一种电容式传感器数字化通用检测接口设计

针对电容式传感器的微变电容检测困难的问题,提出了一种数字化的通用检测接口方案。分析了基于"激励-检测"的直接式微变电容测量原理,利用DDS发生载波,并采用离散傅里叶变换分离测量结果的幅值与相位以求得电容变化量。根据接近式电容传感器的测量需要,设计了具体的硬件电路进行验证。实验结果表明,检测正确率在95%以上,该接口方案能够较好地检测设计值在0.1pF以上量级的微变电容,设计简洁,具有较强的移植性。     

土壤水分传感器探头的仿真分析

在分析土壤介电常数的基础上,研究了电容式土壤含水率传感器的测量原理.利用ANSYS软件建立了电容式水分传感器探头的三维模型,研究了传感器探头结构参数发生变化时,传感器对其的电容值、电场强度分布、含水率探测深度及灵敏度的影响,确定了探头的最优尺寸参数,设计了一种基于频域反射法的电容式土壤含水率传感器.仿真实验结果表明,当...     

基于电容传感器的架空输电线覆冰厚度检测方法

提出了一种新的架空输电线覆冰厚度检测方法,并设计了覆冰检测电容传感器。基于电容传感器给出一种输电线路覆冰厚度监测系统的设计方案。利用电容效应计算出传感器电容值与架空线覆冰厚度的关系曲线。实际应用时,通过比较传感器测量到的电容值与预设关系曲线得出架空输电线覆冰厚度。测试结果验证了电容式架空输电线覆冰厚度检测方法的有效性。     

光电稳定平台角位移高精度测量方法研究

为了实现对光电稳定平台方位和俯仰框架运动角度的高精度测量,本研究使用了一种新型的非接触式高精度电容传感器。利用偏心原理,合理布置电容式传感器的位置,使方位框架和俯仰框架的几何中心与电容式传感器的检测面旋转中心不重合。当方位框架和俯仰框架分别绕着方位轴和俯仰轴运动时,其检测面与传感器之间的距离会产生变化,通过距离的变化可以测量出方位框架和俯仰框架角度的变化。依据偏心原理设计了一套测量装置,测量结果表明电容式传感器测量的距离值与其对应的角度值有良好的线性度,电容式传感器的测量精度优于15",完全满足光电稳定平台方位框架和俯仰框架角位移的测量要求。     

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。     

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。     

金属管浮子流量计中电容式角位移传感器的研究

本文针对新型金属管浮子流量计中电容式角位移传感器的研究 ,详细阐明电容式角位移传感器的设计方法及原理 ,并配合一种抗寄生干扰的微小电容测量电路 ,最终实现对浮子流量计中电容式角位移传感器转动角度的精确测量。在 3 0°测量范围内 ,可实现精度 0 0 5°。     

数据采集系统串口通信的设计与实现

设计了应用于绝缘封装液体安全检测的带状平行平板电容传感器.分析了电容边缘效应与“软场”特性的检测原理.设计了带状平行平板传感器性能测试实验包括传感器结构参数,实验参数,并针对传感器尺寸(面积)变化对电势分布与检测的可行性进行了详细分析,并获得其定性结论.设计第二类传感器基于ECT检测方式,给出了具体设计参数与实验参数,与带状平行平板电容传感器进行了优缺点对比,实验结果表明,带状平行电容传感器在便携性、灵活性方面优于ECT传感器,通过传感器参数的优化也能够达到ECT传感器的检测性能.总体而言,带状平行平板电容传感器更适用于绝缘封装液体安全检测的工程应用.     

电容式汽车荷载传感器敏感元件研究

针对目前汽车荷载检测的单一性,设计了一种全新的电容式汽车荷载传感器。根据汽车荷载检测的特殊性,应用电容的物理特性研究了传感器的工作原理和工作方式。按照汽车底盘的特点,恰当选择了传感器敏感元件的安装位置和安装方式。针对敏感元件的性能要求,合理选择了敏感元件的材料,优化设计了敏感元件的结构。并经过有限元法力学分析计算和模拟实验,证明敏感元件的性能完全符合设计要求。该传感器的研究为汽车载重量的检测提供了新的途径,具有实用和推广意义。     

