的电容传感器转换电路具有响应迅速，接通电路一瞬间即可达到平衡；检测范围为1PF-4PF；其最低检测限D＝4.39×10-4ppm。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种电容传感器转换电路，其特征在于，包括电阻R1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C3、电容C5、电容C6、电容C8、电容C10、电容C11、电感L1、电感L2、电感L4、三极管T3、第一振荡电路和第二振荡电路；
所述三极管T3的集电极分别与电阻R6的一端和电感L4的一端电连接，所述三极管T3的基极分别与电阻R8的一端、电容C5的一端和电容C6的一端电连接，所述三极管T3的发射极分别与电阻R10的一端和电容C11的一端电连接，所述电阻R6的另一端分别与电阻R8的另一端、电感L2的一端、电阻R7的一端、电感L1的一端和电阻R1的一端电连接，所述电阻R7的另一端与第二振荡电路电连接，所述电阻R6的另一端接电源，所述电阻R1的另一端与第一振荡电路电连接，所述电感L2的另一端分别与电容C6的另一端和第二振荡电路电连接，所述电感L1的另一端分别与电容C5的另一端和第一振荡电路电连接，所述电阻R9的另一端分别与第一振荡电路、第二振荡电路、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的一端电连接且电阻R9的另一端、第一振荡电路、第二振荡电路、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的一端均接地，所述电感L4的另一端分别与电容C3的一端和电容C10的另一端电连接。
2.根据权利要求1所述的电容传感器转换电路，其特征在于，所述第一振荡电路包括电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容Cs、晶振Y1和三极管T1，所述三极管T1的基极分别与电阻R1的另一端、电阻R2的一端、晶振Y1的一端和电容C1的一端电连接，所述三极管T1的发射极分别与电容C1的另一端、电容C2的一端和电阻R3的一端电连接，所述电阻R3的另一端分别与电容C2的另一端、电阻R2的另一端、电容Cs的一端、第二振荡电路、电阻R9的另一端、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的另一端电连接，所述电容Cs的另一端与晶振Y1的另一端电连接。
3.根据权利要求1所述的电容传感器转换电路，其特征在于，所述第二振荡电路包括电阻R4、电阻R5、电容C7、电容C8、晶振Y2和三极管T2，所述三极管T2的基极分别与电阻R4的一端、晶振Y2的一端、电容C7的一端和电阻R7的另一端电连接，所述三极管T2的集电极分别与电容C6的另一端和电感L2的一端电连接，所述三极管T2的发射极分别与电容C7的另一端、电容C8的一端和电阻R5的一端电连接，所述电阻R5的另一端分别与电容C8的另一端、电阻R4的另一端、晶振Y2的另一端、第一振荡电路、电阻R9的另一端、电容C11的另一端、电阻R10的另一端和电容C10的另一端电连接。
4.根据权利要求1所述的电容传感器转换电路，其特征在于，所述电容C11为电解电容。
5.根据权利要求1所述的电容传感器转换电路，其特征在于，所述电容C3为电解电容。
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Family
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2020
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