基于单片机的电容测量仪设计.doc

堡墨丝曼旦软件设计本软件的开旋平台是 ，编译后生成的可执行文件的大小约为，工作平台为。本软件主要用于对“下行接口电路及分路器”进行设置，相应其中断，从它的相应端口读出遥测数据，进行数据处理后写到。上行编码器”的寄存器端口中，以驱动编码器的工作。该程序的中断采用的是由硬件触发的中断方式，当输入的数据流中的串行数据经串，并转换电路变换为位并行数据后存入缓冲区通道后，硬件电路会发出中断信号给计算机，程序进中断子程序后，进行参考信号的转换以及自适应算法进行数据的处理，同时输出控制信号。鲤型亟遮盛墨鲤实验系统及结果分析系统中做驱动器用的压电陶瓷的尺寸为： ；做圈试验系统连接固图实验数据传感器用的压电陶瓷的尺寸为： ；桨叶模型的尺寸为：。在单片桨叶模型上粘贴两片传感器和片驱动器。在实验中应注意压电驱动器的连线方式，因为由力学分析可知，要使桨叶产生弯曲必须使上、下表面布置的压电驱动器伸缩的方向相反，布置驱动器时，若其正电极朝向都是朝外，则要将上表面压电元件的正、负极分别与下表面的负、正极相连，接至功率放大器的两个输出端。扭转变形的压电驱动器的电极连接方式与产生弯曲变形的不同，要将上表面压电元件的正、负极分别与下表面的正、负极相连，接至功率放大器的两个输出端。压电元件的布置如图所示。实验结果见图实验数据表明旋翼的振动幅度在控制后降低到结束语本系统利用脉冲编码技术解决了智能旋翼系统中信号的传输的问题。通过在桨叶模型的振动主动控制技术中的应用，表明该技术在智能旋翼系统中的有效性。参考文馘【】张树京董德存信息传输原理上海：同济太学出版社【】王厚枢吴志鹤等传盛器原理北京：航空工业出版社【童诗白模拟电子技术基础（第版）叫】北京：高等教育出版杜作者简介：李伟（）：男南京航空航天大学硕士，主要从事智能建翼的振动主动控制研究。作者声明：自愿将奉文稿酬捐为。仪器仪表用户杂志爱心助学基奎”原来的左右，收到了良好的效果。文章编号：（）基于单片机的电容测量仪设计牛百齐（济宁职业技术学院，山东济宁）摘要：文章提出了用单片机来实现电容测量的方法介绍了测量原理并给出了相应电路硬软件设计。通过误差分析提出电路元器件的选取，讨论了量程扩展的方法。关键词：电窖：测量：单片机动化，并能进行数据分析处理。以达到仪表的高可靠性、高精度和多功能。本文提出了一种利用一系列的单片机来实现电容测量的方法。中圈分类号：文献标识码：测量原理 测量原理如图所示。电容（或）电阻和施密特触发器（）构成一个多谐振荡器。在电源刚接通（咸台上）时，电容上的电压为多谐振荡器输出为高电平。苴 过对电容充电。当上充得的电压一时，施密特触发器翻转。变成低电平。又通过放电，。下降。当 （ ，）时施密特触发器又翻转，输出又变成高电平。如此往复产生振荡，其输出波形如图。： ； 随着单片机技术的发展它在智能化测量仪表中的应用越来越广泛。利用单片机的软件来代替硬件功能，可以实现仪表测量的自收稿日期：图电窖测量原理围由理论分析可知（）睦圈震蒲波形围欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息万方数据 ， 秘括 舾 吖），（与此同时电子开关闭合，数码管亮，软件设计令；（佣（ ）（） ）（，）则，厂庐，主程序框图如图，子程序框图（，）（仁）（）由式（）和测得的校准值测量值及存放在软件中的标准电容值可得出待测电容值。实际应用中也可以通过测量御来算出误差分析由式（）可以看出经软件校准后得出的的结果与的值有关。这样单片机晶振频率的绝对精度，环境温度的变化和电源电压的绝对精度引起的误差被消除。测量结果主要受标准电容的绝对精度影响，因此应该选择精度高，稳定性好的：其他误差来源包括周期测量的量化误差，除法运算产生的余数误差，电源电压的波动造成谐振频率偏移带来的误差，因此电路应选用稳压性能好的稳压电源。围主程序框圈田于程序框豳硬件电路单片机选用“一系列”的准位的，其片内带有的且可加密。利用其高速输入口单元测量振荡脉冲的周期。由于单元检测事件发生时刻是以定时器作为时间基准的，每个状态周期计数一次故系统采用晶振时，其对事件的分辨力为肛，单元的时间寄存器为位，故其测量的最大时间值为 。由近似计算公式 ，我们可以估算出测量电容的量程。为了能测量大电容取，可得盯。 。为了提高可靠性减少误差本实例测量电容量程取 。测量结果以位整数位小数表示。标准参考电容采用稳定性好，精度高的钽电容，（可预先精确测量）。