基于电容传感器的纸张计数仪设计

发布时间：2024-04-27 19:25

　　为了实现纸张快速、无损精确计数,设计了一种基于电容传感器的纸张计数仪。计数仪以STM32F103单片机为控制器,利用两块铜片构成平行极板电容器,采用FDC2214芯片对微小电容响应信号进行检测。经过已知数量的纸张对系统标定后,即可完成未知数量纸张的精确检测。实验结果表明,当被测纸张数量在(1～120)张时,该系统测量精度高,稳定性较好,具有一定的实用价值,当测量纸张数过大时,系统准确度变差,为纸张快速、无损检测提供一种新的方法和技术支撑。

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【部分图文】：

图1纸张计数仪结构示意图

纸张计数仪总体结构如图1所示,主要包含亚克力支架、电容传感器、单片机、语音模块等。电容传感器下极板铜片固定在亚克力板上置于装纸盒内,上极板铜片固定在活动亚克力板上,活动亚克力板厚5mm,测量时用于压紧被测纸张。系统模块结构如图2所示,主要包括单片机控制模块、电容传感器、电源模块、....

图2纸张计数仪模块结构图

测试时将已知张数n(n=1,2,3,…)的纸张,装入亚克力盒内,盖上上极板,使两块极板铜片构成平行极板电容器,经FDC2214电容传感器芯片检测后,利用I2C总线传输至STM32F103单片机,进行数据分析和处理,并将获得的纸张标定数据存储在W25Q128存储模块;标定完成后,放....

图3变极距式电容传感器原理图

由式(1)可知,传感器输出的电容值C0与极板之间的距离d有关,而纸张数量n与极板距离呈正相关,由此通过测量极板间电容值C0,可间接得到纸张数量n。1.2.2传感芯片的选型及检测原理分析

图4电容传感器原理图

fSEΝSΟRx=12πL(C+C0)(2)FDC2214电容传感器不直接输出谐振频率,而是输出一组28位的数据DATAx用Dx表示,单片机通过I2C接口读取该数据,依据公式即可求出谐振频率,如公式(3)所示:

本文编号：3965608