测控技术与仪器类毕业论文——水银电容加速度计结构设计

测控技术与仪器摘要红外线、热释电和超声波遥控电路由于其功耗低，可靠性高和互相干扰小等优点，已经在现实生活中得到了广泛的应用，而热释电红外控制在各类照明器件的控制和安全防护系统的检测中更有着独特的作用。

该设计是以BISS0001红外控制电路组成的热释电红外控制照明灯的工作原理为依据。

采用热释电红外探头将接收到的信号加以放大，放大的信号使电子开关VT导通而驱动固态继电器SSR开通，控制照明灯具点亮发光。

本设计的核心是通过热释电红外探头RE200B探测来自移动人体的红外辐射，只要人们进入探测区域，以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关能自动快速开启，灯泡两端有电压而点亮。

根据这一思想并且了解和掌握它们的工作原理和电路结构后设计电路。

经过仿真，焊板，调试。

不断的修改电路，直到能够实现电路所需实现的功能。

该控制器能够实现有人进入探测区域灯亮，人走灯灭的控制。

常用于许多公共场所，如办公室、楼道和厕所与浴室、储藏室、梳妆台镜前灯等的自动控制。

关键词：热释电红外传感器; 红外热释电处理芯片BISS0001; 红外辐射ABSTRACTInfrared, pyroelectric and ultrasonic wave remote control electric circuit, because of its low power loss, the high reliability and slightly mutually disturbs .It is already widespread in application in the real life, but the pyroelectric infrared control has the unique function in each kind of security warning equipments and in safety system's examination. Therefore,it is essential to understanding and grasping the working principle and the circuit structure.In this paper, it was designed a well hidden passive infrared alarm which was based on the pyroelectric infrared processing chip BISS0001.The core of the design was detecting human intrusion with Pyroelectric infrared sensor RE200B.Passive pyroelectric infrared switch is combine with Pyroelectric infrared sensor a small number of external components. It would open the sound and light alarm,which combined with light-emitting diode and the buzzer automatically and quickly, and timing controlled by the MCU. After the test,the measuring range of alarm apparatus may reach 1m, the survey angle may reach 100°-120°, the sensitivity is high, the rate of false alarm is small, antijamming ability, has served the safety protection purpose.Key words:Pyroelectric infrared sensor; Pyroelectric infrared processing chip BISS0001;Alarm目录绪论11.1课题背景与来源11.2热释电红外传感器的发展现状21.3本课题所研究的容32热释电人体探测灯控系统的组成52.1人体热释电红外传感器52.1.1热释电人体红外线传感器的基本结构52.1.2热释电人体红外线传感器工作原理——热释电效应82.1.3菲涅尔透镜的简介92.1.4被动式红外线热释电传感器的优缺点112.2传感器信号处理集成电路122.2.1概述122.2.2BISS0001信号处理器芯片132.3固态继电器简介182.4三级管的开关作用193人体探测灯控电路的总体设计213.1设计思想213.2各模块方案选择和论证213.3总体电路的结构划分223.4电路图的设计243.4.1人体探测灯控电路框图253.4.2电路中主要元器件选择263.4.3人体探测电路工作原理274电路制作294.1整体电路制作问题294.1.1原件的散热问题294.1.2电子电路的静电保护304.2电路的焊接与调试304.2.1电路焊接与调试时注意事项304.2.2调试条件与步骤314.3仿真与试验结果324.3.1电源电路的仿真与调试结果324.3.2红外延时控制电路的仿真与调试结果分析324.3.3控制执行电路的仿真与调试结果分析34总结与展望35致37参考文献38绪论1.1课题背景与来源随着经济的不断发展，城市建设也随着迅速发展，节能与环保已经成为当代产品开发中的首要考虑因素和最大卖点。

第一章引言图１．１静电力驱动式微型夹钳“”２．电磁力驱动微型夹钳电磁力驱动微型夹钳的驱动器一般包括线圈和电磁铁等，线圈所产生的电磁场驱动电磁铁运动，推动夹钳的卡爪完成夹持动作。

这类微型夹钳的卡爪能获得较大范围的开合量，夹持动作响应快，无磨损，控制简单，但是电磁线圈的结构难于用ｌｃ工艺兼容（难于用ＩＣ工艺加工），而且体积大，无法做的很小，还不能称为微夹钳。

