基于半球支承的静电悬浮方法

提出了一种基于半球静电支承的静电悬浮方法,该方法既可任意调节转子与电极之间的间隙,又便于观测转子的摆动情况,从而实现高精度球形转子的平衡测量.通过计算半球静电支承下球形转子与电极之间的间隙,导出了静电力与间隙的关系.在分析了半球静电支承特性的基础上,将其工作状态分为起支和支承2种状态,并设计了相应的数字控制器,保证系统可靠悬浮.试验结果表明,半球静电支承系统能稳定工作,可以满足高精度球形转子平衡测量的要求.     

电容传感器处理电路

为减少电容传感器处理电路带来的测量误差,提高仪器的测量精度和稳定性,利用对称平衡电路,选用“零”温漂系数的电容作为参考,用于补偿温度变化引起的电子元器件参数漂移带来的误差;采取“中和电流”的方式,消除本体电容、寄生电容对测量结果的影响,提高了传感器的测量分辨率,降低了处理电路对驱动电缆的要求．实验表明,用1．5m长的电容传感器测量油位,分辨率可达0．1mm,常温下长期稳定性小于0.3mm,与其他处理方式相比,精度从0．8％提高至0．18％．     

变间隙不接触三电极薄膜材料介电参数的测量

利用自行研制的高精度变间隙不接触三电极系统，研究了在薄膜材料（厚度小于30μm）相对电容率（εr）和介质损耗角正切（tanδ）测量中的相关技术问题，包括试样厚度测量的准确度，薄膜多层总厚度的合理选择，试样与电极间预留空气间隙的大小等．此外，还对两种不接触电极方法（变间隙法和变电容法）作了比较，分析了各自的优缺点及适用范围．研究结果表明，空气介质的变间隙不接触电极方法可成功应用于板材和薄膜试样εr和tanδ的测量，εr的测量值误差可控制在5％以内，tanδ可测到10^-5数量级．     

电容层析成像多电极激励方法分析

电容层析成像中的图像重建是一个不适定求解问题，电容的微测量误差将会引起较大的图像重建误差，因此提高互电容测量精度是保证图像重建质量的关键．分析了电容层析成像中电容测量原理，在此基础上，将多电极激励方式运用于电容层析成像中．经仿真实验表明：在电容层析成像的电容检测中，与目前普遍采用的单电极激励方式相比，采用多电极激励方式同样可以提高检测电极的电荷量32％～180％，从而有利于提高对互电容的检测精度。     

12电极ECT测量电路设计

介绍了１２电极ＥＣＴ成像系统测量的原理及设计。研制了一种高频抗杂散电容的充电转换差分放大探测电路，并设计出与１２电极相配合、数据稳定、高分辨的一套控制时序，较好的实现了低漂移、高灵敏度及低噪声的测量。该测量电路可应用于最大成像率为１００帧／ｓ的系统。     

电容层析成像系统阵列电极的优化设计

介绍了电容层析成像系统的基本原理和电容敏感阵列结构及其数学模型．采用有限无法，分析了阵列电板结构参数对测量的影响，并进行了优化设计，获得了一组优化结构参数．结果表明，设计的电容阵列敏感电极具有较高的空间分辨率，分辨率伏于10%。     

电容层析成像中微小电容检测的研究

本文对几种微小电容检测的方法进行了探讨，详细地阐述了交流电桥法微小电容检测的原理，提出并了一种交流型电容测量电路，其电路硷定性：信噪比、分辨率部比充／放电直流型转换电路的高。该电路能抑制杂散电容的干扰，能测量微小电容的变化。     

电容式焊条药皮湿度测定仪的研制

研制成功的电容式焊条药皮湿度测定仪，由电容式湿度传感器、测量运算电路、Ａ／Ｄ转换和ＬＣＤ显示电路组成，可对焊条药皮湿度进行快速、无损检测，并可现场操作．采用脉宽调制和开关电容滤波电路可保证对传感器电容量的精确测量，设计弹性对开管式传感器极大限度地消除了金属管与焊条药皮之间的空气间隙，提高了传感器灵敏度．     

