基于位移測量的差動電容傳感器研究.pdf

1、目前市面上測量位移的工具有很多，電容式傳感器作為其中之一，它的主要優(yōu)勢在于其結(jié)構(gòu)簡單，輸出阻抗較低，動態(tài)性能好，靈敏度高，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式測量等，因此能在精密測量等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是電容位移傳感器也存在缺陷，首先是輸出信號較小，給信號采集帶來一定困難，其次是它的輸入輸出特性存在一定的非線性，因此提高電容傳感器性能的重點與難點就在于如何有效的提取電容信號以及對其輸入輸出特性進行合理的非線性處理。
　　本文基于變面積式電容位移傳

2、感器輸出信號特點，對電容檢測電路及非線性校正技術(shù)進行了深入的研究?？紤]到電容傳感器的寄生電容和分布電容，采用精密的電容檢測電路，提高電容檢測精度。為了使電容傳感器的輸入輸出特性具有更好的線性度，我們提出使用曲線擬合法中的最小二乘法來實現(xiàn)系統(tǒng)的非線性自校正功能。通過實驗標(biāo)定，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出輸出電容值與輸入位移之間的的函數(shù)關(guān)系式。通過對最大相對誤差的分析，實現(xiàn)電容傳感器的非線性自校正的目的，最終使非線性誤差從校正前的5.6％降低到1.0

3、％～1.2％。硬件方面本文將電容傳感器與單片機STC15F408AD相結(jié)合，將函數(shù)關(guān)系式存儲于控制器中，設(shè)計出一套智能測距系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了電容傳感器調(diào)理電路、直流穩(wěn)壓電源電路、溫度采集電路、報警電路、按鍵電路、復(fù)位電路、LCD顯示電路及與PC機連接的串口通信電路。軟件開發(fā)環(huán)境選擇使用KeilC51編程。
　　本文最終完成了差動式變面積電容傳感器智能位移測量系統(tǒng)的研制，順利完成了預(yù)定的研究工作，設(shè)計出的系統(tǒng)可以用在對物體形變等測量