３．压电式微夹钳图１－２为压电式微夹钳，驱动源是压电变换器。

通过施加电压，压电变换器产生长度变化，使钳口张合。

此微夹钳具有可控输出，无摩擦，易制作等优点，但是以压电元件驱动的微夹钳受压电元件尺寸的限制，难以做得很小。

压电元件的逆压电效应产生的变形量很小，通常为几～十几微米，不能满足微尺度操作的要求。

一般采用机械增幅机构，利用杠杆原理，来放大位移。

经过二、三级的放大，可以将压电元件的变形量放大到几百微米。

机械增幅机构中多采用柔性铰链，柔性铰链适合于实现小范围偏转的支承，可以作为杠杆支点和构件间的铰接点，体积容易做得很小，无机械摩擦、无间隙。

图１．２压电式微夹钳…１８第一章引言４．形状记忆合金微夹钳上文中提到机械增幅机构，机械增幅机构中多采用柔性铰链，柔性铰链适合于实现小范围偏转的支承，可以作为杠杆支点和构件间的铰接点，体积容易做得很小，无机械摩擦、无间隙。

柔性铰链绕轴作复杂运动的有限弹性角位移时，储存了一定的弹性势能，当机械增幅机械去掉驱动力之后，机构可以靠柔性铰链的弹性能恢复处理和记忆训练后，它对原有的形状具有记忆能力。

