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摘要:電容式傳感器因其具有結構簡單，動態(tài)響應好，適應能力強，體積小，靈敏度較高，可以完成非接觸式測量，即使在一些惡劣工業(yè)環(huán)境下依然能夠正常工作，所以被廣泛的應用于位移、加速度、壓力、液位、振動等各個方面的測量。電容式傳感器的缺點主要是寄生電容影響較大，它不但降低了測量靈敏度，有時還會使傳感器處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，因此解決這一問題是提升電容傳感器性能的關鍵。 本文詳細介紹了電容式傳感器的原理，并對電容檢測電路進行了較全面的分析。采用將測量電路內置于傳感器探頭中，在測頭的內部完成了測量電路轉換過程，輸出信號直接由單片機進行處理，使得整個電路結構顯得比較簡單，有效消除了寄生電容的影響，并大大提高了測量的穩(wěn)定性。選用的AT89C51單片機，以及復位電路、時鐘電路、按鍵電路、顯示電路等外圍電路，設計了一套數字式電容傳感器位移測量系統。
關鍵詞： 電容傳感器；數字式；測量電路；單片機
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1 課題研究背景及意義-1 1.2 相關領域研究情況-1 1.3 論文主要研究內容-2 2 電容傳感器基本理論-3 2.1電容傳感器的測量原理-3 2.1.1 變極距型電容傳感器-3 2.1.2 變面積型電容傳感器-5 2.1.3 變介電常數型電容傳感器-6 2.2 電容傳感器寄生電容效應研究-7 3 系統硬件設計-8 3.1 整體方案的設計-8 3.2 幾種測微電路基本的測量原理-9 3.2.1 調頻電路-9 3.2.2 運算放大器電路-9 3.2.3 電橋式微電容檢測電路-10 3.3 單片機的選擇-11 3.4 單片機電路-12 3.5 電容測量電路-12 3.6 按鍵電路-13 3.7 顯示電路-14 4 軟件部分設計-15 4.1 編程環(huán)境及程序設計-15 4.1.1 主模塊-15 4.1.2 按鍵檢測模塊-16 4.1.3 計算及顯示模塊-16 4.2 系統調試-16 結 論-20 參考文獻-21 附錄A 源代碼程序-22 附錄B 實物圖-32 致 謝-34 |
