液体材料介电常数测试方法研究

本文介绍了利用同轴圆柱电容传感器精确测定液体相对介电常数实验测试方法,给出了测量原理、实验测量方法以及测量电路原理图,并利用单片机、USB等技术实现了该智能化实验测量系统．     

纺织纤维含水率测量方法的研究

本文根据纺织纤维的含水率对其相对介电常数的影响关系,提出一种纺织纤维含水率快速测量电路的设计方法,利用将电容传感器信号转换成电压信号的集成芯片CAV424构成信号的处理电路,通过A/D采样和单片机处理测出物料中的含水量;测试结果表明,该仪器可替代传统测湿方法,用以更新我国纺织企业的纤维水分测试技术.     

高精度电容位移传感器设计

采用多极板电容结构设计了电容位移传感器,由振荡器电路、二极管环形检波电路、低通滤波器、放大器等组成测试系统,测试了此传感器的位移-输出电压特性,并对测试数据进行回归分析.发现该传感器具有结构简单、灵敏度高、非线性误差小等特点,在位移等非电量测量方面具有较好的应用前景.     

用于柱层析的新型介电常数检测器研究

利用被分析/分离的有机化合物(溶质)与流动相(溶剂)的介电常数不同,则其浓度的变化将反映为溶液电容量的变化的特点,本文提出一种基于开关电容网络原理的微电容测量电路作为在线介电常数检测器.通过实验验证电路具有良好的灵敏度、线性度和温度稳定性.最后测量了多种有机溶液在不同浓度下的电容,表明电路输出电压与溶液浓度具有良好的线性关系.     

一种用于测量饮料包装中液位的电容式传感器

设计了一种电容传感器,可以非接触测量饮料包装中的液位.传感器的电容极板放置于瓶颈两侧,极板间液位的变化引起电容量的变化.在传感器的测量电路中,使用晶振作为稳定的信号源,使用混频器放大测量电路中的交流信号并降频,经过整流和滤波后,得到稳定的直流输出信号,该信号的电压随液位的改变而变化.把传感器和C8051F021单片机相连,可以快速自动测量液位,精确度可达±1mm.     

电容式传感器测量油品中水的体积分数之新方法

提出了一种采用电容式传感器测量油品中水的体积分数的新方法,运用油品中水的体积分数的不同引起油水混合物的介电常数的变化原理设计相应的电容式传感器,传感器调理电路中运用最新集成电容/电压转换芯片XE2004,有效的消除了电路中的引线电缆的分部电容的影响。实验结果表明:当电容式传感器结构一定时,该方法能够较好的克服寄生电容及环境对电容式传感器的干扰,以较高的精度实现油品中水的体积分数的在线测量。     

调幅式电容位移传感器开关检波电路设计

针对调幅式电容位移传感器乘法器检波存在的速度慢、功耗大和热噪声大问题,设计了一种基于模拟开关的全波检波电路.首先,对开关全波检波和开关半波检波原理进行分析,根据分析结果选择了全波检波方法.在此基础上,完成开关全波检波电路设计与测量系统其它部分设计.最后,利用八位半数字表3458A对检波电路与测量系统性能指标进行测试.测试结果表明:检波电路可以实现0.1mV的分辨率,测量系统在150 ～650 μm范围内分辨率达30 nm,系统示值稳定性0.1mV/30 min,电容测量系统最大测量偏差为20 nm.该测量系统满足电容测微系统稳定性好、准确性高的要求.     

用于差动电容传感器的高分辨率电路的研究

本文提出了一种用于差动电容传感器的电路 ,采用弱信号检测技术 ,将被测微小电容变化量转换成直流电压信号 .输出电压与差动电容变化量成线性关系 ,经过单片机处理后能自动补偿偏差电容和电路的漂移 .实验表明 ,最小被测电容变化量可达 8f F,灵敏度可达 3.82× 10 1 1 V/ F.实验结果和理论分析具有良好的一致性     

微机械电容式加速度传感器信号电路设计

介绍了一种可用于差动电容敏感的加速度传感器的信号检测电路,给出了在电路中所用的电子元器件,同时进行分析,得到电路的输出电压和传感器信号电容变化量之间的关系.实验结果表明,该电路的线性高,测量差分电容变化的灵敏度好,是一种具有实用价值的微差分电容测量接口电路.     

基于LabVIEW的微小电容测量

针对电容层析成像技术中的微小电容测量的问题,以数字相敏检波原理为基础,LabVIEW软件及NI采集卡为核心设计了微小电容测量系统;LabVIEW程序控制NI采集卡产生激励信号加在微小电容两端,C/V转换电路将其转换为电压信号,NI采集卡将采集的电压信号传送到PC机中,并在LabVIEW程序中通过数字相敏检波算法对数据进行处理及显示;最终,通过对数据进行线性化,得到相应的测量电容值;实验结果表明,该系统具有精度高,线性度好,稳定性好等优点,可以满足电容层析成像系统中对微小电容的测量的要求。     