利用这种记忆效应来夹持、释放物体，这就是形状记忆合金夹钳的基本原理。

形状记忆合金是一种功能材料，经过一定的热处理和记忆训练后，对原有的形状具有记忆能力。

利用此记忆效应来夹持，释放物体。

如图１．３所示，通过加热由形状记忆合金组成的驱动单元Ｉ，使其产生变形，引起驱动单元ＩＩ变形，从而使钳爪闭合；反之，温度下降，变形恢复，钳爪张开。

形状记忆合金具有较高机械性能，抗蚀性能好，可恢复应变量大，恢复力大，本身既是驱动材料，又是结构材料，便于实现机构的简化和小型化。

1. 基于单片机汽车防盗报警系统设计（字数：18145,页数:572. 光学衍射仿真实验系统（字数:9381,页数:403. 基于单片机的音乐存储播放器设计（字数:19557,页数:71 ）4. 低频数字式相位测量仪（字数:11601,页数:31 ）5. 简易数字存储示波器（字数:15560,页数:386. 基于组态软件的测控系统设计（字数:27507,页数:467. 基于PC机的防盗报警系统设计（字数:13123,页数:35）8. 弯管机电机转速测控系统的研制（字数:10961,页数:25）9. 基于单片机智能火灾报警器设计（字数:17817,页数:50 ）10. 开关稳压电源设计（字数:11048,页数:40）11. 基于单片机的无功补偿的设计（字数:14963,页数:55 ）12. 浮尘含量检测系统的LabVIEW 数据采集分析软件设计（字数:13877,页数:3213. 便携式高清晰数字无线监控系统---- 接收单元硬件设计（字数:15075,页数:41 ）14. 数控高精度直流电源（字数:24333,页数:52）15. 音频信号分析仪设计（字数：11603,页数:32）16. 基于MATLAB 的图像处理平台开发（字数:14101,页数:4817. I2C总线温度传感系统（字数:11775,页数:40 ）18. 基于Java的企业管理系统设计（字数:10770,页数:3819. 自动化立体仓库岀入库检测控制系统的研究（字数:20729,页数:3520. 基于单片机的遥控调光灯系统设计（字数:11107,页数:32 ）21. 电动工具（吸尘器）的生产和检验（字数:13916,页数:3122. 三相正弦波变频电源设计（字数:12826,页数:43 ）23. 基于单片机的温度报警器设计（字数:10257,页数:30）24. 基于LabVIEW 的直流电机转速检测系统设计（字数:8497，页数:50 ）25. 智能仪器的USB接口设计（字数:11943,页数:41 ）26. 基于RFID技术的Mifare1卡读写器的设计（字数:17364,页数:4327. 基于TUBE DB的弯管装备的信息管理系统设计（字数:16702,页数:57 ）28. 智能建筑的视频监控系统设计（字数:22567,页数:38 ）29. 基于单片机的智能电表设计（字数:29991,页数:64 ）30. 轴承加热器温度控制方案研究（字数:12214,页数:35）31. 基于LABVIEW 的湿度测量仪设计（字数:12835,页数:37 ）32. 基于Labview的温度信号采集系统设计（字数:20192,页数:47）33. 浮尘含量检测系统的信号调理设计（字数:12414,页数:3334. 洗衣机的智能控制系统设计（字数:13185,页数:3335. 基于Labview的电机起动过程的观测与分析（字数:11851,页数:2536. 基于ARM 微处理器的三相逆变电源设计（字数:15309,页数:61）37. 基于ST7540的多频率电力线通信系统设计（字数:13600,页数:53）38. 面向数控装备的嵌入式测控系统的硬件系统的研究（字数:14003,页数:40）39. 基于单片机的载波通信系统设计（字数:15638,页数:80）40. 正弦脉宽调制波SPWM的仿真优化（字数:14306,页数:52 ）41. 基于LabVIEW 的海水温度测量系统设计（字数:14234,页数:42 ）42. 基于MATLAB 的数字图像处理应用（字数:16456,页数:42 ）43. 