基于位移測量的差動(dòng)電容傳感器研究.pdf

1、目前市面上測量位移的工具有很多，電容式傳感器作為其中之一，它的主要優(yōu)勢在于其結(jié)構(gòu)簡單，輸出阻抗較低，動(dòng)態(tài)性能好，靈敏度高，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式測量等，因此能在精密測量等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是電容位移傳感器也存在缺陷，首先是輸出信號較小，給信號采集帶來一定困難，其次是它的輸入輸出特性存在一定的非線性，因此提高電容傳感器性能的重點(diǎn)與難點(diǎn)就在于如何有效的提取電容信號以及對其輸入輸出特性進(jìn)行合理的非線性處理。
　　本文基于變面積式電容位移傳

2、感器輸出信號特點(diǎn)，對電容檢測電路及非線性校正技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。考慮到電容傳感器的寄生電容和分布電容，采用精密的電容檢測電路，提高電容檢測精度。為了使電容傳感器的輸入輸出特性具有更好的線性度，我們提出使用曲線擬合法中的最小二乘法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的非線性自校正功能。通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出輸出電容值與輸入位移之間的的函數(shù)關(guān)系式。通過對最大相對誤差的分析，實(shí)現(xiàn)電容傳感器的非線性自校正的目的，最終使非線性誤差從校正前的5.6％降低到1.0

3、％～1.2％。硬件方面本文將電容傳感器與單片機(jī)STC15F408AD相結(jié)合，將函數(shù)關(guān)系式存儲于控制器中，設(shè)計(jì)出一套智能測距系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了電容傳感器調(diào)理電路、直流穩(wěn)壓電源電路、溫度采集電路、報(bào)警電路、按鍵電路、復(fù)位電路、LCD顯示電路及與PC機(jī)連接的串口通信電路。軟件開發(fā)環(huán)境選擇使用KeilC51編程。
　　本文最終完成了差動(dòng)式變面積電容傳感器智能位移測量系統(tǒng)的研制，順利完成了預(yù)定的研究工作，設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)可以用在對物體形變等測量