一种新颖的同步相敏检波器

<正> 相敏检波电路,无论在红外测量、磁场测量和锁相技术中都要广泛用到它,因此它的电路种类很多。最近本人利用一个运算放大器和四个场效应管以及一些电阻、电容组成一个同步相敏检波器。它既能实现全波相敏检波,同时又能放大和平滑滤波。具体电路如图1:     

基于变间隙平板电容传感器的柴油氧化性研究

基于柴油介电常数测量原理,研制了变间隙式平板电容传感器。根据测量要求,设计了传感器外围辅助电路,其中,核心控制部分采用AT89C51单片机,激励信号源采用AD9852,产生不同频率、幅值的正弦信号施加于检测和参比传感器,通过后续放大、滤波及A/D转换,将所得信号转换为与介电常数相关的无量纲数据。通过变间隙测量不同氧化程度的柴油样品,考察了传感器的重复性和差异性,确定了其最佳理想距离为0.6 mm。     

差动电容小位移传感器检测电路设计

介绍了一种用于差动电容式小位移传感器的信号检测电路。该电路由相敏检波电路、移相电路以及低通滤波器三部分组成,采用相敏检波原理,能很好地实现0.15mm以内的位移测量,并能够很好地判断出位移的方向。该电路结构简单、便于调试、使用方便、成本低。采用该检测电路对差动电容小位移转换电桥的输出信号进行处理,实验结果表明：此方法具有较好的稳定性和抗干扰性,线性度达0.492％,灵敏度达0.6291V／mm。     

用于电容式传感器的差动线性电路

提出了一种差动电容式传感器的前置电路 ,基于电容 /电压转换的原理 ,对微小电容变化量进行测量。电路输出的直流电压与差动电容变化量成线性关系 ,且能对偏差电容和电路的漂移进行自动补偿。实验表明 ,被测电容分辨力为 8fF ,灵敏度可达 3.82× 10 11V/F。实验结果和理论分析具有良好的一致性     

小深孔内径电容传感测量系统的研究

采用电容传感器测量小深孔的孔径,该系统使用直径较小的电容探针作为传感器件,电容仪器将孔径的变化转换为电压的变化,并通过USB接口将此电压信号输入到计算机系统中进行处理.论述了电容传感器的工作原理和电容仪器的转换电路的基本原理,设计了电容传感器测量小盲深孔孔径系统的总体方案,特别使用小于Ф3而大于Ф1深孔的内径自动检测,并对Ф3和7mm孔径进行了实际测量,并分析了测量所得到的数据,多次测量的标准差小于0.5 μm,测量分辨率为0.05μm.     

基于单片机的纸张计数显示装置设计

本系统是由 A T 89C 51单片机作为核心控制,采用自制电容式传感器和单片机计数电路、显示电路组成。 直流稳压电源为单片机提供 5V 工作电压,将纸张放在电容式传感器两个极板之间,使电容传感器的介电常数发生变 化,检测电路通过两条屏蔽线与电容传感器两极板连接,采集到变化的脉冲信号,经过振荡电路产生具有稳定周期的方 波信号,方波进入单片机进行编译计数,最终数码管短时间内显示纸张的数量,系统控制方便,操作简单,可用于中小规模纸张计数。     

一种基于电容应变式传感器的信号调节电路

电容应变式传感器是一种结构型传感器,是依赖其结构参数的变化实现信息转换,将电容的变化转化为输出电压的变化。基于这一原理,利用虚拟电子仿真软件设计了电容式传感器信号调节电路,并进行应用仿真。通过仿真可以看出,输出电压的实际值与测量值的接近程度非常高,非线性误差很小,性能优越,灵敏度较高。     

基于MSP430的热式风速传感器设计

基于热扩散原理设计了一款热式风速传感器,它是以Flow Sens FS5为感应元件,将其接入传感器电路之中,通过模拟采集电路转换为电压信号。将电压信号经差动放大电路放大之后,再经过信号滤波电路进行滤波,使电压的幅值比较稳定。最后由MSP430F149单片机的A/D定时采集电压信号,单片机处理采集数据并在液晶上显示风速值。     

射频电容传感器非线性校正方法研究

在油品含水量智能检测系统的开发过程中,使用了射频电容传感器。基于水的介电常数远远大于油的介电常数,因而两者呈现了不同的射频阻抗特性。针对射频电容传感器的非线性特性和在对油品水分检测过程中传感器存在对温度的交叉灵敏度问题,提出了基于L-M算法的多层前向神经网络建立传感器逆模型的二维非线性校正方法。为了保证神经网络训练达到最佳效果,对采集的数据提出了抗脉冲滤波和限幅滤波算法。实验结果验证了上述方法的可行性和实用性。     

同一柱面电容传感器探头数学模型解析解

为快速、准确地检测谷物颗粒的含水率,设计了同一柱面电容传感器探头,采用电容器边缘效应感应周围物体的介电常数.利用电磁场相关理论,推导出传感器的电容量与被测颗粒物体相对介电常数的数学模型.设计了具体尺寸的传感器探头,计算出电容量与谷物相对介电常数的表达式.温度一定时,探头对稻谷进行了初步试验,发现装置的电容量与谷物的含水率呈线性关系.结果验证了同一柱面电容传感器探头的数学模型的正确性.