微小电容测量电路

针对目前微小电容测量电路的测量方法进行分析和比较.介绍了代表性电容测量电路的基本原理,评述了各种电路的优缺点以及主要技术指标.并指出微小电容测量电路的发展趋势.     

交流型微小电容测量电路的设计

微小电容的测量是用电容传感器测量粮食水分含量硬件电路的核心。提出了一种新型的微小电容的测量电路。实验表明,电路的准确性、重复性好。     

偏置电容法电容电流测量的应用经验

介绍了偏置电容法测量配电网电容电流的应用经验,包括测量要领及测量结果异常的分析与处理,对几种典型异常原因进行了分析：接线错误、冲击负荷影响、三相不对称影响,并给出相应的处理措施。     

用于ECT系统的低成本、宽带微小电容测量电路

介绍了目前满足ECT(电容层析成像)系统要求的三种微小电容测量电路的原理、优缺点;分析、设计了程控增益负反馈交流型电容测量电路。该电路采用分立元件设计激励信号,降低了系统成本,具有动态测量范围宽、灵敏度高等特点,已成功应用于电容层析成象系统的测量中;最后给出了具体的实验结果。     

脉动热管内微尺度两相流的电容层析成像测量

利用电容层析成像方法,实现脉动热管内微尺度两相流的可视化监测及液膜厚度的测量。优化设计的微型传感器也可作为流动管道,具有和测量管道基本相同的传热和流动特性。相比普通电容层析成像传感器,其测量精度和空间分辨率都有一定提高,从而拓宽了电容层析成像技术的应用范围。实验结果表明：不同工作条件下,脉动热管存在塞状流、环状流以及混合流3种不同的流型;液膜厚度测量结果与实际相符,通过其变化趋势可以实现流型的识别。     

应用小波去噪技术的煤粉浓度电容法测量装置

介绍了一种煤粉浓度测量装置。该装置使用电容传感器测量煤粉浓度,采用Mallat的模极大算法去噪,应用数字信号处理器(DSP)实现算法,实现了非接触式测量。通过实验室测试表明该装置基本能够满足精度和实时性的要求。     

基于开关电容技术的一种电容式传感器测量电路

电容式传感器输出的电容信号很小,一般为几pF至几十pF,因此其后续测量电路的选择与设计非常关键。本文所提出的基于开关电容技术的测量电路是把被测电容转换成微处理器可直接处理的二进制数字信号,克服了传统测量电路易受寄生电容影响和测量结果精度依赖于电源电压稳定性的不足。本文详细分析了该电路的工作原理和设计要点,实验验证了所述测量电路的正确性。     

基于比率法的微电容测量仪

针对传统微电容测量方法的缺点提出了微电容比率测量法.采用带限流电阻的正弦波激励确保激励源和前置放大器正常工作以提高消除杂散电容的能力;检测被测电容两端的电压和流过被测电容的电流计算得到被测电容的电容值;采用锁相检测技术消除噪声和直流失调.给出了微电容测量系统的方案.实验结果表明电容测量分辨率达到了0.01pF,证明了所...     

555集成电路构成的电容物位测量电路

本文介绍一种以555时基集成电路构成的电容式物位测量电路,由电容感受物位的高低,产生电容量的变化,用555多谐振荡电路将测量到的电容变化转换为脉冲宽度的变化,再通过单片机定时器测出脉冲宽度。传感器既可本地显示测量数据,又具有数据远传的功能。     

微小电容检测系统的设计及应用

针对在微小电容的检测中,传统模拟电路存在设计复杂,电容测量范围小等诸多局限性这一问题,设计了一种微小电容检测系统。该系统硬件主要由电容测量芯片Pcap01、单片机STM32F103C8T6最小系统、供电电路以及LCD液晶显示屏构成。系统软件包括下位机的C程序,实现了电容数据采集、Pcap01 AD与单片机之间的通信以及数据转换。实验结果表明,该系统结构简单,精度高,误差小,稳定性好,抗干扰能力强。能方便的应用于需要微小电容检测的场合,如电容式液位传感器等。     

电容式传感器寄生电容的抑制

为了抑制电子线路的杂散电容以及传感器内极板与其周围导体构成的所谓"寄生电容",提高传感器的灵敏度,克服这些电容(如电缆电容)随机变化,改善仪器工作稳定性,保证测量精度,通过对电缆的选择、安装及接法的改善,提出了一种新的电荷传送抑制消除测量电路,该电路可有效抑制或消除"寄生电容",实验结果比较满意.从而可以得出结论:选择...     

