电容式绝对编码角位移传感器的研究
发布时间：2021-03-24 23:00
超高自动化生产对传感器的集成化、小型化以及高精密化的要求越来越高,电容角位移传感器不仅结构简单,而且能实现高分辨率,高精度,高稳定性,易于集成化。因此被广泛应用于各类精密检测系统中,被认为是最具市场前景的传感器。但电容角位移传感器的寄生电容和电场边缘效应严重影响信号的线性度和测量精度,传统的解算电路复杂,电子细分程序冗长,响应速度慢。国内大多数的学者在处理此问题时,总是从模型优化,电子细分方面入手。虽获得一定的精度成效,但是总体加重处理器的工作效率,加大处理器的功耗和解算时间。在高速解算系统中,不易采取。因此本文针对电容角位移传感器所存在的缺陷,设计一种电容式绝对角位移传感器,其对电容传感器的发展具有重要意义。本文鉴于旋转变压器工作原理,建立理论数学模型,实现幅度调制、跟踪闭环的电容式绝对角位移传感器。机械结构提出三层极板分布,发射电极和接收电极分布两定极板上,实现接收信号的稳定性。为减小传感器尺寸,不采用反射极板,动板采用正余弦曲线外形尺寸,使输出信号具有良好的正弦性。通过Maxwell电磁仿真,得到电容式绝对角位移传感器结构最优设计参数;为降低解算电路的复杂程度,提出粗机解算信号和...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AS-5000电容式位移传感器德国米铱公司开发的capaNCDT620精密电容式位移传感器[12]
头可承受高达 500℃。图 1.1AS-5000 电容式位移传感器德国米铱公司开发的 capaNCDT620 精密电容式位移传感器[12]，检测信号的线度高达 0.2%，分辨率最高可达 2 纳米，实物如图 1.2。该传感器用于测量导电性能且导电性能变化无关，可以免去导电材料测量，导电性能的差异不会影响灵敏度和性度。capaNCDT620 也可以测量绝缘材料的位移。
施加相同的激励信号。发射电极和接收电极间由屏蔽收极电容耦合，影响检测精度[17]。相邻电极施加相位差2π ）的激励信号，静栅上的反射电极和屏蔽电极大小相等，，屏蔽极不导电或接地，结构示意图如图 2.1 所示。动、射电极相互电容耦合，形成传递电容，发射、接收电极发电容，输出电信号。直线电容传感器受限于静栅的长度，际工作中，很难将静栅完全屏蔽掉电磁干扰，外界干扰增大差的情况下，精度更不能保证。
【参考文献】：
期刊论文
[1]二极管峰值包络检波器特性研究[J]. 高美蓉. 国外电子测量技术. 2018(11)
[2]基于圆感应同步器的高精度机电编码器设计[J]. 黄新吉. 微电机. 2018(04)
[3]基于模拟乘法器MC1496的频谱搬移电路设计[J]. 安媛. 通信电源技术. 2017(06)
[4]基于游标细分方法的高精度时栅测量系统设计[J]. 许现波,朱革,付敏,高宇. 传感器与微系统. 2017(01)
[5]光栅莫尔条纹信号细分方法设计与Simulink仿真[J]. 杨华晖,冯伟利,刘福. 宇航计测技术. 2016(06)
[6]基于乘法器调幅电路设计与仿真[J]. 朱彩莲. 电子设计工程. 2015(19)
[7]光电编码器检测技术的研究现状及发展趋势[J]. 韦湘宜,丁红昌,曹国华. 电子科技. 2015(09)
[8]容栅式旋转编码器的设计及应用[J]. 侯俊,周欢喜,肖伸平,李德,刘建阳. 湖南工业大学学报. 2015(05)
[9]《高频电子线路》课程“振幅解调”教学策略[J]. 李娜,唐永刚,宗素兰,常红霞. 巢湖学院学报. 2015(03)
[10]基于模拟乘法器和同步检波电路的研究[J]. 李小兵. 无线互联科技. 2015(04)
硕士论文
[1]矩阵式电容传感器空间滤波测速方法研究与系统设计[D]. 邓惠文.西安理工大学 2018
[2]边缘电场传感器设计及应用研究[D]. 王文霞.中北大学 2018
[3]基于电容传感器的玉米精量播种机排种性能监测系统研究[D]. 田雷.黑龙江八一农垦大学 2018
[4]小型绝对式光电编码器自动检测装置数据采集及控制系统[D]. 姜铁征.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[5]压敏型柔性电容传感器介电层的微结构设计[D]. 钟旭燕.大连理工大学 2018