基于Struts的连锁店管理系统（字数:17140,页数:6044. 简易波形发生器的设计（字数:13574,页数:3645. 基于ARM的电流互感器特性测试仪设计（字数:13659,页数:51 ）46. 基于LIN总线的司机座椅控制器设计（字数:15325,页数:44）47. 酒精浓度检测仪的设计（字数:12127,页数:44）48. 某办公大楼综合布线系统设计（字数:11971,页数:2649. 楼宇综合布线系统设计（字数:13355,页数:2650. 用电智能电动装置设计（字数：13765,页数:38 ）51. 单片机在点钞机中的应用（字数:7658,页数:42 ）52. 基于单片机的温度测控系统设计（字数：25122,页数:71）53. 全站型电子速测仪的使用和检验（字数:9708,页数:3454. 标准电阻自动巡检装置设计（字数：10494,页数:34 ）55. 基于施耐德Premium PLC的水厂自动控制系统的设计（字数:11249,页数:35 ）56. 造纸过程DCS控制方案设计（字数:20602,页数:31 ）57. 住宅建筑电气与智能化系统设计（字数:16501,页数:33 ）58. 多层住宅建筑电气系统设计（字数:18116,页数:32 ）59. 某住宅小区智能监控系统设计（字数:14482,页数:2760. 轴承加热器温度传感器研制与参数校正（字数:13385,页数:38 ）61. 基于单片机的数字直流电位差计的设计（字数:17221,页数:37 ）62. 电加热器温控设计（字数:11159,页数:34 ）63. 基于VC + +的云台控制系统开发设计（字数:12017,页数:40 ）64. 基于神经网络的字符识别研究（字数:21735,页数:41 ）65. 高稳定性卤钨灯光源的研制（字数:10179,页数:34）66. 弯管角度非接触测量系统的设计（字数:12693,页数:23 ）67. 智能照明节电器的设计（字数:13120,页数:32 ）68. 基于AD590的火灾报警系统的设计（字数:9640,页数:2469. 智能门锁系统（字数:14339,页数:39 ）70. 车载GPS的设计（字数:18585,页数:35 ）71. 蒸煮过程温度程序控制（字数:14602,页数:3572. 注塑机操作规范与成型工艺设计（字数:21561,页数:42 ）73. 基于SQL数据库的测控信息平台的研制（字数:13015,页数:35 ）74. 基于VC++云台串口控制设计（字数:15682,页数:55 ）75. 基于虚拟仪器的微位移测量系统的研制（字数:11516,页数:24 ）76. 基于单片机的函数信号发生器设计（字数:11150,页数:32 ）77. 集成运放综合参数测试仪（字数:13418,页数:36 ）78. 面向化工产品检测技术的研究（字数:15650,页数:3479. 近红外光谱仪光电信号采集电路设计（字数:13554，页数:32）80. 吸烟式火灾报警器系统设计（字数:11629,页数:34 ）81. 基于虚拟仪器的可编程智能电池参数实时监控系统设计（字数:15270,页数:28 ）82. 杭州某化纤厂太阳能热水控制系统设计（字数:16902,页数:43）83. 基于VC++的数据库报表的开发（字数:12752,页数:50 ）84. 红外遥控温度报警器（字数:12376,页数:32）85. 程控滤波器设计（字数:12387,页数:37 ）86. 基于PSpice的电路仿真（字数:10671,页数:3587. 基于单片机的太阳能热水器控制系统设计（字数:14892,页数:50）88. 开放式控制器与多种检测元件的匹配问题的研究（字数:10864,页数:29 ）89. 基于IMAQ的弯管角度测量系统的研制（字数:10452,页数:2290. 智能电能表及手持抄写器设计（字数:30248,页数:48）91. 直流无刷电机精密转速控制（字数:13891,页数:25 ）92. 基于单片机的LED点阵电子显示屏设计（字数:9975,页数:31 ）93. 面向数控装备的嵌入式测控系统的软件系统研究（字数:16869,页数:3694. 