基于平面电容传感器的复合材料缺陷检测研究

为实现利用平面电容传感器直接测得的电容值对碳纤维增强复合材料（CFRP）缺陷的表征,本文基于电容边缘效应,在有限元仿真软件COMSOL中构建平面电容传感器,分析电极参数对其性能的影响并进行优化,灵敏度提高2%~52%,穿透深度可达到4.13mm。当传感器的面积一定时,研究感应电极的最优长宽比,并拟合得出传感器电极长度与面积之间的线性关系。在单电极直流激励的情况下,改变缺陷大小,检测感应电极的电容值变化。结果表明随着缺陷大小的增加,感应电极的电容值会随之减小,利用拟合曲线可以实现对CFRP缺陷的量化评估,其相关系数达到0.996以上。     

交叉电容式传感器研究进展综述

本文介绍了交叉电容原理的起源和发展历程。讲述交叉电容用于电容基准的研究现状以及对1pF电容量的测量不确定度逐步降低到10-8。综述了交叉电容器用于传感器制作的方法和原理以及典型应用,对比传统电容传感器对交叉电容式传感器进行了如下分类：变介质型、变面积型和变极板间距型,并对它的优缺点进行了分析;最后讲述了微小电容检测的方法。在分析现有交叉电容传感器的研究基础上,探讨了如何进一步优化交叉电容式传感以及发展方向。通过对现有的交叉电容式传感器进行综述归纳,使得电容传感器体系更加完善同时为后续的交叉电容器研究提供参考。     

基于反馈的交流激励式电容测量电路设计

针对交流激励式电容测量电路抗干扰能力差及测量精度受激励源稳定性影响的问题,提出了一种前级加反馈的电容测量电路设计。首先,将传感器输出电压引出,乘以合适的倍数,加到初始激励源。然后,利用模拟乘法器和低通滤波器进行检波。最后,用八位半数字表3458A采集测量结果。实验结果表明,该系统在0~650μm范围内分辨率达30nm,电路测量最大偏差为20nm,示值稳定性0.1mV/30min。该系统满足电容测微系统稳定性好、准确性高的要求。     

基于机器视觉的芯片偏移检测系统

针对矩阵式测试盘上芯片偏移检测问题,搭建一套基于机器视觉的芯片偏移检测系统,主要包括上下料流道、三维移动 平台和视觉检测模块。 检测系统以一标准样板为基准,构建模板匹配与仿射变换相结合的图像矫正算法,实现不同待测样本间 检测的通用性;以灰度梯度及梯度方向为依据,设计针对芯片区域的矩形测量算法;系统以芯片左上角和右下角点连线的中心 为基准点计算芯片偏移量。 实验结果表明,本系统针对芯片偏移检测的误差范围-2. 145~ 4. 257 μm,单片芯片偏移计算算法执 行的平均时间为 72. 56 ms,检测轴运行速度为 20 mm/ s,对行列数为 5×12 的矩阵式测试盘上芯片的平均检测时间为 64. 5 s/ 盘,可满足实际加工过程的需求;使用测量系统分析(MSA)中的偏倚与线性度分析方法对本系统的准确性进行评估,结果表明 系统的偏倚和线性均满足生产需求。     

基于COMSOL的电容成像传感器仿真研究

针对电容成像传感器仿真分析的难点,以8极板电容成像传感器为例,建立了电容成像传感器的三维有限元仿真数学模型,详细介绍了如何使用COMSOL软件对电容成像传感器进行三维仿真,后处理结果表明8极板电容成像传感器能检测到有机玻璃内部7个不同深度的缺陷,验证了电容成像检测技术的可行性.除此之外还运用COMSOL对8极板电容成像传感器的电容值进行提取分析,并与实验结果相对比,结果表明两者的检测结果相吻合.此方法方便了电容成像检测技术正问题的研究,为运用COMSOL软件对电容成像传感器的性能分析与参数优化提供了依据.     

基于运算法的电容式液位传感器的设计

文中采用运算法测量方法,包括激励源、滤波电路、C8051F007单片机信号处理部分,输出为4～20mA电流信号,适合远距离传输。实验结果表明,系统综合测量精度为0.5%,并证明了利用电容式原理设计一款高精度的液位传感器是切实可行的。     

基于平面电容的油水多界面检测方法研究

含水量是衡量原油质量的重要指标,在原油的生产和储运过程中油水混合液分界面不断变化,因此全过程都要用到高精度传感器对其进行界面检测。基于电容边缘效应设计了一种侵入式平面电容传感器,其主要结构由基板和平面电极阵列两部分组成。运用有限元软件建立8电极阵列传感器模型,对不同电极工作时的电场分布进行研究,分析了平面电容传感器的检测灵敏度和成像精度。并且,研究了电极宽度、长度和相邻间距对传感器灵敏场分布的影响。对介电分布进行图像重建,使设计的平面电容阵列传感器可以检测3个分界面的高度,且经过尺寸参数优化,提高了传感器的成像精度。实验证明,运用平面电容阵列检测油水界面的方法具有可行性和有效性。     

Dependence of polarization offset on driving frequency, film thickness and composition gradient in compositionally graded ferroelectric materials

We studied theoretically the effects of frequency and film thickness on the charge offset of the compositionally graded ferroelectric films. The time-dependent space-charge-limited conductivity has been used to investigate the dynamic response of the hysteresis loops as would be measured from a Sawyer-Tower circuit. In addition, the effect of compositional gradient on the charge offset is studied by plotting the charge offset as a function of the Ba concentration in a graded BST structure. A maximum charge offset is predicted at a critical Ba concentration which is consistent with other theoretical predictions based on different mechanisms.