一體化電容式測(cè)壓器的研究.pdf

1、綜觀中小口徑火炮技術(shù)的不斷發(fā)展和與之相應(yīng)的國(guó)內(nèi)外膛壓測(cè)試技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。我國(guó)的膛壓測(cè)試技術(shù)已遠(yuǎn)落后于國(guó)外的發(fā)展，尤其是體積較大，不夠智能化，所采用的傳感器還是高成本的國(guó)外壓電晶體傳感器，這些都嚴(yán)重制約著我國(guó)的中小口徑火炮技術(shù)向前發(fā)展。
　　近年來，電容式傳感器技術(shù)成熟地應(yīng)用于壓力測(cè)試，并已經(jīng)有了大批量生產(chǎn)的例子，所以將該技術(shù)應(yīng)用于中小口徑防空反導(dǎo)高炮膛壓的測(cè)試是一種值得探索的方案之一。
　　基于上述技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，實(shí)驗(yàn)室提出了

2、一體化電容式測(cè)壓器的探索。測(cè)壓器的承壓殼體就是金屬導(dǎo)體，殼體內(nèi)部加一個(gè)固定的金屬導(dǎo)體，正好可以作為一個(gè)單電容器，作為承壓敏感元件，即承壓和傳感一體，使得殼體多了一種用途，大大地縮小了測(cè)壓器的體積，也大大降低了傳感器的成本。
　　一體化電容式測(cè)壓器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)是傳感器的設(shè)計(jì)及其微弱信號(hào)的提取，這是本文的論述的重點(diǎn)。
　　本文從理論上分析了電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)、工作原理、力學(xué)結(jié)構(gòu)、靜動(dòng)態(tài)特性，分析了前人的測(cè)壓器殼體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、及其ANSYS力學(xué)仿真結(jié)果，計(jì)算出了測(cè)壓器殼體的初始電容值及電容值變化范圍。并在這些基礎(chǔ)上進(jìn)行了一體化電容式測(cè)壓器的可行性研究。微小電容檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)是一體化電容式測(cè)壓器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)與關(guān)鍵之一，其最大的困難是同時(shí)兼顧得到高分辨率和高采樣速率。
　　作者分析了當(dāng)今主流的微小電容檢測(cè)方案，提出了基于PS?21的微小電容檢測(cè)方案，設(shè)計(jì)調(diào)試了檢測(cè)系統(tǒng)的硬件電路和程序，實(shí)現(xiàn)了pF級(jí)的靜態(tài)微小電容的檢測(cè)，并將該電路用于測(cè)壓器的靜態(tài)標(biāo)定，證明了一