专利名称：差动电容式仪器的测量装置和方法
技术领域：
本发明涉及岩土工程的健康监测技术领域，特别是岩土工程的安全监测仪器中的差动电容式仪器的测量装置和方法。
背景技术：
在岩土工程的安全监测领域中，差动电容式仪器是一种比较独特的安全监测仪器类型，一般用于实现静力水准系统的沉降测量、垂线位移测量、引张线位移测量、双金属标变形监测等物理量的监测，在安全监测工程中有较多的应用。差动电容式仪器一般由一对参数对称的配对电容(定义为C1和C2)作为传感器的敏感元件，这对配对电容具有这样的属性，当被测物理量F发生变化时，假设变化量为A F， 其中的一个电容C1的容值将增加A C，与之相对应的是另一个电容C2的容值变小A C，C1与C2的电容的变化差值为2 A C，由于在测量范围内A F与2 A C存在线性关系，即A F是2 A C的单一函数，故通过测量2 A C就可以获得被测物理量F的变化规律，从而分析判断岩土工程的健康安全状况。从测量原理上讲，差动电容式传感器的测量电路非常简单，是将交流信号转化为直流信号，并使用欧姆定律通过电容两端的直流输出信号U0与交流激励信号U0i之间的电
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压幅度比值关系就能实现对电容值A C的直接测量。如= ^ °但实际上由于A C
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的数值非常小(一般在几十PF这个数量级)，测量电路的任何环节引入的干扰都会导致测值不准确，如导线的分布电容、元器件的噪声等。因此，差动电容式仪器的高精度、高可靠性测量是比较难以实现的。岩土工程的健康安全状况监测至关重要，确保测量结果的准确性和可靠性是首要任务。因此，很有必要针对差动电容式仪器的电气特点，设计一种全新的测量系统或测量方法，以期获得非常理想的测量灵敏度和测量精度。
发明内容
本发明针对现有的差动电容式仪器由于干扰因素的影响无法获得高精度和高可靠性测量结果的问题，提供一种新型的差动电容式仪器的测量装置，该装置通过FFT技术能够有效地克服各种干扰对差动电容仪器的测量结果的影响，确保差动电容式仪器获得高精度测量结果。本发明还涉及一种差动电容式仪器的测量方法。本发明的技术方案如下一种差动电容式仪器的测量装置，其特征在于，包括交变激励信号发生器、线路选择开关电路、AD转换器和数字信号处理器，所述交变激励信号发生器产生固定频率固定幅度的交变激励信号后通过线路选择开关电路将所述交变激励信号施加在差动电容式仪器的两端实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，差动电容式仪器的中间极板的输出端依次连接AD转换器和数字信号处理器，将正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号通过AD转换器进行信号采集，再由数字信号处理器进行FFT频谱分析并分别提取出幅度最大值，将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量。所述交变激励信号发生器包括微控制器和DA转换器，所述微控制器输出按一定规律编排的数值序列并控制DA转换器输出固定频率固定幅度的交变激励信号。所述线路选择开关电路包括由微控制器控制的电子切换开关，所述微控制器控制电子切换开关的状态实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励。还包括信号放大器和低通滤波器，所述差动电容式仪器的中间极板的输出端先依次经过信号放大器和低通滤波器后再连接AD转换器，以将正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号进行信号放大和低通滤波处理后再通过AD转换器进行信号采集。
所述数字信号处理器与微控制器相连，所述数字信号处理器将FFT频谱分析后分别提取出的幅度最大值输入至微控制器，微控制器将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量；和/或所述微控制器为单片机；和/或所述AD转换器为高精度高速AD转换器。一种差动电容式仪器的测量方法，其特征在于，将固定频率固定幅度的交变激励信号分别正向和反向施加在差动电容式仪器的两端实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，分别将正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号通过AD转换器进行信号采集后经数字信号处理器进行FFT频谱分析，并分别提取出幅度最大值，将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量。通过微控制器输出按一定规律编排的数值序列并控制DA转换器输出固定频率固定幅度的交变激励信号。通过微控制器控制电子切换开关的状态以将交变激励信号分别正向和反向施加在差动电容式仪器的两端，实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励。