基于i.MX RT1052处理器的微小电容测量系统研究与实现

侯志伟, 杜青青, 包理群

(1.兰州石化职业技术学院 电子电气工程学院,甘肃 兰州 730060；2.兰州工业学院 电子信息工程学院,甘肃 兰州 730050)

随着新兴技术领域的迅速发展，电容式传感器检测技术具有结构简单、分辨率高、动态响应特性好等优点，广泛应用于智慧农业、环境保护、医疗设备等诸多相关应用领域位移、压力、角度、振动、速度等常见物理量的高精度测量[1]，例如藜麦水分快速检测[2]、机油品质[3]、密闭管道人体掉入探测[4]、肥箱料位[5]等。微小电容的检测方法主要有直流电源开关充放电式、运算放大器式、交流激励式、调频式[6-8]等，将常见物理量的变化量转化为微小电容的变化量，采用信号调理电路转化为电流、电压和频率的变化量，其中电流和电压信号可采用ADC转换来实现检测，频率信号可在时域中采用直接测频法、间接测频法及等精度测频法，也可在频域中采用FFT蝶形运算实现频率测量。

对于电容式传感器间接测量位移、压力、速度等物理量的实际问题，本文设计了一种基于恩智浦i.MX RT1052处理器的微小电容测量系统，采用方波振荡电路将电容的变化量转换为频率的变化量，被测电容调理电路输出的信号经过ADC采样，利用快速傅里叶蝶形运算，计算最大幅度值对应的主要频率成分值，达到了微小电容值检测的实际应用需求。

1 系统总体设计

微小电容测量系统总体结构框图如图1所示。

图1 系统总体结构框图

该微小电容测量系统主要由恩智浦i.MX RT1052处……