基于电容传感原理的电子测压器的研究

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1、图书分类号TP212.12密级非密UDC620硕士学位论文基于电容传感原理的电子测压器的研究邵学涛指导教师（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2011年5月25日论文答辩日期2011年5月28日学位授予日期2011年7月1日论文评阅人答辩委员会主席2011年5月25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。对本文的研究做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

2、法律责任由本人承担。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：中北大学学位论文基于电容传感原理的电子测压器的研究摘要电容式传感器是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一类传感器。随着微电子机械系统（ME

3、MS）设计与加工技术的不断进步，电容式传感器技术的应用愈发广泛。膛压测试技术对火炮系统的发展起着重要作用。综观国内外膛压测试技术的发展状况，将电容式传感器应用于火炮膛压的测试是一种值得探索的方案。本设计采用测压器壳体作为压力敏感元件，设计了一种基于电容传感原理的电子测压器。文中论述了电容式传感器的工作原理和特点，在理论上对测压器的壳体结构进行了推导，计算了同轴圆柱型电容器的电容值，对影响电容测量的因素进行了分析。本文采用两个恒流源分析对壳体电容和固定电容进行充放电，通过对两电容电压的变换，得到壳体电容的电容值。这种差动式直流充电法检测壳体电容的电路，完成了对

4、微小电容信号的检测和提取。该微小电容变换电路具有高分辨率和高采样速率的特点，可以有效减小非线性误差，提高传感器灵敏度，减少干扰，减少寄生电容的影响。本设计不仅改善了传感器的结构，实现了传感器与壳体的统一，为今后火炮膛压测试提供了新的方法。更重要的是，提供了一种实际可行的微小电容信号检测电路，该电路的测量频率远高于现有集成芯片的测量频率，为今后微小电容的高速测量做出了探索性研究。关键词：电容式传感器，膛压测试，微小电容检测，恒流源中北大学学位论文ResearchofElectronicPressureMeasurementDetectorBasedontheC

5、apacitiveSensorPrincipleAbstractCapacitivesensorcanconvertthenon-electricalquantitychangetocapacitancechange.Withtheprogressofmicro-electricalmechanicalsystems(MEMS)designandprocess,theapplicationofcapacitivesensortechnologybecomemorewidespread.Chamberpressuremeasurementplaysanimpo

6、rtantroleinthedevelopmentofartilleryinteriorballistics.Accordingtodomesticandinternationalchamberpressuremeasurementtechnology,thecapacitivesensorusedintheartillerychamberpressuretestisworthexploring.Theelectronicpressuremeasurementdetectorisdesignedonthebasisofcapacitivesensorprin

7、ciple,whichadoptsthevoltagedetectorshellaspressuresensitiveelement.Firstly，theprincipleandcharacteristicofcapacitivesensorareintroduced.Secondly,thedetectorisanalyzedtheoretically.Thirdly,thecoaxialcylindricalcapacitorvalueiscalculated.Lastly,thefactorsofaffectingthecapacitancemeas

8、urementareanalyzed.Twocons