所述正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号先进行信号放大和低通滤波处理后再通过AD转换器进行信号采集。所述数字信号处理器将FFT频谱分析后分别提取出的幅度最大值输入至微控制器，由微控制器将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量；和/或所述微控制器为单片机；和/或所述AD转换器为高精度高速AD转换器。本发明的技术效果如下本发明涉及的差动电容式仪器的测量装置，包括交变激励信号发生器、线路选择开关电路、AD转换器和数字信号处理器，通过交变激励信号发生器和线路选择开关电路实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，在正向激励和反向激励时分别引出的差动电容式仪器的中间极板的输出信号均是包含了被测物理量的变换量信息的两个输出信号，将该输出信号分别依次经过AD转换器和数字信号处理器，AD转换器进行信号采集，数字信号处理器采用FFT技术完成对被测物理量的频谱分析结果的数据处理后，提取的幅度最大值即为频谱中的主频信号的幅度，可以完全消除其它频率分量对测量结果的影响，具有非常良好地抗干扰能力，因此能够获得更准确、更稳定的测量结果，避免了现有技术采用的直接测量差动电容式传感器中的配对电容的变化会由于干扰因素的影响导致无法获得高精度和高可靠性测量结果的问题。此外，将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，对于指定的差动电容式仪器而言，该线性关系的比例系数是出厂的标定值，即为已知量，将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差，能够消除当差动电容式仪器不理想时引起的失调电压，进一步提高了差动电容式仪器输出结果测量值的准确性和可靠性。设置交变激励信号发生器包括微控制器和DA转换器,微控制器输出按一定规律编排的数值序列并控制DA转换器输出固定频率固定幅度的交变激励信号，采用微控制器进行有序控制，能够避免输出信号的幅度不可控以及频率漂移的问题，确保DA转换器产生高质量的激励信号源，即DA转换器能够输出固定频率、固定幅度的交变激励信号，为准确测量差动电容式仪器提供前提保障。
设置线路选择开关电路包括由微控制器控制的电子切换开关，通过微控制器控制电子切换开关的状态实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，能够实现正向激励与反向激励之间的自动交替切换，并使得线路选择开关电路结构简单，微控制器控制方便精准，故降低了成本并保证了测量的准确性。通过设置信号放大器和低通滤波器，将正向激励和反向激励时分别引出的差动电容式仪器的中间极板的输出信号进行信号放大和低通滤波处理，能够消除该输出信号的一些高次谐波分量对测量结果的影响，提高抗干扰能力，同时提高了测量精度。本发明涉及的差动电容式仪器的测量方法，将固定频率固定幅度的交变激励信号分别正向和反向施加在差动电容式仪器的两端实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，在两种激励的情况下的差动电容式仪器的配对电容中间极板的输出信号通过AD转换器进行信号采集后经数字信号处理器进行FFT频谱分析，利用了 FFT技术完成对被测结果的数据处理，经FFT处理后，可以准确地提取出主频信号幅度，具有非常良好地抗干扰能力；将两种激励情况下经频谱分析后得到的主频信号幅度最大值做差计算得到被测物理量的变化量，能够进一步消除失调电压，故本发明所述测量方法较传统的测量方法能够获得更准确、更稳定的测量结果，确保满足岩土工程安全监测领域对安全监测仪器的可靠性以及测量数据的准确性的严格要求。
图I为差动电容式仪器正向激励等效电路图。图2为差动电容式仪器反向激励等效电路图。图3为本发明差动电容式仪器的测量装置的前端优选结构示意图。图4为本发明差动电容式仪器的测量装置的后端优选结构示意图。图5为差动电容式仪器中间极板输出信号的频谱分析结果图。图6为本发明差动电容式仪器的测量方法的优选流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行说明。本发明公开了一种差动电容式仪器的测量装置，该测量装置的被测对象是一支差动电容式仪器，该差动电容式传感器由一对参数对称的配对电容(定义为C1和C2)作为该传感器的敏感元件。该测量装置包括交变激励信号发生器、线路选择开关电路、AD转换器和数字信号处理器，其中，交变激励信号发生器产生固定频率固定幅度的交变激励信号Ui后通过线路选择开关电路将所述交变激励信号Ui施加在差动电容式仪器的两端实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，该差动电容式仪器正向激励和反向激励的等效电路图分别如图I和图2所示，其中S1和S2分别为在对差动电容式仪器正向激励和反向激励时从差动电容式仪器的配对电容的中间极板输出线引出的输出信号。图3为本发明所述测量装置的前端优选结构示意图，在该实施例中，交变激励信号发生器包括微控制器和DA转换器，其中微控制器可以选择为单片机或其它类型微控制器，DA转换器的参考电压为VMf，图3中由单片机输出按一定规律编排的数值序列以形成幅度控制数字量，控制DA转换器输出固定频率f、固定幅度A的交变激励信号Ui,作为差动电容式仪器配对电容C1和C2的激励信号，交变激励信号Ui的形状不严格限定，可以为方波、三角波或锯齿波等形状，优选正弦波形状的交变激励信号。