【正文】 HZ的晶振頻率。 柵極板結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)為了達(dá)到其精度要求，除了采取細(xì)分提高分辨率的同時(shí)需要對激勵(lì)信號給以適當(dāng)設(shè)置。B與門電路1輸出端脈沖計(jì)數(shù)值。N通道2脈沖計(jì)數(shù)值。其辨向原理如圖212所示。通道1與通道2信號經(jīng)過與門電路1輸出；通道2與通道3信號經(jīng)過與門電路2輸出；。為此我們可采用脈沖計(jì)數(shù)的方式進(jìn)行測量。于是可以從尖脈沖信號著手。由于在測量的過程中，很難把握其拉動(dòng)動(dòng)?xùn)懦叩乃俣?，?dǎo)致信號放大后輸出的復(fù)合波形很難定量測定。圖28容柵位移傳感器移動(dòng)過程中各路采集信號的輸出變化情況 輸出信號的整形由于容柵的原理是基于電容變面積式，所以容柵的輸出信號推到： U=Q/C。因此在動(dòng)極板移動(dòng)的過程中，正弦信號不斷發(fā)生變化(幅值變化，頻率不變)，其檢測到的信號變化過程為如圖27所示。為此，我們設(shè)想在移動(dòng)過程中得到連續(xù)變化的信號，就采用三極板式容柵采集信號，如圖26所示。圖中動(dòng)尺上排列一系列尺寸相同、寬度為l0的發(fā)射極片1, 2, 3?8, 用E 表示, 公共接收極為R , 定尺上均勻排列著一系列尺寸相同、寬度和間隙各為4l0的反射電極片M 1,M 2, ?電極片間互相電絕緣。在得到的尖脈沖信號之后通過觸發(fā)器和可逆計(jì)數(shù)器對其信號進(jìn)行捕捉。但是普通的信號是不能被該測量系統(tǒng)所利用的。由于在直線位移測量過程中，容柵的動(dòng)?xùn)艝艠O板以外界實(shí)物的尺寸大小移動(dòng)，通過電容耦合效應(yīng)將實(shí)際物體的尺寸數(shù)據(jù)以電信號的形式輸出。參考光柵的測量系統(tǒng)，我們運(yùn)用尖脈沖計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)。在整個(gè)柵極板移動(dòng)中，其位移量和頻率存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，于是我們可以從信號的頻率著手。于是在我們設(shè)計(jì)的系統(tǒng)里就需要盡可能的轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。其數(shù)字化提出的依據(jù)如下幾點(diǎn)：（1） 我們知道模擬信號的優(yōu)點(diǎn)是直觀且容易實(shí)現(xiàn)。其中：a、b—容柵極板寬度；L—容柵極板長度。由電容的變面積式結(jié)構(gòu)圖21可知單獨(dú)的兩塊金屬極板能夠發(fā)現(xiàn)，我們在測量的時(shí)候只能夠測得在極板寬度為a的長度范圍之內(nèi)，其測量局限性很大。那么電容式傳感器就可歸納為變極距型、變面積型和變介電常數(shù)型傳感器。 容柵線位移傳感器的提出背景由于本課題的任務(wù)要求是根據(jù)電容傳感器工作原理來設(shè)計(jì)容柵線位移傳感器[9]。2容柵位移傳感器測量系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)容柵位移傳感器是基于電容傳感器的工作原理提出的設(shè)計(jì)。：通過LPC2138芯片讀取計(jì)數(shù)值，然后啟動(dòng)程序進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算顯示測量結(jié)果。：各路柵極輸出的信號，需通過一定的放大電路和調(diào)制電路，經(jīng)整合后以脈沖數(shù)字信號輸出。（4）如何運(yùn)用電信號轉(zhuǎn)換成測量位移值。（5）結(jié)合實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完成數(shù)據(jù)的測試，同時(shí)運(yùn)用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得出結(jié)果。（3）要求提高其精度，應(yīng)相應(yīng)增加其正對的柵極板數(shù)量，同時(shí)采用三極板式可有效提高抗干擾，從而提高測量精度。（4）設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊硬件電路圖，并完成軟件的程序編寫。圖13智能儀器的基本結(jié)構(gòu)框圖 本課題設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)電容式傳感器的工作原理，設(shè)計(jì)一能實(shí)現(xiàn)高精度（）微位移測量的容柵線位移測量系統(tǒng)。 （2） 智能儀器技術(shù)涵蓋：電子測量技術(shù)、放大濾波技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號處理技術(shù)、程序設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字顯示技術(shù)。然而測量是確定被測對象屬性量值為目的的全部操作。傳感器是上個(gè)世紀(jì)80年代提出的學(xué)科領(lǐng)域。傳感器一般由敏感原件和轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成。國內(nèi)在開發(fā)容柵系統(tǒng)方面也取得了很大成效。