电容传感器在汽车中的应用

电容传感器在汽车中的应用

过去，由于被认为具有难以控制、不易读取、易于老化和温度要求严格等特点，电容传感器很少用于汽车电子之中。但另一方面，它们也具有生产成本较低、外形适应简单、功耗低等特性，从而推动了它们的应用。如今，一种新型测量技术的出现，使得汽车中电容传感器的应用数量大幅增长。

宏观上讲，电容传感器通常是通过将电容转换成电压、时间或者频率等另一种物理变量来进行分析。而在微观上，电容传感器已经长期用于汽车之中；微机械加速度传感器就是基于这个原理设计的。这些经常用来检测电荷转移。

一种用于探测电容的新方法采用改进后的Σ-Δ转换器的输入级来

检测出未知的电容，并将其转换成数字信号。这种方法使用了电容数字转换器(CDC)，在本文中要与几个可以用于汽车的电容传感器原理一起阐述说明。

文末也会概要说明另一种可选方法。

电容数字转换器

要形象描述CDC，我们必须对Σ-Δ 转换器原理作一番介绍。

如果我们仔细地审视图2，可以清楚看到更多的优点。寄生电容在最初的近

似值中不扮演任何角色。一个在节点A 趋向于零的寄生电容具有零电位。节点B 不为零，但是它由一个确定的低阻抗电位充电，因此在该节点的寄生电容将充电到一个平均值而不影响测量结果。节点A 到B 的寄生电容总是与测量元件并联，并且通常会出现一个偏移量。

现有的电容数字转换器能提供非常好的性能。例如ADI 的AD7745 可达到

24 位分辨率和16 位精度。

图1：Σ-Δ转换器的简图