基于邊緣電場傳感器的介電測量方法和系統(tǒng)研究.pdf

1、邊緣電場(FringingElectricField,FEF)傳感器是一種電極板分布在同一平面或者曲面上的新型電容傳感器,具有單邊穿透、信號強(qiáng)度可調(diào)和層析成像的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制中產(chǎn)品性能,如多孔性、含水量、密度、粘度等的無損測量。邊緣電場傳感器的測量屬于介電測量,通過測量傳感器極間電容電導(dǎo),轉(zhuǎn)換成樣本的介電常數(shù)從而實(shí)現(xiàn)樣本物理特性的測量。
　　本文以三波長邊緣電場傳感器為研究對象,設(shè)計了基于數(shù)字信號處理器(DSP)的

2、測量系統(tǒng)。系統(tǒng)以DSP為核心,包括驅(qū)動電路、調(diào)理電路、同步采樣電路、人機(jī)接口電路等。驅(qū)動電路產(chǎn)生不同頻率的正弦波激勵信號,傳感器不同通道輸出信號由調(diào)理電路放大濾波后,經(jīng)同步采樣電路采樣后送入DSP處理。
　　基于傳感器短路電流測量模型,計算傳感器極間電容和電導(dǎo),轉(zhuǎn)換成介電常數(shù)。利用頻譜分析算法計算信號的頻率、幅值和相位差,采用分段設(shè)置采樣頻率和頻譜校正保證計算精度。利用多元非線性回歸計算介電常數(shù)。
　　設(shè)計了系統(tǒng)軟件,包括主