线路选择开关电路可以选择为由微控制器(如本实施例的单片机)控制的电子切换开关，当然也可以选择其它电子开关或继电器开关或其它开关电路。单片机控制电子切换开关的状态实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励。具体地，电子切换开关包括两个二选一的电子开关SW1和SW2，Sff1的引脚I和引脚2分别是电源端和接地端，引脚3的电平高低控制开关切换；SW2的引脚I和引脚2分别是接地端和电源端，引脚3的电平高低控制开关切换。其中SW1的引脚I与SW2的引脚2均与激励信号Ui相连接，Sff1的引脚2与SW2的引脚I均与信号地相连接，Sff1的引脚3与差动电容式仪器的电容C1的电极相连接，Sff2的引脚3与差动电容式仪器的电容C2的电极相连接，Sff1, Sff2受单片机发出的开关切换控制信号控制而同步动作，当SW1的开关状态为引脚I与引脚3连通时，Sff2的开关状态也为引脚I与引脚3连通。当SW1的开关状态为引脚2与引脚3连通时，SW2的开关状态也为引脚2与引脚3连通。本实施例中的开关切换控制信号K可以由单片机(或其它类型微控制器)实现控制(如控制单片机的某个I/O 口开关状态)，当K为高电平时，SWpSW2的开关状态均为引脚I与引脚3连通，那么当K为低电平时，SWpSW2的开关状态均为引脚2与引脚3连通。在单片机(或其它类型微控制器)的有序控制下，DA转换器输出一个固定频率固定幅度的交变激励信号Ui,作为差动电容式仪器配对电容C1和C2的激励信号。先由单片机控制开关切换控制信号K为高电平，使SWp Sff2的开关状态为引脚I与引脚3连通，以实现差动电容式仪器的正向激励。即此时该交变激励信号Ui作用在C1的电极上，同时C2的电极接信号地，这样的激励方式我们定义为差动电容式仪器的正向激励，该正向激励的等效电路如图I所示。在交变激励信号Ui的作用下，差动电容式仪器的中间极板引出线处会产生一个包含了被测物理量的变化量信息(A F)的输出信号S:。
差动电容式仪器的中间极板的输出端通过引出线依次连接信号放大器、低通滤波器、AD转换器和数字信号处理器，如图4所示的本发明差动电容式仪器的测量装置的后端优选结构示意图。其中，信号放大器和低通滤波器是优选部件，即差动电容式仪器的中间极板的输出端可以直接连接AD转换器。在图4所示实施例中，正向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号S1先通过信号放大器得到放大，再经过低通滤波器进行信号的净化处理，将净化处理后的信号通过AD转换器进行信号采集，AD转换器获得数字化测值序列，在获取足够的采集样本之后，由数字信号处理器(DSP)完成FFT (Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)处理，获得频谱分析结果数据如图5所示，在频谱分析结果数据中提取出幅度最大值M (频谱中主频信号f的幅度)记作N1并保存，完成了正向测量过程。再由单片机控制开关切换控制信号K为低电平，使SW1、Sff2的开关状态为引脚2与引脚3连通，以实现差动电容式仪器的反向激励。即改变交变激励信号Ui的作用位置，将交变激励信号Ui作用在C2的电极上，同时C1的电极接信号地，这样的激励方式我们定义为差动电容式仪器的反向激励，该反向激励的等效电路如图2所示。在交变激励信号Ui的作用下，差动电容式仪器的中间极板引出线处也会产生一个包含了被测物理量的变化量信息(A F)的输出信号S2。同样如图4所示的本发明差动电容式仪器的测量装置的后端优选结构示意图，反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号S2先通过信号放大器得到放大，再经过低通滤波器进行信号的净化处理，将净化处理后的信号通过AD转换器进行信号采集，AD转换器获得数字化测值序列，在获取足够的采集样本之后，由数字信号处理器(DSP)完成FFT处理，获得如图5所示的频谱分析结果数据，在频谱分析结果数据中提取出幅度最大值M (频谱中主频信号f的幅度)记作N2并保存，完成了反向测量过程。在正向激励和反向激励分别获得N1和N2以后，由于输出信号S1和S2均包含了被测物理量的变化量信息(A F)，故该输出信号经过放大、低通滤波、AD转换以及DSP完成FFT处理后直接得到的N1和N2也包含被测物理量的变化量信息(A F)，一旦信号放大器、低通滤波器以及AD转换器确定后，A F与NpN2之间就存在确定的对应关系，可以由表达式A F=k(N1-N2)表示，对于指定的差动电容式仪器而言，k值可以在出厂前通过标定获得，因此k是一个已知量。所以获得了 N1和N2的测值，就可以通过计算获得A F值，实现了对被测物理量的变化量A F的测量功能。当然，将得到的幅值最大值N1和N2做差后根据一定的线性 关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量的计算可以由单片机(或者其它类型的微控制器)计算获得，也可以直接由数字信号处理器(DSP)计算获得A F的数值，从而本发明测量装置完成一次完整的差动电容式仪器的测量过程。