孔徑測量傳感器用信號轉換裝置及電容/電壓轉換電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及測量領域，尤其涉及用于孔徑測量傳感器的信號轉換裝置。
【背景技術】
[0002]用電測法測量非電學量時，首先必須將被測的非電學量轉換為電學量而后輸入之。根據(jù)不同非電學量的特點設計成的有關轉換裝置稱為傳感器，而將被測量(如位移、力、速度等)轉換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器。其中，孔徑測量傳感器用于測量零件的孔徑時，測量頭伸入到被測孔的中心位置并感應測量頭與被測孔之間的電容，不同的孔徑可得到不同的電容值，從而通過測量電容的大小得到被測孔的孔徑大小。電容信號是指電容的變化量。此信號不能直接顯示，必須經(jīng)過相應的電子線路處理，轉換為電壓信號。但由于電容量本身較小，一般為幾十皮法，它極易受到導線電容和電路的分布電容的影響，為了獲得較高的測量精度，需對其進行有效的轉換處理。
[0003]CAV424是一個將電容信號轉換成電壓信號的集成電路芯片，具有信號的采集處理和差分電壓輸出的功能。如圖1所示，CAV424芯片含16個引腳，分別為:RCOSC(當前定義的參考振蕩器)引腳、RCR(此次調整的電容積分器I)引腳、RCM(此次調整的電容積分器2)引腳、RL (增益調整)引腳、LPOUT (輸出)引腳、VM(參考電壓)引腳、VTEMP (溫度傳感器)引腳、N.C引腳、CR(積分器電容I)引腳、CLl (低通角頻率I)引腳、CM(積分器電容2)引腳、CL2(低通角頻率2)引腳、COSC(參考振蕩器電容)引腳、VCC(電源電壓)引腳、GND(接地)引腳。CAV424芯片可以檢測到與參考電容值(1pF到2nF)從5%到100%的變化范圍內的電容值，并將變化電容轉變?yōu)橄鄳牟罘蛛妷狠敵?。需要配備適當?shù)耐鈬娐凡拍軐崿F(xiàn)較高的轉換精度。
【實用新型內容】
[0004]本申請的目的之一在于提供一種孔徑測量傳感器用信號轉換裝置，將表示孔徑的電容信號以較高的精度依次進行轉換，最終直觀的顯示孔徑值。
[0005]本申請的目的之二在于提供一種用于信號轉換裝置的電容/電壓轉換電路，有效地將電容信號轉換為電壓信號。
[0006]根據(jù)本申請的一個方面，提供孔徑測量傳感器用信號轉換裝置，包括:孔徑測量傳感器、電容/電壓轉換電路、A/D轉換電路、單片機和顯示屏，其中，
[0007]所述孔徑測量傳感器、所述電容/電壓轉換電路、所述A/D(模/數(shù))轉換電路、所述單片機和所述顯示屏依次串接。
[0008]在一些實施例中，所述孔徑測量傳感器測量孔徑，輸出與所測孔徑相應的電容信號;
[0009]所述電容/電壓轉換電路將所述電容信號轉換為模擬電壓信號，并傳遞給所述A/D轉換電路；
[0010]所述A/D轉換電路將所述模擬電壓信號轉換為數(shù)字電壓信號，并傳遞給所述單片機；
[0011]所述單片機根據(jù)所述數(shù)字電壓信號輸出孔徑值給所述顯示屏進行顯示。
[0012]根據(jù)上述方案，依次將電容信號轉換為模擬電壓信號、數(shù)字電壓信號以及對應的孔徑值，并在顯示屏中顯示。獲得較高的轉換精度，從而有效提高測量精度。
[0013]在一些實施例中，還包括連接所述單片機的電平轉換電路。
[0014]在一些實施例中，所述電容/電壓轉換電路包括:CAV424芯片、第一至第六電容、第一至第八電阻以及電源，其中，
[0015]所述電源接所述CAV424芯片的VCC引腳；
[0016]所述CAV424芯片的CR引腳通過所述第一電容接地；
[0017]所述CAV424芯片的CLl引腳通過所述第二電容接地；
[0018]所述CAV424芯片的CM引腳接收電容信號；
[0019]所述CAV424芯片的CL2引腳通過所述第三電容接地；
[0020]所述CAV424芯片的COSC引腳通過所述第四電容接地；
[0021 ]所述CAV424芯片的RCOSC引腳通過所述第二電阻接地；
