一种高重复精度的电容式传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器领域，更具体的说，它涉及一种高重复精度的电容式传感器。


背景技术：

2.电感传感器能在感应区域内产生磁场，当有金属检测物靠近感应区域内时，在涡流效应的作用下，产品内部的震荡会衰减，内部电路通过判断震荡的幅值来确定被测物体与传感器的距离，从而输出信号。即可以检测一定距离内的金属目标物的存在，广泛应用于航空航天、潜艇军舰、工业自动化控制领域中，以及电梯、汽车制造、工程机械等工业现场。然而常规的传感器在重复精度上需要提高，随着使用时间的加长，重复精度会发生变化，严重影响传感器的使用。


技术实现要素：

3.本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种设计简单，能将重复精度控制在1％以内的一种高重复精度的电容式传感器。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
5.一种高重复精度的电容式传感器，包括电源模块、补偿模块、单向导通隔离模块、信号放大模块、驱动模块；电源模块与补偿模块、信号放大模块连接，补偿模块与单向导通隔离模块连接，单向导通隔离模块与信号放大模块连接，信号放大模块与驱动模块连接。
6.进一步的，电源模块包括芯片v1，芯片v1的1号引脚与安规电容cx5的一端连接，安规电容cx5的另一端接地，芯片v1的2号引脚接地，芯片v1的3号引脚与信号放大模块、补偿模块连接。
7.进一步的，芯片v1的3号引脚与补偿模块通过三极管、电阻、电容连接；芯片v1的3号引脚与三极管t2的集电极、电阻r5的一端、电阻r9的一端、安规电容cx1的一端连接；电阻r9的另一端、安规电容cx1的另一端接地；电阻r5的另一端与三极管t2的基极、三极管t1的集电极连接，三极管t2的发射极与电阻r12的一端、补偿模块连接；电阻r12的另一端与三极管t1的基极连接，三极管t1的发射极与电阻r6的一端、安规电容cx4的一端连接；电阻r6的另一端接地；
8.其中，补偿模块包括热敏电阻ntc1、电阻r19、可变电阻vr1和电阻r3；三极管t2的发射极与电阻r19的一端、热敏电阻ntc1的一端连接，电阻r19的另一端、热敏电阻ntc1的另一端与可变电阻vr1的一端、移动端连接，可变电阻vr1的另一端与电阻r3的一端、安规电容cx4的另一端连接，电阻r3的另一端接地。
9.进一步的，单向导通隔离模块包括两个正向串联的二极管，两个正向串联的二极管的连接处与安规电容cx3的一端连接，安规电容cx3的另一端与可变电阻vr1的另一端连接；单向导通隔离模块的正极接地，单向导通隔离模块的负极与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端接地。
10.进一步的，信号放大模块包括放大器ic1、放大器ic2、电阻r10、电阻r9、安规电容cx6、电阻r7、电阻r12、电阻r8、安规电容cx7、安规电容cx2和电阻r1；
11.芯片v1的3号引脚与电阻r9的一端、放大器ic1的8号引脚连接，电阻r9的另一端与安规电容cx6的一端、电阻r10的一端、放大器ic1的3号引脚、放大器ic2的5、6号引脚、电阻r1的一端、安规电容cx2的一端、电阻r8的一端、安规电容cx7的一端连接；电阻r1的另一端与单向导通隔离模块的负极连接；安规电容cx2的另一端、电阻r8的另一端、安规电容cx7的另一端一起接地；放大器ic1的2号引脚与安规电容cx6的另一端、电阻r10的另一端、电阻r12的一端连接，放大器ic1的1号引脚与电阻r7的一端连接；电阻r7的另一端、电阻r12的另一端一起与驱动模块连接。
12.进一步的，驱动模块包括灯led1和三极管t4，灯led1的正极与电阻r7的另一端、电阻r12的另一端连接，灯led1的负极与三极管t4的基极连接，三极管t4的发射极接地，三极管t4的集电极为out端。
13.本实用新型相比现有技术优点在于：
14.1，本实用新型结构设计简单、合理，生产方便，实用性强，极易推广使用。
15.2，本实用新型能通过电路改进后将重复精度控制在1％以内。本实用新型还通过补偿模块，由热敏电阻的调整，对内部电路进行温度补偿，从而减小由温度变化而引起距离变话的影响。
附图说明
