电容层析成像系统动态成像稳定性补偿方法

分析了影响基于交流型电容／电压转换电路的电容层析成像系统动态成 像的稳定性的原因是由于极板阵列控制电路的CMOS开关耦合电容的存在。为此,给出了两种解决方法：一是改变极板阵列控制电路模拟开关的安排;二是不改变原有电路,采用软件实时补偿。实验结果表明,两方法中采用后者更实用更经济。     

杂散电容对电容层析成像和电容／电压转换电路灵敏度的影响探讨

本文对电容层析成像和电容／电压转换电路在非理想条件下的抗杂散电容干扰问题做了研究。理论分析及实验:在非理想条件下,杂散电容对转换电路的灵敏度存在一定的影响,且灵敏度存在最优解。这为实际应用中如何优化转换电路的灵敏度提供了理论依据。     

高压法微小电容检测

微小电容测量电路广泛应用于各种工业过程中,尤其是在用于电容层析成像系统中.大多数的微小电容测量电路采用了基于交流电流测量或直流充放电方法.这些方法的共同优点是具有较高的灵敏度和抗杂散电容能力.而且其交流激励电压或直流充放电电压一般在20 V以下.为进一步提高微小电容测量的灵敏度和分辨力,本文提出了一种高压交流激励方式电路,该电路将交流激励电压提高到几百至上千伏.实验表明该方法大大提高了微小电容测量的灵敏度和分辨力,同时具有良好的稳定性和线性度.     

12电极电容层析成像系统的设计

电容层析成像技术(ECT)是基于电容敏感原理的过程层析成像技术(PT).它可进行多相流的相浓度、流型、流量等参数的在线测量,是目前最具发展前景的多相流参数检测方法.本文以12电极电容层析成像系统为研究对象.主要介绍一种基于交流激励型的电容层析成像的C/V转换电路,并分析了该电路的工作原理.该电路能抑制杂散电容的干扰,能...     

一种电容层析成像系统结构的优化方法

介绍了电容层析成像的基本原理,针对现有电容层析成像系统存在的问题,提出了一种总线型、模块化的微弱电容测量电路新结构,对电容层析成像系统的结构进行了优化,以使该技术更适应工业现场应用。     

提高电容层析成像系统实时性研究

为适应工业过程参数检测,特别是高速流体检测的需求,提出了数字相敏解调与持零开关策略相结合的方法以改善电容层析成像系统的实时性。交流C/V转换电路具有信噪比高、动态测量范围大的特点,被广泛应用于电容层析成像系统。目前,该种电容层析成像系统可达到250幅/秒的采集速度,但依然无法满足高速流体检测的要求。为此,分析了影响ECT系统实时性的各种因素,并着重介绍了利用数字相敏解调与持零开关策略提高实时性的方法。实验结果表明,采用该方法后12电极电容层析成像系统的数据采集速度可提高至1 000幅/秒,同时保持较高的信噪比。     

基于单检测通道的电容层析成像系统

提出了改进的交流法微弱电容检测电路,对相敏解调器的输入正弦信号作带通滤波处理,以提高检测精度和稳定性.为了简化数据采集系统,提出了单检测通道的电容层析成像硬件架构,设计了适用于单检测通道电容层析成像的12电极T型电极开关阵列,并可以升级为16电极系统.为了克服单通道检测速度低的缺陷,改进检测电路以缩短C/V转换时间.将单检测通道电容层析成像系统应用于煤粉气力输送的过程检测中.重建图像显示,在输送固相体积浓度由0.15增加到0.4的过程中,水平管道气固两相流的流型由层流变为均相流,稳定后又恢复到层流状态.     

电容类传感器的开关——电容接口

适用于电容类传感器以双斜式A／D转换为基础的SC(开关—电容)接口发展很快，它一般由SC积分器、比较器和数字控制电路组成。在这种接口电路中，首先由积分器对传感器的电容值进行采样，此时，电容值变为了与其成正比的电荷量，然后抽取经过量化的参考电荷，直到积分器的输出电压为零时停止。该接口可自动调整量程并具有较宽的动态范围．我们使用分离元件组成了这个接口，并通过实验证明了该接口的可行性．它所测量电容值的量程比是1：40，精度高于1％。     

一种基于电压反馈运算放大器的微小电容检测电路

为了实现微小电容的精密测量设计了一种基于电压反馈运算放大器的检测电路。该电路主要由激励信号产生模块、电容检测模块、峰值检波模块和低通滤波模块4部分组成。首先,通过理论分析与模型仿真验证了检测原理的有效性和可行性;然后,通过对比研究完成了电路关键参数的优化。实验结果表明设计的电容检测系统能够准确地以99.8 mV/pF的满量程灵敏度将变化的电容值转换为相应的直流电压信号。     

