以前接手過一個電路的案子，從模型分析到實際電路設計，積累了非常多的時間，由于學生的更疊，我的導師始終沒有把這個案子做到盡善盡美，我在這裡做一些分析和談一下以前調試的感想，如有可能，我也會把自己對這個案子最新的分析可能貼出來。

背景知識：

電容式液位測量方式：對于等徑的長直圓筒容器，液位的高低正比于容器與測杆之間電容的大小，通過測量電路的轉換，可以很方便地測量出液面的位置。

液體是粘性的導電液體，當液位由高到低回落的時候，粘性的液體會在測杆上面留下殘液，形成挂料層，在傳統的電容式液位計中，由于液位計無法自動識别挂料層的存在，挂料層的電容量也會計入代表液面高度的總體電容量中，這樣就會給液位測量帶來很大誤差，造成虛假液位。

挂料層的電學模型可等效成為一個無限長的微元的π型 RC 網絡，挂料層等效容抗和等效阻抗相等的結論。利用交流電橋檢測液位變化信号，可得出交流電橋輸出信号 中，代表真實液位的信号與挂料信号始終相差π/4，因此，在挂料信号幅值為零，即真實液位信号相位為π/4 處采樣，實現了真實液位信号與挂料信号的分離， 從原理上消除了挂料的影響。

定點取樣積分器是取樣積分原理的一種典型應用。被測的周期信号通過一個由周期性取樣脈沖控制的開關，對電容 C 充電。參考信号 r（t）是與被測信号同頻同相的方波信号，經過定長延時 t，産生取樣脈沖。同步方波和定長延時是為了保證取樣點是被測信号每周期的固定相位點，這樣，每一周期取樣得到的電平就在電容 C 上累積起來，經過足夠長的測量時間，電容上積累平均後的電平，就是被測信号固定相位點的電平。

信号源由 MAX038 經過帶通濾波後組成，經過變壓器耦合激勵後輸出信号再次通過帶通濾波，然後根據這個輸出信号放大後進行采樣保持。

同步信号環節結果高速比較器和延遲信号 74LS123 後輸出。

我首先測試得到 MAX038 頻率漂移非常嚴重，從設計的 25K 漂移到 30K ，來回浮動。後改為晶振濾波後（30K）效果比較好，但是還存在着測量結果非線性的問題。

當年花了不少時間，一直沒有把問題好好解決，目前看來既有可能是 74LS123，它也是使用 RC 延遲來做的，因此溫度的漂移（上電會有功耗導緻溫升），這點我估計以後也要好好整理整理。

參考文獻：

範松南 蔡萍 取樣積分在射頻導納物位測量中的應用

陳曉竹 陳樂。帶有電極挂料的電容式物位傳感器數學模型分析［J］。計量學報

陳曉竹 陳樂。電容式物位計中挂料問題的研究［J］。計量學報

張超 蔡萍 楊重遠。射頻導納物位測量中的同步采樣技術的研究［J］。儀器儀表與傳感器

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