用于磁性吸波涂层厚度无损测量的电容测厚仪的研制

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要在吸波涂层材料的科研、涂装施工和质量检验过程中，吸波涂层厚度是一个需要控制和检测的重要参数。本文根据吸波材料本身的介电特性以及吸波涂层涂敷于铝基金属上的结构特点，在调研和比较目前较为成熟的几种涂层无损测厚方法的基础上，提出将变极距平板电容传感器的基本原理应用于吸波涂层厚度的无损测量中。通过在电容传感器的探测极板周围增加等电位屏蔽保护极板，同时引进驱动电缆技术、测量电路与测量探头的一体化屏蔽技术，并采用PCB制作技术代替涂敷式探头加工工艺，设计和制作了传感探头部分，从探头

2、的物理结构上有效地克服电容式传感器易于受到外界干扰和由边缘场效应引起的非线性等问题。通过采用新型电容信号采集框架式集成芯片(Frame-ASIC)CAV424和RISC微控制器Atmega8，将差分技术和三信号检测技术相结合，完成反馈运算，实现了对偏差电容的自动补偿，消除了寄生电容、零点漂移、共模干扰和其它环境因素的影响，从测量电路上提高仪器抗干扰能力，克服了电容传感器输出的非线性，实现厚度变化量到直流电压的线性变换，同时使系统可以自动调零、校正，减小测量误差。由于所选微控制器带有内鼍lO位A／D

3、转换，CAV424输出的差分电压信号能够直接与微控制器中的ADC连接，实现了“零外围”设计思想，使系统的结构也较为简单。在外围单元电路的设计中，重点对键盘自身及其与单片机的接口电路以及相应的软件进行了精心的设计，绘制了键盘与单片机的接口电路原理图和键盘中断处理流程图。提出了该系统的调试、校准以及检测的方法。通过实验，论证了设计理论的可行性及该测厚仪的实用性。关键词：吸波涂层电容传感器测厚仪无损测量电缆驱动技术华中科技大学硕士学位论文AbstractThicknessmeasurementandch

4、eckofradarabsorbingcoat毋AC)isveryimportantfortheirtheoreticalstudyandapplication．Intiffsthesis，severalcormmoncoatingthicknesstheoryandmethodsareintroduced．AccordingontheelectromagneticabsorberpeculiarityandthestructurecharacteristicsofRAC，RACpaintedon

5、aluminiumalloybase，anewhigh-pe南rmance，capacitance-basedthicknessmeasuringsystemforRAChasbeenproposed．Inthepolestructuredesigning，addinganequipotentialshieldingprotectpolearoundthetestpoleofthecoatedcapacitivesensorandaccordinglyusingdrivecabletechniqu

6、etoreduceeffectivelytheinfluenceoftheedgeeffectandcablecapacitanceonmeasuring．AlsomakingsignalcollectingckcuitandcapacitivesensorasaunitblocktoreducestraycapacitanceandusingPCBtechnologictofabricatethepoletoreducefurthertheinfluenceoftheedgeeffect．All

7、thesemeasnreareabletoreducetheinfluenceofcapacitivesensordisadvantagefactorduringpoledesign．Thisthesismadeextensiveanalysisonthesemeasul'csandpresentedanewkindofcomedcapacitancesensor：Thestabilityofthekernelcircuitusedtoconvertandamplifytheinputsignal

8、isofmostimportance．Thisthesisanalyzedvariousfactorsaffectingthestabilityoftheinstrument．Inordertoimplementhi曲accuracymeasurement，therelevantmethodswerepresented．Suchas：byusinganewcapacitance-voltageconverter(CVC)fl陷l"ne．ASIC，CAV424，shieldingan