低功耗介電測量系統(tǒng)的改進與實驗.pdf

1、介電測量被廣泛應用于檢測產(chǎn)品特性的工業(yè)過程控制中，如含水率、密度、厚度、毒素含量等無損檢測。課題組已研制了應用于食品安全檢測領域的低功耗介電系統(tǒng)，但是，該系統(tǒng)測量頻率范圍窄、易受工頻干擾、且不能計算介電常數(shù)。
　　本研究改進了現(xiàn)有介電測量系統(tǒng)的軟硬件，設計了基于電容數(shù)字轉換技術的系統(tǒng)，分別對兩套系統(tǒng)進行了測量實驗。重新設計了原有介電測量系統(tǒng)的前向通道電路，提高傳感器輸出信號的幅度;通過采用DC/DC與LDO相結合的方式優(yōu)化電源電路

2、，并嚴格區(qū)分數(shù)字與模擬電源;采用金屬屏蔽罩、地平面設計等方法提高系統(tǒng)抗工頻干擾及噪聲的能力。采用分段設置采樣頻率來提高頻譜分析算法的精度;通過最小二乘法建立傳感器極間電容與被測材料介電常數(shù)的模型。分別做了傳感器空測、板材損傷檢測及板材介電常數(shù)測量實驗，結果表明:改進后的系統(tǒng)在整個掃頻區(qū)間內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性;系統(tǒng)能夠有效檢測出損傷板材;系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對介電常數(shù)的穩(wěn)定檢測，且測量值隨頻率的增大而減小，并逐漸趨于穩(wěn)定。研制了基于電容數(shù)字轉換芯片