显示电路数码显示采用静态显示方式，这样可以有效地避免数码管闪烁。采用五个共阴型数码管，七段码由的串行口端输出，移位脉冲由输出，串行口工作于方式（同步方式），为移位寄存器。作为数据写入控制端。在串行口输出显示数据时使 ，或门打开，由端输出的穆位脉冲加到，对由端输出的七段码数据串行移小结实验结果表明这一装置对于容量大于的电容测量误差不超过，且被测电容的容量越大其误差越小，它特别适合于测量容量较大的电解电容，具有一定的使用推广价值。其不足之处是：（）对于容量小于口的电容测量时误差超过，原因是测量结果以为单位。而显示装置的分辨率为。这一问题可以利用软件的办法改变小数点的位置加以解决。（）测量电容大小的范围不够宽，这一问题可以采取以下措施予以解决：（）利用分频器降低加到单片机 的脉冲频率，使测量量程向低值电容方向扩展。（）选用较大的，采用测脉冲频率的办法。使测量量程向大值方向扩展。（）采取软件办法和硬件办法同时使用来扩展量程。参考文献【】刘毅剐，刘杰单片机原理及应用】哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社】徐爱钧智能化测量控制仪表原理与设计【】北京：北京航空航天大学出版社位，同时电子开关被断开，五位数码管都不亮。避免了数码管在数据移位时产生闪烁的现象。当串行口输出数据结束时，使 ，作者简介：牛百齐与研究。山东井宁职业技术学院副教授，从事电工电子技术教学或门被封锁，输出的移位脉冲不能送到。文章编号：（）单片机传送带控制系统设计孙莹（沈阳建筑大学信息与控制工程学院，辽宁沈阳）摘要：介绍了由单片机控铷传送带系统的功能和组成，阐述了控制系统的工作原理硬件和软件设计及相关技术问题，美键词：；传送带：控制系统：单片机中田分类号：文献标识码： （ ， ， ）收稿日期： 欢迎光临本刊网站：万方数据。 （ ）（ ） 基于单片机的电容测量仪设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：牛百齐， NIU Bai-qi济宁职业技术学院,山东,济宁,272037仪器仪表用户INSTRUMENTATION CUSTOMER2005，12(4)0次参考文献(2条)1.刘毅刚.刘杰 单片机原理及应用 20042.徐爱钧 智能化测量控制仪表原理与设计 1996相似文献(10条)1.期刊论文 魏新华.段现星.Wei Xinhua.Duan Xianxing 万用表扩展测量电容器的三个实例 -电子测试2008(9)本文主要介绍了用数字万用表测量电容器的三种扩展应用实例.测量小容量电容器时,主要通过集成运算放大器将对电容器的测量改为对交流信号频率的测量;测量大容量电容器时,通过串联高精度小电容从而改变电容器测量的范围;进行在线测量电容时,主要通过集成运算放大器将对电容器的测量改为对电压的测量.在上述基础之上增加相应的电路,从而实现数字万用表的上述三种扩展测量功能.2.学位论文 杨倩 电容探针法在水平管两相流测量中的应用 2007多相流动参数的测量一直是多相流研究者探索的热点课题，流动中各参数的准确测量对揭示多相流动的机理具有重要意义，现有的测量方法在不同方面都有其自身的缺点，因此探索新的有效的测量方法进行多相流参数的测量具有重要意义。 电导探针法是多相流测量中广泛使用的测量方法，但是，实验介质的含盐度、实验温度、电极间距的选择等都对实验结果造成影响。基于电导探针法的不足，研制了两种电容探针：单丝电容探针及针形电容探针。 单丝电容探针的一个电极为单芯导线内部的导电金属丝，另一极为介质中导电相与探针接触的润湿面即管道中液相的高度，当液相高度发生变化时，电容值发生变化。静态实验表明，该测量方法不受介质含盐度和实验温度的影响，给出了测量电压值与液相高度的相关曲线。针形电容探针的测量原理是：由于水的相对介电常数远远大于气相、油相的相对介电常数，电容探针的尖端接触到不同相时，输出电压信号将发生高低电平的转换。探针输出的电压波形为理想的矩形波，不需要用阈值法进行处理。 在大型多相流实验环道上进行了气水两相流的实验，应用单丝电容探针对水平管气水两相流的截面含水率进行测量，分层流型下，对比实验测得的截面含水率的值与应用Eaton模型、Hughmark模型、Mukheriee-Brill模型及BeggsBrill模型计算得到的截面含水率的值，实验测量值与Mukhejee-Brill模型计算值吻合的较好。