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1、電容位移傳感器作為一種傳統(tǒng)非接觸式傳感器,具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)時間短、分辨率高、適合在線和動態(tài)測量等優(yōu)點,主要用于位移、角度、振動、加速度、壓力以及濃度等方面的測量,被廣泛用于地球科學(xué)、高科技電子、航空航天及工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。
高精度靜電加速度計或空間慣性傳感器在衛(wèi)星重力測量、空間科學(xué)基礎(chǔ)實驗如空間等效原理檢驗以及空間引力波探測中有著非常重要的應(yīng)用意義,而高精度差分式電容位移傳感器是空間靜電加速度計或慣性傳感器的關(guān)鍵技術(shù)之一,其性能
2、如分辨率指標(biāo)等要求較高。電容位移傳感器的靈敏度系數(shù)是測量電容位移傳感器分辨率指標(biāo)需要的,同時對于加速度計或慣性傳感器閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計以及仿真至關(guān)重要,故如何對電容位移傳感器進行靈敏度高精度的標(biāo)定是必須解決的關(guān)鍵問題之一。
差分式電容位移傳感器靈敏度系數(shù)的標(biāo)定,需要制作一對穩(wěn)定的可變差分電容器。如果采用傳統(tǒng)的平行板電容器構(gòu)成差分電容對,因為邊緣效應(yīng),其實際電容值會存在很大的非線性誤差,由此標(biāo)定出的靈敏度系數(shù)誤差較大,與理論值相差
3、可達到40%~50%,故為了降低標(biāo)定平臺自身在電容位移傳感器標(biāo)定過程中的非線性影響以及減小標(biāo)定誤差,需要采用一定的技術(shù)屏蔽邊緣效應(yīng)的影響。目前國內(nèi)和國際上常用的方法是在平行板電容的外圍添加等電位保護環(huán),通過等電位來屏蔽邊緣效應(yīng)。本文主要的研究目標(biāo)是研制出一套高精度標(biāo)定平臺,首先在理論上對等電位環(huán)如何屏蔽平行板電容器的邊緣效應(yīng)進行了詳細(xì)分析;其次,根據(jù)理論分析完成了穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)差分電容對(采用等電位環(huán)技術(shù))的設(shè)計、制作和測試;最后,通過電容計
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