电容测微仪动态特性的改进及标定方法

目的 对一种高精度、高频响的电容测微仪系统进行改进。方法 以８阶Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ滤波器ＭＡＸ２９１为核心元件,设计了该系统的动态测量电路,提出了电容测微仪系统动态特性的测试与标定方法。结果与结论 改进后的电容测微仪在±１０μｍ的量程内非线性误差最大不超过０．８０％,重复性精度优于０．１５％,测量精度优于０．１０μｍ,频响范围达４．２ｋＨｚ。     

机器人载体竖直站立实时检测系统的数据分析

介绍了节杆式水下机器人运动控制及其应用,对变间隙动极板电容传感器电极间的静电吸力进行计算,利用电容动极板间距微小改变分析了测量分辨率、极板间电压及振荡器输出信号频率有最大值,给出方案设计的理论依据.     

基于电容数字转换技术的微小电容测量电路的设计研究

传统的微小电容测量电路难以满足电容式传感器的发展要求;为此,提出以AD7746为电容数字转换器、MSP430F149为微处理器的测量方案,详细论述了电路的应用背景和软硬件设计,为电容式传感器的信号处理提供了全新的思路和解决方案。测试结果表明:在量程为0至4.096 pF、电容数字转换时间为109.6 ms时,峰峰(P-P)分辨率为16位,0.1fF,测量电路具有分辨率高、精度高、响应快速、外部电路结构简单、易于集成、稳定性好、开发周期短、成本低等特点,具有较好的应用价值。     

ECT传感器电势测量方法

针对微型ECT传感器受限于应用场合,电极轴向长度过短的实用局限,提出采用电势测量方法.通过采集悬浮极片上的电势值进行图象重建.比较电势测量方法与传统的位移电流方法,发现在给定相同激励电压时,电势测量值仅取决于电容的比值而独立于电容本身值,在一定程度上降低了对电极轴向长度的要求.研究表明电势测量方法更加适合于微型ECT传感器.最后利用非线性GA-ECT技术从电势测量值给出了图象重建的结果.     

探空湿度传感器的信号调理电路设计

针对高空气象湿度测量对高精度和低噪声提出的需求,设计了一种基于电荷放大器原理用于探空湿度传感器的微弱电容检测电路。该电路由晶体振荡电路、电荷放大器电路、整流滤波、A?D转换、MCU等部分组成。实验结果表明：研制的检测电路具有较强的抗杂散电容性能,线性度良好,准确度优于0.04%,对于标称100 pF的待测电容,噪声引起的误差仅相当于待测电容的100 PPM（百万分之一）,约10 fF,能满足高空探测的要求。     

电容式力平衡加速度计的设计

电容式微机械加速度计是一种将加速度转换成差分电容、通过检测差分电容的变化来检测加速度大小的一类高精度的惯性传感器。利用开关电容电路实现C-V变换,利用反馈静电力实现力平衡闭环控制,设计了一种电容式微机械加速度计。通过构建电容式加速度传感器及外围电路的数学模型,推导了闭环工作的系统函数。并对实际系统进行研制,最后给出了整个系统的测试结果。     

导体系静电放电能量的评估

研究了导体系电容系数的计算和测量方法，并讨论了电容系数方法在确定导体间电势差和静电放电能量中的应用。     

工业用电容式两相流相浓度传感器

为解决工业管道内气固两相流体的离散相浓度的在线测量问题，研制了一种非接触式电容传感器。通过计算机辅助设计优化电容传感器测量探头的结构，配置高频抗杂散电容的信号检测转换电路，已制成原理样机。静态实验和初步动态实验表明，此传感器性能稳定，满足工业应用要求。     

电荷平衡式电容传感器的研究

本文介绍电荷平衡式电容传感器位移测量系统的原理、结构和系统设计。本系统采用特殊设计的三积分A/D转换器,使仪器的分辨率达二十五万分之一,采样速率达50次/s以上。本文对传感器、三积分A/D转换器等关键部分均作了详细分析和设计。     

条干不均匀度检测装置中电容传感器的研究

提出了将有限元法引到条干不均匀测试中电容传感器的研究。应用有限元法对电容传感器输出特性、填充因素的选取原则，减小非线性影响和测量的条件都作了相应的计算和分析，并对电容传感器做了实验验证。证明应用有限元法比解析法分析提供的电容传感器设计参数能使检测装置具有更高的稳定性和精确度。