周期信号软件同步采样方法的研究（基于Matlab ）（字数:11627,页数:2795. 基于LABVIEW 的滤波器设计（字数:10359,页数:3096. 简易数字频率计的设计（字数:10394,页数:31 ）97. 基于LabVIEW的直流电机控制系统设计（字数:15841,页数:37）98. 基于ARM 微处理器的电参数测量设（字数:17063,页数:48 ）99. 基于旋转编码器的转速检测系统的设计（字数：11133,页数:27100. 基于MatLAB的电路仿真（字数:11036,页数:35101. 简易逻辑分析仪（字数：20430,页数:49）102. 基于C#的数字图像处理应用设计（字数：14955,页数:33103. 简易综合测试仪（字数:14702,页数:41）104. 数据采集与传输系统设计（字数：11683,页数:33）105. 基于Matlab的电力系统谐波分析研究（字数:19905,页数:46 ）106. 盛丝桶往复机电气控制系统设计（字数:22422,页数:42107. 自动络筒机电气控制系统设计（字数:25183,页数:42108. 冷媒自动填充机电气控制系统设计（字数:27579,页数:46109. 四工位组合机床电气控制系统设计（字数:18706,页数:32110. 机械手定位系统电气控制设计（字数:18830,页数:38111. 呢料预缩机电气控制系统设计（字数:25610,页数:43112. 自动配色机电气控制系统的设计（字数:21098,页数:42113. 收卷机电气控制系统设计（字数:24950,页数:44114. 自动过滤机电气控制系统设计（字数:26614,页数:44115. 自动供料装置电气控制系统设计（字数:24876,页数:41116. 成型机电气控制系统设计（字数:19368,页数:38117. 油锅炉供热电气控制系统设计（字数:21608,页数:38118. 螺杆挤岀机电气控制系统设计（字数:20902,页数:40119. 自动喂粕系统电气控制设计（字数:17133,页数:38120. 输送机电气控制系统设计（字数:23486,页数:43121. 染色机电气控制系统设计（字数:29748,页数:42122. 基于虚拟仪器的振动测试系统的设计（字数:18706,页数:51123. 基于噪声信号源的声学测距系统的设计（字数:22913,页数:57）124. 光纤测振仪的设计（字数:24934,页数:63 ）125. 基于DS18B20的多点温度测量系统的研究（字数:19388,页数:61126. 基于混沌与分形理论的表面肌电信号非线性分析（字数:19337,页数:55 ）127. 基于聚类分析的生物电信号模式识别的研究（字数:24345,页数:78128. 基于线性判别函数和非线性判别函数的肌电信号的识别方法（字数:30214,页数:94 ）129. 基于虚拟仪器技术的步进电机控制系统设计（字数:18121,页数:43130. 基于虚拟仪器技术的加热炉温度控制系统设计（字数:15881,页数:35 ）131. 简频率特性测试仪设计CK026 （字数:22796,页数:59 ）132. 声波测距仪（字数:19651,页数:46133. 微机原理CAI课件设计（字数:18399,页数:36134. 小波变换与人工神经网络在肌电信号模式识别中的应用（字数:20750,页数:41 ）135. 压电测振仪的设计（字数:27021,页数:67价格:¥ 108.00）136. 液体包装机电气系统的PLC控制（字数:17359,页数:47 ）137. 液体包装机电器系统的PLC控制系统（字数:18806,页数:39 ）138. 用VB建立传感器技术课程习题库（字数:17791,页数:56139. 基于GSM/CDMA 的防盗报警系统（字数:14186,页数:40140. 基于网络控制的温度远程自动控制系统的设计（字数:23077,页数:53 ）141. 开关电源系统测试的方法研究（字数:9105,页数:20表》（附表2）所列内容记录有关事项。

