适于电容传感器测量的新方法

本文介绍了一种新的电容自动测量方法和电路。该方法是在低频和恒频率条件下测电容,克服了谐振法由于电容值变化引起频率变化而带来的各种干扰,因而特别适合于时变电容(传感器)的测量。实验表明该方法测量精度较高。文中将它与其它测量方法进行比较,说明了该方法的特点。     

差压式电容传感器膜片的变形分析与优化设计

为研究差压式电容传感器测量膜片的受压变形，将经典的von Kármán薄板理论应用于受有预张力作用的弹性圆薄板问题，采用同伦分析法给出近似解析解.将求解结果与有限元软件ANSYS的仿真结果进行对比，表明两者吻合度较高.预张力大小对膜片在受压情况下的变形影响较大，从而影响传感器的电容输出特性.利用传感器性能测试验证了预张力对传感器非线性特性的影响.结果表明：选择合适的预张力可以有效提升传感器的线性度，适当降低膜片厚度可以提高输出的灵敏度.分析结果对差压式电容传感器的膜片设计具有重要的参考价值.     

微电容阵列检测系统的设计

通过实验分析了电容读取芯片MS3110P各项性能指标,并设计了一款能自适应匹配模拟开关产生的电荷注入效应的P控制器;开发出一款具有单电容阵列测量模式和差分电容阵列测量模式的微电容阵列检测电路,并探讨了其寄生电容产生的原因。测试结果表明,该检测电路克服了各种寄生电容对传感器的影响,提高了测量精度,能够应用于MEMS触觉传感器微电容阵列的测量。     

双探头电容传感器用于非传导式交流电压测量的研究

讨论一种新型双探头的电容传感器用于交流电压的精确测量.用正交最小二秉估计来确定两个探头所得数据和所测电压的关系,误差可降到5％左右.     

基于CAV444的无接触式电容角度传感器

针对传统的差动式电容角度传感器的线性度不高和测量精度低的缺陷,设计了一种新型的无接触式电容角度传感器.通过CAV444芯片把该传感器的电容变换量转换成差分电压输出,经过放大电路处理后,经A/D转换,利用单片机读取与角度相对应的电压值.实验结果表明,该电容角度传感器实现了对角度的精确测量,能够得到线性输出的电压值.     

自激电容对异步发电机暂态建压过程的影响

为确定自激电容值与异步发电机空载建压时间的关系,对建压暂态过程进行了仿真计算和分析。利用三相自激异步发电机αβ0坐标系统模型,从发电机的基本电磁关系出发列写微分方程组,在考虑激磁电流对激磁电感影响的情况下对变系数微分方程用数值法求解。仿真计算结果表明,空载所建电压值随自激建压电容值的增加而增加,而建压过程随自激建压电容值的增加而缩短。实验结果与仿真结果一致,说明分析方法是正确的。     

自激电容对异步发电机暂态建压过程的影响

为确定自激电容值与异步发电机空载建压时间的关系,对建压暂态过程进行了仿真计算和分析。利用三相自激异步发电机αβ0坐标系统模型,从发电机的基本电磁关系出发列写微分方程组,在考虑激磁电流对激磁电感影响的情况下对变系数微分方程用数值法进行求解。仿真计算结果表明,空载所建电压值随自激建压电容值的增加而增加,而建压过程随自激建压电容值的增加而缩短。实验结果与仿真结果相互一致,说明了分析方法的正确性。     

用圆锥台形电容传感器测量物料含水量的研究

提出了一种新型实用的圆锥台形电容传感器，并推导出了其电容以及待测物料含水量与谐振频率之间的关系式。这种新型传感器可望在自动测湿与在线控制工作中获得广泛应用。     

电容层析成象系统敏感场的仿真

过程层析成象是一项新的两相流检测技术。针对十电极电容层析成象系统,介绍了电容层析成象的基本原理、电容传感器的结构以及数学模型,用有限元分析方法对传感器敏感场及不同流型对应的电容值进行了仿真计算。给出了十电极电容传感器不同极板组合之间的敏感场分布,为相关的图象重建算法提供了理论依据。最后根据敏感场仿真结果对图象重建过程中的图象失真和电容传感器的“软场”特性作了相关分析。     

倍压整流电路电容参数的优化设计

对两种常用倍压整流电路参数进行了优化。基于MULTISIM的倍压电路仿真结果表明，电容的功能和对输出的影响是不同的，可通过降低某一特定电容值来达到节约成本的目的。     

