新型數(shù)字電容式液位傳感器
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當(dāng)電容探頭安裝到油箱中以后，燃油的相對介電常數(shù)εr和液位高度h可以分別用下列表達(dá)式來表示
因?yàn)椴荒鼙ＷC每次加油時(shí)燃油的各項(xiàng)指標(biāo)完全相同，所以燃油的相對介電常數(shù)εr，隨它的溫度、雜質(zhì)含量變化。
根據(jù)式(4)和式(5)，進(jìn)一步推導(dǎo)出燃油高度h
從式(6)可以看出，實(shí)時(shí)的燃油高度值h可以通過測量電容c1和c2的值得到。
為了保證車輛正常行駛，油箱中的燃油不能完全耗盡，燃油的高度要大于極板C的高度L2，否則會(huì)發(fā)出報(bào)警信號表示燃油量達(dá)到最低值，提醒駕駛員加油，當(dāng)液位高度>L時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)出一個(gè)溢出信號，表示此時(shí)油箱已加滿。
電容探頭本身帶有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ?，可以使測量結(jié)果不受燃油溫度和雜質(zhì)含量的影響。安裝后的探頭不帶可動(dòng)部件，增加了傳感器的使用壽命。以電容作為敏感元件，得到的剩余燃油量結(jié)果實(shí)時(shí)準(zhǔn)確。
2 傳感器電路設(shè)計(jì)
2．1 信號采集和處理電路
如圖3所示，信號采集和處理電路的主要組成部分是一片AD7746和一片MC68HC908GZl6。電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片AD7746是一款專業(yè)的電容測量器件，適用于微小電容量的測量，可以代替大量分立元件組成的測量電路，把變化的電容值轉(zhuǎn)換成從0x000000到0xFFFFFF數(shù)字數(shù)據(jù)。它有兩個(gè)輸入通道和一個(gè)I2C兼容串行接口，因此可以通過通道1和通道2分別測量電容c1和c2的值，再把測量結(jié)果通過I2C協(xié)議傳送給下一個(gè)電路單元。除了電容測量功能外，芯片本身帶有一個(gè)溫度傳感器，可以通過軟件配置后測量溫度信息。與傳統(tǒng)的使用大量分立元件電容測量電路相
比，使用AD7746不但提高了測量精度，而且大大降低了設(shè)計(jì)與制造的成本。本文引用地址：http://www.ptau.cn/article/161947.htm
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