微小型一体化电容式测压器的设计与实现

设计了一种高精度、低成本的微小型电容式测压器.该测压器利用壳体本身作为压力敏感元件,将压力信号的改变通过瞬变小电容转换电路转换为电容值的变化,利用差动式直流充电法将电容信号转换为单片机可以采样存储的电压信号.该电容式测压器具有功耗低、体积小、分辨率高、成本低的特点.详细阐述了微小型电容式测压器的基本原理和具体实现,并通过比较ANSYS软件仿真结果和实测数据证明其可行性.     

应变式火炮膛压测试仪的设计

针对现有放入压电式电子测压器所遇到的问题设计了一种基于电阻应变式的火炮膛压测试仪,介绍应变式测试仪的系统工作原理,设计出信号转换电路。该测试仪体积小、电池供电、功耗1氏、能承受0～600MPa的压力,无需外部引线,适合火炮膛压测试,为解决现有测压器价格昂贵,体积偏大的问题提供了可行的方案。     

电容式传感系统数据处理电路的设计

传感器技术是现代自动化和信息化产业的重要组成部分,电容式传感器以其非接触测量、稳定性好等优点在微机电系统中有着广泛的应用。提出了一种电容式传感系统数据处理电路的设计方法,阐述了传感系统的组成,主要设计了电容转换电路,差动放大电路和低通滤波电路,在电路设计过程中通过Multisim10软件进行了电路仿真测试和数据分析。经...     

MEMS加速度计在膛压测试中的应用

针对火炮膛压测试的特点,采用MEMS加速度计MMA8453Q和MSP430单片机研制了一种新的膛压测试系统。实现了单个芯片的存储测试,具有倒置上电,红外收发等功能。利用ANSYS对电路模块的缓冲特性进行了仿真分析,并利用马谢特锤对测试系统进行了抗过载测试。结果表明:在受到4.5×104gn冲击后仍能正常工作,满足火炮等高冲击场合的测试要求。     

电容式测压器壳体电容可行性的验证

针对放入式电子测压器所遇到的问题设计了一种基于电容式传感器的压力测试系统,采用壳体本身作为压力敏感元件,实现压力传感器与壳体一体化,通过测量壳体本身的应变就可以实现压力的测试,既减小体积又降低成本;文中详细介绍了该测试系统的工作原理,而且考虑到机械加工及安装精度的影响,主要对壳体电容的结构进行计算分析,对测压器进行了动态校准,验证了该设计方案是可行的。     

一种电容式加速度传感器设计的研究

设计了一种惯性式测振传感器,建立了差动电容式加速度传感器的数学模型,并对其作了特性分析,由给定的非线性误差可以求出质量块相对运动的最大量程.本设计具有电路结构简单,频率范围宽约为0～450HZ,线性度小于1%,灵敏度高,输出稳定,测量误差小等优点,并且通过实验验证了各项性能指标满足设计要求.     

一种可同时测量位移和角度的电容式传感器设计

提出了一种可同时测量位移和角度的变面积式差动电容传感器的设计方案。位移测量范围为-50～50mm,准确度可达0.2mm,角度测量范围为0～180°,准确度可达0.5°。通过在结构上采用介质差动法,该传感器克服了边缘效应的影响,具有测量范围宽、线性度良好、受温度影响小等优点。     

一体化壳体电容式电子测压器的低功耗设计

针对一体化壳体电容式电子测压器实验前要随弹保温48~72 h以及电池容量有限的矛盾,从以MSP430单片机为核心控件、高效的电源管理和合理可靠的时钟频率分配三个方面对一体化壳体电容式电子测压器进行低功耗设计。通过实验,测压器最大工作电流小于18 mA,休眠态电流仅为0.02 mA,工作状态基本满足火炮内弹道试验方法的要求,验证了该电子测压器低功耗设计的有效性。     

一种差动电容式加速度传感器设计的理论研究

设计了一种差动式测振传感器,建立了差动电容式加速度传感器的数学模型,并通过电容的推导计算对其进行了特性分析。对检测电路的结构进行了分析,给出了典型电路结构,推到了电路参数及性能;本设计具有电路结构简单,频率范围宽约0～500Hz,线性度小于1%,灵敏度高,输出稳定,测量误差小等优点;通过实验,各项性能指标满足设计要求。     

电热化学炮膛压测试系统的电磁兼容设计

由于电热化学炮发射时存在强电磁干扰和地电位浮动,膛压测试系统的测试准确性和仪器的安全性均受到了严重的影响。针对这一问题,根据恶劣条件下的动态测试理论,利用PCB的电磁兼容技术,不同材料多层组合的屏蔽技术,接地技术,滤波技术以及光电隔离技术,完成了基于电热化学炮膛压测试系统的电磁兼容设计。并通过试验验证了这种设计能有效解决电磁干扰问题,确保获得可靠的膛压数据,对分析电热化学炮结构的合理性,炮架的强度和刚度设计等有重要意义。     

