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爱上花花公子作者：黄峰 刘敬彪 于海滨 潘勉
来源：《电子技术与软件工程》2015年第17期
大望路中学 摘 要
提出一种基于Pcap01AD的微小电容测量电路设计，可对0-100pF之间的微小电容进行高精度测量。该设计基于TDC（时间数字转换）原理，系统硬件主要由STM32F101C8T6单片机和Pcap01微电容测量芯片两部分组成。系统软件包括下位机软件和上位机软件，下位机主要完成对电容测量数据的读取以及发送至上位机，上位机则对数据作进一步处理和显示。实验证明，该系统的测量精度非常高，在以22pF为基础电容时，其测量最小误差率仅为9.8×10-7%。 巴蜀文化
【关键词】TDC 高斯分布 微电容测量 Pcap01AD
在农业、材料、机械、过程控制以及管道检测等测量领域，经常利用电容效应来测量板
间介电常数和位移等重要参数。然而，当前的电容效应在这些领域应用中存在两个问题：（1）电容信号的输出信号往往很小（1fF～100Pf）；（2）传感器及其连接导线杂散电容和寄生电容难消除并且严重影响测量结果。因此，如何对微小电容进行高精度测量是当今电容测量领域亟待解决的难题。
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目前微小电容测量主要集中在高度集成化方向。美国Irvine Sensors公司的通用电容检测芯片MS3110能够达到4aF的分辨率，0.5～8KHz采样频率；美国ADI公司的AD7746芯片能够达到4fF的分辨力，采样频率最高为90Hz；德国GEMAC公司的HT133芯片能够达到0.16fF的分辨力，采样频率最高为20KHz；德国ACAM公司的通用电容检测芯片Pcap01AD是一款专用的微电容测量芯片，该芯片基于TDC原理，具有高速、高精度以及低功耗等优点。本设计利用Pcap01AD对0-100pF之间的微小电容进行高精度测量，在1Hz的测量频率下其最小误差率仅为9.8×10-7%。
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