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 電容式傳感器是將被測的非電量變化轉換為電容量變化的一類傳感器，它廣泛應用在壓力、濕度、溫度和加速度等測量中。隨著微電子機械系統(tǒng)(MEMS)設計與加工技術的不斷進步，已研制出包括微型壓力傳感器、濕度傳感器、加速度計，化學和生物傳感器等產(chǎn)品。在國內(nèi)，尚無成熟的電容傳感器接口集成電路投入市場。

 單片集成是MEMS傳感器發(fā)展的一個趨勢，將傳感器結構和接口電路集成在一塊芯片上，使它具備標準IC工藝批量制造、適合大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢，在降低了生產(chǎn)成本的同時還減少了互連線尺寸，抑制了寄生效應，提高了電路的性能。

 把被測的機械量，如位移、壓力等轉換為電容量變化的傳感器。它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質的電容器圖。若忽略邊緣效應，平板電容器的電容為εA/δ，式中ε為極間介質的介電常數(shù)，A為兩電極互相覆蓋的有效面積，δ為兩電極之間的距離。δ、A、ε 三個參數(shù)中任一個的變化都將引起電容量變化，并可用于測量。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質變化型三類。極距變化型一般用來測量微小的線位移或由于力、壓力、振動等引起的極距變化(見電容式壓力傳感器)。面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移。介質變化型常用于物位測量和各種介質的溫度、密度、濕度的測定。

 70年代末以來，隨著集成電路技術的發(fā)展，出現(xiàn)了與微型測量儀表封裝在一起的電容式傳感器。這種新型的傳感器能使分布電容的影響大為減小，使其固有的缺點得到克服。電容式傳感器是一種用途極廣，很有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅鳌?BR>電容器傳感器的優(yōu)點是結構簡單，價格便宜，靈敏度高，過載能力強，動態(tài)響應特性好和對高溫、輻射、強振等惡劣條件的適應性強等。缺點是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復雜等。
電容式傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動振幅，尤其適合測量高頻振動振幅、精密軸系回轉精度、加速度等機械量；還可用來測量壓力、壓差、液位、料面、成分含量(如油、糧食中的含水量)、非金屬材料的涂層、油膜等的厚度，測量電介質的濕度、密度、厚度等等，在自動檢測和控制系統(tǒng)中也常常用來作為位置信號發(fā)生器。

 接口電路原理圖和流水芯片照片，該電路由兩部分組成：電容一頻率轉化電路和差頻電路。本電路采用張馳振蕩器來實現(xiàn)電容-頻率轉化。張馳振蕩器由電流源、CMOS傳輸門、施密特觸發(fā)器構成。電路分為充電周期和放電周期。工作原理如下：假設最初Vout高電平，則開關S11閉合，S12斷開，電路進入充電周期，電流源I對Cs進行充電，當Cs上的電壓Vcs充電至施密特觸發(fā)器高閾值電平VH時，施密特觸發(fā)器發(fā)生翻轉，Vout變?yōu)榈碗娖�，此時S11斷開，S12閉合，電路進入放電周期，電流源對Cs進行放電，當電容上電壓Vcs下降到施密特低閾值電平VL時，輸出再次翻轉，Vout變?yōu)楦唠娖�，電路又進入充電周期。如此循環(huán)，該部分電路輸出一列頻率與電容Cs相關的方波，實現(xiàn)了電容-頻率的轉化。為了實現(xiàn)差頻功能，引進了參考電容Cr，并通過相同的G-f電路完成參考電容到參考頻率fs的轉化。D觸發(fā)器則用于實現(xiàn)信號頻率fs與參考頻率fr的差值，實現(xiàn)差頻電路功能。