PIC16LF874單片機在電容測量模塊中的應用

5 試驗與結果

運用上述軟件測量。在測量之前，必須對測量系統進(jìn)行標定，標定時(shí)PS02l要求參考電容Cref與被測電容Cmeas在同一電容值范圍，即確保 Cmeas/Cref比率不會(huì )超過(guò)25%(PS02l的極限值)。參考電容是一個(gè)非常重要的部分，對于測量的質(zhì)量以及測量的溫度穩定性有直接的影響。推薦的電容材料：CFCAP(太陽(yáng)誘電Taiyo Yuden公司的多層陶瓷電容)系列，COG或者NPO陶瓷電容。放電電阻Rdis與放電時(shí)間密切相關(guān)，放電時(shí)間τ=0.7R(C+20 pF)，時(shí)間常數τ范圍為2～10μs(推薦5μs)。根據公式計算之放電電阻阻值。

試驗中，分別選取1、2、3、5.1、6.8、8.2、9.1、12、13、15、16.5、18 pF的固定電容作為被測電容。根據被測電容的范圍確定參考電容的大小，然后根據被測電容和參考電容值，并結合放電時(shí)間來(lái)確定放電電阻阻值，最后選擇適當的測量模式進(jìn)行測量。在標定好的系統下，在參考端和被測端分別接一只參考電容，此時(shí)在數據顯示界面顯示的值為參考電容值以及寄生電容值的和(圖3中 Sensor l顯示的數據);然后在被測端參考電容的基礎上再并聯(lián)被測電容，此時(shí)測得的數據為被測電容值、參考電容值以及寄生電容值的總和，以上兩步所測值相減就是被測的電容值，最后得到的被測電容值統計如表l所示。

表1反映了被測電容測量值和標稱(chēng)值之間的相對誤差，同時(shí)也得知被測電容電容值越大，測量值和標稱(chēng)值相對誤差越小。由于被測電容受到環(huán)境溫度、焊錫量多少以及被測電容質(zhì)量等因素的影響，存在一定的誤差。通過(guò)多次測量進(jìn)行平均，以獲取更穩定的電容值。在標定好的系統下，對固定電容進(jìn)行測量來(lái)驗證測量模塊的精確度，測量值和標稱(chēng)值非常接近，可認為被測電容標稱(chēng)值誤差較小，進(jìn)一步得知電容測量模塊測量精度較高。

6 結束語(yǔ)

PlCl6LF874單片機能夠很好的控制電容測量模塊，對研究電容式傳感器有很好的促進(jìn)作用，該單片機簡(jiǎn)化了電路設計，使測量結果達到較高的精度;同時(shí)這種測量模塊可以減小電路板的體積，從而減小整個(gè)裝置的體積;大大簡(jiǎn)化了電路設計過(guò)程、降低產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)難度、對加速產(chǎn)品的研制、降低生產(chǎn)成本具有非常重要的意義。實(shí)驗結果證明，此測量模塊具有較好的實(shí)用性。