测控技术与仪器的毕业论文随着科技的迅猛发展，测控技术在众多领域的应用日益广泛。

在工程领域中，它可以用于测量和控制各种系统，从而达到优化工程过程、提高生产效率、提高产品质量的目的。

随着测控技术的不断发展，测控仪器的使用也越来越多，成为实现测控技术的重要工具。

本论文主要介绍测控技术和仪器的发展和应用，分析其在工程领域中的作用和应用前景，希望对测控技术和仪器的研究和应用提供参考。

一、测控技术的发展测控技术是一种通过测量和控制来达到优化工程流程、提高生产效率、提高产品质量的技术。

它包括传感器、仪器、控制器、通信设备等多个方面，这些设备共同协作起来完成一项测量和控制的任务。

测控技术的发展可以追溯到19世纪末期。

当时，欧洲和美国的工程师们开始使用各种仪器和设备来进行测量和控制，其中一些设备包括恒温器、压力表、流量计、温度计等。

这些设备的使用使得工程师们能够更加准确地测量和控制工程过程，从而提高了工程的生产效率和产品质量。

随着时间的推移，测控技术不断发展。

二十世纪初，著名的工程师泰勒提出了“科学管理”的概念，他认为通过测量和控制可以实现优化工程过程、提高产品质量和生产效率。

这一理念推动了测控技术的发展，并促进了测控仪器的制造和应用。

二、测控仪器的应用测控仪器是测控技术的重要组成部分，它可以根据测量结果和控制信号来实现对工程过程的控制。

在工程领域中，测控仪器具有广泛的应用，包括以下几个方面：1.生产流程监测测控仪器可以用于监测生产流程中的各个环节，例如温度、湿度、压力、液位等。

通过对生产流程的监测，工程师们可以及时调整控制参数从而提高生产效率和产品质量。

2.产品质量检测测控仪器可以用于产品质量检测，例如温度控制器、压力表、湿度计等。

这些仪器可以准确地测量产品的各种指标，并进行自动控制，确保产品的质量达到标准要求。

3.环境监测测控仪器可以用于环境监测，例如氧气浓度检测、扬尘浓度检测等。

它可以帮助工程师们掌握环境情况，对环境进行监测和控制，从而保护环境和人类健康。

测控技术与仪器专业毕业设计题目汇总【本文由大学生电脑主页( )收集整理，大学生电脑主页——大学生的百事通】基于遗传算法的图像阈值分割方法的研究探地雷达回波信号数据采集系统的设计基于支持向量机软测量的研究盲信号处理及其应用研究神经网络在模式识别中的应用研究计算机绘制曲线的方法途径与及其应用光纤布喇格光栅温度和应变同时测量系统光纤加速度传感研究与系统设计分布式光纤温度传感器系统的设计等精度频率计的设计分布式光纤电压测量系统的设计与研究光纤光栅不均匀受力特性分析轧机扭振测量无线感应电源的设计水泥篦冷机熟料温度测量方法的研究分布式光纤微弯压力传感器的研究水泥篦冷机料层厚度测量方法研究超声波水流量计的设计基于小波理论的图像压缩技术研究基于信号消噪的语音增强技术的研究光纤小波滤波器的研究智能变频空调器的模糊控制技术的研究高双折射光纤应变测量系统的研究玻璃钢玻瓦生产线温度控制方法的研究测试信号分析网络虚拟实验平台设计数字图像相关法动态位移测量研究及其应用光孤子通信的仿真研究光纤自适应偏振模色散补偿系统的研究基于Sagnac效应的光纤电流传感系统的研究图像处理中几种算法的研究与应用倒立摆智能模糊控制系统的研究基于网络环境的数字信号处理ICAI系统图像边缘检测在关节镜图像处理中的应用光纤波长扫描干涉方法在位移测量中的应用光纤光栅扭转传感器的研究基于信息熵的振动信号分析技术研究参数自整定模糊PID控制器的设计基于FPGA的分布式声表面波应变传感系统智能模糊控制在全自动洗衣机中的应用研究ABS系统的应用与设计光孤子源的研究取样光栅特性的理论研究智能化RLC测量仪的设计基于虚拟仪器的光纤电压传感器的研究智能测厚仪的设计光纤光栅横向应变传感器的研究神经网络控制器设计光纤光栅特性及其色散特性的应用神经网络在轧机AGC系统中的应用研究光纤微位移传感器的研究基于偏振调制的光纤电压传感器的研究数据处理在三维图像显示及处理中的应用基于半导体吸收原理的光纤温度传感器研究取样光纤布喇格光栅滤波器的设计热式气体质量流量计的设计扭转光纤电流传感器的研究几种基本光学原理的仿真分析图像处理中各种显示方法的研究与应用光谱吸收式气体传感器的研究与设计表面粗糙度的光纤测量仪研究与设计原油多相流流量