工业过程电容层析成象系统的设计及应用

重点分析了工业过程电容层析成象（ＥＣＴ）系统的传感器,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问题及解决方法,同时介绍了几个成功应用的实例。     

电阻层析成象系统的研究

１前言电阻层析成象技术是电阻抗层析成象技术的简化情况。自八十年代末由医学工程中的ＣＴ技术移植于工业过程成象领域以来,电阻层析成象技术获得迅猛发展。正逐渐由基础原理性研究向应用性研究转化。电阻层析成象技术是一种非侵入、接触式测量技术,它利用场域边界测量...     

应用于工业长距离实时控制的高速接口设计

工业实时控制中大量的数据传输和远端控制对数据传输速度提出了极高的要求,本文提出了一种以高速串／并转换器件ＩＭＳ Ｃ０１１为核心的可满足工业实时控制的高速接口电路,数据传输速率在使用光缆时可达２０Ｍｂｉｔｓ／Ｓｅｃ,本文以此接口电路为依据,实现了工业两相流测量过程层析成象系统（电阻层析成象系统和电磁层析成象系统）的连续控制和数据采集,获得较高的数据采集速率。     

气/液两相流相关法测速系统的仿真研究

气/液两相流是自然界和工业过程中广泛存在的一种非常典型、复杂的两相流形态。本文以气液两相凝固流为模型将电容层析成象(ECT)技术和相关流速测量技术相结合,针对采样运算所得的电容信号分别采用象素相关、归一化互相关、差动自相关和极性互相关四种相关算法进行了相关测速系统的Matlab仿真。结果表明采用相关测量技术可较好的实现两相流离散相速度的测量。     

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.     

多相流动参数测量用电容层析成象系统

从介绍电容层析成象系统的角度出发，介绍了该系统的测量原理，各部的组成，设计要点以及工业应用等。     

高线性微机械差分电容式加速度计测量电路

介绍了一种可用于微机械电容式加速度传感器的接口电路,该电路应用于开关型相敏解调电路,具有灵敏度高,线性好的特点,能测量微差发电容的变化。实验结果表明,线性高,测量微差分电容具有良好性能,是一种具有实用价值的微差分电容测量接口电路。应用该 最新开发式的微机械电容式加速度传感器,电路输出信号的非线性小于０．２０％。     

电容层析成象技术在两相流流型辨识中的应用

以１２电极电容层极成象（ＥＣＴ）系统所重建的管截面图象为分析对象,从图象理解的角度出发,采用图象的树型拓扑结构表示和模糊模式识别技术辨识两相流流型,为分相含率测量等提供先验知识。该方法可识别层状流、环状流,核心流等两相流型。     

用于重建流体分布的多电极电容层析成象方法

一种用于两种成份流体成象的多电极电容层析成象系统的有限元模型和成象方法,当已知流体成份分布 时"用有限元方法求出电极对之间的电容值,并用该方法计算出系统的灵敏度分布,以此作为先验知识用反投影法 重建出流体成份的分布图象.     

用于重建流体分布的多电极电容层析成象方法

一种用一两种成份流体成象的多电极电容层析成象系统的有限元模型和成角方法，当已知流体成份分布时，用有限元方法求出电极对之间的电容值，并用该方法计算出系统的灵敏度分布，以此作为先验知识用反投影法重建出流体成份的分布图象。     

一种用于微加速度计的低输入电容运算放大器

采用0.5μm CMOS工艺设计了一种低输入电容运算放大器。该运算放大器通过采用正反馈回路消除运算放大器输入管的密勒电容来实现低输入电容。分析了寄生电容对加速度计灵敏度的影响,并提出了一种采用低输入电容运算放大器的开环加速度计接口电路实现方法。结果表明:采用低输入电容运算放大器能够有效地提高加速度计灵敏度。     

电阻层析成象技术的研究现状与应用发展趋势

电阻层析成象技术（Electrical Resistance Tomography,缩写ERT）是一种新兴的 两相流体流动参数分布状况的在线、实时检测技术,近年来受到了各国研究者的重视而得到 迅速发展．本文在简要介绍ERT系统组成之后,综述了ERT技术在传感器结构、数据采集与处 理硬件电路、成象算法、应用性开发等几方面的研究进展现状,指出ERT技术发展中必须解 决的关键问题,最后对ERT技术的发展及应用前景进行了展望．     

