【摘要】：隨著現(xiàn)代社會工業(yè)水平的快速發(fā)展,對測量技術(shù)的要求不斷提高,在很多工業(yè)場合,傳統(tǒng)測量技術(shù)在很多方面已無法滿足工業(yè)測量要求,而電容式位移測量技術(shù)因其簡單的結(jié)構(gòu)、較高的精度以及非接觸測量的特性正廣泛應(yīng)用于精密加工與精密測量等高精度領(lǐng)域。本文針對電容式位移傳感器進(jìn)行了一定的理論分析與實驗研究,提出并完成了一種適用于汽車OCV(機油控制閥)閥芯位移測量的微型電容式位移測量系統(tǒng),該系統(tǒng)采用數(shù)字電容檢測芯片,將檢測電路集成并內(nèi)置于傳感器探頭之中,不僅縮減了傳感器尺寸,并且提高了閥芯位移的測量精度,圍繞這一電容式位移傳感器進(jìn)行了配套的軟硬件開發(fā)與大量的性能實驗,具體工作如下:(1)在分析了電容式位移傳感器的工作原理和特點后,摒棄了傳統(tǒng)電容傳感器的設(shè)計思路,根據(jù)實際測量環(huán)境和測量量程的需求,結(jié)合理論計算,設(shè)計出了滿足閥芯位移測量要求的電容傳感器探頭。(2)根據(jù)數(shù)字電路集成化原則,搭建了以AD7747電容檢測芯片為核心的檢測電路與穩(wěn)壓電路,通過將測量模塊電路內(nèi)置于傳感器后端,不僅減小了由電子線路帶來的分布電容與寄生電容,同時也縮減了傳感器的整體體積,使之適用于狹小的閥芯位移測量環(huán)境。(3)根據(jù)傳感器的測量與調(diào)試需求,設(shè)計了以STC89C52單片機為核心的控制電路,并完成了具有強大數(shù)據(jù)采集與處理功能的上、下位機軟件的編寫。上位機軟件擁有良好的人機交互界面,通過后臺調(diào)用MATLAB引擎,可快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)計算與各種性能分析。(4)為了方便對傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)定,以PI公司生產(chǎn)的P603型壓電陶瓷為基礎(chǔ),研制了微位移發(fā)生平臺以及相關(guān)驅(qū)動電路,該驅(qū)動電路通過單片機控制,使得微動臺能夠產(chǎn)生一系列位移。(5)經(jīng)過對該電容式位移測量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定實驗與數(shù)據(jù)采集,利用最小二乘法多項式擬合,得出了該電容式位移測量系統(tǒng)的電容量與位移量的關(guān)系曲線,并從多個方面對此測量系統(tǒng)進(jìn)行性能實驗。實驗表明,該電容式位移測量系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性,線性度優(yōu)于0.21%,量程范圍內(nèi)的分辨力達(dá)到了0.2um以內(nèi),滿足OCV閥芯位移的測量要求。
【圖文】：

圖 1-1 Elite 系列電容式測微儀實物圖Micro Epsilon）公司生產(chǎn)的 capaNCDT6110 電容一款緊湊型單通道的位移測量系統(tǒng)，，小型化的的與現(xiàn)有機器設(shè)備進(jìn)行集成，capaNCDT6110 擁和不大于 0.2%FS 的絕對誤差，具有出色的性價CDT6530 型多通道電容式測微儀如圖 1-2（性測量范圍，小于 0.05%的絕對誤差，分辨率達(dá)的系統(tǒng)功能，可同時進(jìn)行 8 通道的精確測量。

圖 1-1 Elite 系列電容式測微儀實物圖米銥（Micro Epsilon）公司生產(chǎn)的 capaNCDT6110 電容測微儀示，是一款緊湊型單通道的位移測量系統(tǒng)，小型化的控制器其方便的與現(xiàn)有機器設(shè)備進(jìn)行集成，capaNCDT6110 擁有 0.0分辨率和不大于 0.2%FS 的絕對誤差，具有出色的性價比。此 capaNCDT6530 型多通道電容式測微儀如圖 1-2（右）所mm 的線性測量范圍，小于 0.05%的絕對誤差，分辨率達(dá)到了 0.模塊化的系統(tǒng)功能，可同時進(jìn)行 8 通道的精確測量。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH822

【參考文獻(xiàn)】

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1 侯亞賓;卜雄洙;孫斌;;微小電容檢測系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用[J];國外電子測量技術(shù);2015年12期

2 葛川;張德福;李朋志;郭抗;李佩s

本文編號：2708876