基于電容檢測芯片的電容檢測系統(tǒng)設(shè)計
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3．2 上位機軟件設(shè)計
采用VC++6．0軟件和C++語言編寫系統(tǒng)的上位機軟件。軟件功能主要包括設(shè)置參數(shù)，與下位機通信，數(shù)據(jù)實時圖形化顯示、存儲和讀取等。上位機軟件界面如圖4所示。本文引用地址：http://www.2s4d.com/article/180631.htm
4 精度測試與分析
進行測試前，首先應對電路的初始輸出進行校準。方法如下：將CSl、CS2設(shè)置為O，使用用高精度電壓表對MS3110芯片輸出電壓進行測量，輸出為O．497 192 V，將式(1)中的VREF修正為0．497192 V。
在電路板CS2IN位置上焊接一個1．8 pF多層陶瓷電容，用于模擬外部電容式傳感器；芯片內(nèi)部可調(diào)電容CS2由O逐步步進到342 fF，以模擬傳感器電容的變化，步進值為19 fF。具體寄存器參數(shù)設(shè)置如下：CSl設(shè)為O，為CF設(shè)9．728 pF，可調(diào)增益GAIN設(shè)置為2，V2P25設(shè)為2．25 V，其他參數(shù)均取手冊推薦值。通過實驗測得，當CS2取O時，測量值為1．960 021 pF。與電容標稱值的差異主要是由電容本身容差與電路的分步電容引起的。由式(1)可得：
CS2=(Vout-VREF)CF／(GAIN×V2P25×1．14) (2)
代入具體數(shù)值可得：
CS2=(Vout-0．497 192)×9．728／5．13 (3)
其中，Vout=(A／D采樣值／4 095)×2．25。精度測試實驗結(jié)果如表1所列(實測容值為10次測量的均值)。
測試結(jié)果表明，該電容式傳感器檢測系統(tǒng)具有較高的檢測精度，平均誤差僅為0．879 fF，最大絕對誤差小于1．6 fF。由于MSP430F149集成的A／D轉(zhuǎn)換器為12位，當CF取9．728 pF時，系統(tǒng)對電容的分辨率只有1．042fF。可見，A／D轉(zhuǎn)換器的分辨率是制約檢測精度的重要因素。在對系統(tǒng)進行改進時，可考慮采用更高位數(shù)的A／D轉(zhuǎn)換器。
結(jié)語
本文基于電容檢測芯片MS3110設(shè)計了一款電容式傳感器檢測系統(tǒng)，給出了設(shè)計要點和需要注意的問題。該系統(tǒng)具有較高的測試精度，可用于電容式傳感器檢測與研發(fā)。
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