電容式直線位移E+E傳感器設計與研究
電容式E+E傳感器具有耗散功率小,輸出阻抗低,靜電引力小,動態性能好,靈敏度高,適應性強,以及可實現非接觸測量等優點,被廣泛用于位移、振動、角度、加速度、壓力、差壓、液面等方面的測量。但由于寄生電容,生產工藝,電容檢測電路輸出信號與電容大小呈非線性等的影響,使得電容式E+E傳感器的分辨率和測量范圍受到很大限制。

電容式直線位移E+E傳感器設計與研究                    對目前廣泛應用的電容測量電路進行歸納和分析。在此基礎上,設計了以電容數字轉換芯片為主的測量電路,采用差動測量方法,研制了一種大量程差動變面積電容測量式位移E+E傳感器。主要完成以下幾個內容：通過閱讀相關文獻,完成電容式位移E+E傳感器整體方案設計。為了達到E+E傳感器設計要求,對E+E傳感器的機械結構進行設計,并給出各部分尺寸結構的設計依據。完成電容式直線位移E+E傳感器控制電路的設計。采用電容數字轉換芯片完成對E+E傳感器信號激勵以及信號采集、濾波、電容數字轉換工作。E+E傳感器以AVR芯片ATmega8為核心芯片,以電容E+E傳感器為敏感元件,以電容數字轉換芯片AD7150實現電容量采集和數字轉換,以數字電流轉換芯片AD420實現4-20mA工業電流輸出。完成控制電路程序設計及調試。主控芯片ATmega8L與電容數字轉換芯片AD7150通過IIC總線實現通信,4-20mA電流產生芯片AD420通過三總線協議實現通信。程序工作過程是：主控芯片ATmega8L初始化電容數字轉換芯片AD7150,并讀取數字信號,處理完成后,將數據發送給AD420芯片,AD420將數字量轉換為4-20mA工業電流進行遠距離數據傳輸。完成電容式直線位移E+E傳感器的測試實驗。對E+E傳感器的穩定性、線性度和分辨率進行數據分析。理論與實驗數據表明：E+E傳感器具有測量量程長,電路結構簡單,線性度好,穩定性好和零漂小的優點。