应用针形电容探针对气水两相流的流型进行了测量。流型发生变化时，安装在管道顶部的探针的输出电压信号发生变化，实验中观测到分层流、段塞流和环状流，三种流型下，探针的输出电压信号变化规律不同，因此，针形电容探针能够准确地识别分层流、段塞流以及环状流。3.学位论文 许明英 单一平面电容法水分测量应用研究 2007本课题采用的是单一平面电容的方法来检测建筑物的水分含量，这是一种基于电学原理的软场检测。它具有结构简单、牢固耐用、成本低、安全可靠以及响应速度快的优点。采用这种单一平面电容的检测方法可以将系统做成便携式的小型系统，测量简单易行，方便快捷，可实现对被测对象的无损检测。灵敏度很高可达到建筑物表面之下25mm。该测量方法安全可靠，不会对人身及周围环境造成损伤和破坏。 本课题的研究目的是针对建筑物漏水这一背景，对单一平面电容水分检测的方法进行了可行性分析，设计出稳定、可靠的检测系统。该课题的工作对普遍意义上的建筑物漏水检测有着重要的现实意义和实用价值。 电容法水分检测是水分测量中很重要的一种方法，它是利用电容对有水介质的敏感性来测量固态非导电物质的含水量。本设计是将单一平面电容式传感器产生的微弱信号进行处理后，再利用单片机进行采样及控制。 本课题的内容共分为以下几个部分：1)建立电容式传感器的物理模型，通过极坐标推导单一平面电容式传感器的电容值计算公式，建立数学模型； 2)分析三种微小电容测量电路，进而选择交流激励法作为系统的测量方法； 3)设计检测系统的硬件电路，包括正弦激励源的设计，检测电路的设计，相敏检波的设计，低通滤波、50Hz陷波的设计，单片机处理电路、液晶显示和键盘控制电路的设计； 4)水分测量软件模块的设计和优化； 5)单一平面电容式传感器模型的验证，系统整体性能的测定。4.期刊论文 万钧力.汤建勋.杨开勇 PIN管结电容的代换测量与回归分析 -电子测量与仪器学报2001,15(4)本文通过一组标准电容的代换测量,建立了测量电压与电容量的函数关系,并采用插值和回归分析得到结电容与偏压的特性曲线,该方法有效地克服了杂散电容及电路噪声对测量精度的影响,测试误差主要取决于标准电容的精度.5.期刊论文 连鸿波.杨以涵.谭伟璞.曲轶龙.齐郑.LIAN Hong-bo.YANG Yi-han.TAN Wei-pu.QU Yi-long.Qi ZHENG偏置电容法测量中压电网电容电流的误差分析 -电网技术2005,29(14)中压电网的系统电容电流是一个非常重要的参数,消弧线圈的安装、铁磁谐振的研究以及分析电压互感器高压侧保险熔断原因等都需要这个参数.文章介绍了中压电网电容电流间接测量方法(偏置电容法)的原理;详细分析了偏置电容法产生测量误差的原因,并给出了测量结果相对误差值与三相电压不平衡度以及偏置电容取值关系的定量表达式,同时指出了现场应用时为减小误差需注意的方面;误差分析表明,偏置电容法在三相电压不平衡度较小时可以满足测量精度的要求.6.期刊论文 王璐.杨百瑞.WANG Lu.YANG Bai-rui RLC串联电路暂态过程的研究实验中电容系统误差的测量与修正 -大学物理2008,27(2)在RLC串联电路暂态过程的研究实验中,由于示波器两测量探头间电容和电容箱零电容的存在,导致阻尼振荡周期的理论计算值与实验值之间可能产生非常太的误差,本文通过测量上述两类电容,对周期的理论计算值进行了修正,使之与实验值的相对误差明显减小.7.会议论文 戚栋.黄耀.张刚 用高频测量静电容的方法 1999简单介绍了用放大器测量静电容的电路构成、工作原理及特点。重点分析了采用高频测量静电容的方法。理论分析和测试结果表明：测量回路的频率特性是影响测量精度的主要因素。8.会议论文 姚振东.刘继海 微量电容法测量湿度的研究 2008很多场合需要长期稳定、高精度地测最湿度,无吸湿性介质电容湿度传感器有望解决这一问题。利用空气平板电容器对空气湿度有一定敏感度的特性,结合电容-数字转换器AD7746高精度高分辨率稳定可靠测量微量电容的优势,由超低功耗单片机MSP430构成了一个空气湿度测量实验系统.有限次数实验表明,空气平板电容湿度传感器能够测量湿度,且动态范围较宽.9.期刊论文 汤继强.孙枫.赵玉新.陈笑.TANG Ji-qiang.SUN Feng.ZHAO Yu-xin.CHEN Xiao 基于差动电容和变压器电桥的陀螺转子偏移测量研究与影响因素分析 -