一种微小电容测量仪的设计与实现

该文设计了一款简易的微小电容测量仪.该测量仪以MSP4305529单片机作为控制核心,系统通过1路频率可变的方波信号对2路RC移相回路激励,并对激励后信号整形异或从而得到占空比正比于RC移相回路电容差值的PWM波信号,通过ICL7135实现对PWM积分后直流电压的测量,从而计算出待测电容的大小.该方法相较于传统电容测量仪具有电路简单、测量便利、小巧便携、测量精度较高,成本低廉等特点.实际测试表明,该系统对小电容测量范围从1 pF～10 nF,测量精度可达2％,具有较强的实际应用意义.     

智能电阻电容测量仪的设计与制作

为解决如今市场电阻电容测量仪器精度低,成本高,操作繁杂等问题,提出了一种基于STC89C52的电阻电容智能测量方案,系统在电阻测量方面采用LTC1864高精度十六位ADC采集电压计算电阻值,仿真测量精度可达0.09%,通过单片机控制继电器实现电阻的量程自动转换;在电容测量方面使用NE555芯片分别与100,100k,10M电阻组成多谐振荡器,通过单片机计数器计算振荡频率,实现多档位电容的测量,量程5pF到500uF,仿真精度1%,电容设置pF、nF、uF三挡,使用简便。数值通过LCD1602进行显示,并显示对应的提示语句,当超出量程时,显示报警信息。实验结果表明该系统测量精度高,成本低,使用简便,实现了系统智能的设计要求,具有一定应用价值。     

一种基于89C52的新型风压测量仪的研制

该仪器是基于89C52的单片机系统,采用12位AD574A转换器,针对现有风压测量仪器功能上的不足,实现了实时送显和平均送显功能,满足了测量风压时不同情况下的使用要求,尤其适用于风机系统管道内各种压力参数的测量.系统设计了RS232通讯接口,为进一步开发风机性能测试系统奠定了基础.     

基于CPLD的智能泵冲泥浆测量仪的研究

主要介绍了泵冲泥浆测量仪的基本工作原理 ,具体说明了电平转换电路 ,液晶显示模块 ,红外线遥控器软解码的设计 ,以及CPLD在本仪器设计中的具体应用和软件设计的部分流程图     

井下噪声测量仪的设计与实现

针对煤矿井下噪声的危害,提出了一种基于STC单片机的井下噪声测量仪的设计方案,介绍了该测量仪的硬件和软件设计。测试结果表明,该测量仪实现了噪声声级的准确测量,测定误差小于±1.25%,达到了2级声级计指标要求。     

基于差动电容传感器的微动定位系统设计

设计并加工了一种结构简单、小巧的微动定位系统,该系统精度较高、扫描范围大且成本低廉.采用簧片结构设计系统的机械结构,使用压电陶瓷作为执行器件,使用差动电容传感器作为位移反馈,实现闭环控制,从而有效克服了压电陶瓷执行器件的迟滞和蠕变效应.介绍了微动定位系统的机械组成和差动电容传感器信号检测电路的工作原理,并对系统进行了测试和标定实验.实验结果显示:该平台能够实现15 μm的扫描,精度约为15 nm,且动态性能良好.     

一种新型CMOS电容式绝对压力传感器的设计

提出了一种新型的采用标准CMOS工艺结合MEMS后处理工艺加工的电容式绝对压力传感器.传感器结构部分是由导体/介质层/导体组成的可变电容器.电容的上下极板分别为CMOS工艺中的多晶硅栅和n阱硅,中间介质层为栅氧化层.在CMOS工艺加工完之后,利用选择性的体硅腐蚀、pn结自停止腐蚀以及阳极键合等MEMS后处理工艺来得到传感器结构.与传统的电容式压力传感器相比,这种结构具有更大的初始固有电容,这样可以抑制寄生电容的影响,从而简化检测电路的设计.文中,应用多层膜理论模型分析了传感器的结构,并利用ANSYS有限元分析对模型进行了验证,并利用电容变化模型分析了传感器的灵敏度.对于边长为800 μm的敏感方膜,初始电容值为1 104pF,传感器灵敏度为46 fF/hPa.同时,本文给出了传感器的电容检测电路的设计.     

一种单片集成电容式压力传感器的设计、制造和测试

提出了一种新型电容式压力传感器.在外加压力下,该传感器的极板面积、间距以及介质层介电常数均发生改变,并导致电容发生变化.同时介绍了接口电路的设计,该电路基于电容-频率转换原理.该传感器结构简单,实现了与CMOS接口电路集成.传感器采用标准CMOS工艺与后处理工艺相结合的方式制造.结果表明,在800 hPa到1 100 hPa的压力范围,传感器灵敏度约为44 fF/hPa,接口电路的分辨率为3.77 Hz/hPa.