電容式絕對編碼角位移傳感器的研究
發(fā)布時間：2021-03-24 23:00
超高自動化生產對傳感器的集成化、小型化以及高精密化的要求越來越高,電容角位移傳感器不僅結構簡單,而且能實現高分辨率,高精度,高穩(wěn)定性,易于集成化。因此被廣泛應用于各類精密檢測系統(tǒng)中,被認為是最具市場前景的傳感器。但電容角位移傳感器的寄生電容和電場邊緣效應嚴重影響信號的線性度和測量精度,傳統(tǒng)的解算電路復雜,電子細分程序冗長,響應速度慢。國內大多數的學者在處理此問題時,總是從模型優(yōu)化,電子細分方面入手。雖獲得一定的精度成效,但是總體加重處理器的工作效率,加大處理器的功耗和解算時間。在高速解算系統(tǒng)中,不易采取。因此本文針對電容角位移傳感器所存在的缺陷,設計一種電容式絕對角位移傳感器,其對電容傳感器的發(fā)展具有重要意義。本文鑒于旋轉變壓器工作原理,建立理論數學模型,實現幅度調制、跟蹤閉環(huán)的電容式絕對角位移傳感器。機械結構提出三層極板分布,發(fā)射電極和接收電極分布兩定極板上,實現接收信號的穩(wěn)定性。為減小傳感器尺寸,不采用反射極板,動板采用正余弦曲線外形尺寸,使輸出信號具有良好的正弦性。通過Maxwell電磁仿真,得到電容式絕對角位移傳感器結構最優(yōu)設計參數;為降低解算電路的復雜程度,提出粗機解算信號和...
【文章來源】：長春理工大學吉林省
【文章頁數】：89 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
AS-5000電容式位移傳感器德國米銥公司開發(fā)的capaNCDT620精密電容式位移傳感器[12]
頭可承受高達 500℃。圖 1.1AS-5000 電容式位移傳感器德國米銥公司開發(fā)的 capaNCDT620 精密電容式位移傳感器[12]，檢測信號的線度高達 0.2%，分辨率最高可達 2 納米，實物如圖 1.2。該傳感器用于測量導電性能且導電性能變化無關，可以免去導電材料測量，導電性能的差異不會影響靈敏度和性度。capaNCDT620 也可以測量絕緣材料的位移。
施加相同的激勵信號。發(fā)射電極和接收電極間由屏蔽收極電容耦合，影響檢測精度[17]。相鄰電極施加相位差2π ）的激勵信號，靜柵上的反射電極和屏蔽電極大小相等，，屏蔽極不導電或接地，結構示意圖如圖 2.1 所示。動、射電極相互電容耦合，形成傳遞電容，發(fā)射、接收電極發(fā)電容，輸出電信號。直線電容傳感器受限于靜柵的長度，際工作中，很難將靜柵完全屏蔽掉電磁干擾，外界干擾增大差的情況下，精度更不能保證。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]二極管峰值包絡檢波器特性研究[J]. 高美蓉. 國外電子測量技術. 2018(11)
[2]基于圓感應同步器的高精度機電編碼器設計[J]. 黃新吉. 微電機. 2018(04)
[3]基于模擬乘法器MC1496的頻譜搬移電路設計[J]. 安媛. 通信電源技術. 2017(06)
[4]基于游標細分方法的高精度時柵測量系統(tǒng)設計[J]. 許現波,朱革,付敏,高宇. 傳感器與微系統(tǒng). 2017(01)
[5]光柵莫爾條紋信號細分方法設計與Simulink仿真[J]. 楊華暉,馮偉利,劉福. 宇航計測技術. 2016(06)
[6]基于乘法器調幅電路設計與仿真[J]. 朱彩蓮. 電子設計工程. 2015(19)
[7]光電編碼器檢測技術的研究現狀及發(fā)展趨勢[J]. 韋湘宜,丁紅昌,曹國華. 電子科技. 2015(09)
[8]容柵式旋轉編碼器的設計及應用[J]. 侯俊,周歡喜,肖伸平,李德,劉建陽. 湖南工業(yè)大學學報. 2015(05)
[9]《高頻電子線路》課程“振幅解調”教學策略[J]. 李娜,唐永剛,宗素蘭,常紅霞. 巢湖學院學報. 2015(03)
[10]基于模擬乘法器和同步檢波電路的研究[J]. 李小兵. 無線互聯科技. 2015(04)
碩士論文
[1]矩陣式電容傳感器空間濾波測速方法研究與系統(tǒng)設計[D]. 鄧惠文.西安理工大學 2018
[2]邊緣電場傳感器設計及應用研究[D]. 王文霞.中北大學 2018
[3]基于電容傳感器的玉米精量播種機排種性能監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 田雷.黑龍江八一農墾大學 2018
[4]小型絕對式光電編碼器自動檢測裝置數據采集及控制系統(tǒng)[D]. 姜鐵征.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2018
