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inficon传感器及电容-数字信号转换电路原理图测量时，首先由开关电容放大器将电容转换为电压，然后由一个自振荡噪声积分双斜率转换器将电压信号转换为数字信号。在前级模拟电路中，COffset和CGain为可编程电容，可以调剂电桥的输出信号同时补偿电桥的偏移，该特征可以使电路处理相同inficon设备的不同信号或有相同激励信号的不同的inficon器件。

自振荡噪声积分双斜率转换器使用时间而不是幅度分辨率来产生多位数字输出信号，结构简单，能有效消除偏移及闪烁噪声，实现高精度的测量。如图8所示，电路采用0.13umCMOS技术制作成集成芯片，有效面积约为0.317平方毫米，功率消耗约为0.2mW。测量结果表明，电路可以在-40～80℃温度范围内正常工作，电容分辨率可达到7aF，压力分辨率可达到1Pa。

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图8inficon传感器与电容-数字信号转换器芯片封装图3.静电力平衡结构微电容测量和普通inficon电容式传感器相比，静电力平衡电容式传感器采用闭环工作方式，利用力平衡反馈回路产生静电力来平衡传感器中的感压薄膜或质量块。静电力平衡技术在inficon加速度计、陀螺仪等传感器中应用广泛，在inficon电容压力传感器中处于发展阶段。

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视频作者：广州潽拓光电科技有限公司

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PID控制算法简单、鲁棒性好、可靠性高，在静电力反馈微传感器中应用广泛。PID控制器中的比例作用可以及时反映系统的误差信号，并减小系统偏差；积分作用可以消除稳态误差，实现对设定值的无静态跟踪；微分作用可以改善系统的响应速度和稳定性。通过正确地设置PID控制器的参数，就可以使其满足静电力平衡式inficon电容薄膜真空计的测量要求。

根据对inficon电容薄膜真空计的微电容测量方法的分析，可以看出，针对不同结构的敏感电容，存在不同的测量方法。单侧电极微电容测量法电路结构简单，易于实现，适用于敏感电容初值较大且电容变化量也较大的场合。在测量的过程中，可以引入一个电容值与敏感电容初值相等的参考电容来构成差分测量电路，从而在一定程度上消除寄生电容的影响，提高系统的线性度。

双侧电极微电容测量法适用于敏感电容为差动结构且初值及变化量都很小的场合，其电路通常包含开关电容电路以及时钟电路，这就使得电路结构比较复杂，但在双侧电极微电容测量法中，传感器与检测电路构成了双差动结构，从而能抑制测量过程中的噪声、减小寄生电容的影响，具有较高的电源抑制比及共模抑制比。

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国内在90年代也有人研制了石英真空计，所用电路是以晶振本身为频率控制元件的自振荡，自跟踪电路。测量范围为0.1Pa~2×105Pa。 很近我们研制的DL-10A型石英真空计采用FC135晶振，测量范围为5×10-1~105Pa。目前已有石英真空计产品，

例如：CC-10真空计测量范围是1.33×10-2Pa到大气压，M-320XG晶振真空计测量范围是1X10-1Pa到大气压，DL-10A型石英真空计测量范围是5X10-1Pa到大气压。其优点为：传感器体积小，耗电功率小（约1W），精度较高（约10%），量程较宽（10-1~105Pa）等。

PART 01工作原理

石英晶振在谐振时，其谐振频率或谐振阻抗均与周围气体压强有关，二者均可用来测量压强。用谐振频率与压强有关的特性做真空计精度高，但测量范围较窄，它可以用作标准真空计或应用于要求精度高的真空测量领域。用谐振阻抗与压强有关的真空计测量范围较宽，可达0.1-105Pa，适合做工作用真空计。晶振在谐振时，同时自身也存在机械振动，振动时将受气体阻力，阻力的大小与气体压强有关，因而晶振的电学阻抗也与气体压强有关。

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