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1、基于容栅传感器的皮革测厚仪的设计2011年第30卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)91基于容栅传感器的皮革测厚仪的设计孟惠，宁铎，刘飞航,盛战魁(陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021)摘要:为进一步提高皮革厚度测量的准确性，促进皮革生产,介绍了一种基于容栅传感器的皮革测厚仪;通过对传感器结构与工作原理的分析，得出该测厚仪厚度测量的原理与实际测量数据的取得过程，依此导出对仪表硬件结构与软件设计的要求;实际试用证明:该仪表
2、通过软硬件的有效结合，引入特有的自动定时锁定功能，具有测量准确度高，分辨率高,低功耗及稳定性好等优点.关键词:容栅传感器;厚度测量;白动定时;高精度中图分类号:TH821文献标识码:A文章编号:1000-9787(2011)05-0091-03Designofleatherthicknessgaugebasedonce-gratesensorMENGHui,NINGDuo,LIUFei—hang,SHENGZhan-kui(SchoolofElectricalandInformantionEngi
3、neering,Shaan〜UniversityofScience&Technology,Xi'all710021,China)Abstractilnordertofurtherimprovetheaccuracyofleatherthicknessmeasurement,promoteleathei-production,akindofleatherthicknessgaugebasedonce一gratesensorisintroduced.Throughtheanalysisofse
4、nsorinternalstructureandworkingprinciple,thethicknessmeasurementprincipleandacquisitionprocessofactualmeasurementdataisobtainedandaccordingtothis,thehardwarestructureandsoftwaredesignrequirementsisinduced.Actualtrialprovesthattheinstrumentthroughtheef
5、fectiveintegrationofsoftwareandhardwarecircuitrytorealizeuniqueautomatictimelockfeature.withmeasurementsofhilghaccuracy.highresolutionjowpowerconsumptionandgoodstability.Keywords:ce一gratesensor;thicknessmeasurement;automatictiming;highprecision0引言目前应用
6、于测量皮革厚度的数显测量仪表大多是用光栅，磁栅或感应同步器来实现•这些装置缺点在于成木较高,结构比较复杂，对使用环境和安装条件要求高,特别是齐部分间的连线比较困难,抗干扰能力差，且这类仪表在测量屮仍然采用人工定时的方式进行压脚与试样完全接触后(5±1)S末读数，这种人为因素的影响使得所测量的数据缺乏科学性和公信度，降低了测量数据的准确度•为此，提出了采用容栅位移传感器进行位移测量的方法，容栅位移传感器具有结构简单，安装方便，抗电磁场干扰能力强等优点，非常适合用于测厚仪屮.1测量原理与系统整体设计根
7、据轻工业部颁布的行业执行标准一皮革物理和机械试验厚度的测定中对测量仪器和测量操作过程的规定：要求仪器测量压脚的负荷和尺寸须形成49.1kPa的压强；收稿口期:2010—10-09测厚仪放置于水平平面，将待测样品粒面向上放在测量台上，在压脚放下并与待测试样完全接触后5S末读数;H仪表测量分辨率要求达到0.01mm等，本设计采用定重式测量的方法，在仪器顶部加载I古I定质量的负荷配合相应横截面积的测量压脚来满足压强的指标，并设置一手柄控制负荷与测量压脚升降•同吋选用高精度的容栅式传感器采集位移(厚度)信
8、号，在压脚升降过程中位移传感器不断地将厚度数据通过接口电路送入微处理器进行换算，随后将得到的厚度值送入LCD实时显示，并且可在某一时刻通过触发信号开启微处理器的内部定时器，在5S计吋完毕后自动锁定LCD上的读数,使得这一测量过程符合行业执行标准.容栅传感器是一种相位跟踪型位移传感器，对输入信号的幅值变化不敏感，具有较好的抗干扰能力J,主要由动栅，静栅两部分组成•其测量原理是通过动栅与静栅间的相对滑动弓1起两栅板间电容量的变化而反映相应变化的传感器与微系统第30卷位移量，同时以串行的