[0022]所述第三電阻一端接地，另一端通過所述第四電阻接所述CAV424芯片的RCR引腳；
[0023]所述第五電阻一端接所述CAV424芯片的RCM引腳，另一端接所述第三電阻和第四電阻的相接端；
[0024]所述CAV424芯片的RL引腳、所述第七電阻和所述第六電阻依次串接后接地；
[0025]所述第一電阻一端接所述電源，另一端接所述第七電阻和所述第六電阻的相接端；
[0026]所述CAV424芯片的LPOUT引腳為輸出端；所述CAV424芯片的VM引腳為參考電壓輸入端；
[0027]所述第八電阻接在所述CAV424芯片的RL引腳和LPOUT引腳之間；
[0028]所述第五電容與所述第八電阻并聯(lián)；
[0029]所述CAV424芯片的VM引腳通過所述第六電容接地；
[0030]所述第九電阻接在所述CAV424芯片的VM引腳和RL引腳之間；
[0031]所述CAV424芯片的GND引腳接地。通過CAV424芯片的具體應用，提高信號轉換精度。
[0032]根據(jù)本申請的另一個方面，提供用于上述信號轉換裝置的電容/電壓轉換電路，包括:CAV424芯片、第一至第六電容、第一至第八電阻以及電源，其中，
[0033]所述電源接所述CAV424芯片的VCC引腳；
[0034]所述CAV424芯片的CR引腳通過所述第一電容接地；
[0035]所述CAV424芯片的CLl引腳通過所述第二電容接地；
[0036]所述CAV424芯片的CM引腳作為輸入端；
[0037]所述CAV424芯片的CL2引腳通過所述第三電容接地；
[0038]所述CAV424芯片的COSC引腳通過所述第四電容接地；
[0039]所述CAV424芯片的RCOSC引腳通過所述第二電阻接地；
[0040]所述第三電阻一端接地，另一端通過所述第四電阻接所述CAV424芯片的RCR引腳；
[0041]所述第五電阻一端接所述CAV424芯片的RCM引腳，另一端接所述第三電阻和第四電阻的相接端；
[0042]所述CAV424芯片的RL引腳、所述第七電阻和所述第六電阻依次串接后接地；
[0043]所述第一電阻一端接所述電源，另一端接所述第七電阻和所述第六電阻的相接端；
[0044]所述CAV424芯片的LPOUT引腳為輸出端；所述CAV424芯片的VM引腳為參考電壓輸入端；
[0045]所述第八電阻接在所述CAV424芯片的RL引腳和LPOUT引腳之間；
[0046]所述第五電容與所述第八電阻并聯(lián)；
[0047]所述CAV424芯片的VM引腳通過所述第六電容接地；
[0048]所述第九電阻接在所述CAV424芯片的VM引腳和RL弓丨腳之間；
[0049]所述CAV424芯片的GND引腳接地。
[0050]根據(jù)上述方案，以CAV424芯片為核心配置外圍電路，實現(xiàn)高精度的信號轉換，可克服寄生電容和環(huán)境變化的影響。同時，因為采用集成芯片，體積小，便于傳感器探頭與電路的集成化。
【附圖說明】
[0051]圖1是CAV424芯片的引腳圖；
[0052]圖2是本實用新型一實施例的孔徑測量傳感器用信號轉換裝置的結構圖；
[0053]圖3是本實用新型一實施例的電容/電壓轉換電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0054]下面結合附圖，對本實用新型的實施方式作詳細說明。
[0055]請參閱圖2，本申請之一的孔徑測量傳感器用信號轉換裝置的一實施方式，包括:孔徑測量傳感器101、電容/電壓轉換電路102、A/D轉換電路103、單片機104和顯示屏105。
[0056]孔徑測量傳感器101測量孔徑，根據(jù)所測孔徑大小輸出相應的不同電容值的電容信號。具體地，測量頭伸入到被測孔的中心位置并感應測量頭與被測孔之間的電容，不同的孔徑可得到不同的電容值。
[0057]電容/電壓轉換電路102將電容信號轉換為模擬電壓信號，并傳遞給A/D轉換電路103。A/D轉換電路103將模擬電壓信號轉換為數(shù)字電壓信號，并傳遞給單片機104。單片機104根據(jù)數(shù)字電壓信號計算出對應的孔徑值，輸出給顯示屏105進