基于电容式传感器的角位移测量仪研制的设计与研究

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1、编号毕业设计（论文）题目基于电容式传感器的角位移测量仪研制二级学院电子信息与自动化专业测控技术与仪器班级110070301学生姓名学号指导教师职称时间2014年6月重庆理工大学毕业设计（论文）目录目录摘要IAbstractII1绪论11.1课题的探究背景11.2角度测量仪器的发展现状11.3本课题的探究内容21.3.1本课题的任务要求31.3.2设计思路的可行性分析31.3.3本课题的关键问题31.3.4关键问题的解决思路31.4本章小结32角位移测量仪的系统原理方案设计42.1电容角位移测量仪的结构42.2角位移测量仪的总体设计

2、52.2.1总体概述52.2.2工作原理52.3角位移测量仪的单元设计62.3.1圆形容栅位移传感器62.3.2信号的调理102.3.3容栅位移传感器信号辨向问题102.4本章小结123角位移测量仪的硬件电路设计133.1测量系统硬件电路总体设计方案133.2系统器件选择方案133.2.1控制器的选择133.2.2运算放大器的选择143.2.3数显器件的选择143.3单片机控制单元15重庆理工大学毕业设计（论文）目录3.3.1STC89C52单片机153.3.2单片机引脚介绍153.3.3单片机最小系统163.4单元电路设计183

3、.4.1放大电路183.4.2整形电路193.4.3微分电路203.4.4位移辨向电路213.4.5按键显示电路223.5本章小结244系统软件设计254.1KeilC51编译器254.2主程序的设计254.3子程序的设计254.4LCD1602显示程序274.5本章小结305仿真与测试315.1仿真测试315.2问题处理325.2.1P0口上拉问题325.2.2按键延时防抖335.3测量精度分析345.4本章小结346结论35致谢36参考文献37附录A信号处理电路原理图39附录B键盘显示电路原理图40附录C软件程序41重庆理工大

4、学毕业设计（论文）摘要摘要角度测量在几何量测量中有着重要的地位，随着工业体系对角度测量技术要求的提高，在很多应用现场，现有的角度测量仪器由于测量范围、精度以及体积和功耗的局限，已经渐渐不能满足测量要求，比如角位移的辨向问题。电容式传感器以其结构简单、体积小、耗能少、非接触式测量、抗干扰能力强、环境适应性强、测试精度高等优点，被广泛应用于各种检测中，市面流行的容栅式数显仪就是其的一种应用。本课题针对目前角度检测出现的问题，设计了一种基于电容式传感器的角位移测量仪。系统采用容栅传感器，以STC89C52RC为控制核心，借鉴光栅位移测量

5、过程中的辨向方法，将由容栅尺发生相对位移引起的输出信号转换为位移值。本文详细地介绍了容栅传感器测量原理、容栅尺输出电压信号的处理过程。将容栅传感器接入测量电路中，输出的电压信号作放大整形后，经过辨向电路处理，将信号转变为尖脉冲进行计数，再由CPU转换输出，然后显示出来，这样就实现了位移的数字式测量。关键词:角度测量数显仪位移容栅传感器I重庆理工大学毕业设计（论文）AbstractAbstractAnglemeasurementplaysanimportantroleinthegeometricmeasurement,withthe

6、industrialsystemtoimprovethetechnicalrequirementsformeasuringangles,inmanyapplicationsthescene,duetothemeasurementrange,accuracyandlimitationsofsizeandpowerconsumptionofexistinganglemeasuringinstruments,hasgraduallynotmeetthemeasurementrequirements,suchastheangulardis

7、placementoftheresolutiontotheproblem.Capacitivesensorsforitssimplestructure,smallsize,lowpowerconsumption,non-contactmeasurement,stronganti-interferenceability,environmentaladaptability,highprecisiontestingiswidelyusedinavarietyofassays,commerciallypopularcapacitivety

8、pedigitalinstrumentisitskindofapplications.Thetopicforthecurrentangledetectionproblems,isdesignedbasedontheangulardisplaceme