自適應(yīng)復(fù)合多層掃描式電容傳感器的研究.pdf

1、ClassifiedIndex：TH71UDC：620SecrecyRate：PublicizedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchonAdaptiveCompositeMultilayerCandidate：?！?。Cat：itiveSens(bcannmg15apacmveens

2、orSupervisor：EnterpriseTutor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Employer：Dateof0ralExamination：LiRuiAssociateProfSuiBingdongSeniorEngineerFengWeiMasterofEngineeringElectronicsandCommunicationsEngineeringSchoolofInformat

3、ionScience&EngineeringDec2016摘要摘要電容式液位傳感器具有價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單等特點，被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的液位檢測中，但基于電容檢測原理檢測液位值的方式常會受到諸多不穩(wěn)定因素的影響，如被測液體介電常數(shù)、外界環(huán)境等，使得電容式液位傳感器存在諸多缺陷。為了提高液位檢測中電容傳感器的檢測精度，設(shè)計了一種具有多層結(jié)構(gòu)的新型液位傳感器。為了能夠在有限層數(shù)的前提下增加傳感器的延伸性，將傳感器設(shè)計為多參照系形式，傳感器的頂端

4、和底端采用自參照形式，實現(xiàn)電容自校準(zhǔn)。傳感器采用雙評估系統(tǒng)確保極限液位時檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在對常見液位檢測儀器的類型和工作原理進(jìn)行了介紹的同時，對各種液位檢測方法進(jìn)行了研究分析，重點論述了電容式液位傳感器的結(jié)構(gòu)及其工作原理，分析了傳統(tǒng)電容式液位傳感器在液位檢測過程中存在的缺陷。在傳統(tǒng)電容式液位傳感器的設(shè)計基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化及液位計算算法上的改良。設(shè)計了一種新型同軸筒狀結(jié)構(gòu)的電容式液位傳感器，提出了一種與被測液體介電常數(shù)無關(guān)的液

5、位計算方法。在數(shù)據(jù)處理過程中采用了雙評估系統(tǒng)，雙評估算法有效提高了傳感器的精度。增益自適應(yīng)的提出擴(kuò)大了傳感器對介質(zhì)介電常數(shù)的適應(yīng)范圍，實現(xiàn)檢測過程中介質(zhì)的自適應(yīng)，同時增大了電容值的檢測范圍。使用Matlab軟件對傳感器模型進(jìn)行建立和分析，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對傳感器的非線性進(jìn)行校正。從硬件和軟件兩方面詳細(xì)介紹了電容式液位傳感器的設(shè)計和制作過程。為了模擬不同介質(zhì)，分別使用了水和柴油進(jìn)行液位的檢測實驗。實驗結(jié)果表明，該方法實現(xiàn)了與介質(zhì)無關(guān)的液位