新型室温红外探测器的微电容快速测试系统

新型室温红外探测器对8～14舯红外辐射具有快速灵敏的响应，设计出用于该探测器的微电容测试系统，能够快速灵敏地将探测器输出的电容信号通过C—f、f—V变换电路转换为电压信号，然后由A／D转换电路变为数字信号后传到PC机进行信号处理。给出了硬件电路的实现方法，其采样频率为10kHz，电容信号的分辨率为10fF．这种测试方法也适用于其他微小电容式传感器的快速检测。     

电容层析成象系统中微小电容测量法

电容层析成象技术（ＥＣＴ）是一种最早发展起来的过程成象技术。由于为重建图象所需测量的电容变化量相对于ＥＣＴ传感器的固有电容非常小,总的杂散电容值又远大于待测电容,因此ＥＣＴ对电容检测提出了极为严格地要求。本文介绍了ＥＣＴ系统中最常用的３种微小电容检测电路—充电／放电电路、带反馈补偿的交流测量电路以及自平衡电容测量电路,并指出了它们的优缺点。     

A Low Cost,High Resolution Interface Circuit for Differential Capacitance Transducer

Abstract

For accurately detecting capacitance changes of the differential‐capacitance transducer, which is widely used in environmental and chemical engineering, a low‐cost interface circuit was developed. The circuit uses a “lock‐in detection” circuit with feedback loop containing a DC amplifier and a modulator to yield such advantages over the others that it reduces the sensitivity to element parameter variations in the “lock‐in detection” circuit, that it decreases the sensitivity to the disturbances within closed‐loop, and that it is immune to parasitic capacitance, resistance, amplitude, and frequency of the excitation voltage source. The circuit has the capability to detect a capacitance change as small as 0.0078% of the total capacitance, up to 80 pF. A capacitance diaphragm pressure transducer and a standard pressure source (Rusca 2465 piston gauge) are connected to the interface to confirm the analysis.     

高线性非接触式电容位移传感器

设计一种新型电容式微位移传感器,给出了检测电路.原理为20 kHz的正弦信号加在传感器上,传感器产生的交流电压与电容电极之间的距离成正比.电路包括正弦信号发生电路、精密全波整流电路、滤波电路和信号放大电路.实验证明：该传感器线性度小于3%,分辨率优于0.01 μm.     

容性负载晶闸管调压电路的触发方式研究

本文通过一个实际问题的研究解决,给出了电阻-电容性负载交流调压电路中晶闸管正常工作所必需的一种独特触发方式,并指出其应用前景。     

基于Proteus的模拟三相交流信号源设计

为合成高性能三相低频正弦波信号,以降低研究成本,提出了一种基于集成运放及电阻、电容元件的工频三相交流信号源设计方法。通过正弦波发生器、电压幅值调节电路、移相网络、输出电路及电压—电流转换电路产生的对称三相电压及三相电流分别在0~1 V、0~5 mA之间同步精确可调。在星形连接对称电阻负载时,Proteus对三相交流电压源及电流源的仿真结果表明,电路性能指标达到了设计要求,具有成本低、精度高、性能稳定、输出波形无失真等优点,可应用于自动控制系统及仪表检测系统。     

工业过程电容层析成像系统硬件设计中的关键技术

文中分析了工业过程电容层析成象（ＥＣＴ） 系统的传感器,传感器极板阵列控制电路,电容／ 电压（ Ｃ／ Ｖ） 转换电路,通信接口等硬件模块设计中的关键技术及解决方法。     

基于CAV424的电容式液位检测系统

介绍一种基于CAV424的电容式液位检测系统。根据电容式液位传感器的工作原理,传感器两个极板间的电容值会随液位的改变而改变,系统利用电容/电压转换芯片CAV424将电容值转化为电压值输出,然后使用16位高精度∑-△模数转换器AD7705再将电压值转换为数字信号,交由单片机对数据做进一步的处理,如数码管显示及电流输出。电流输出部分由12位串行数模转换器AD7943和4~20mA的电压/电流转换器组成。系统具有RS-485远传接口。     

四极杆并联振荡电子学系统和反馈控制

四极杆质谱的电场是由随时间变化的射频交变电压(RF)及直流电压(DC)分别加在两对极杆上产生的。通常射频交流电压由电感电容谐振振荡电路产生,根据电感电容的连接方式不同分为并联振荡电路和串联振荡电路。本综述主要解读并联振荡电子学系统及其反馈控制的核心技术原理。并联谐振的优势在于对射频振荡源的内阻要求不高,容许高内阻的振荡源,使电路的设计与研制更加简单;其缺点是需要采用双调谐振荡回路,在阻抗匹配方面有较高的要求。另外,并联振荡回路的升压主要依靠次级线圈与初级线圈的匝数比,因此仅适合于升压较小,即所需RF输出电压较低的场合。