Высокоточное измерение изменения емкости Опции

[Konrad]

Здравствуйте, коллеги.
Жизнь заставляет заняться новой для меня темой - электроникой для твердотельного волнового гироскопа (ТВГ). Опыта в этой сфере нет, а задачи ставятся очень непростые...

Необходимо измерять изменение емкости емкостного датчика +-1пФ с точностью 0.01фФ... Ну, точность, ясно, запредельная. но нужно получить максимум возможного. Емкость меняется по синусоидальному закону с частотой ~3кГц (частота резонанса ТВГ).

Коллеги, есть у кого опыт работы с ТВГ в целом, и прецизионного измерения изменения емкости в частности?

[bravissimo]

Т.е. вы желаете иметь разрешение по емкости -5, и при этом возбуждаете свой стакан электростатически прямоугольными импульсами 3 кгц, так?
Имхо Вам от синхронного детектирования увернутья не удастся.
мерять такое отклонение измерением колебаний заряда имхо дохлый номер, по крайней мере столь простыми мерами.
Насчет возбуждения паразитных колебаний зондирующим сигналом, если не ошибаюсь Вам придется поднятт частоту измерения на 10^5 относительно резонанса дабы вылезти за гранцы желаемой погрешности.:-) и не валить уровень зондирующего сигнала до неприличия.
До 3*10^8гц?
Или М.б. узкий фап пристроить частоту мерять?:-):-):-)

Сообщение отредактировал bravissimo - Jan 17 2018, 10:04

[Степ_дубль]

Т.е. вы желаете иметь разрешение по емкости -5, и при этом возбуждаете свой стакан электростатически прямоугольными импульсами 3 кгц, так?
Имхо Вам от синхронного детектирования увернутья не удастся.

О том и речь.

to Konrad

компенсационный режим - раз качаете прямоугольником, значит для компенсации как-то меняете амплитуду? Или там простая компенсация - сняли-перевернули-отправили обратно?
В любом случае - для озвученных точностей рекомендуется синхронный детектор. Иначе с точностью проблемы будут. Плюс - любая нестабильность за пределами самой механики будет лезть на выход (и ВЧ иголки тоже). Синхронный детектор гарантирует, что погрешности будут преимущественно от датчика, а не проводов, схемы предусилителя (особенно 1/f шум гадит картину) и т.п. Вам же точность нужна?
Совет - поищите описание схемы ДУС SIRRS (как-то так) от Silicon Sensing. У них достаточно красиво схема разрисована.

to bravissimo
Для вторичной накачки там много, наверное, не надо - у них сам датчик высокодобротный должен быть - он сам как фильтр отрежет все "высокие" частоты.

[Konrad]

to bravissimo, Степ_дубль

Возбуждаю и компенсирую я синусоидальным напряжением (амплитуда возбуждения - 100В, амп. компенсации может регулироваться от 0 до 100В)

Снимаю сигнал с емкостного диф. датчика вот так:


Слева заходит 250 кГц, к ХТ2, ХТ8 цепляются емкостные датчики, чья емкость изменяется в противофазе. На выходе ИУ получаю переменный сигнал, соответствующий изменению емкости.

Как сделать прецизионный синхронный детектор на сотни килогерц, я не знаю... Вернее, я почти уверен, что мне не удастся сделать его на спецстойкой отечественной ЭКБ

Сообщение отредактировал Konrad - Feb 16 2018, 16:18