無纜集成式精密電容測微測振傳感系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā).pdf

1、隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)如今在科學研究、工業(yè)加工、航空航天和高端裝備制造等諸多領(lǐng)域都離不開高精度的微位移、微振動測量，測量精度的高低將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和加工精度。目前，電容傳感系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的高精度非接觸式測微測振系統(tǒng)的一種，雖然電容測微具有精度高、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡單、能在惡劣條件下工作等諸多優(yōu)點，但由于被測量為微/納米級，因此對系統(tǒng)的抗干擾性要求極高。
　　本文首先對電容測微測振的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了分析，深入研究了測微測

2、振的原理和方法，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了無纜集成式精密電容測微測振傳感系統(tǒng)的整體構(gòu)成方案。為了實現(xiàn)高精度的測量，從傳感器、傳輸電纜、測量電路等多方面分析了影響電容式傳感系統(tǒng)測量精度的各種因素，并給出了相應(yīng)的解決方案。
　　所設(shè)計的電容傳感系統(tǒng)的測量電路包括:電容/電壓轉(zhuǎn)換電路、調(diào)制解調(diào)電路、低通濾波電路、調(diào)零電路，以及基于Cortex-M3的數(shù)據(jù)采集與通訊電路。在電路中，為了防止干擾，采用了特殊設(shè)計的屏蔽盒措施，通過選取合適的接地點，完

3、成電容/電壓的信號轉(zhuǎn)換;由于電路中存在電阻、電容等元器件，載波信號和調(diào)制信號會發(fā)生相移，在這種情況下，無法確定相移的大小，由相移所造成的誤差無法被準確消除，為了消除相移的影響，引入了鎖相環(huán)技術(shù)。運用Altium Designer軟件完成了硬件電路原理圖的設(shè)計。通過Keil uVision4和Microsoft Visual Studio2010完成了相關(guān)的軟件程序的編寫與調(diào)試，實現(xiàn)了與上位機的通訊及數(shù)據(jù)顯示等功能。進行了系統(tǒng)整體實驗研究