高分子湿度传感器的研制

通过对湿敏材料—聚酰亚胺（PI）的湿敏机理的分析，设计了高分子电容式湿度传感器的芯片结构，并对其制作工艺进行了详细讨论。在此基础上，对传感器变送电路进行了研究，设计了以双时基电路为主的信号处理电路，并最终制备出了输出电压随环境相对湿度线性变化的湿度传感器。对湿度传感器的湿敏特性的测试表明：在1．82％～91．04％RH范围内，带湿度处理电路的湿度传感器输出的信号与环境的相对湿度成线性变化，电路能对湿度电容输出电容量进行放大。     

电容式信号线性转换电压输出的应用电路CAV444

文中介绍一个电容式信号测量并输出线性的电压信号的应用电路CAV444.在19～2 200pF的很大的电容变化范围内,输出线性的差分电压信号,工作电压5 V,非常适合后级的信号再处理电路比如AD转换或单片机采集或者直接变送4～20 mA输出.应用于电容式液位物位的测量、湿度传感器、物质的含水量等.     

智能电容传感器的开关型电容接口

本文介绍了一个新型的开关电容器接口。它由一个差分积分器和一个A/D转换器组成,能将电容量的变化直接变为二进制的数字量输出。在整个转换过程中,其输出值几乎不受寄生电容、放大器的电压漂移和电路内部各电容器的影响。该开关电容器接口特别适应于各类智能电容传感器。     

基于液位测量系统的定时器的开发（英文）

本文基于液位测量系统设计开发了定时器,其中IC555用于不稳定模式。使用数字存储振荡器(DSO)测量的定时器输出波形接通时间的脉冲宽度,即电容器充电时间(T_C),与同轴圆柱形电容换能器的电容成线形比例,且该电容随着液位的变化而线性变化。因此,我们获得了电容器充电时间与液位的线性关系,该设计的优点是输入-输出具有线性关系,尺寸小,便于携带,成本低,且不受环境温度影响,它还可用于测量各种工业中液体或固体的介电常数。     

杂散电容对交流法微电容测量电路噪声特性影响的分析

对电容成像交流法微电容测量电路由杂散电容导致的测量噪声进行了研究.利用运算放大器的噪声模型,对运算放大器输入电压噪声、输人电流噪声以及周边电阻元件的热噪声通过杂散电容作用于交流法微电容测量电路输出的影响进行了理论分析,给出了测量电路输出中噪声峰峰值的理论计算公式并进行了实验验证.理论分析及实验结果表明:交流法微电容测量电路前级运算放大器输入电压噪声通过测量端与地之间的杂散电容形成的噪声是该微电容测量电路输出噪声的主要来源.最后给出了电容成像系统前级运算放大器选型的指导原则.     

基于液位测量系统的定时器的开发

本文基于液位测量系统设计开发了定时器,其中 IC555用于不稳定模式。使用数字存储振荡器(DSO)测量的定时器输出波形接通时间的脉冲宽度,即电容器充电时间(T C ),与同轴圆柱形电容换能器的电容成线形比例,且该电容随着液位的变化而线性变化。因此,我们获得了电容器充电时间与液位的线性关系,该设计的优点是输入-输出具有线性关系,尺寸小,便于携带,成本低,且不受环境温度影响,它还可用于测量各种工业中液体或固体的介电常数。     

电场能量采集器的最大输出功率追踪电路设计*

本文采用频率变换原理采集输电线周围电场能量,设计了一种能量采集电路,对超级电容充电。负载阻抗呈电容性,为非线性负载,充电过程中阻抗不断变化。为实现最大输出功率传输,设计了低功耗的最大输出功率追踪(MPPT)电路,采用频率值为32.768 k Hz石英晶体构成方波振荡电路,因电容电压不能突变,通过充电电流控制开关导通时间,构成电流反馈最大输出功率点追踪系统。最大输出功率追踪电路的工作电流为1.2 u A,工作电压为5 V,功耗为6 u W。实验结果表明,在充电36min时达到最大功率输出,储能电容电压的大小为0.32 V,输出功率最大为18 u W。相比于直接充电电路,最大输出功率电路的能量采集效率提高了50%。     

