基于i.MX RT1052處理器的微小電容測量系統研究與實現

侯志偉, 杜青青, 包理群

(1.蘭州石化職業技術學院 電子電氣工程學院,甘肅 蘭州 730060；2.蘭州工業學院 電子信息工程學院,甘肅 蘭州 730050)

隨著新興技術領域的迅速發展，電容式傳感器檢測技術具有結構簡單、分辨率高、動態響應特性好等優點，廣泛應用于智慧農業、環境保護、醫療設備等諸多相關應用領域位移、壓力、角度、振動、速度等常見物理量的高精度測量[1]，例如藜麥水分快速檢測[2]、機油品質[3]、密閉管道人體掉入探測[4]、肥箱料位[5]等。微小電容的檢測方法主要有直流電源開關充放電式、運算放大器式、交流激勵式、調頻式[6-8]等，將常見物理量的變化量轉化為微小電容的變化量，采用信號調理電路轉化為電流、電壓和頻率的變化量，其中電流和電壓信號可采用ADC轉換來實現檢測，頻率信號可在時域中采用直接測頻法、間接測頻法及等精度測頻法，也可在頻域中采用FFT蝶形運算實現頻率測量。

對于電容式傳感器間接測量位移、壓力、速度等物理量的實際問題，本文設計了一種基于恩智浦i.MX RT1052處理器的微小電容測量系統，采用方波振蕩電路將電容的變化量轉換為頻率的變化量，被測電容調理電路輸出的信號經過ADC采樣，利用快速傅里葉蝶形運算，計算最大幅度值對應的主要頻率成分值，達到了微小電容值檢測的實際應用需求。

1 系統總體設計

微小電容測量系統總體結構框圖如圖1所示。

圖1 系統總體結構框圖

該微小電容測量系統主要由恩智浦i.MX RT1052處……