無線單片式微位移電容傳感器的研究.pdf

1、電容位移傳感器屬于非接觸方式的測量裝置，比普通位移測量儀器具備更簡單的結(jié)構(gòu)，更高的分辨率和靈敏度。現(xiàn)有的微位移電容傳感器，由于其電容值較小，不易被準(zhǔn)確檢測，且傳統(tǒng)有線測量方式也限制了其使用范圍。為了解決上述問題并進(jìn)一步提高微位移電容傳感器的實(shí)用性，研制了一款無線單片式微位移電容傳感器。
　　 本文介紹了常見的位移傳感器種類、特點(diǎn)和適用范圍，分析電容式位移傳感器探頭的基本原理，選取性能較高的單片式雙叉指電極作為微位移電容傳感器的探

2、頭。為了能夠準(zhǔn)確測量微位移電容傳感器探頭的電容值，比較現(xiàn)有的電容檢測方法，確定了以AD7745電容檢測芯片為核心的電容測量電路。
　　 利用ZIGBEE芯片內(nèi)嵌8051核，同時含有一個IEEE802.15.4兼容無線收發(fā)器，且可靠性高、價格便宜等特點(diǎn)，開發(fā)無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，完成電容位移傳感器探頭電容采集、發(fā)送和接收。
　　 使用VC++的MFC工具開發(fā)上位機(jī)軟件。該上位機(jī)軟件通過串口接收電容數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)處理，繪制一維坐

3、標(biāo)系統(tǒng)，指示金屬被測物的當(dāng)前位移。
　　 搭建實(shí)驗平臺，采集了金屬板與傳感器探頭25mm距離范圍內(nèi)傳感器的電容值。分析了傳感器在這25mm范圍內(nèi)的靈敏度分布。為了標(biāo)定位移測量系統(tǒng)，對其中靈敏度較高的6mm位移-電容數(shù)據(jù)段進(jìn)行線性化處理。當(dāng)采用不分段的方式處理數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)線性度（R平方值）為0.8989。采用分段的方式處理數(shù)據(jù)時，三段數(shù)據(jù)的線性度分別為0.9951、0.9900、0.9895。
　　 通過位移測量實(shí)驗結(jié)果表