電容式物位測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、目前市面上能夠?qū)崟r測量物位的傳感器種類有很多，電容式物位傳感器的優(yōu)勢在于其結(jié)構(gòu)簡單安裝方便且后期維護(hù)成本低、電極材料性能穩(wěn)定且耐高溫低溫高壓腐蝕、傳感器具有高靈敏度以及高精度等優(yōu)點。因此目前在中小量程物位測量系統(tǒng)中使用廣泛。但是傳統(tǒng)的電容式傳感器存在易受雜散電容以及外界環(huán)境的干擾造成電容采集量不準(zhǔn)確從而影響整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，且傳統(tǒng)的電容式傳感器在更換測量介質(zhì)后一般需要重新進(jìn)行校準(zhǔn)以及標(biāo)定，在實際使用中存在較多的不便。面對以上情況，亟需設(shè)

2、計一種適用于復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的物位測量系統(tǒng)。
　　本文設(shè)計的基于電容測量芯片PCap01-AD與STM32L152的電容式物位測量系統(tǒng)，利用電容式傳感器的電容值隨極板間介質(zhì)變化而變化的原理，實現(xiàn)了實時測量液位或者料位的高度，同時通過合理的數(shù)據(jù)處理算法實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定輸出。在電容式傳感器制作材料選型方面，采用聚四氟乙烯制備而成的圓柱形內(nèi)電極，使得傳感器本身具有耐高溫低溫耐腐蝕等優(yōu)點，并且使用同軸屏蔽線等措施減小了外部環(huán)境干擾對電容測量

3、的影響，使得電容測量數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定準(zhǔn)確。在電容式傳感器結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計了單段式以及多段式兩種傳感器結(jié)構(gòu)。在硬件電路方面采用特殊電路設(shè)計技巧使系統(tǒng)抗電磁干擾能力大大增加且具有防雷防浪涌防反接等功能。在軟件算法方面，首先針對PCap01-AD的特點完成了STM32L152對其初始化及寄存器配置，然后針對不同的使用環(huán)境以及電容傳感器結(jié)構(gòu)，均設(shè)計了與之匹配的獨特數(shù)據(jù)處理算法。該系統(tǒng)在自行搭建的實驗平臺以及用戶工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行了長期測試，結(jié)果表明不論其在