Я рассматриваю только кмоп версию, о биполярнике даже не задумываюсь.


Сейчас мучаю такой вариант:
опорный генератор на кварце 32768 выдает запускающие импульсы для одновибратора на кмоп версии 555 таймера. Измеряемая емкость подключена в качестве задающей для таймера. С выхода таймера получаю шим сигнал который потом операционниками сдвигаю и усиливаю чтобы получить требуемый диапазон выходных напряжений.
От использования генератора на измеряемой емкости отказался так как мой емкостной датчик имеет зависимость передаточной характеристики от рабочей частоты (и еще есть зависимость от температуры). Стабильное питание обеспечивает прецезионный ldo.
Калибровка предусматривается в одной точке - двигаю смещение.

Крутизну передаточной характеристики dC-dV обязательно нужно получить нормированную без подстройки вот это как раз получается плохо.

Никакой разницы от использования датчика в генераторе - в любом случае датчик периодически перезаряжается. Кварцованная частота здесь только вредит. Весь смысл опорного генератора- получить чистый сигнал ошибки, который потом вычитается из суммы полезного + та же ошибка. Поэтому опорник должен быть в том же корпусе и с почти той же обвеской. Это общий принцип в измерениях величин (мостовые схемы - то же) и передачи данных (витая пара).

Скорее всего он саморазогревается - уменьшить частоту/напряжение. Возможна деградация чувствительных слоев датчика.

Какой датчик - такая крутизна. Без подстройки никак

Есть успешный опыт использования КМОП версий 555 для измерения ёмкости от 50 пФ. Биполярные таймеры, если мне не изменяет память, показали себя хуже в плане термостабильности.

Какой смысл что-то обсуждать, если автор не сказал, какая ему нужна точность и стабильность.

Посмотрите в сторону микросхемы USTI:
Capacitance, Cx 50 pF to 100 uF with average relative error 0.036 % and 0.7 % the worst case relative error

Скорее всего, это ни к чему. Сам датчик имеет погрешность намного больше. ТС ,по-видимому, интересует линейность, а не абсолютная величина.

А, это что-то типа ATmega48, судя по всему. С соответствующей прошивкой. Микроконтроллерных вариантов можно много разных накрутить...

Силабсовские МК с CS0 на борту.
Если усиление в CS0 зарубить до минимума, 300...400 пФ измерить удастся, с разрешением 8 фФ. Остаются только интересные вопросы с линейностью, термодрейфами и пр., и пр.