高分辨率充放電式差分電容傳感器研究.pdf

1、高精度電容位移傳感技術(shù)是高精度靜電懸浮加速度計(jì)/慣性傳感器的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文對(duì)面向空間慣性傳感器應(yīng)用的充放電式差分電容傳感電路進(jìn)行研究，給出了充放電式電容傳感電路的設(shè)計(jì)原理，計(jì)算了充放電式傳感電路各項(xiàng)噪聲的來(lái)源，詳細(xì)分析了各個(gè)元器件的性能及參數(shù)對(duì)傳感電路性能的影響，建立了完整的電路噪聲模型，對(duì)實(shí)際傳感電路進(jìn)行了靈敏度標(biāo)定與噪聲測(cè)試，在0.1Hz處實(shí)測(cè)電容分辨率達(dá)到了約6×10-7 pF/Hz1/2，達(dá)到預(yù)期分辨率的數(shù)量級(jí)。
　　

2、首先，本文對(duì)充放電式差分電容傳感電路的基本原理進(jìn)行了介紹。充放電式差分電容傳感電路主要包括載波發(fā)生器模塊、傳感探頭模塊、跨阻放大器模塊。本文對(duì)各模塊的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，給出了該電路的理論靈敏度系數(shù)。
　　其次，本文對(duì)充放電式電容位移傳感電路的噪聲進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。充放電式電容位移傳感電路的噪聲主要來(lái)源分為充放電電流噪聲與跨阻放大器的噪聲，本文分別對(duì)這兩部分的噪聲進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，對(duì)寄生電容對(duì)理論靈敏度系數(shù)的影響進(jìn)行了評(píng)估，給