Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Методика расчет параметров емкостного датчика

Полная емкость зазора может быть рассчитана как

(2.1)

где Cm_air - емкость зазора с металлической поверхностью, Cd_air - емкость зазора с диэлектрической поверхностью, и Cd - диэлектрический конденсатор. Сравнивая габариты и разницу диэлектрических постоянных двух типов емкостей видно что, Cd - величина большего порядка, чем Cd_air, а значит приблизительно, общая ёмкость зазора равна сумме Cm_air и Cd_air, что является близким к емкости зазора гомогенных зубцов гребенки.

(а)Сечение зубцов гребёнки (б) Эквивалентная ёмкость

Рисунок 2.1 Емкость зазора композитных зубцов гребёнки

Рисунок 2.2 Различные типы ёмкости зазора

Емкость на единицу длины может быть более точно определена при использовании анализатора электростатического конечного элемента Ansoft Maxwell. Рисунок 2.2 показывает расчёт емкости зазора для КМОП-МЭМС и зубцов гребенки из гомогенного поликристаллического кремния с одинаковыми поперечными сечениями.

Для расчёта, необходима точная схема емкостного интерфейса, которая учитывает все паразитные элементы и связи. Емкостный интерфейс в данной разработке весьма прост и близок к идеалу.

Рисунок 2.3 Схема емкостного интерфейса

Паразитные элементы являются малыми, и потребность в заземляющем экране отсутствует. Сопротивление от соединений является незначительным. На рисунке 2.3, главные паразитные конденсаторы - те, что между участками считывания сигнала и подложкой, Cp_sub1 и Cp_sub2, и между двумя участками считывания, Cp_cr. Емкость перекрёстных помех, Cp_cr увеличена в конструкции с общим центром тяжести, из-за наложения двух сигнальных участков. Эффективное полное значение этих паразитных конденсаторов - около 70fF, что является величиной того же порядка, что и полная емкость считывания.

Паразитная емкость диодов и входных буферных транзисторов является относительно малой, меньше чем 5fF.

Выходное напряжение определяется как:

(2.2)

Другие статьи по теме

Использование среды Cadence Virtuoso для проектирования интегральных микросхем Принятая на сегодняшний день модель развития промышленности предполагает широкую роботизацию‚ создание гибких автоматизированных производств и отводит особое место микроэлектронике как с ...

Территориальное планирование сетей телерадиовещания с учетом ЭМС РЭС на основе геоинформационных технологий На этапе проектирования телекоммуникационных сетей с появлением электронных карт и геоинформационных систем появилась возможность проведения более точных расчетов размещения радиоэлектр ...

Источник питания с микроконтроллером Микроконтроллеры используются во всех сферах жизнедеятельности человека, устройствах, которые окружают его. Простота подключения и большие функциональные возможности делает его при ...