[6]基于多极阵列电容传感器的波纹板焊缝跟踪方法研究[D]. 李文强.湘潭大学 2018
[7]容栅式位移测量系统机理研究及嵌入式应用[D]. 胡洁.湖南大学 2018
[8]容栅式位移传感器检测单元制作与工艺改良[D]. 段冬娟.内蒙古大学 2018
[9]高精度编码器数字化接口的研究与实现[D]. 魏冬冬.合肥工业大学 2017
[10]具备自校正功能的绝对式时栅角位移传感器研究[D]. 王阳阳.重庆理工大学 2017
本文编号：3098553
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
AS-5000电容式位移传感器德国米铱公司开发的capaNCDT620精密电容式位移传感器[12]
头可承受高达 500℃。图 1.1AS-5000 电容式位移传感器德国米铱公司开发的 capaNCDT620 精密电容式位移传感器[12]，检测信号的线度高达 0.2%，分辨率最高可达 2 纳米，实物如图 1.2。该传感器用于测量导电性能且导电性能变化无关，可以免去导电材料测量，导电性能的差异不会影响灵敏度和性度。capaNCDT620 也可以测量绝缘材料的位移。
施加相同的激励信号。发射电极和接收电极间由屏蔽收极电容耦合，影响检测精度[17]。相邻电极施加相位差2π ）的激励信号，静栅上的反射电极和屏蔽电极大小相等，，屏蔽极不导电或接地，结构示意图如图 2.1 所示。动、射电极相互电容耦合，形成传递电容，发射、接收电极发电容，输出电信号。直线电容传感器受限于静栅的长度，际工作中，很难将静栅完全屏蔽掉电磁干扰，外界干扰增大差的情况下，精度更不能保证。
【参考文献】：
期刊论文
[1]二极管峰值包络检波器特性研究[J]. 高美蓉. 国外电子测量技术. 2018(11)
[2]基于圆感应同步器的高精度机电编码器设计[J]. 黄新吉. 微电机. 2018(04)
[3]基于模拟乘法器MC1496的频谱搬移电路设计[J]. 安媛. 通信电源技术. 2017(06)
[4]基于游标细分方法的高精度时栅测量系统设计[J]. 许现波,朱革,付敏,高宇. 传感器与微系统. 2017(01)
[5]光栅莫尔条纹信号细分方法设计与Simulink仿真[J]. 杨华晖,冯伟利,刘福. 宇航计测技术. 2016(06)
[6]基于乘法器调幅电路设计与仿真[J]. 朱彩莲. 电子设计工程. 2015(19)
[7]光电编码器检测技术的研究现状及发展趋势[J]. 韦湘宜,丁红昌,曹国华. 电子科技. 2015(09)
[8]容栅式旋转编码器的设计及应用[J]. 侯俊,周欢喜,肖伸平,李德,刘建阳. 湖南工业大学学报. 2015(05)
[9]《高频电子线路》课程“振幅解调”教学策略[J]. 李娜,唐永刚,宗素兰,常红霞. 巢湖学院学报. 2015(03)
[10]基于模拟乘法器和同步检波电路的研究[J]. 李小兵. 无线互联科技. 2015(04)
硕士论文
[1]矩阵式电容传感器空间滤波测速方法研究与系统设计[D]. 邓惠文.西安理工大学 2018
[2]边缘电场传感器设计及应用研究[D]. 王文霞.中北大学 2018
[3]基于电容传感器的玉米精量播种机排种性能监测系统研究[D]. 田雷.黑龙江八一农垦大学 2018
[4]小型绝对式光电编码器自动检测装置数据采集及控制系统[D]. 姜铁征.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
[5]压敏型柔性电容传感器介电层的微结构设计[D]. 钟旭燕.大连理工大学 2018
[6]基于多极阵列电容传感器的波纹板焊缝跟踪方法研究[D]. 李文强.湘潭大学 2018
[7]容栅式位移测量系统机理研究及嵌入式应用[D]. 胡洁.湖南大学 2018
[8]容栅式位移传感器检测单元制作与工艺改良[D]. 段冬娟.内蒙古大学 2018
[9]高精度编码器数字化接口的研究与实现[D]. 魏冬冬.合肥工业大学 2017
[10]具备自校正功能的绝对式时栅角位移传感器研究[D]. 王阳阳.重庆理工大学 2017
本文编号：3098553
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