测量仪的研究与设计光学式电流互感传感器的研究与设计变压器油中微水含量测量仪的设计与研究光纤亮度与颜色温度测量仪的研究与设计激光在线测径仪的研究与系统设计用于高温状态下的涡流式流量传感器及其系统的设计压电传感器即插即用技术的研究激光三角法测厚系统的设计准静态电荷放大器的设计激光脉冲测距系统的设计基于牛顿环的透镜曲率半径自动测量系统的设计基于CCD的玻管尺寸测量系统的设计激光表面粗糙度检测系统的设计CCD平板位置检测系统的设计便携式多功能测尘仪的研制成分含量近红外快速检测技术及系统的研究基于声光传感技术的楼道照明系统的研究近红外光谱分析在药品识别中的应用研究便携式井下甲烷浓度检测仪器的设计多传感器火灾报警系统的设计智能化压力传感器的研究储粮仓群微机测温系统的研究智能化水平仪的研究与设计数据融合在压力容器声发射检测中的应用玻璃厚度激光在线监测系统的研究基于PLC的污水处理系统的研究给排水系统研究在机测量与反求系统的研究智能仪表的设计及CAN总线接口技术研究红外热辐射温度测量系统设计与研究基于热电偶的温度测量系统的设计与研究基于石英晶体温度传感器的温度测量系统设计与研究吊车防撞报警系统的设计与研究差动电容压力测量系统设计与研究数字式汽车参数测试系统设计与研究粮食含水率测量系统设计与研究非导磁材料镀层厚度检测系统设计与研究超声海水流速测量系统研究海水温度检测系统的研究海水浪高测量系统的研究海水流速测量系统研究海水噪声测量系统研究海水浪涌压力测量系统研究基于混沌理论的微弱信号检测研究小波分析在奇异信号检测中的应用研究声光器件参数测量系统研究便携式数字化超声波检测仪器的设计与研究超声波在火车车轮裂纹检测系统中的应用研究正交矢量型锁相放大器在微弱信号检测中的应用基于经验模态分解的旋转机械故障诊断的研究信息融合技术在轧机故障诊断中的应用研究基于小波神经网络的旋转机械故障诊断的研究激光多普勒扭转振动测试技术的研究轧机主传动轴在线监测系统研究非接触式轧机主传动系统扭矩监测系统的研究单晶硅吸收型光纤温度传感器的设计研究光纤传感位移测量系统设计超声波智能硬度检测仪的设计粮食烘干塔中温度水分智能检测系统设计在线无创伤植物水势自动监测仪的设计研究虚拟仪器在供水网络监控与故障诊断中的应用掺稀土光纤光源传感器测量可燃气体的研究组态软件在换热系统虚拟成像中的应用基于虚拟仪器的锅炉模糊控制系统的研究基于虚拟仪器的供热多路巡回检测系统基于虚拟仪器的多功能测量系统的研究图像处理技术在人脸识别中的应用研究数据压缩技术在遥测遥控系统中的应用用于面粉品质检测的吹泡示功仪的研究与设计可吸入颗粒物监测系统的设计办公用门禁系统的研究与设计粮食筒仓温控系统的研究与设计双自整角机角度测量系统的设计基于热电偶的智能测温系统的设计温湿度测量系统的研究与设计轿车自动变速系统的研究与设计激光微束捕陷生物粒子原理和特性分析指纹认证技术和信号处理方法研究滴定法测量血清HCO3离子浓度原理和设计热力管道流量测量方法及测量系统设计赤潮的生成机制和预报模型研究海水中矿物油污染浓度荧光测量方法和仪器设计汽车尾气排放检测仪的设计非接触式表面粗糙度测量系统的设计工件直线度在线测量系统的研究与设计激光干涉式微位移测量系统的研究与设计烟尘颗粒浓度在线监测系统的设计基于CCD的小尺寸测量系统的研究与设计光纤布喇格光栅曲率传感技术的研究LED宽带光源的设计研究光纤光栅电流传感技术的研究光纤光栅电压传感技术的研究基于温度补偿技术的光纤光栅位移传感器的设计研究热释红外线无线报警系统的设计研究热释红外卫生间节水控制器的设计研究光纤光栅温度传感器的设计研究汽车轮胎运行状态的监测研究基于超声波技术的避障检测系统的研究锥度检测仪的设计驾驶员疲劳状态的视频监测的研究呼吸次数和心率的测量研究基于FPGA的图像边缘检测的研究电机运行监测仪的设计传送带运行状况监测的研究基于霍尔元件的钻机转盘扭矩测量系统的研究智能压力传感器系统的研究高压开关柜触点温度在线监测技术的研究基于霍尔传感器的金属管转子流量测量的研究基于单片机构成环境温湿度实时测控系统的研究高压容器超声波液位检测系统的研究电子舌及其应用的研究人工嗅觉系统的研究与设计光纤光栅应力传感系统的研究超声硬度检测仪的研究与设计超声波流量计的研究【本文由大学生电脑主页( )收集整理，大学生电脑主页——大学生的百事通】。