16.图1为本实用新型的电路示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。本实施例未做详细说明的部分均采用常规设计进行实现即可。本方案未做说明的部分，均可采用常规技术手段进行实现。
18.如图1所示，一种高重复精度的电容式传感器，包括电源模块、补偿模块、单向导通隔离模块、信号放大模块、驱动模块；电源模块与补偿模块、信号放大模块连接，补偿模块与单向导通隔离模块连接，单向导通隔离模块与信号放大模块连接，信号放大模块与驱动模块连接。
19.具体的，电源模块包括芯片v1，芯片v1的1号引脚与安规电容cx5的一端连接，安规电容cx5的另一端接地，芯片v1的2号引脚接地，芯片v1的3号引脚与信号放大模块、补偿模块连接。
20.芯片v1的3号引脚与补偿模块通过三极管、电阻、电容连接；芯片v1的3号引脚与三极管t2的集电极、电阻r5的一端、电阻r9的一端、安规电容cx1的一端连接；电阻r9的另一端、安规电容cx1的另一端接地；电阻r5的另一端与三极管t2的基极、三极管t1的集电极连接，三极管t2的发射极与电阻r12的一端、补偿模块连接；电阻r12的另一端与三极管t1的基极连接，三极管t1的发射极与电阻r6的一端、安规电容cx4的一端连接；电阻r6的另一端接地；
21.其中，补偿模块包括热敏电阻ntc1、电阻r19、可变电阻vr1和电阻r3；三极管t2的
发射极与电阻r19的一端、热敏电阻ntc1的一端连接，电阻r19的另一端、热敏电阻ntc1的另一端与可变电阻vr1的一端、移动端连接，可变电阻vr1的另一端与电阻r3的一端、安规电容cx4的另一端连接，电阻r3的另一端接地。
22.单向导通隔离模块包括两个正向串联的二极管，两个正向串联的二极管的连接处与安规电容cx3的一端连接，安规电容cx3的另一端与可变电阻vr1的另一端连接；单向导通隔离模块的正极接地，单向导通隔离模块的负极与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端接地。
23.信号放大模块包括放大器ic1、放大器ic2、电阻r10、电阻r9、安规电容cx6、电阻r7、电阻r12、电阻r8、安规电容cx7、安规电容cx2和电阻r1；
24.芯片v1的3号引脚与电阻r9的一端、放大器ic1的8号引脚连接，电阻r9的另一端与安规电容cx6的一端、电阻r10的一端、放大器ic1的3号引脚、放大器ic2的5、6号引脚、电阻r1的一端、安规电容cx2的一端、电阻r8的一端、安规电容cx7的一端连接；电阻r1的另一端与单向导通隔离模块的负极连接；安规电容cx2的另一端、电阻r8的另一端、安规电容cx7的另一端一起接地；放大器ic1的2号引脚与安规电容cx6的另一端、电阻r10的另一端、电阻r12的一端连接，放大器ic1的1号引脚与电阻r7的一端连接；电阻r7的另一端、电阻r12的另一端一起与驱动模块连接。
25.驱动模块包括灯led1和三极管t4，灯led1的正极与电阻r7的另一端、电阻r12的另一端连接，灯led1的负极与三极管t4的基极连接，三极管t4的发射极接地，三极管t4的集电极为out端。
26.综上所示，补偿模块的电阻r19，可变电阻vr1，电阻r3串联，通过调整其阻值，相应的感应距离会发生变化，电阻值越大距离越大，电阻值越小，距离越小。补偿模块的热敏电阻ntc1为负温度系数的热敏电阻，当温度变高时，电阻值会变小，当温度变低时，电阻值会变大。从而形成温度升高，距离变大，电阻r19，可变电阻vr1在并联的情况下，温度升高会减小其并联的电阻值，从而减小了电阻r19，可变电阻vr1，电阻r3串联的阻值，达到距离补偿的目的。当温度降低，距离变小时，电阻r19，可变电阻vr1并联的情况下，温度降低会增加其并联的电阻值，从增大了电阻r19，可变电阻vr1，电阻r3串联的阻值，达到距离补偿的目的。实现温度特性好，随着外界温度的变化，距离稳定，保证距离在其额定距离的
±
10％误差之内。
27.本方案通过单向导通隔离模块避免了电压变化的击穿可能性，放大电路的设计将重复精度进行严格控制，避免了电容式传感器随着使用时间的加长，重复精度降低，提高了整体电路的稳定性，并可将重复精度控制在1％以内。
28.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。