异步发电机空载建压电容值的确定方法

为使异步发电机建立数值给定的空载电压,采用了通过优化求取建压电容的新方法。以异步发电机基值频率所对应的等值电路为基础,令等值电路回路阻抗的实部与虚部分别为零作为异步发电机稳态运行的条件,并由此计算异步空载建压电容值。用Hooke-Jeeves提出的模式搜索法来求解有约束优化问题,从而克服了传统的Newton-Raphson法稳定性差与难于处理有约束条件之弱点。论文给出了空载时建立不同数值端电压所需的电容值,计算结果与实验结果的相互吻合说明了分析方法的正确性。计算结果同时验证了饱和程度对空载建压电容值的影响,表明随着饱和程度的增加,空载建压电容值的增加幅度越来越大。     

基于开关电容技术设计高精度DFT

用二相时钟设计了对寄生电容低灵敏的开关电容单位延时器、正负比例器和加法器.这些基本开关电容元件电容值均相等,电路性能与电容值无关,与电容比无关.利用这些基本元件实现了开关电容离散傅里叶变换,并进行了最佳电容值和最佳电容比设计,使电路具有运算精度高,运算速度快和便于实现大规模集成等优点.此外,以4阶开关电容离散傅里叶变换为例,进行模拟实验,测试数据最大相对误差为0.012%.     

电容层析成像传感器软场性能分析

电容层析成像传感器的敏感场是软场,受被测介质分布的影响·以基于有限元分析的灵敏度快速计算法为工具,通过多种介质分布下灵敏度分布的计算与比较,研究了传感器的软场性能·结果表明,即便对于介电常数差异较小的气／油两相流,不同的电介质分布亦可导致灵敏度值有正、负百分之几十的变化·各处灵敏度变化不仅与管内介质分布有关,还与该点在敏感场中所处的位置有关·     

基于虚拟电容的直流输电系统连续换相失败抑制研究

为解决高压直流输电系统中连续换相失败对直流系统运行影响严重的问题,分析了直流输电系统换相失败产生的机理,引入虚拟电容的概念,以虚拟电容作为直流电压变化率检测的载体,反应故障期间及其恢复过程中的直流电压的动态特性,通过降低故障期间电流指令值及补偿直流电压来实现对直流输电系统连续换相失败的抑制作用。通过建立的直流输电系统电磁暂态模型验证了所提方法可有效抑制单相故障及三相故障情况下高压直流输电系统连续换相失败,加速故障后系统的恢复。     

简易电容测量仪的设计与调试

围绕测控专业本科生的综合设计型实验,介绍了简易电容测量仪的原理,基本电路参数的分析,电路的基本组成,电路的调试方法,以及应注意的问题.电容测量议的被测电容值范围:0.01～10μF,在实际检验中与电容实际值相符.     

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。     

高线性数字式电容微位移传感器

设计了一种基于AD7745芯片的数字式的电容微位移传感器，采用屏蔽电缆和电容保护环技术，有效降低杂散电容的影响．采用数据滤波技术对采样数据进行处理，提高了测量的准确性和重复性．实验结果表明：该电容微位移传感器的分辨力为0．01μm，全量程线性度0．05％，性能较传统电容位移传感器有较大提高．     

单极式电容传感器的场分析与结构设计

本文通过对理想的平行平板电容器的分析,提出了工程上所用的单极式电容传感器所必需具有的结构特点及其参数的确定方法。并列举实验数据,证明如结构参数不符合设计要求,整个电容测微仪的线性度将大大降低。     

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％．     

内外环电容传感器灵敏度仿真

为设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,得到传感器的几何参数对其灵敏度特性的影响,利用数值方法对内外环电容传感器的灵敏度特性进行分析．利用有限元分析软件建立传感器电场的仿真模型并进行了基本仿真,采用正交实验设计方法安排仿真实验．分析结果表明,屏蔽罩长度和内管壁厚度是影响传感器相对灵敏度的主要因素,而屏蔽罩与外极板间距对检测场均匀性误差影响比较大．优选出一组传感器的结构参数,内管壁厚度3mm,外管壁厚度2mm,屏蔽罩与外极板间距3mm,对管壁相对介电常数的要求则是越接近于1越好．利用优选的结构参数进行仿真,可以得到比较好的传感器灵敏度特性,为内外环电容传感器的设计提供了理论依据．