微小型电容式压力测试仪的研究

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1、图书分类号TP212.12密级非密UDC620硕士学位论文微小型电容式压力测试仪的研究李政清指导教师（姓名、职称）李新娥副教授申请学位级别工学硕士专业名称测试计量技术及仪器论文提交日期2012年4月28日论文答辩日期2012年6月6日学位授予日期2012年7月1日论文评阅人秦建敏张艳兵答辩委员会主席祖静2012年6月1日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担

2、。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文微小型电容式压力测试仪的研究摘要当今，各国在军事上的投入大大增加，各种口径的火炮技术得到迅速发展，我国也积极研制各类新型火炮，但与之相应的膛压测试技术处于相对落后的状

3、态，现有测压器的体积大、成本高等问题在一定程度上制约着我国火炮技术向前发展。在本课题组已研制的放入式电子测压器基础上,将电容式传感器技术应用于压力测试，利用电容传感器的原理，提出了基于传感与壳体一体化电容式电子测压器，直接利用测压器外壳的特性设计了一种圆筒式电容压力传感器，使传感器的成本降低，减小了测压器的体积，对膛压测试技术是一种新的探索与尝试。文中论述了测试仪器的工作原理和特点，静态、动态特性，对测试仪的结构进行了设计，并利用ANSYS对其力学特性进行了仿真，计算了同轴圆柱型电容器的电容值，分析了影响电容测量的因素，并在这些基础上进行可行性研究。同时，设计了高采样频率的瞬变微变

4、小电容的检测电路，该电路采用恒流源充放电原理，分别对壳体电容和固定电容进行充放电，经转换放大后得到壳体所受的压力。这种差动式直流充电法检测壳体电容的电路，完成了对微小电容信号的检测和提取，实现了测量压力的功能。该变换电路具有体积小、功耗低、高分辨率和高采样速率的特点，并可有效减小非线性误差。通过实验，完成火炮膛压的测量，验证了测试仪器的可行性，其体积小、功耗低、成本低等优点，具有广泛的应用价值。关键词：膛压测试，电容式传感器，微小电容检测，ANSYS仿真中北大学学位论文TheStudyofMicroMiniatureCapacitivePressureTestDeviceAbstr

5、actNowadays,eachcountryincreasestheirinputintomilitaryaffairs,andthetechnologyofartilleryofvariouscalibershasrapidgrowth.Chinaisalsoactivelydevelopingallkindsofnew-typeartilleries.However,chamberpressuremeasurementtechnologycorrespondingtotheartillerytechnologylagsbehind.TheexistingproblemsofP

6、ressure-testedDevice,includingbigvolumeandhighcosts,restraintheprogressivedevelopmentofChina’sartillerytechnology.OnthebasisofthedevelopedinternalelectronicBorePressure-testedDevicebythisresearchgroup,capacitivesensortechnologyisappliedtopressuretest.Theprincipleofcapacitivesensorisusedtoputfo

7、rwardcapacitiveelectronicPressure-testedDevicebasedontheintegrationofsensingandshell.CharacteristicsoftheshellofthePressure-testedDevicearedirectlyutilizedtodesignonecylindricalcapacitivepressuresensor,reducingthecostofsensor,decreasing