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为提高传感器的灵敏度K,提高精度、减小非线性误差&,电容传感器大都 采用差动式结构。在差分电容传感器中,当动极板的移动距离为△d时,电容C1 的间隙d1变为d0-△d,电容C2的间隙d2变为d0+△d。 △C=2M 当△d/d0≤1时,得到进似的线性关系C。d,: K= 2AC/C≈2 △d 差动电容传感器的灵敏度 do 差动电容传感器的相对非线性误差: ad/d。) ×100%=(△d/d)×100% (△d/d) (5) 可见,电容传感器采用差动方式之后,灵敏度提高了一倍,相对非线性误差 减小了一个数量级。与此同时,差动电容传感器突出优点是最大限度地减小环境 影响所造成的误差。 就MEMS单电容式和差分电容式传感器而言,单电容式传感器在 50Hz~20KHz范围内频响线性度好,将来可做成微麦克风代替柱节式压力传感 器,用在手机里。差分电容传感器在0Hz-1KHz范围内频响线性度好,目前己 广泛应用在低频地震波检测上。 单电容传感器调理电路 传统的电容检测方法有电荷转移法和脉宽调制法,电荷转移法常用于单电容 检测,脉宽调制法常用于差分电容检测。图3是方波发生器电路,产生的方波 1 f= 频率 2R,Cx in(Rs/Rs) 。如果Rf为常数,则f是Cx(X)函数,可根据测定f 占空比,计算出CX(X)的值。实际上,图3电路仅可测量静态电容,对于测量为提高传感器的灵敏度 K,提高精度、减小非线性误差&,电容传感器大都 采用差动式结构。在差分电容传感器中,当动极板的移动距离为Δd 时,电容 C1 的间隙 d1 变为 d0-Δd,电容 C2 的间隙 d2 变为 d0+Δd。 当Δd/d0≤1 时,得到进似的线性关系 ; 差动电容传感器的灵敏度 ; 差动电容传感器的相对非线性误差: (5) 可见,电容传感器采用差动方式之后,灵敏度提高了一倍,相对非线性误差 减小了一个数量级。与此同时,差动电容传感器突出优点是最大限度地减小环境 影响所造成的误差。 就 MEMS 单电容式和差分电容式传感器而言,单电容式传感器在 50Hz~20KHz 范围内频响线性度好,将来可做成微麦克风代替柱节式压力传感 器,用在手机里。差分电容传感器在 0Hz-1KHz 范围内频响线性度好,目前已 广泛应用在低频地震波检测上。 单电容传感器调理电路 传统的电容检测方法有电荷转移法和脉宽调制法,电荷转移法常用于单电容 检测,脉宽调制法常用于差分电容检测。图 3 是方波发生器电路,产生的方波 频率 。如果 Rf 为常数,则 f 是 Cx(x)函数,可根据测定 f 占空比,计算出 Cx(x)的值。实际上,图 3 电路仅可测量静态电容,对于测量
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