隨著工業(yè)4.0、智慧智造等概念逐年深化,如何精確獲取并量化體現(xiàn)機(jī)械設(shè)備角度改變成為必須解決的問題,設(shè)備壽命,產(chǎn)品質(zhì)量等生產(chǎn)成本指標(biāo)與測(cè)量值的準(zhǔn)確性息息相關(guān)。因此,高靈敏、高精度、多功能的新型角度傳感器的研發(fā)與打造智能化生產(chǎn)之路的發(fā)展不謀而合。角度測(cè)量技術(shù)發(fā)展不斷成熟,出現(xiàn)了多種多樣的角度傳感器。其中電容式角度傳感器具有分辨率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低等特性,非常具有研究意義。由于電容式傳感器傳統(tǒng)的測(cè)量電路復(fù)雜、難以消除寄生電容、輸出非線性的缺點(diǎn),造成了電容式角度傳感器的分辨率低、成本高和測(cè)量范圍小。本文設(shè)計(jì)了一種電容式角度傳感器結(jié)構(gòu),研究了傳感器的性能,使其能實(shí)現(xiàn)0°～360°的大范圍測(cè)量。采用了一種PCAP01電容測(cè)量方案,改善了傳感器輸出非線性的現(xiàn)象,減少了寄生電容,簡(jiǎn)化了復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。智能角度測(cè)量?jī)x是一種智能的測(cè)量角度的儀器,具有角度值的實(shí)時(shí)測(cè)量、液晶屏實(shí)時(shí)顯示、上位機(jī)角度顯示與記錄功能。系統(tǒng)由角度傳感器、電容測(cè)量模塊、STM32控制器模塊、OLED顯示模塊、電源模塊、下載模塊和上位機(jī)軟件模塊組成。采用C語言在MDK5編程環(huán)境下完成智能角度測(cè)量?jī)x的軟件功能設(shè)計(jì),... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．３定片與動(dòng)片處于零位置??Ｆｉｇ．?３．３?Ｔｈｅ?ｓｔａｔｏｒ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｒｏｔｏｒ?ｓｔｏｐ?ａｔ?ｔｈｅ?ｚｅｒｏ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ??

３．２．１角度傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??角度傳感器被設(shè)計(jì)為差動(dòng)式變面積型電容結(jié)構(gòu)，由兩組定片極板和一組動(dòng)??片極板組成，能實(shí)現(xiàn)０。？３６０。的測(cè)量。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖３．２所示。圖中Ａ、??Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ為電容的電極，電極Ａ、Ｂ與電極Ｅ形成可變電容ｑ、Ｃ２，電??極Ｃ、Ｄ與電極Ｆ形成可變電容、Ｃ４。極板上的電極采用ＰＣＢ板覆銅工藝制??成，平整度較高，極板間距為２ｍｍ。??（????ｙ?電極Ｃ???定片】??嫌???動(dòng)片??＾定片?２??Ｉ??圖３．２角度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??Ｆｉｇ．?３．２?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ｄｅｓｉｇｎ?ｏｆ?ａｎｇｌｅ?ｓｅｎｓｏｒ??３．２．２角度測(cè)量算法研宄??％、咖：??圖３．３定片與動(dòng)片處于零位置??Ｆｉｇ．?３．３?Ｔｈｅ?ｓｔａｔｏｒ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｒｏｔｏｒ?ｓｔｏｐ?ａｔ?ｔｈｅ?ｚｅｒｏ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ??圖３．３為角度傳感器定片與動(dòng)片處于零位置時(shí)的圖。通過測(cè)量可變電容值??１０??

圖３．５電容測(cè)量模塊原理圖??Ｆｉｇ．?３．５?Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｍｏｄｕｌｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??圖３．５是電容測(cè)量模塊的原理圖。圖中ＣＡＰ１、ＣＡＰ２、ＣＡＰ３、ＣＡＰ４為待??測(cè)電容，與ＰＣＡＰ０１芯片的２７￣３０引腳相連，另一端接地。這種測(cè)量模式叫測(cè)??量電容接地模式。另外一種模式為漂移模式，將電容兩端接在ＰＣＡＰ０１芯片的??兩個(gè)引腳上使用。角度傳感器有定極板和動(dòng)極板，如果選擇漂移模式，動(dòng)極板??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3372706