电容式传感器和电容的测量

本文介绍部分电容式传感器的构造和测量方法,并对此进行了讨论。内容涉及位移测量、平板电容式压力测量、液位测量和物质含水量测量等。介绍了专用集成电路CAV444对电容式传感器的电容电压线性转换的应用。     

用于电容式传感器的差动线性电路

提出了一种差动电容式传感器的前置电路 ,基于电容 /电压转换的原理 ,对微小电容变化量进行测量。电路输出的直流电压与差动电容变化量成线性关系 ,且能对偏差电容和电路的漂移进行自动补偿。实验表明 ,被测电容分辨力为 8fF ,灵敏度可达 3.82× 10 11V/F。实验结果和理论分析具有良好的一致性     

螺旋表面极板电容式传感器的设计

介绍了一种电容法测量气/固两相流固相体积分数的螺旋表面极板电容传感器。从测量原理、检测电路、电极参数选取方面进行了设计和实验,并得出了提高传感器检测场灵敏度空间分布均匀性的几何参数及实验曲线。     

电容式倾角传感器的研究与应用

介绍了一种测量微小电容的新方法.利用最新的电容数字转换(CDC)芯片AD7745,充分考虑小电容信号受导线电容及其他寄生电容的影响,设计了基于AD7745的信号检测电路,并通过单片机进行温度补偿.详细介绍了AD7745的初始化设置及数据使用方法.     

基于电容式传感器的非接触式液位测量系统

为了解决有腐蚀性、有粘附性、强酸、强碱等液体的液位测量,设计了一种非接触式液位测量系统.以STM32作为微控制器,将电容式传感器和三轴陀螺仪/加速度传感器分别安装在容器外壁,获取容器的液位数据和姿态数据;然后进行分析和处理,转换为相应的液位值和液体体积;最后将测量参数通过WiFi模块传输给手机进行显示.液位测量系统电路...     

电容式压力传感器微电容测量集成电路的研制

采用开关电容技术的Boxcar(时域平均)积分原理设计,为测量电容式压力传感器的微电容的接口电路已提出。它由Boxcar积分器,锁存器,脉冲宽度调制器和控制信号电路组成。该接口电路,采用3μm P-阱CMOS双层多晶硅栅工艺研制,管芯面积为2.5mm×3.5mm.测试结果表明,接口电路具有较好的灵敏度,它能将硅集成电容式压力(加速度)传感器集成在同一芯片上,实现一体化。     

电容式冻土测量传感器设计

冻土与未冻土中的介电常数和温度物理参数有一定的差异,且差异在数值上较明显。基于这一特性,提出了利用空气、固态土、水和冰物理特性存在差异的原理检测冻土的方法,设计了一种电容式冻土测量传感器,实现了土壤水分、地温及冻土深度多参数融合测量。通过与人工测量的冻土深度进行对比分析,结果表明:其相关系数达到了0.99,平均绝对误差小于2.5 cm,满足冻土自动测量技术要求,可应用于冻土观测站,代替人工观测。     

电容式湿度传感器设计

电容式湿度传感器是以高分子湿度湿敏电容器为基本感湿元件,利用单片机对测量结果进行分析处理、显示和远距离传输,测量准确度达±2.5%。     

射频电容式传感器的研究与应用

射频电容式传感器是近年来快速发展的新型传感器之一 ,特别在石油行业的油品含水量测量方面更得到了广泛的应用。论述了该传感器的测量原理 ,针对其复杂的测量环境对它的敏感探头进行了特殊设计 ,并给出了其先进的全遥控式测量仪器的应用实例。     

气敏元件离散性对气体体积分数测试准确度的影响

介绍了一种对气体体积分数进行数字化测量的新方法,分析了其工作原理及刻度方程线性化方法。在设计过程中发现,气敏元件离散性对气体体积分数的测量结果影响很大,为此,分析了由于气敏元件离散性的影响而带来的测量误差;并讨论了欲保证气体体积分数测试精确,气敏元件筛选时所应满足的条件。最后,通过一个实例对该分析方法进行了验证。     

电容传感器在织物静电测试中的应用

设计了一种基于电容传感器的织物静电量仪,介绍了设计思想和工作原理,给出了系统框图及织物静电场分布测试实验结果。     

基于电容式传感器的粮食水分测量仪

少量样品的非破坏性水分快速、准确的测量是粮食工业中需要解决的关键技术。在研究了电容式传感器的原理和含水介质导电浴盆效应的基础上提出了用电容式传感器来测量粮食水分的原理。实验结果表明,此仪表准确性高,重复性好。     

基于电容式传感器的建筑物围护结构含水率测试

设计的平面电容式传感器可感应围护结构中水分的变化,给出了传感器的工作原理,针对小电容检测的抗干扰问题,采用了加保护电极和利用驱动电缆传输信号的技术,结合改进的充放电微电容检测电路,对传感器的测试深度和灵敏度与极板尺寸的关系进行了研究和优化。设计了基于嵌入式微控制器的含水率测试系统,实验结果表明:该系统可以用于一定深度的围护结构的含水率现场测试。     

电容式传感器用于检测医疗输液液位的研究

设计一种变介电常数型电容式液位传感器,通过对不同宽度电极下传感器输出电容与对应液位的实验数据分析,发现传感器灵敏度随电极宽度的增加而近似线性提高;同时,发现传感器灵敏度与液位下降速度相关。建立传感器数学模型,分析影响传感器灵敏度的因素和机理。研究结果表明:以范德华力附着在瓶壁内侧的吸附水在电场作用下极易极化,会引起其介电常数超常增大;吸附水对传感器的灵敏度有直接影响。     

基于有限元的电容临近传感器研究

建立了电容临近传感器的三维仿真数学模型,用FEA对不同参数的传感器进行了仿真,比较分析了被测物距离、电极宽度、电极长度间隙比等对传感器灵敏度的影响,并与理论计算进行比较,结果表明:测量系统的灵敏度与电极宽度和电极长度间隙比近似成正比,与被测物距离近似成反比.该研究对电容临近传感器的结构设计有指导意义.     

基于电容式传感器技术的织物渗水特性检测方法

提出了基于电容式传感器技术的纺织物产品渗水特性检测的方法。通过测试两极板间电容的变化量ΔC就可以检测织物上渗水扩散的面积ΔS。对其检测装置的结构、工作原理、电路设计进行了分析,并且进行了测试。测试结果表明:该检测方法的非线性可以控制在5%以内。     

基于ANSYS的平面电容传感器阵列三维仿真研究

通过电磁场有限元分析软件ANSYS,构建了电容层析成像(ECT)系统平面3×4电容传感器阵列三维模型.介绍了平面电容传感器阵列结构并分析了其测量原理.对电容进行了仿真计算.仿真与实验进行了对比,证明了仿真模拟的可行性.通过仿真计算电容值,研究了材料与电极间距和材料厚度对电容值的影响.计算了电极对长度和宽度方向的检测深度.通过ANSYS模拟,为损伤检测的特征提取和逆问题图像重构提供了仿真数据.