【正文】 生的電容量 C0 大小相等；當(dāng)被測(cè)物發(fā)生傾斜時(shí)，即擺錘向左擺， X?極和擺錘的正對(duì)覆蓋面積增加，而 X? 極和擺錘的正對(duì)覆蓋面積減小。 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 1 2 3 x軸 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 20 頁(yè) 電容原理的傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便、精度高、靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、抗過(guò)載能力大，對(duì)溫度、輻射和振動(dòng)等惡劣條件適應(yīng)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，而這些特點(diǎn)正適合傾角傳感器的使用特性技術(shù)特性。 圖 ：系統(tǒng)框圖 為了提高傳感器的靈敏度和線性度，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成變面積差動(dòng)傳感器。 （ 2）怎樣實(shí)現(xiàn)傳感器的溫度補(bǔ)償、調(diào)理電路的參數(shù)選擇。 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 17 頁(yè) 圖 半主動(dòng)原理圖 主要研究的內(nèi)容 本章主要介紹了本課題國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，還簡(jiǎn)述了傳感器和懸架 系統(tǒng)的基本知識(shí)，這是為了很好的確定傳感器種類選擇和懸架控制系統(tǒng)。 圖 為主動(dòng)懸架的原理圖，其中 F代表力發(fā)生器。其原理是測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)傳感器獲得車輛振動(dòng)信息，傳遞給控制中心進(jìn)行處理，進(jìn)而由控制中心發(fā)出指令給能量源產(chǎn)生控制力，再由執(zhí)行器進(jìn)行控制，衰減懸架的振動(dòng)。 懸架控制系統(tǒng)的分類 懸架依據(jù)其可控性可以分為不可控的被動(dòng)懸架和可控的智能懸架兩大類。 彈簧質(zhì)量減少。 懸掛可以支承非垂直外力，從面減少減振器的摩擦力，確保減振器達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。一般前懸架側(cè)傾角剛度與后懸架側(cè)傾角剛度比應(yīng)在 ～ 范圍內(nèi)，如前后懸架本身不能滿足上述要求，可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿，提高汽車操縱穩(wěn)定性。 懸架的側(cè)傾角剛度及前后匹配是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。如果減小非簧載質(zhì)量可使車身振動(dòng)頻率降低 ，而車輪振動(dòng)頻率升高，這對(duì)減少共振，改善汽車的平順性是有利的。為了使空載和滿載固有頻率保持一定或很小變化，需要把懸架剛度做成可變或可調(diào)的。一般貨車固有頻率是 ～ 2Hz，旅行客車 ～ ，高級(jí)轎車 1～ 。 懸架剛度是指懸架產(chǎn)生單位垂直壓縮變形所需加于懸架上的垂直載荷。汽車的固有頻率是衡量汽車平順性的重要參數(shù)，它由懸架剛度和懸架彈貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁(yè) 簧支承的質(zhì)量（簧載質(zhì)量）所決定。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來(lái)傳遞車輪與車身間的力和力矩 ，同時(shí)保持車輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)，通常導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。 懸架系統(tǒng)的組成和影響因素： 一般懸架由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力。 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁(yè) 懸架系統(tǒng)是保證乘坐舒適性的重要部件，又是保證汽車平順行駛的重要部件。但氣體運(yùn)動(dòng)控制較為復(fù)雜，影響其運(yùn)動(dòng)的因素較多，其精度無(wú)法達(dá)到軍用武器系統(tǒng)的要求。其中熱線阻值的變化是氣體與熱線之間的能量交換引起的。在實(shí)用中除此類型外，還有在電解質(zhì)溶液中留下一氣泡，當(dāng)裝置傾斜時(shí)氣泡會(huì)運(yùn)動(dòng)使電容發(fā)生變化而感應(yīng)出傾角的 “液體擺 ”。當(dāng)玻璃殼體傾斜時(shí)，電極間的導(dǎo)電液不相等，三根電極浸入液體的深度也發(fā)生變化，但中間電極浸入深度基本保持不變。 （ 2） 液體擺式慣性器件： 液體擺的結(jié)構(gòu)原理是在玻璃殼體內(nèi)裝有 導(dǎo)電液，并有三根鉑電極和外部相連接，三根電極相互平行且間距相等。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了 。理論基礎(chǔ)就是牛頓第二定律，根據(jù)基本的物理原理，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部，速度是無(wú)法測(cè)量的，但卻可以測(cè)量其加 速度。 通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。 五、 傳感器的分辨率 分辨率是指?jìng)鞲衅骺筛惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。例如，某位移傳感器，在位移變化 1mm 時(shí)，輸出電壓變化為 200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為 200mV/mm。 它是輸出 與 輸入特性曲線的斜率。在實(shí)際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條 擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個(gè)近似程度的一個(gè)性能指標(biāo)。實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)的響應(yīng)來(lái)表示 。 （ 4）重復(fù)性：重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等?；瘜W(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象 為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 “ 傳感器 ” 在新韋式大詞典中定義為： “ 從一個(gè)系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件 ” 。目前，磁流變液盡管已進(jìn)入商 業(yè) 化階段，但減振器 的 使用還存如噪聲、耐久性、穩(wěn)定性等問(wèn)題，還需 要 進(jìn)一步深入研究。智能化控制器能夠根據(jù)路況和汽車振動(dòng)等信息，自動(dòng)地調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)的參數(shù)，使汽車具有良好行駛平順性和穩(wěn)定性。 汽車懸架控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)是車輛動(dòng)力學(xué)與控制領(lǐng)域的國(guó)際性前沿課題，開(kāi)貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 8 頁(yè) 發(fā)具有安全、舒適和清潔高效、節(jié)能、智能控制的懸架是車輛懸架系統(tǒng)發(fā)展的方向。 