一．本课题要解决的问题

在上述文献综述中，我们已经了解到电容式传感器的应用前景，但随之而来的问题

也就出现了，首先电容式传感器将被测非电量信号变换成电容变化，但电容值不能直接用现有的显示仪器来显示，更难于传输，必须借助测量电路将电容变化量转换为电压、电流或频率信号，以便显示、记录和传输。对于电容/电压转换电路，如何将电容变化量准确地转换为电压信号至关重要，它直接关系到后续测量的准确性。 其次，由于体积或测量环境的制约，电容传感器电容的变化量一般都较小，所以对测量电路的要求比较严格，要求测量电路须满足动态范围大、测量灵敏度高、低噪声、抗杂散等要求。

二．本课题拟采用的研究手段

本课题所设计传感器后续接口电路由脉冲宽度调制电路、有源低通高Ｑ值滤波器、高线性差分放大器组成 。其中差动脉宽调制电路可以有效解决电容传感器的非线性问题，只要用低通滤波器即可得到较大的直流。其中载送信号的频率可以调节，而且平率变化对输出影响小，并且响应外部激励进决定与加速度计自身的动态特性，输出的电压响应动态范围广，较易与被测电容变化量成线性关系。

本文针对电容式加速度传感器测量过程中电容量变化较小的特点设计了微小电容的测量电路。在这篇文章中，详细的介绍了电容式传感器的工作原理，建立了差动电容式加速度传感器的数学模型，并对其作了特性分析，由给定的非线性误差可以求出质量块相对运动的最大量程，给出了电容式加速度传感器测量电路的单元电路模块，如正弦信号发生电路、放大器电路、相敏解调电路、低通滤波电路。本设计具有结构简单，灵敏度高，输出稳定的优点。

加速度传感器也称加速度计(Accelerometer)是用来测量加速度的惯性传感器件，可以应用于倾斜角、惯性力、冲击及振动等惯性参数的测量。加速度传感器在汽车、航空航天、军事、工业、医疗等领域有着极为广泛的应用，其中MEMS加速度传感器以其体积小、功耗低、受温度影响较小等特点而备受关注。电容测量电路是电容式加速度传感器系统中非常重要的组成部分，该电路的各项性能指标起着确定性作用。加速度传感器系统的敏感结构部分的性能提高受到成本，工艺的限制有较高难度，因此提高测量电路的各项性能成为了提高整个系统的关键。

总结整个论文完成过程的工作有以下几个方面：

1.认真学习了电容式传感器的工作原理，重点了解了电容式加速度传感器。

2.通过查找资料对电容式加速度传感器及电容式加速度传感器测量电路的国内外发展现状有了初步的了解，最终根据需求确定了设计方案。

3.本设计建立了差动电容式加速度传感器的数学模型，并对其作了特性分析，由给定的非线性误差可以求出质量块相对运动的最大量程。

4.为完成设计任务，仔细学习了模拟电子技术、仪器电路设计与应用等课程，并且学习应用Proteus EDA工具软件。

5.对电容式加速度传感器测量电路的各个单元电路进行了设计。

本文设计的电容式加速度传感器测量电路，具有电路结构简单，灵敏度高，输出稳定，温度漂移小，测量误差小，稳态响应，输出阻抗低，具有较高的实际应用价值。