[5]壓敏型柔性電容傳感器介電層的微結構設計[D]. 鐘旭燕.大連理工大學 2018
[6]基于多極陣列電容傳感器的波紋板焊縫跟蹤方法研究[D]. 李文強.湘潭大學 2018
[7]容柵式位移測量系統(tǒng)機理研究及嵌入式應用[D]. 胡潔.湖南大學 2018
[8]容柵式位移傳感器檢測單元制作與工藝改良[D]. 段冬娟.內蒙古大學 2018
[9]高精度編碼器數字化接口的研究與實現[D]. 魏冬冬.合肥工業(yè)大學 2017
[10]具備自校正功能的絕對式時柵角位移傳感器研究[D]. 王陽陽.重慶理工大學 2017
本文編號：3098553
【文章來源】：長春理工大學吉林省
【文章頁數】：89 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
AS-5000電容式位移傳感器德國米銥公司開發(fā)的capaNCDT620精密電容式位移傳感器[12]
頭可承受高達 500℃。圖 1.1AS-5000 電容式位移傳感器德國米銥公司開發(fā)的 capaNCDT620 精密電容式位移傳感器[12]，檢測信號的線度高達 0.2%，分辨率最高可達 2 納米，實物如圖 1.2。該傳感器用于測量導電性能且導電性能變化無關，可以免去導電材料測量，導電性能的差異不會影響靈敏度和性度。capaNCDT620 也可以測量絕緣材料的位移。
施加相同的激勵信號。發(fā)射電極和接收電極間由屏蔽收極電容耦合，影響檢測精度[17]。相鄰電極施加相位差2π ）的激勵信號，靜柵上的反射電極和屏蔽電極大小相等，，屏蔽極不導電或接地，結構示意圖如圖 2.1 所示。動、射電極相互電容耦合，形成傳遞電容，發(fā)射、接收電極發(fā)電容，輸出電信號。直線電容傳感器受限于靜柵的長度，際工作中，很難將靜柵完全屏蔽掉電磁干擾，外界干擾增大差的情況下，精度更不能保證。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]二極管峰值包絡檢波器特性研究[J]. 高美蓉. 國外電子測量技術. 2018(11)
[2]基于圓感應同步器的高精度機電編碼器設計[J]. 黃新吉. 微電機. 2018(04)
[3]基于模擬乘法器MC1496的頻譜搬移電路設計[J]. 安媛. 通信電源技術. 2017(06)
[4]基于游標細分方法的高精度時柵測量系統(tǒng)設計[J]. 許現波,朱革,付敏,高宇. 傳感器與微系統(tǒng). 2017(01)
[5]光柵莫爾條紋信號細分方法設計與Simulink仿真[J]. 楊華暉,馮偉利,劉福. 宇航計測技術. 2016(06)
[6]基于乘法器調幅電路設計與仿真[J]. 朱彩蓮. 電子設計工程. 2015(19)
[7]光電編碼器檢測技術的研究現狀及發(fā)展趨勢[J]. 韋湘宜,丁紅昌,曹國華. 電子科技. 2015(09)
[8]容柵式旋轉編碼器的設計及應用[J]. 侯俊,周歡喜,肖伸平,李德,劉建陽. 湖南工業(yè)大學學報. 2015(05)
[9]《高頻電子線路》課程“振幅解調”教學策略[J]. 李娜,唐永剛,宗素蘭,常紅霞. 巢湖學院學報. 2015(03)
[10]基于模擬乘法器和同步檢波電路的研究[J]. 李小兵. 無線互聯科技. 2015(04)
碩士論文
[1]矩陣式電容傳感器空間濾波測速方法研究與系統(tǒng)設計[D]. 鄧惠文.西安理工大學 2018
[2]邊緣電場傳感器設計及應用研究[D]. 王文霞.中北大學 2018
[3]基于電容傳感器的玉米精量播種機排種性能監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 田雷.黑龍江八一農墾大學 2018
[4]小型絕對式光電編碼器自動檢測裝置數據采集及控制系統(tǒng)[D]. 姜鐵征.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2018
[5]壓敏型柔性電容傳感器介電層的微結構設計[D]. 鐘旭燕.大連理工大學 2018
[6]基于多極陣列電容傳感器的波紋板焊縫跟蹤方法研究[D]. 李文強.湘潭大學 2018
[7]容柵式位移測量系統(tǒng)機理研究及嵌入式應用[D]. 胡潔.湖南大學 2018
[8]容柵式位移傳感器檢測單元制作與工藝改良[D]. 段冬娟.內蒙古大學 2018
[9]高精度編碼器數字化接口的研究與實現[D]. 魏冬冬.合肥工業(yè)大學 2017
[10]具備自校正功能的絕對式時柵角位移傳感器研究[D]. 王陽陽.重慶理工大學 2017
本文編號：3098553
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