1973 年，美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的 和 首先提出了半主動(dòng)懸架的概念。傳感器主要有以下四點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)： 研究新型敏感材料。 通過(guò)對(duì)此次的設(shè)計(jì)，鍛煉出克服困難的毅力，培養(yǎng)獨(dú)立動(dòng)手動(dòng)腦能力，培育出良好的生活態(tài)度。This paper mainly describes the differential solid pendulum capacitance Angle sensor structure and working principle and singlechip microputer ， AT89C51 and A/D and display interface circuit， in order to tilt sensors and semiactive suspension choice, also describes the sensor and the basic knowledge of the suspension system。 設(shè)計(jì)的研究目的和意義 ................................................. 7 設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ........................................... 7 第二章 傳感器及懸架系統(tǒng) ..................................9 傳感器 ................................................9 傳感器定義 ..........................................9 傳感器原理 ..........................................9 傳感器分類 ..........................................9 傳感器的特性 ........................................9 懸架系統(tǒng) ...............................................13 懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)述 .......................................13 現(xiàn)在懸架系統(tǒng)的分類 ...................................15 懸架控制系統(tǒng)的分類 ...................................15 本論要研究的內(nèi)容 ........................................17 第三章 固體擺電容傾角傳感器設(shè)計(jì) ........................18 差動(dòng)電容變面積傳感器工作原理 ............................18 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 .....................................19 對(duì)電容傳感器產(chǎn)生影響的處理 .............................21 電容電場(chǎng)的邊緣效應(yīng) ...................................21 寄生和分布電容的影響 ..................................21 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 4 頁(yè) 傳感器信號(hào)調(diào)理 ........................................21 CAV424 簡(jiǎn)介 .........................................22 CAV424 的檢測(cè)原理 .....................................22 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..........................................25 放大電路的設(shè)計(jì) .......................................25 采用 ADC0809 芯片做模數(shù)轉(zhuǎn) 換 .............................26 AT89C51 芯片 ........................................28 顯示電路 ...........................................29 軟件設(shè)計(jì) .............................................30 A/D 轉(zhuǎn)換程序 ........................................30 滑動(dòng)平均濾波設(shè)計(jì) .....................................32 標(biāo)度變換程序設(shè)計(jì) .....................................35 顯示程序 ...........................................36 半主動(dòng)懸架控制程序 ...................................38 第四章 總結(jié)與展望 .....................................41 總結(jié) ..............................................41 展望 ..............................................42 致謝 ....................................................42 參考文獻(xiàn) ................................................42 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 5 頁(yè) 固體擺電容傾角傳感及車輛半主動(dòng)懸架控制設(shè)計(jì) 摘 要 伴隨著社會(huì)科技的進(jìn)步帶動(dòng)了人們對(duì)物質(zhì)品質(zhì)的高要求，人們對(duì)汽車的要求越來(lái)越高，這也是科技的創(chuàng)新時(shí)代進(jìn)步的表現(xiàn)之一。貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 1 頁(yè) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文（設(shè)計(jì)）題目： 固體擺電容傾角傳感及車輛半主動(dòng)懸架控制設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 班 級(jí)： 091 學(xué) 號(hào)： ＿ 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師 : 2020 年 6 月 26 日 貴州大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 2 頁(yè) 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 誠(chéng)信責(zé)任書 本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)） ，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：