驻马店职业技术学院
毕业论文(设计)
屋脊棱镜
采集重构
学号： 106293020231
专业： 10应用电子
指导教师：张亚军
xxxx年xx月xx日
目录
摘要 (3)
第一章数字式电容式位移测量仪的原理介绍 (4)
1电容传感器的原理： (4)
1.2变介电常数型电容式传感器 (5)
第二章数字式电容式位移测量仪的电路设计 (7)
2.1 测量电路的设计 (7)
2.1.1单片机最小系统 (7)
2.1.2 AT89C51管脚介绍 (9)
2.1.3电平转换电路 (10)
2.1.4按键接口及电源设计 (12)
2.2电容传感器的设计 (13)
视频聚合检测电路的设计 (13)
单稳态触发器 (13)
多谐振荡器 (14)
555定时器的介绍 (15)
(3)显示电路的设计 (16)
CD4511的引脚 (17)
第三章编程环境Keil的介绍 (17)
软件程序： (18)
第四章系统调试： (20)
结论 (20)
致谢 (21)
参考文献 (20)
摘要
电容式位移传感器是把位移的变化换作电容的变化进行制作的。对于振动频率很高境条件下，最适合选用这种类型的传感器。它具有灵敏度高、能实现非接触量的测量，而且可以在恶劣场合下工作。它也有一些缺点，比如对连接线缆有很高的要求，它要有屏蔽性能；而且最好选用高频电源用来供电。现在做的最好的电容式位移传感可以测量0.001 微米的位移，误差非常小。电容位移传感器是一种非接触电容式原理的精密测量仪器，能将被测物理量位移、压力等的变化转换成电容量变化的元件，通过检测电路再把电容量的变化换成电信号电压、电流或频率。它与其他传感器相比，具有一系列突出的优点：结构特别简单，能实现无接触测量。电容位移传感器还具有一般非接触式仪器所共有的无磨擦、无损磨和无惰性特点外，还具有信噪比大，灵敏度高，零漂小，频响宽，非线性小，精度稳定性好，抗电磁干扰能力强和使用操作方便等优点。数字式电容式位移传感器广泛应用于高精度的精密加工、高精度定位及高速高精度、大行程机器人的运行定位中以及石油、化工、电力、储运、建筑等工业生产领域，尤其能在强光照射、核辐射条件、过载冲击震动等恶劣环境下工作。 第一章 数字式电容式位移测量仪的原理介绍
传感器的应用方面可用来测量直线位移、角位移、振动振幅，尤其适合测量高频振动振幅、精密轴系回转精度、加速度等机械量；还可用来测量压力、压差、液位、料面、成分含量如油、粮食中的含水量、非金属材料的涂层、油膜等的厚度，测量电介质的湿度、密度、厚度等等，在自动检测和控制系统中也常常用来作为位置信号发生器。电容式传感器是将被测量的变化转换为电容量变化的一种装置，它本身就是一种可变电容器。由于这种传感器具有结构简单，体积小，动态响应好，灵敏度高，分辨率高，能实现非接触测量等特点，因而被广泛应用于位移、加速度、振
动、压力、压差、液位、等检测领域 。
1电容传感器的原理：
电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量的变化转换为电容量的变化。 特点：（1）小功率、高阻抗。
（2）小的静电引力和良好的动态特性。
（3）本身发热影响小。
（4）可进行非接触测量。
应用：压力、位移、厚度、加速度、液位、物位、湿度和成分含量等测量之中。
原理： 利用平板电容C ＝εA ／d 和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A 、d 中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测微小位移（变d ）和测量液位（变A ）等多种电容传感器。
S ——极板相对覆盖面积；
0 r S S C d d
εεε== δ S ε
d ——极板间距离；
εr ——相对介电常数；电子围栏技术
ε0——真空介电常数（8.85pF/m ）；
ε ——电容极板间介质的介电常数。
1.1变面积型电容传感器
等离子体发生器当动极板相对于定极板沿着长度方向平移时，其电容变化量化为阳光天井
△C 与△x 间呈线性关系
1.2变介电常数型电容式传感器
0000()r r r a x b C C C d ab xb d d
εεεεεε-∆=-∆=∆=-
