無纜集成式精密電容測(cè)微測(cè)振傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)如今在科學(xué)研究、工業(yè)加工、航空航天和高端裝備制造等諸多領(lǐng)域都離不開高精度的微位移、微振動(dòng)測(cè)量，測(cè)量精度的高低將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和加工精度。目前，電容傳感系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的高精度非接觸式測(cè)微測(cè)振系統(tǒng)的一種，雖然電容測(cè)微具有精度高、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能在惡劣條件下工作等諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于被測(cè)量為微/納米級(jí)，因此對(duì)系統(tǒng)的抗干擾性要求極高。
　　本文首先對(duì)電容測(cè)微測(cè)振的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，深入研究了測(cè)微測(cè)

2、振的原理和方法，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了無纜集成式精密電容測(cè)微測(cè)振傳感系統(tǒng)的整體構(gòu)成方案。為了實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，從傳感器、傳輸電纜、測(cè)量電路等多方面分析了影響電容式傳感系統(tǒng)測(cè)量精度的各種因素，并給出了相應(yīng)的解決方案。
　　所設(shè)計(jì)的電容傳感系統(tǒng)的測(cè)量電路包括:電容/電壓轉(zhuǎn)換電路、調(diào)制解調(diào)電路、低通濾波電路、調(diào)零電路，以及基于Cortex-M3的數(shù)據(jù)采集與通訊電路。在電路中，為了防止干擾，采用了特殊設(shè)計(jì)的屏蔽盒措施，通過選取合適的接地點(diǎn)，完

3、成電容/電壓的信號(hào)轉(zhuǎn)換;由于電路中存在電阻、電容等元器件，載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)會(huì)發(fā)生相移，在這種情況下，無法確定相移的大小，由相移所造成的誤差無法被準(zhǔn)確消除，為了消除相移的影響，引入了鎖相環(huán)技術(shù)。運(yùn)用Altium Designer軟件完成了硬件電路原理圖的設(shè)計(jì)。通過Keil uVision4和Microsoft Visual Studio2010完成了相關(guān)的軟件程序的編寫與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了與上位機(jī)的通訊及數(shù)據(jù)顯示等功能。進(jìn)行了系統(tǒng)整體實(shí)驗(yàn)研究