图3和图4共同构成本发明优选的测量装置，该测量装置通过设置单片机和DA转换器产生高质量的交变激励信号源，同时采用数字信号处理器(DSP)运用FFT技术完成对被测结果的数据处理，经FFT处理之后，可以准确地提取出主频信号幅度，具有非常良好的抗干扰能力，将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差，能够消除当差动电容式仪器不理想时引起的失调电压(也就是将正向激励和反向激励均产生的失调电压通过做差计算相互抵消掉)，使得该测量装置能够获得更准确、更稳定的测量结果，确保满足岩土工程安全监测领域对安全监测仪器的可靠性以及测量数据的准确性的严格要求。为增加实际测量效果，优选AD转换器为高精度高速AD转换器，同时优选DA转换器和高精度高速AD转换器采用同一个基准电压作为参考电压，这样可以确保差动电容式仪器的输入输出关系不因为交变激励信号的幅度变化弓I入测量误差。本发明还涉及一种差动电容式仪器的测量方法，该方法将固定频率固定幅度的交变激励信号分别正向和反向施加在差动电容式仪器的两端实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，分别将正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号通过AD转换器进行信号采集后经数字信号处理器进行FFT频谱分析，并分别提取出幅度最大值，将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量。该测量方法的优选流程图如图6所示。A、通过微控制器(如单片机)输出按一定规律编排的数值序列并控制DA转换器输出固定频率固定幅度的交变激励信号U”交变激励信号Ui可以为正弦波、方波、三角波或锯齿波等形状。B、通过微控制器控制电子切换开关的状态以将交变激励信号Ui正向施加在差动电容式仪器的两端，实现对差动电容式仪器的正向激励。具体实施电路结构示意图可以如图3所示，微控制器控制电子切换开关的开关切换控制信号K为高电平，使SWp Sff2的开关 状态均为引脚I与引脚3连通，此时该交变激励信号Ui作用在C1的电极上，同时C2的电极接信号地，该差动电容式仪器的正向激励等效电路如图I所示。C、在交变激励信号Ui的作用下，差动电容式仪器的中间极板引出线处会产生一个包含了被测物理量的变化量信息(A F)的输出信号S:。D、输出信号S1经过信号放大、低通滤波进行信号的净化处理之后，由高精度高速AD转换器转换后实现数据采集，在获得足够的采样数据样本之后再由数字信号处理器(DSP)完成FFT频谱分析后，获得频谱分析结果数据，在频谱分析结果数据中提取幅度最大值N1并保存，从而完成正向测量过程。具体实施电路结构示意图可以如图4所示。E、改变交变激励信号Ui的作用位置，通过微控制器控制电子切换开关的状态以将交变激励信号Ui反向施加在差动电容式仪器的两端，实现对差动电容式仪器的反向激励。具体实施电路结构示意图可以如图3所示，单片机控制电子切换开关的开关切换控制信号K为低电平，使SWp Sff2的开关状态均为引脚2与引脚3连通，此时该交变激励信号Ui作用在C2的电极上，同时C1的电极接信号地，该差动电容式仪器的反向激励等效电路如图2所
/Jn oF、在交变激励信号Ui的作用下，差动电容式仪器的中间极板引出线处产生一个包含了被测物理量的变化量信息(A F)的输出信号S2。G、输出信号S2经过信号放大、低通滤波进行信号的净化处理之后，由高精度高速AD转换器转换后实现数据采集，在获得足够的采样数据样本之后再由数字信号处理器(DSP)完成FFT频谱分析后，获得频谱分析结果数据，在频谱分析结果数据中提取幅度最大值N2并保存，从而完成反向测量过程。具体实施电路结构示意图可以如图4所示。H、在获得由正向激励和反向激励得到的幅度最大值N1和N2以后，由微控制器(或者仍然由数字信号处理器DSP)将N1和N2做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量A F的数值，实现差动电容式仪器的测量。对于指定的差动电容式仪器而言，k值可以在出厂前通过标定获得，因此k是一个已知量。A F与％、N2之间存在确定的对应关系，可以由表达式AF = Ic(N1-N2)表示，所以获得了&和队的测值，就可以通过计算获得A F值，实现了对被测物理量的变化量A F的测量功能，完成一次完整的测量过程。
当然无论是本发明的测量装置还是测量方法，均可以交换对差动电容式仪器的正向激励和反向激励的先后顺序，即可以先对差动电容式仪器实施反向激励，将差动电容式仪器的中间极板输出信号进行后续部件处理得到幅度最大值并保存，完成反向测量；再对差动电容式仪器实施正向激励，同样将差动电容式仪器的中间极板输出信号进行后续部件处理得到幅度最大值并保存，完成正向测量；在反向测量和正向测量都完成后，再将得到的两个幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量A F的数值，实现差动电容式仪器的测量。应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的 技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