一种小电容测量电路的性能研究

电容传感器在现代测控技术中越来越倍受推崇。其在压力、压差、位移、加速度等精密测量方面具有非常重要的作用。微小电容测量电路是电容传感器应用中的核心和关键技术。本文详细描述了一种交流激励电容测量电路原理、测量电路设计、电路标定、图形分析等内容。     

本期部分文章摘要

电阻层析成象系统的研究／邵嘉庆…／／自动化与仪表．－１９９９年．１４（２）－１～３本文叙述了天津大学ＴＥＲＴ－２型电阻层析成象系统的构成和图象重建原理,并给出了该系统的静态分辨率及成象结果。该系统主要优点是非侵入性、速度快、安全性好,且具有较高的分辨...     

电容式压力传感器微电容测量集成电路的研制

采用开关电容技术的Boxcar(时域平均)积分原理设计,为测量电容式压力传感器的微电容的接口电路已提出。它由Boxcar积分器,锁存器,脉冲宽度调制器和控制信号电路组成。该接口电路,采用3μm P-阱CMOS双层多晶硅栅工艺研制,管芯面积为2.5mm×3.5mm.测试结果表明,接口电路具有较好的灵敏度,它能将硅集成电容式压力(加速度)传感器集成在同一芯片上,实现一体化。     

相邻金属孔间壁厚现场检测系统关键技术的研究

相邻金属孔间的壁厚测量以往都是根据镗床加工过程中的进刀量计算得出,精度较低.本文提出了一种应用电容传感器对两个金属孔间壁厚在线检测的系统.基于电容传感器,研究了电容测头的电场边缘效应的影响及保护环的宽度选择,设计了测量孔壁的电容测厚传感器进行差动测量.系统由两个距离确定的电容差动测厚传感器、测量电路、A/D接口及软件组成的.对壁厚2 mm,孔径3 mm的相邻金属孔壁厚的测量实验显示,误差达到0.3 μm.系统属于非接触测量,无需修正测头及工件变形误差.此系统测量精度高,测量速度快,操作方便,全套仪器便携,是解决相关壁厚现场精密检测问题的好方法.     

基于TDC的微小电容测量电路的设计

提出一种基于TDC(时间数字转换)的微小电容测量电路的设计方案。该电路具有功耗低、体积小、抗干扰性强、分辨力高、刷新率高的特点。详细阐述了测量电路的基本原理、具体实现、参数配置、标定和抗干扰设计,并且通过测量0pF～3pF范围的固定电容和动态电容验证了电路的性能。试验表明电路在10Hz刷新频率下分辨力为6aF;电路在13kHz刷新频率下分辨力为610aF;ENOB(有效精度位)最高可达22位。     

基于DSP的电容数据采集系统的开发设计

鉴于数字信号处理器件(DSP)具有较快的运行速度和强大的数据处理能力等优点,本文设计了基于DSP芯片的电容测量数据采集系统.系统包括正弦信号发生器、C/V转换电路、交流放大电路、全波整流电路、低通滤波电路、A/D转换电路、传感器极板间切换电路以及系统通讯接口等.     

电容/图像法同体积场成像传感器

本发明公开一种电容/图像法同体积场成像传感器,包括电容层析传感器和测量管道,电容层析传感器包括屏蔽罩和设置在测量管外的测量电极,测量电极沿轴向两端设有端屏蔽,端屏蔽、测量电极和屏蔽罩是多孔网状结构,测量管道采用透光的玻璃材料。与现有技术相比,本发明通过光透传感器引入同测量域光学图像"硬场"信息,可增加测量信息量,实现同体积场测量,通过轴向、横断面信息互补、修正,提高检测精度,拓展测量范围,对稀相密相均可成像。     

TLC32040系列模拟接口电路

TLC32040芯片是美国TI 公司研制生产的模拟接口电路。它是一个完整的从模拟到数字和从数字到模拟的I/O 系统。该芯片体积小、集成度高。芯片上集成有带通开关电容输入滤波器、14位A/D 及D/A 转换器、串行器、低通开关电容输出滤波器。因此应用广泛,是一种模拟接口电路。本文着重介绍TLC 32040芯片的内部结构、性能及其工作原理和使用方法。有关的应用如TLC32040与TM S32020的接口,将另文阐述。