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Article電容位移傳感器靜態,動態和在線測量
更新時間：2017-12-13 點擊次數：2491次
電容位移傳感器靜態,動態和在線測量
電容位移傳感器既能測量頻率從0--7.5KHz的機械振動位移,又可測量小至0.00２微米的機械位移和零件尺寸.測量是非接觸的,故特別適合一般儀器不能勝任的旋轉軸式或不受力的小型.線型.薄壁或怕劃傷的精密零部件的靜態,動態和在線測量。
電容位移傳感器用于測量固定部件(定子)與轉動部件(轉子)之間的旋轉角度，因其具有結構簡單，測量精度高，靈敏度高，適合動態測量等特點，而被廣泛應用于工業自動控制、汽車、航天及軍事等角度定位監測領域，一般來說，電容式角位移傳感器由一組或若干組扇形固定極板和轉動極板組成，為保證傳感器的精度和靈敏度，同時避免因環境溫度等因素的改變導致介電常數、極板形狀等的間接變化，進而對傳感器性能產生不利影響，對傳感器的制作材料、加工工藝以及安裝精度提出了較高要求，為了克服電容角位移傳感器的局限性
電容位移傳感器主要應用領域：壓電微位移、薄膜厚度檢測、振動臺，電子顯微鏡微調，天文望遠鏡鏡片微調，精密微位移測量等。
電容位移傳感器測量原理
電容位移傳感器程控激勵模式
由于轉動極板在發射極板和接收極板之間旋轉，因此發射極板與接收極板所組成的4個電容隨轉動極板旋轉而變化，當一定模式的激勵施加在發射極板上時，這4個電容在接收極板上所產生的感應電荷也不同。
針對圖1敏感元件結構，本文給出比例式測量所需的激勵模式時序，如表1所示，表中C1、C2、C3、C4表示四對電容極板，P1、P2、P3、P4為4種激勵模式，表示不同時刻對分瓣電容極板施加不同的激勵，T1+T2為一個激勵周期，本研究中，由程序根據電荷檢測電路充放電時間常數、A/D轉換時間和采樣信號的穩定性判據，自動控制4種模式的周期長度，故又可稱為程控激勵模式，當被選中單元施加激勵后，即T1開始，產生的感生電荷流入電荷檢測電路，當充放電時間常數一定時，電荷檢測電路上的輸出電壓穩定，硬件濾波后，立即啟動A/D進行采樣(即氏D時刻開始采樣)，為提高精度，采樣次數提高為n次，當n次AD采樣結束時，送入濾波單元*定咒次采樣信號的穩定性，若滿足*定指標要求，則通過單片機程序控制I/O單元，強迫中止對被測電容的選通，同時使被測電容發射極板上的激勵中斷，并強制拉回低電平，T1結束;而在T2時間內，激勵信號均為低電平，以降低功耗，設在瞬間激勵序列內，轉動極板靜止且激勵電壓為常量U0或0，則在P1～P4模式下激勵，接收極板上產生的感應電荷分別為s、s-、c、c-以這種程控激勵模式的設計與原比例式電容角位移傳感器中的激勵模式相比，不僅充分節約了時間，提高了采樣精度，而且有效地降低了傳感器功耗。