容柵測量系統(tǒng)的測量原理新穎，測量電路獨(dú)特，使其構(gòu)成的測量儀器工作可靠，精度高、工耗低、測量速度快、重量輕、抗干擾性能強(qiáng)、抗振動(dòng)、耐污染，并且組裝的成品率高，是許多位移傳感器測量系統(tǒng)無法比擬的。就目前來看，我國的傳感器技術(shù)發(fā)展相對較為薄弱。在信息科學(xué)里，捕捉信息、篩選信息、傳輸信息、處理信息已成為其關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高速、精準(zhǔn)、智能化的測量是時(shí)代的發(fā)展要求[1]，這就催生了容柵位移傳感器的誕生。 direction discrimination processing pulse。LPC2138AbstractThe emphasis of this dissertation is mainly to explore the capacitive gate displacement of structure and measurement principle of signal processing and circuit design.In the modern intelligent measurement, capacitive displacement sensor plays an important role in. In the process of measurement, capacitive fixed plate and the movable plate to b type of capacitive coupling. Capacitive coupling through the periodic change of the similar sine and cosine signals. In signal amplification process, using more reliable instrument amplifier to amplify the signal of AD620. The amplified signal through the zero cross parator LM324shaping as square wave. In the measuring process of counting, due to the important signal to identify treatment, need to signal processing into easy to identify the direction of movement of the spike pulse signal. Then the differential circuit and reversible counter74LS192. After the measurement data of the digital display, using LPC2138will count signal into LCD display measurement results.The design incorporates sensor detection technology and signal processing technology and software of the digital display technology. To further the understanding of modern intelligent instrument which has a certain reference value.Keywords: fixed plate。正余弦信號。最后在完成測量數(shù)據(jù)的數(shù)顯中，運(yùn)用LPC2138將獲得的計(jì)數(shù)信號轉(zhuǎn)化成LCD顯示的相關(guān)測量結(jié)果。在信號的放大過程中，采用較為可靠的儀用放大器AD620對信號進(jìn)行放大。編號 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題目 基于容柵的線位移測量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二級學(xué)院 電子信息與自動(dòng)化 專 業(yè) 測控技術(shù)與儀器 班 級 學(xué)生姓名 xxx 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 時(shí) 間 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 目 錄摘要………………………………………………………………………………………Abstract…………………………………………………………………………………第一章 緒論……………………………………………………………………………………………………………………………… 容柵位移傳感器測量系統(tǒng)技術(shù)支持簡介…………………………………… 傳感器技術(shù)…………………………………………………………… 檢測技術(shù)系統(tǒng)概述…………………………………………………… 智能儀器技術(shù)概述…………………………………………………… 本課題設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………………… 本課題的任務(wù)要求…………………………………………………… 設(shè)計(jì)思路的可行性分析……………………………………………… 本課題的關(guān)鍵………………………………………………………… 關(guān)鍵問題的解決思路………………………………………………… 