邊緣電場傳感器測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、邊緣電場(Fringing Electric Field，F(xiàn)EF)傳感器是一種新型電容式傳感器，其電極處于同一平面，具有單邊穿透、信號強度可調(diào)、層析成像等特點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制中實現(xiàn)對產(chǎn)品的性能，如含水量、多孔性、粘度、密度等非接觸測量。
　　 本文在分析FEF傳感器集總參數(shù)等效電路的基礎(chǔ)上，建立兩種傳感器測量模型：浮地電壓模型和短路電流模型，給出了兩種模型的等效電路和傳遞函數(shù)，推導(dǎo)出極間電容和電導(dǎo)表達(dá)式。通過比較兩種模

2、型的幅頻特性、抗干擾性及電路設(shè)計復(fù)雜度，選擇短路電流模型用于調(diào)理電路的設(shè)計。
　　 基于LabVIEW虛擬儀器開發(fā)平臺研制了FEF傳感器測量系統(tǒng)的軟硬件，并進行了測量實驗。硬件電路包括驅(qū)動電路和調(diào)理電路，具有較強的抗雜散電容干擾的能力，可以在寬頻率范圍內(nèi)進行掃頻測量。設(shè)計系統(tǒng)軟件實現(xiàn)驅(qū)動信號產(chǎn)生、信號的采集、掃頻測量、計算和顯示等功能。設(shè)計6mm波長FEF傳感器用于樣品含水量測量實驗，將測量系統(tǒng)輸出結(jié)果與LCR-819阻抗分析儀