CAV424是一种多用途的处理各种电容式传感器信号转换的集成电路，能够将电容信号转换成电压信号。它同时具有信号采集(相对电容量的变化)、处理和差分电压输出的功能，能够测量出被测电容和参考电容的差值，即在相对于参考电容值(10 PF～2 nF)5％ ～100％的变化范围内的电容值，并将其转化成相应的差分电压输出，具有高检测灵敏度；同时它还集成了内置温度传感器，当需要数字化信号修正时可直接用来监测温度。利用CAV424作为电容传感器的调理电路，可克服寄生电容和环境变化的影响，提高了测量精度和抗干扰能力。同时传感器外接元件较少，处理电路比较简单，仪器体积小。
3．2 电压一电流转换电路AM402
AM402是处理差分信号输入、电流输出接口的集成电路，可以将输入的微弱的传感器差动电压信号转换成符合工业标准的二线方式输出(4～20 mA)或者三线方式输出(0／4～20 mA)的电流信号。AM402由3个基本的单元组成：
(1)高精度的前置放大器。其具有较大的增益调节范围，适合于不同的信号输入范围，可用于各种不同变化范围的传感器信号处理。
(2)由电压控制的电流输出级。通过调整偏置电压可以使输出电流在较宽的范围内可调。
(3)可调的参考电压。可为传感器或者外部元件提供5 V或10 V的电压。
该电容式角度传感器的实际测量电路，其中可变电容C1和 C2的串联部分为电容传感器等效电路部分。
4 实验与分析
实验设计中，根据AM402三线制输出电流的取值范围，调节电容传感器信号转换集成电路芯片CAV424的外接元件，使其输出的差分电压值为0～200 mV，即输入到电压一电流转换接口电路AM402的电压值为0～200 mV，而AM402采用三线制输出方式，其输出电流范围为4～20 mA．根据前述的理论推导可知，在实际应用中，角度传感器只适合取用0～ 2/π范围内电流输出随角度的增大而增大的线性变化区域，故在测量过程中，只测量0-2/π内电流随角度变化的输出情况。通过负载的二电流输出随角度变化的测量结果。根据最-'b~-乘法原理，对实验数据进行曲线拟合，得到一阶最佳线性拟合曲线。
结果表明实际测量值跟理论值基本吻合，与拟合曲线非常接近；在所测转角0～90~范围内，Iout呈线性输出。
5 讨论
由实验结果可以看出：拟合曲线与实际测量值相比，输出的初始电流值略小于4 mA．这是因为实验过程中，要根据实际输出的电流值，对集成电路AM402进行调整，使其初始状态偏置电流 为4 mA，在调整过程中，传感器本身要受到周围环境中存在的寄生电容的干扰和调节过程中人体本身对传感器的影响，因而对初始值的测量结果造成误差。而且，电容传感器信号转化为电压的电路CAV424也存在一定的环境干扰和误差，输出的差分电压经AM402内部的前置放大器部分放大，会对输出电流值造成影响。
本文关键字：传感器 电工技术，电工技术 - 电工技术
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