【硕士论文】数字式称重传感系统的研究.pdf

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1、上海交通大学硕士学位论文数字式称重传感系统的研究姓名:丁锋申请学位级别:硕士专业:精密仪器及机械指导教师:俞朴20000201卜海交通大学硕士学位论文摘要瘫着科学技术的不断进步,传感器技术的发展也日新月异,数字化与智能化是它的两个重要的发展方向。由于数字式传感器具有很高的精度与稳定性,又具备很强的抗干扰能力,适用于远距离传输,而且功耗小、成本低,又能直接与计算机等数字设备相连,它必将成为未来传感器的发展方向之一。因此,智能化传感器的发展也是以数字式传感At基石出的。基于这种认识挤未谋题在兰三熏丝堕矍的数

2、字化、智能化方面做了一些探讨与摸索,设计了一种新型的数字式称重传感系统。本系统的传感器采用差动电容式结构,电容式传感器具有功耗小、灵敏度高、能在恶劣环境下工作等优点,采用差动结构,还可以大大提高灵敏度、改善非线性、抑制温漂。该传感器的弹性体采用双孔平行梁结构,它具有抗偏载能力强、抗侧向载荷能力强等优点。本系统的测量电路采用由施密特触发器构成的多谐振荡电路,将传感器电容的变化直接转换成频率量输出,原理上实现了线性输出,而且具有结构简单、稳定性好、可直接与微机接口等优点。本系统的测频部分由单片机系统组成,它

3、不仅可以测单个通道的频率,还可通过软件实现两个通道的差频,该系统采用键盘控制,输出通过LED显示。在系统的设计、调试过程中,也发现了电容传感器易受分布电容、电磁干扰等因素的影响,输出存在一定的漂移和离散。文中对实验数据进行了较为详细的剖析,找出了产生非线性误差、重复性误差、迟滞误差和漂移的主要原因,并指出了改进的方向。关键词:称重电容传感彩差动匕海交通大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmodernscience,thetechnologyofsensorimprov

4、esrapidly.Digitalizationandintelligentsensoraretwomaintrends.Digitalsensorhashighaccuracyandstablity、littleelectromagneticinterferenceandissuitableforlongdistancetransmission.Italsocanbeconnectedtootherdigitaldevicesuchascomputerdirectly.Meanwhile,thedev

5、elopementofintelligentsensorisbasedondigitalsensor.Forthesereson,anewtypeofdigitalweighingsystemisdesignedinordertodosomeresearchondigitalsensorandintelligentsensor.Adifferentialcapacitancetransducerwithdoubleparallelbeamisusedintheweighingsystem,whichha

6、stheadvantageofhighsensitivity,lowpowerconsumptionandrobustness.Thedifferentialstructurecanhighlyimprovethesensitivity,linearityandreducedrift.Themeasuringcircuit.ofthissystemcantransferthechangeofcapacitancedirectlytofrequencywhichissimple,stable,andlin

7、earintheory.Single-chipmicrocomputerisusedtomeasurethefrequencyproducedbythemeasuringcircuit.Italsohasotherfunctionssuchasdigitalfilter,controllingthroughkeyboardanddisplayingresultsthroughLEDIntheprocessofdesigningandtestingtheweighingsystem,someproblem

8、suchasnon-linearerrorhavebeenfoundduetotheinterferencecausedbydistributedcapacitanceandelectromaneticinfluence.Inordertosolvetheseproblem,someexperimentsanddetailedanalysishavebeendone.Atlast,somemethodsforcompensationarep

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