基于电容传感器的微距测量系统设计

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1、万方数据第19卷第1期2009年3月天津工程师范学院学报JOURNAL0FTlANJINUNIVFRSITY0FTFCHNOLOGYANDEDUCArrl0NVoJ．19No．1Mar．2009基于电容传感器的微距测量系统设计赵瑞华1，张计虎2(1．东营市技术学院电气工程系，山东东营257097；2．山东核电有限公司安全质保部，山东海阳265100)摘要：设计了基于电容传感器的微距测量系统。该系统通过测量电路将检测信号转换成能被单片机系统所接受的电压信号。利用单片机实现对微小的距离，如纸、塑料薄膜等厚度进行检测。

2、系统由测试单元、数据采集与处理单元、显示单元组成。由于测试单元采用了电容传感器系统，信号的后续处理由基于ATme异a16L单片机自动完成，加速了测量过程。与传统的千分尺测量方法相比，该系统实现了微距测量的智能化和实时性。关键词：微距测量；电容传感器；ATme鼬16L单片机中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1673一1018(2009)0l—0030—04Designof皿cro—distancedetectingsystembasedoncapacitiVesensorZHAORui—hual，ZHA

3、NGJi—hu2(1．DepartmentofElectricEngjnee^ng，DongyingUniversityofTechnology，Dongying257097，China；2．DepartmentofSecurityandQualityGuamntee，NuclearP0werLimitedCorporationofShandongProvince，Haiyang265100，China)Abst髓ct：Anacce姻detec“onsignalcapacjLancesensorme￡hodjsj

4、nlroduced．111esyslemusescapacjljyesensortoacquiremeasurementsignaI，whichisconVenedtotheidem墒ables唔nalformicrocomputersystembymeasurementcircujLInthi8case，amicro—disLancesuch髂paperandplasticfilmdistance，c锄beme踮uredbysinde—chipmicrocomputer．Thewholesystemconsis

5、tsoftestunit，dataacquisition，computerpmcessingunit，anddisplayunit．Thetestunitmakesmeasurementbymeansofcapacitjvesensor-ThesystemisopemledonArrmegal6LsingIe—chip“cmcomputerforautoma“ccontrolofthewholepmcess，sot}Ieme鹪urementprocessisaccelemted．Usingcapacitivese

6、nsormeasurementsystemtoreplace岫ditionalmicrometer'themicm—distancecanbeme鹊uredinintelligent，realtimemodewi山highprecjsion．Keywo兀ls：micm—distancemeasurement；capacitjvesensor；ATmegal6Lsin出e—chipmicmcomputer随着技术的发展，对测量微小距离的精确度、速度都提出了新的要求，采用非电的方法，如用尺测量长度、用游标卡尺测量孔的

7、直径等已不能满足要求，采用电测法已成必然。距离的电测法同传感技术和电子测量技术是密不可分的。为了缩短系统开发周期，降低开发难度，本研究采用功能模块化设计技术，实现了测量范围在50～200“m、误差不大于10％的微距测量。1系统硬件设计根据设计要求，该系统利用电容传感器采集微距信号，将采集到的信号经过测量电路转换成电压信号并进行放大，把放大后的模拟信号传送给ⅣD转换器，转换为数字信号后送给单片机，通过单片机进行数据处理，最终在LED数码显示器上显示出所测量的微距。测量系统框图如图l所示。非电量电测电压A，D堕显(微

8、距)容电容量(模拟特2转(数字垃2传片——●刁；感电换器路器机器图l微距测量系统方框图收稿日期：2008一ll一17作者简介：赵瑞华(198l一)，女．讲师，硕士，研究方向为电气自动化．万方数据第l期赵瑞华．等：基f电容传感器的微距测罱系统设计·3l·2系统核心电路及其原理传感器选用平行平面式变极距刑电容传感器。这种电容传感器一般用来测鼍微小量，如0．01仙m至零点几mm