应用在测量电介质的厚度、物位中的电容传感芯片

电介质是能够被电极化的绝缘体。电介质的带电粒子是被原子、分子的内力或分子间的力紧密束缚着，因此这些粒子的电荷为束缚电荷。在外电场作用下，这些电荷也只能在微观范围内移动，产生极化。在静电场中，电介质内部可以存在电场，这是电介质与导体的基本区别。

电介质

电介质包括气态、液态和固态等范围广泛的物质，也包括真空。固态电介质包括晶态电介质和非晶态电介质两大类，后者包括玻璃、树脂和高分子聚合物等，是良好的绝缘材料。凡在外电场作用下产生宏观上不等于零的电偶极矩，因而形成宏观束缚电荷的现象称为电极化，能产生电极化现象的物质统称为电介质。电介质的电阻率一般都很高，被称为绝缘体。有些电介质的电阻率并不很高，不能称为绝缘体，但由于能发生极化过程，也归入电介质。

电介质分类：

1、分子的等效正电中心和等效负电中心：电介质均由分子和原子组成，每个分子中所有正电荷对外界作用的电效果可以等效为集中在某一点的等效点电荷的作用效果，这个等效点电荷的位置称为分子的正点中心；同理，每个分子中所有负电荷对外界作用的电效果可以等效为集中在某一点的等效点电荷的作用效果，这个等效点电荷的位置称为分子的负点中心。

2、有极分子电介质：电介质中各分子的等效正电中心与等效负电中心不重合的电介质；正点中心和负电中心分别可用等量异号电荷代替，二者有一相对位移，这样每个分子对外界的电性效果可以等效为一个电偶极子的作用。

3、无极分子电介质：电介质中各分子的等效正点中心与等效负电中心重合的电介质。

电容式传感器可以通过测量电介质的厚度、物位来获取有关介质性质的信息。由于电容式传感器可以测量液位和位移，因此它可以用于测量电介质的厚度和物位。此外，电容式传感器还可以通过测量温度、湿度等参数来间接测量电介质的厚度和物位。通过这些测量数据，可以得到介质性质的相关信息，从而更好地理解和预测介质的性质和行为。

数字电容传感芯片- MDC04

这里小编推荐一款由工采网代理的国产品牌MYSENTECH推出的电容传感芯片，高精度数字电容传感芯片 - MDC04，该芯片是高集成度的数字vwin 混合信号传感集成电路，芯片直接与被测物附近的差分电容极板相连，利用不同物质介电常数的区别，通过放大、数字转换、补偿计算电容的微小变化来实现物质成分的传感。芯片内部集成高精度16bit模数转换ADC电路，其电容分辨率为0.1fF，线性度误差小于0.3%。此外，芯片内置精度0.5°C的温度传感电路，可用于温度补偿及其他温度传感场景。

MDC04为4通道测量，芯片可以直接与被测物附近的差分电容极板连接，通过IIC或单总线数字接口输出测量值。芯片内部集成了信号放大、模数转换、逻辑控制及补偿单元，测量分辨率高达0.1fF，并且内部还集成了温度传感器，可用于温度补偿或环境温度测量等。

芯片测量工作方式灵活，可配置多通道测量组合，单次测量、周期性循环测量等工作模式。MDC04芯片支持数字单总线和I²C双通信接口，MDC02芯片支持数字单总线接口。单总线接口支持长线缆、多节点的分布式传感。

MDC04的供电电压为2.0V-5.5V，工作时测量峰值电流500uA，睡眠电流0.2uA，封装形式为3*3mm QFN20，该芯片和国内外同类产品相比，都具有很明显的优势。

和国内外同类产品相比，MDC04具有宽测量范围、宽工作电压、低功耗、多种接口、内置温度测量、小尺寸、低成本等优势，可用于液位检测、食品/土壤等水分含量测量、冰霜检测、接近/手势传感等应用场景。

数字电容传感芯片 - MDC04主要特点：

接口:I²C/单总线
供电电压:2.0V~5.5V
峰值电流:500µA
可配置固定测量范围:0~103.5pF
分辨率:0.1fF
温度测量精度:0.5℃
工作温度范围:-55℃~125℃
线性误差:<0.3%
可配置可变测量范围:±15.5pF
待机电流:0.2µA
测量速度:3-20ms 可配置
封装形式:QFN20

审核编辑 黄宇