级联多电平STATCOM直流侧电容电压稳定性分析

针对级联多电平静止同步补偿器(STATCOM)各独立直流侧电容电压易失衡的问题,为保证STATCOM中各级联单元电容电压的稳定性,提出了一种直流侧电容电压检测与控制方法。首先,分析了电网无功功率交换对直流侧电容电压的影响。然后,基于能量平衡原理,建立了级联多电平STATCOM能量平衡模型同时采用PI闭环控制方法以解决滤波电路的延时问题,并进行了稳定性分析。最后,搭建了多电平级联STATCOM实验样机,并进行了实验研究。研究结果表明:该控制系统和方法可以保证直流侧电容电压的稳定性;积分时间常数T_(di)对系统稳定性的影响较大,与理论分析结果相符。     

电容式位移传感器转换电路的设计

介绍一种用于动平衡分析仪差动电容式位移传感器信号转移电路。利用差动测量技术，将电振动引起的微小电容变化量转化成交流电压信号。电路由差动放大电路、正弦信号发生器、模拟乘法器和二阶低通滤波器组成，该电路线路简单、集成度高、便于调试。通过电压转换电路可以将－10～＋10V的输出电压转变成为0～5V的电压，便于带有A／D转化电路的单片机系统直接进行A／D转换，简化了电路设计。实验表明该转换电路具有较好的线性和抗干扰性。     

基于Multisim的分压电路研究

结合Multisim对分压电路进行了研究,主要分析了当供电电源出现跳变时,不同的并联电容对电路输出电压的影响及电压的相应变化。结合Multisim仿真,总结分析了电容变化对输出电压的影响,对软件在动态电路的分析及设计方面具有参考价值。     

高压驱动下介电弹性体电容检测系统北大核心CSCD

介电弹性体通常需要在kV级电压下驱动,但由于高压的存在,其驱动过程中的电容难以测量。对此,文中设计了一种高压驱动下介电弹性体电容的检测系统。系统以STM32F4为开发平台,硬件部分包括信号发生电路、差分采集电路和信号调理电路,单片机将硬件电路采集到的电压信号经过电容转换算法求得电容值后,通过串口通信协议传输给上位机。上位机由QT软件设计,能够实时显示电容数据并进行保存。经过实验测试,检测系统采集到的电容值与介电弹性体实际电容值误差小于3%,且具有良好的稳定性,为介电弹性体驱感一体化提供了技术支持。     

基于电导率测量的水纯度检测系统设计

针对生活及工业中对水质纯度的需求,设计了一种基于电导率测量的水纯度检测系统.传感探头采用四环电极结构,可防止因为电极的电容效应和极化效应所带来的影响,提高准确度.探测头后侧金属壁内置P t100温度传感器,进行温度采集和补偿.该系统用FP GA和AD9708实现波形频率可调输出,作为系统激励信号源.设计了差分电路接收传...     

电容式传感器在液位测量中的应用研究

在传统电容传感器液位测量的基础上,该文采用了一种改进型电容液位测量的方式。综述了改进电容传感器的工作原理,解决可传统电容测量与被测介质有关的技术难题,结合单片机技术,设计了电容传感器的液位测量电路,通过转换电路把电容变换转换电压输出,通过软件计算液位高度,减小了电容与电压转换的非线性误差。实验测试证明,该测量系统性能可靠稳定。     

高精度电子湿度计

该电子湿度计是利用电容作换能器,把所测量物质的湿度转换成电量,并在极化电损的条件下,自动测量物质湿度的仪器。本仪器的结构见图1所示。接触式电容传感器1,它包括电容器2和3(它们分别具有电容量 C_o和 C_M,并分别表示空载转换器电容量及所测物质中瞬间电子和离子的极化电容量)、电阻器4(电阻为R)、电阻器5(极化损耗电阻为 r)、电容器6(显示弛张极化电容量为 C_p)、不平衡     