测控技术与仪器论文脉宽调制型差动电容位移传感器的研究学院名称：机械工程学院专业：测控技术与仪器脉宽调制型差动位移传感器的研究摘要电容式传感器是将被测非电量的变化转换成电容量变化的一种传感器。

结构简单、分辨率高、可非接触测量，并能在高温、辐射和强烈振动等恶劣条件下工作。

目前在位移、振动、角度、加速度、压力、压差、液面和成分含量测量等方面获得广泛应用。

然而，电容式传感器将被测非电量变换为电容变化后，其信号十分微弱，不便于直接测量，所以为了测出被测非电量必须采用测量电路将其转换成电压、电流或频率信号。

本论文主要研究的内容是电容式位移传感器及其测量电路。

设计中电容器由三片相同的金属板构成，三块板平行放置，连成差动结构，然后配以脉宽调制信号处理电路从而实现对微小位移的检测。

这种电路无需相敏检波电路即可判定产生位移的板的运动位置，由于采用差动结构，整体电路具有线性度高、灵敏度高和温漂小的特点。

设计时将系统分为两部分，即传感器制作部分和测量电路部分，通过分步测试调理，最后建立一个完整的实验系统，研制出一台微位移测试仪。

当动极板与两固定极板的相对位置发生变化时，即产生相对位移时，电路的输出电压产生变化，电压变化与位移呈现线性关系。

关键词：电容式传感器差动结构脉宽调制微小位移线性关系Study of Displacement Sensor Based on Pulse Width Modulated DifferentialCapacitorsAbstract The capacitive sensor is a type of sensor which is used to convent the measured non electrical quantity to the changes of the capacity.It has many characteristics ,such as simple structure, high resolution.It can be used for non-contact measurement.Moreover,the capacitive sensor can also work under harsh conditions such as heat, radiation, and strong vibration.Now, it is widely used in the displacement, vibration, angle, acceleration, pressure, differential pressure, liquid level and component content measurement.However，after the capacitive sensors transform the measured non-electricity into the changes of the capacitance,the output signal is so weak that it can not be measured directly.So the measuring circuit is needed to change the measured non-electrical quantity into the voltage, current or frequency signals.The contents of this thesis are the design of the capacitive displacement sensor and its measurement circuit.In this design,the capacitor consists of three metal plates which are placed parallel,so it is connected as a differential structure.And then using a pulse width modulation signal processing circuit so that we can achieve the detection of small displacements.This circuit can judge the position of the board which causes the displacement without a phase sensitive detection circuit.Due to the differential structure, the overall circuit has the following characteristics ,high linearity, high sensitivity and small temperature drift .The system is divided into two parts.One is the production of the sensor.The other is the measuring circuit portion.By a step-by-step test,we build a complete experimental system and develop a micro-displacement testing instrument.When the relative position of the moving plate and the two fixed plates which is called relative displacement changes,the output voltage of the circuit changes.There is a linear relationship between the voltage and the displacement.Key words :Capacitive sensors Differential structure Pulse width modulation Micro-displacement Linear relationship目录第一章绪论........................................................... - 1 -1.1 本课题研究背景.................................................. - 1 -1.2 本课题研究目的和意义............................................ - 1 -1.3 研究现状........................................................ - 2 -1.4 本课题的任务和内容.............................................. - 3 - 第二章电容式传感器的相关理论及其设计............................. - 5 -2.1 电容式传感器工作原理............................................ - 5 -2.2 电容式传感器的类型.............................................. - 6 -2.2.1 变极距型电容传感器......................................... - 6 -2.2.2 变面积型电容传感器......................................... - 6 -2.2.3 变介电常数型电容传感器..................................... - 7 -2.3 电容式传感器等效电路............................................ - 8 -2.4 电容式传感器的灵敏度和非线性.................................... - 9 -2.5 电容式传感器特点及发展方向..................................... - 10 -2.5.1 电容式传感器的优点........................................ - 10 -2.5.2 不足之处.................................................. - 10 -2.5.3 发展方向.................................................. - 11 -2.6本论文传感器设计方案........................................... - 11 -2.6.1 提出方案.................................................. - 11 -2.6.2 方案具体实施及注意点...................................... - 12 -2.7 本章小结....................................................... - 13 - 第三章常用的电容式传感器测量电路................................ - 14 -3.1 调频电路....................................................... - 14 -3.2 交流电桥电路................................................... - 15 -3.3 双T型充放电网络............................................... - 15 -3.4 运算放大器式电路............................................... - 16 -3.5 脉冲调宽型电路................................................. - 17 -3.6 本章小结....................................................... - 18 - 第四章采用脉冲调宽原理设计的微小位移测量仪..................... - 19 -4.1 测量电路结构及工作原理......................................... - 19 -4.2 测量电路元件选择............................................... - 22 -4.2.1基准电压源的选择.......................................... - 22 -4.2.3比较器的选择.............................................. - 23 -4.2.4双稳态触发器的选择........................................ - 24 -4.2.5非门芯片的选择............................................ - 25 -4.2.6低通滤波器的选择.......................................... - 25 -4.2.7运算放大器介绍............................................ - 28 -4.3 测量电路元器件参数计算与确定................................... - 28 -4.4 本章小结....................................................... - 29 - 第五章实验结果与误差分析.......................................... - 30 -5.1 实验准备....................................................... - 30 -5.1.1 实验器材.................................................. - 30 -5.1.2 实验步骤.................................................. - 30 -5.2 测量电路波形测试分析及传感器的搭建............................. - 31 -5.2.1 测量电路的调试............................................ - 31 -5.2.2 传感器部分................................................ - 32 -5.3 数据测量与记录................................................. - 33 -5.4 误差分析....................................................... - 34 -5.4.1 误差来源.................................................. - 34 -5.4.2 减小误差措施.............................................. - 35 -5.5本章小结....................................................... - 37 - 第六章课题总结与展望.............................................. - 38 -6.1 课题总结....................................................... - 38 -6.2课题展望....................................................... - 38 -参考文献 ............................................................. - 41 - 附录.................................................................. - 44 -第一章绪论1.1 本课题研究背景在工、农业生产、科学研究、国防建设及国民经济的各部门中，经常需要检测各种参数和物理量，获取被测对象的定量信息，以便进行监视和控制，使设备或系统处于最佳运行状态，并保证生产的安全、经济及高质量。