文档名：用于纳米压电定位平台的电容传感器设计
摘要：针对纳米压电定位平台中电阻应变片式传感器无法满足定位精度的问题,设计了一种非接触式测量的双极板电容式位移传感器.首先,详细分析了电容传感器的基本测量原理和闭环控制原理.对电容传感器固有的边缘效应问题进行理论分析,并通过保护环措施消除其影响.在建立电磁仿真参数模型的基础上,带保护环结构的电容仿真值与理想值误差小于1.8％.改进了一种基于有源电桥的高灵敏度运算放大器式电容检测电路,使电路具有更高的分辨率和线性度.通过对该传感器进行标定,其测量范围在0～30μm内,线性度为0.05％,分辨力优于0.01μm.
Abstract：Aimingattheproblemthatresistancestraingaugetypesensoronnanopiezoelectricpositioningplatform,cannotmeetthepositioningprecision,abipolarplatecapacitivedisplacementsensorfornon-contactmeasurementisdesigned.Firstly,basicmeasurementprincipleandclosed-loopcontrolprincipleofcapacitivesensorareanalyzedindetail,andtheinherentedgeeffectofcapacitivesensorisanalyzedtheoreticallyandmeasuresofprotectionringaretakentoeliminateitseffect.Onthebasisofestablishingelectromagneticsimulationparametermodel,theerrorbetweenthesimulationvalueofthecapacitorwiththeguardringstructureandtheidealvalueislessthan1.8％.Ahigh-sensitivityoperationalamplifier-typecapacitancedetectioncircuitbasedonactivebridgeisimproved,sothatthecircuithashigherresolutionandlinearity.Thesensoriscalibrated,themeasurementrangeis0～30μm,thelinearityis0.05％,andtheresolutionispriorto0.01μm.
作者：付连壮 刘曰涛 韩振 蔡如岩 李自帅Author：FULianzhuang LIUYuetao HANZhen CAIRuyan LIZishuai
作者单位：山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049
刊名：传感器与微系统
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(4)
分类号：TP212
关键词：电容传感器 压电平台 闭环控制 保护环 电磁仿真 电容检测电路
Keywords：capacitivesensor piezoelectricplatform close-loopcontrol protectionloop electromagneticsimulation capacitancedetectioncircuit
机标分类号：TP202TP342.1TN722.77
在线出版日期：2024年4月26日
基金项目：国家自然科学基金用于纳米压电定位平台的电容传感器设计[
期刊论文] 传感器与微系统--2024, 43(4)付连壮 刘曰涛 韩振 蔡如岩 李自帅针对纳米压电定位平台中电阻应变片式传感器无法满足定位精度的问题,设计了一种非接触式测量的双极板电容式位移传感器.首先,详细分析了电容传感器的基本测量原理和闭环控制原理.对电容传感器固有的边缘效应问题进行理论...参考文献和引证文献
参考文献
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