权利要求
1.一种差动电容式仪器的测量装置，其特征在于，包括交变激励信号发生器、线路选择开关电路、AD转换器和数字信号处理器，所述交变激励信号发生器产生固定频率固定幅度的交变激励信号后通过线路选择开关电路将所述交变激励信号施加在差动电容式仪器的两端实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，差动电容式仪器的中间极板的输出端依次连接AD转换器和数字信号处理器，将正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号通过AD转换器进行信号采集，再由数字信号处理器进行FFT频谱分析并分别提取出幅度最大值，将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量。
2.根据权利要求I所述的差动电容式仪器的测量装置，其特征在于，所述交变激励信号发生器包括微控制器和DA转换器,所述微控制器输出按一定规律编排的数值序列并控制DA转换器输出固定频率固定幅度的交变激励信号。
3.根据权利要求2所述的差动电容式仪器的测量装置，其特征在于，所述线路选择开关电路包括由微控制器控制的电子切换开关，所述微控制器控制电子切换开关的状态实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励。
4.根据权利要求3所述的差动电容式仪器的测量装置，其特征在于，还包括信号放大器和低通滤波器，所述差动电容式仪器的中间极板的输出端先依次经过信号放大器和低通滤波器后再连接AD转换器，以将正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号进行信号放大和低通滤波处理后再通过AD转换器进行信号采集。
5.根据权利要求4所述的差动电容式仪器的测量装置，其特征在于，所述数字信号处理器与微控制器相连，所述数字信号处理器将FFT频谱分析后分别提取出的幅度最大值输入至微控制器，微控制器将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量；和/或所述微控制器为单片机；和/或所述AD转换器为高精度高速AD转换器。
6.一种差动电容式仪器的测量方法，其特征在于，将固定频率固定幅度的交变激励信号分别正向和反向施加在差动电容式仪器的两端实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，分别将正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号通过AD转换器进行信号采集后经数字信号处理器进行FFT频谱分析，并分别提取出幅度最大值，将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量。
7.根据权利要求6所述的差动电容式仪器的测量方法，其特征在于，通过微控制器输出按一定规律编排的数值序列并控制DA转换器输出固定频率固定幅度的交变激励信号。
8.根据权利要求7所述的差动电容式仪器的测量方法，其特征在于，通过微控制器控制电子切换开关的状态以将交变激励信号分别正向和反向施加在差动电容式仪器的两端，实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励。
9.根据权利要求8所述的差动电容式仪器的测量方法，其特征在于，所述正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号先进行信号放大和低通滤波处理后再通过AD转换器进行信号采集。
10.根据权利要求9所述的差动电容式仪器的测量方法，其特征在于，所述数字信号处理器将FFT频谱分析后分别提取出的幅度最大值输入至微控制器，由微控制器将正向激励和反向激励得到的幅度最大值做差后根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物 理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量；和/或所述微控制器为单片机；和/或所述AD转换器为高精度高速AD转换器。
全文摘要
本发明涉及一种差动电容式仪器的测量装置和方法，该装置包括交变激励信号发生器、线路选择开关电路、AD转换器和数字信号处理器，交变激励信号发生器产生固定频率固定幅度的交变激励信号后通过线路选择开关电路将交变激励信号施加在差动电容式仪器的两端实现对差动电容式仪器的正向激励和反向激励，差动电容式仪器的中间极板的输出端依次连接AD转换器和数字信号处理器，根据正向激励和反向激励时差动电容式仪器的中间极板的输出信号转化得到的频谱数据幅度最大值做差后再根据一定的线性关系得到差动电容式仪器的被测物理量的变化量，实现差动电容式仪器的测量。该装置能确保差动电容式仪器获得高精度测量结果，提高了差动电阻式传感器的可靠性。
文档编号G01D5/24GK102706383SQ201210181639
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者毛良明, 江修, 沈省三 申请人:基康仪器(北京)有限公司