Fe_3O_4/PDMS复合材料磁电容微弱信号检测电路的设计

针对Fe_3O_4/PDMS复合材料磁电容信号变化微弱,检测困难的问题,设计了一种基于充放电法的微小电容检测电路。详细论述了组成该电路的脉冲激励模块、C-V转换模块、信号调理模块及载波调解模块的原理及功能,同时搭建硬件平台对复合材料磁电容进行实验验证。通过对Fe_3O_4/PDMS纳米复合材料磁电容平行板结构进行测试实验,结果表明:在p F级范围内进行测试,检测电路的输出线性度较好,电路的标度因数与理论值相差较小。测试电路具有响应快速、外部电路简单、易于集成、稳定好、成本低等优点。

基于LabVIEW的相对介电常数测量系统

为实现对绝缘材料相对介电常数的大范围、精确测量,设计了一套基于LabVIEW的相对介电常数闭环测量系统。该系统以电容传感器为基础,以C-V转换电路为核心,以LabVIEW程序和数据采集卡为控制模块,通过对测量电路输出信号的分析调整激励信号,激励信号调整到最佳状态后,通过采集的输出信号计算得到材料的相对介电常数。通过对部分绝缘材料介电常数的反复测量,进一步验证了此系统在材料相对介电常数测量上的稳定性和高精度。

基于紧耦合电感臂电桥的弱信号电容传感器检测电路设计

电容传感器作为信号检测系统的感知部件,在进行信号测量时,由于信号的微弱和寄生电容的干扰,将难以实现信号的精准测量.为解决这一问题,针对当前最新的测试系统提出了改进方案:在C-V(电容-电压)转换电路中,用相互耦合的电感替换交流电桥的两个固定电阻臂,再用差动式接入的电容传感器替换另外两个电阻臂,如此便构成了改进后的紧耦合电感臂电桥.通过改变紧耦合电感臂电桥中两个电容传感器的微小变化量,对所提的CV转换电路在Multisim仿真软件中进行仿真实验,实验结果表明:检测电容的分辨率可以实现至飞法级别,检测灵敏度可以实现至49 mv/fF.相比改进前的方案优势具有较大的提高,与理论分析一致.这样,使用所提的弱信号检测方法在灵敏度、分辨率方面均高于改进前的检测方法,达到对较弱信号的检测.同时,一些降噪措施被提出用来抑制寄生电容的影响,进一步提高了所提电容传感器检测电路的性能.