自助下单地址（拼多多砍价，ks/qq/dy赞等业务）：点我进入

一、简介

液位检测在很多控制领域已经很普遍，用于液位检测的传感器种类也越来越广泛，例如电容式液位传感器（如图1所示）：通过电容检测电容值传感器，并根据电容确定液位。 少量。 传统的测量方法有其难以克服的局限性，主要表现在模拟电路设计复杂、电容测量范围难以扩展等，给开发带来很大困难。 针对以上问题，AMS提出的PICOCAP测量原理为电容测量带来了革命性的突破：内置DSP微控制器的单片电容测量方案PCAP01可以将电容测量提高到一个更高的水平，从而使电容测量型液位传感器的测量越来越方便和准确。

图1：电容式液位传感器 图2：PCAP01液位计应用

2. PICOCAP测量原理介绍

图3：PICOCAP测量原理原理

PICOCAP 测量原理为电容测量提供了一种全新的革命性方法。 在这个原理中，传感器电容和参考电容连接到同一个放电电阻，形成一个低通滤波器。 电容器首先充电至电源电压，然后通过电阻器放电。 放电到可以控制阈值电压的程度，会被芯片内部的高精度时间数字转换器TDC记录下来。 该测量将在传感器和参考电容器上交错重复，应用相同的电阻器。 计算的结果是测量的比率结果，它与比较器的电阻和温度相关性有关。 传感器和参考电容值应选择在同一范围内，以减少增益偏移。 从实用的角度来看，被测电容的大小没有限制。 传感器的范围可以从几乎零 fF 到几十 nF。 PICOCAP 还支持具有内部线性补偿的差分电容传感器测量。

3. PCAP01 产品特点

Pcap01芯片是一款单片电容测量方案，其特点如下：

• 一颗芯片可以适用于多种应用电容液位传感器电路图，测量灵活性非常高：

a) 低测量功耗，在 10Hz 时低至 2 μA

b) 测量精度高达 22 个有效数字，4 aF rms 精度

c) 测量频率可达500 kHz

•非常宽的电容测量范围，从几fF到几百nF

• 超低增益和失调漂移

• 18 位高分辨率温度测量

• 48 位 DSP、4k 字节 OTP、4k 字节 SRAM

• 内部或外部时钟振荡

• 最多可支持6个IO口

•IIC、SPI、PWM、PDM接口

• 2.1 V 至 3.6 V 的宽电源电压范围

4.传感器的连接方式

对于电容传感器的测量，Pcap01芯片提供了非常灵活的连接方式。 典型的连接方法如下：

图 4：传感器连接方式

如图4所示，在该芯片中，用户可以选择是使用内部集成的放电电阻来测量电容，还是使用外部的放电电阻来测量电容。 连接方法如下图所示：

图 5：放电电阻选择

5.芯片硬件设计

图6是典型的Pcap01硬件设计方案，适用于常见的电容传感器（图中未标注传感器）。 本方案输出方式为SPI串行通信，支持选择外接温度传感器测温，也可以使用内部集成测温电阻。 总的来说，整体电路设计非常简单，所需元器件数量很少电容液位传感器电路图，大大降低了整个系统的开发难度。

图 6：PCap01AD 硬件电路

六，结论

综上所述，Pcap01芯片将使液位测量变得更加简单方便，液位测量性能更加优越可靠。 突破性的单片机电路和固件的自由选择，具有线性补偿、温度线性补偿等不同的补偿方式，不仅提高了电路测量水平，也进一步提高了电容式液位传感器本身的测量性能。