基于硅微陀螺的环形二极管电容检测技术研究

针对电容式硅微陀螺在角速率激励下产生的电容变化量在微弱的aF量级,易受外界信号的干扰而湮没的问题,对传统电容检测方法与环形二极管检测方法进行分析对比,采用了电路结构简单、功耗低、易于集成的环形二极管电路完成电容检测,建立了环形二极管电容检测电路的数学模型,分析其参数对检测电路输出电压的影响,结果表明检测电容变化量、解调电容以及载波均对差分输出电压产生影响。进行电路设计时应同时考虑非线性及灵敏度的影响,保证动态灵敏度最高的范围内尽可能增大解调电容,有效改变电容转换增益的非线性,输出与角速度成线性关系的电压信号。     

感应式磁声成像脉冲磁场发生系统的研究

介绍了感应式磁声成像系统的关键部件脉冲磁场发生系统的设计.给出了脉冲磁场发生系统的电路构成和工作原理;在对储能电容器RLC电路进行分析的基础上,确定了对电容的充电和放电的控制时序,对各元件的参数进行了计算;介绍了其中的关键部件8字形线圈的构成,并对8字形线圈产生的脉冲磁场随充电电压、线圈正中央垂直高度的变化关系进行了分析,给出了实验波形.     

用于金属拔丝的调频调幅大电流窄脉冲电源

介绍了一种将电流脉冲的电塑性效应应用于金属拔丝的调频调幅大电流窄脉冲电源系统。电源初级储能环节采用常规三相桥式整流和LC滤波;中间二次储能电路采用Buck变换器,利用全控型功率开关器件IGBT调节电热电容的充电电压,进而控制输出脉冲电流的幅值;而窄脉冲的形成则由电热电容、输出回路电感和等效负载电阻决定,由高频晶闸管进行控制。电源输出脉冲电流的频率和幅值可实时调节、数字显示。运行及测试结果表明,电源系统工作稳定,脉冲电流幅值和频率调节方便,控制准确。     

基于PVDF的足底测力系统研究

为实现人体不同路况运动过程中的步态识别,研制出一种便于穿戴的鞋垫式足底测力系统。以PVDF压电薄膜为传感材料,设计足底传感器。采用由电荷放大电路、滤波电路及电压放大电路组成的信号系统对传感器输出信号进行采样及处理,进行了电荷放大电路中的反馈电阻与反馈电容的实验测试选型分析研究。进行了平地行走、楼梯行走及斜坡行走的实验,实验表明,该足底测力系统具有良好的灵敏度与测量精度,并且采用PVDF内嵌在鞋垫的结构,使得测力系统适用于不同模式行走运动的检测。     

基于DSP改进的三环控制逆变电源设计

针对逆变电源输出电压波形畸变并且在大功率负载下输出电压掉压严重的问题,文章提出了采用新型改进的电容电流瞬时值内环,电容电压瞬时值中间环,电容电压有效值外环的三环控制策略,借助于高效的DSP,实现了电路中逆变器数字控制。最后对设计的电路进行了仿真与实验,实验结果与仿真结果的比较表明了数字控制逆变器的良好控制性能,达到了设计要求。     

模块化多电平变换器研究综述

针对模块化多电平变换器(MMC)的各种子模块拓扑结构,分析了其运行方式及特点,通过解析的方法得到了其输出和环流等效电路,并总结了各种子模块拓扑的应用场合。同时针对MMC不同的调制方法,利用精确的解析表达式对其线性度、谐波特性进行了比较分析。针对MMC不同的电容电压平衡策略,从系统成本、控制复杂度、系统损耗分布等方面进行了比较研究。介绍了国内已经建成的和正在建设的4条基于MMC的柔性直流输电工程,比较了这4条线路的电压等级、系统容量以及运行特点。研究结果表明,最近电平调制法简单、易实现,一般结合排序算法实现电容电压平衡,适用于子模块数较多的场合,载波移相法的等效开关频率较高,输出电压谐波小,可以利用闭环算法或者排序算法实现电容电压平衡,在子模块数较少时仍可适用。