全數(shù)字容柵式位移測量系統(tǒng)及其ASIC實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文首先對幾種典型容柵位移測量系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)進(jìn)行了分析比較，隨后對專用集成電路設(shè)計(jì)概況作了簡要介紹。測量電路的全數(shù)字式實(shí)現(xiàn)為本研究的創(chuàng)新點(diǎn)之一；此外，設(shè)置了參考電容并采用比較測量方式以消除環(huán)境因素對介電常數(shù)的影響；為降低對工藝和加工精度的要求，設(shè)計(jì)了三極板的結(jié)構(gòu)和正、余弦電極型式，論文的第二章對此進(jìn)行了詳細(xì)介紹。利用單片機(jī)和通用器件進(jìn)行了全數(shù)字式容柵位移測量系統(tǒng)的模擬級實(shí)現(xiàn)。論文討論了利用正、余弦極板輸出通過數(shù)值比較器和R-S觸

2、發(fā)器進(jìn)行周節(jié)計(jì)數(shù)和辨向的方法并進(jìn)行了CPLD實(shí)現(xiàn)。論文對系統(tǒng)的極限位移速度、靈敏度和分辨力等性能參數(shù)進(jìn)行了分析，對周期測量法和頻率測量法的特點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行了分析和討論，指出周期測量法更適合于本測量系統(tǒng)。論文第三章分析了系統(tǒng)的系統(tǒng)裝置平行度誤差，安裝彎曲變形誤差等對測量精度的影響。并給出了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和誤差分析結(jié)果。論文最后簡要介紹了容柵位移測量系統(tǒng)的專用集成電路的設(shè)計(jì)與測試驗(yàn)證。設(shè)計(jì)過程側(cè)重介紹前端，作為樣機(jī)實(shí)驗(yàn)階段，該芯片的設(shè)計(jì)是