本章小結(jié)………………………………………………………………………第二章 容柵位移傳感器測量系統(tǒng)原理方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………… 容柵結(jié)構(gòu)的提出……………………………………………………… 尖脈沖信號的提出……………………………………………………2..2容柵位移傳感器測量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案………………………………… 容柵位移傳感器測量系統(tǒng)各單元原理設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 本章小結(jié)………………………………………………………………………第三章 容柵位移傳感器測量系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………——LPC2138………………………………………………… LPC2138引腳描述……………………………………………………… LPC2138晶振電路設(shè)計(jì)………………………………………………… LPC2138復(fù)位電路設(shè)計(jì)………………………………………………… LPC2138電源電路設(shè)計(jì)………………………………………………… LPC2138顯示電路設(shè)計(jì)………………………………………………… LPC2138外圍信號處理電路模塊設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 本章小結(jié)………………………………………………………………………第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………………………………………………… Proteus ……………………………………………………… VC++………………………………………………………………………………………………………………… 系統(tǒng)程序的總體方案設(shè)計(jì)………………………………………… 外部中斷復(fù)位程序設(shè)計(jì)……………………………………………… 數(shù)據(jù)的運(yùn)算程序設(shè)計(jì)………………………………………………… LCD子程序設(shè)計(jì)……………………………………………………… 本章小結(jié)………………………………………………………………………第五章 實(shí)物制作………………………………………………………………………………………………………………………………………… 制作注意事項(xiàng)………………………………………………………………… 實(shí)物圖………………………………………………………………………… 本章小結(jié)………………………………………………………………………第六章 總結(jié)…………………………………………………………………………致謝…………………………………………………………………………………參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………附錄………………………………………………………………………………………文獻(xiàn)綜述………………………………………………………………………………摘 要本文的側(cè)重點(diǎn)主要探究其容柵的線位移結(jié)構(gòu)的測量原理和信號的處理以及相關(guān)電路設(shè)計(jì)。通過極板電容耦合產(chǎn)生的周期性變化的類似正余弦測量信號。于是采用微分電路和可逆計(jì)數(shù)器74LS192實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：容柵。尖脈沖。 differential circuit。于是在制造過程中就必不可少的涉及測量領(lǐng)域。現(xiàn)代信息技術(shù)已成為眾多領(lǐng)域里發(fā)展最快的科學(xué)，同時(shí)也是極具蓬勃發(fā)展前景的學(xué)科之一。隨著信息時(shí)代的到來，國內(nèi)外傳感器技術(shù)已成為優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域之一?，F(xiàn)代傳感器正向著微型化、智能化、多功能化和可靠性水平方向發(fā)展。瑞士Trimos公司的電子數(shù)顯高度儀測量范圍在500mm時(shí)。傳感器[2]是指能夠間接的感受到需要被測定的物理量并且按照一定的變化規(guī)律轉(zhuǎn)換成為可用輸出的信號的處理裝置就叫傳感器。但是由于傳感器的輸出信號一般都是弱電信號，因此需要信號調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換電路將其放大或變換成為易于傳輸、處理、記錄和數(shù)顯的方式。其組成如圖11所示.圖11傳感器組成框圖 檢測技術(shù)系統(tǒng)概述檢測技術(shù)[6]是將自動(dòng)化、電子、計(jì)算機(jī)、控制工程、信息處理、機(jī)械等多學(xué)科多種技術(shù)融合為一體的綜合運(yùn)用符合技術(shù)。被測對象傳感器信號調(diào)理信號處理數(shù)據(jù)顯示與記錄圖12 檢測系統(tǒng)構(gòu)成框圖 智能儀器技術(shù)相關(guān)概述（1）智能儀器[7]：計(jì)算機(jī)技術(shù)與測量儀器相結(jié)合，含有微型計(jì)算機(jī)或微處理器的測量儀器，并對數(shù)據(jù)