一种便携式低功耗湿度仪的设计

介绍了MSP430F147系列单片机的性能特点和湿度传感器HM1500的工作原理。基于MSP430F147系列单片机设计了一种便携式湿度仪,分析了整个设计过程,并给出了系统电路图和程序流程图。实验结果表明,湿度仪具有低功耗、体积小、使用方便和运行稳定等特点,给湿度测量和监测带来方便,满足用户的需求。     

一种新型容性设备带电检测系统应用研究

为了及时有效地对设备绝缘特性进行带电检测,减少停电时间保障电网安全运行,介绍了新型的测量电容性设备介质损耗与电容量的带电检测系统,采用高精度钳形电流传感器和电压隔离线圈,对电容性设备进行测量检测。仪器具有抗电磁干扰功能,同时对容性设备可以使用相对测量法和绝对测量法进行检测。试验结果证明：该测试系统对于多种条件下的的测量均能得到较好的结果。     

一种具有无线接入功能的动态参数测试仪

为解决存储测试系统微型化与超大容量之间的矛盾,基于ARM微处理器设计了一种具有无线接入功能的动态参数测试仪.完成了SD卡接口和USB接口电路设计,给出了USB无线网卡驱动程序的配置方法,完成了无线通信功能,实现了微体积、低功耗、无线接入和超大容量存储测试功能.     

基于TrueTime的无线传感器网络仿真

针对智能家居环境监测系统,设计了ZigBee超低功耗无线传感器网络节点。为了测试所设计的节点在节点数目较多的网络环境中的数据传输情况,采用MATLAB7.0的TrueTmie工具箱,根据实际设计的节点参数,设计了具有较多节点的ZigBee无线传感器网络仿真模型,并进行了仿真试验。仿真试验结果表明,所设计的节点在节点较多的网络环境中能够稳定运行。     

基于CAV424的变压器油微水检测

近年来,变压器监测系统的研究受到广泛的关注.其中绝缘油中的微水含量是主要的检测对象,其对变压器油的绝缘性能及机械强度有很大的影响.本文对几种油品微水含量的检测方法进行了简要讨论,分析了变介电常数式电容传感器的测量原理.针对变压器油微水含量检测引入新型的高精度电容/电压信号转换集成芯片CAV424.同时较为详细地阐述了其基本原理并对其实际应用电路进行了设计.实验结果表明,CAV424能够获得可靠的性能和精度,并具有较高的应用价值.     

新型组合式验电器的设计与实现

为设计一款具有接触式与非接触式验电功能的10 kV高精确度验电器,提出一种新型高压验电方法。利用空间杂散电容分压原理和平板电容型电场传感器的电荷感应原理研制出一种10 kV新型组合式验电器。分析了工频电场分布,研究了空间杂散电容的分压原理并推导电场传感器的感应电压计算公式。利用Ansoft Maxwell对多种验电环境下的电磁场进行仿真并进行抗干扰能力分析,同时设计硬件电路和软件程序。在搭建的高压试验平台下进行接触式验电试验和非接触式验电试验。试验结果表明,在高电压输电环境下,非接触式验电的感应电压变化符合电场强度的变化规律,接触式验电和非接触式验电具有较高的验电准确度。     

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。     

带并联电抗器的双回线故障测距算法研究

超、特高压输电线路为了补偿线路的容性充电功率,控制无功潮流,稳定网络运行电压,限制潜供电流等,一般要安装并联电抗器。由于并联电抗器的安装,直接测取双回线两端母线处的电压及线路流过的电流进行测距,必然会引起误差。采用基于反序网的双端量算法进行故障测距,并根据并联电抗器的特点消除其影响。该测距方法在原理上不受线间互感、过渡电阻、分布电容、不同步角的影响。仿真结果表明其具有较高的计算精度。     

电力系统中电子式电压互感器的误差特性研究与参数优化设计

通过分析电容分压型电子式电压互感器(electronic capacitive voltage transformers,ECVT)的传感原理和工作环境,建立了电力系统中ECVT的数学模型,指出影响互感器精度的重要因素是分布杂散电容的存在,并运用电路理论分析该电容分压器的误差特性,诠释了杂散电容和相间干扰引起ECVT测...