传感器课程设计----电容式纸张厚度传感器的设计

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1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 题目：题目： 电容式纸张厚度传感器的设计电容式纸张厚度传感器的设计 学院（系） ：学院（系） ： 电气工程学院电气工程学院 年级专业：年级专业： 0909 级仪表一班级仪表一班 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 教师职称：教师职称： 副教授副教授 课程设计（论文）任务书课程设计（论文）任务书 院（系） ： 基层教学单位： 学 号 学生姓名 专业（班级） 09 仪表一班 设计题目 电容式纸张厚度传感器的设计 设 计 技 术 参 数 1 测量范围 0-2mm； 2 输出电压 0-10V； 3 极板间距 4mm； 4 灵敏度； 5

2、 精度。 设 计 要 求 1 学习掌握电容传感器的相关知识； 2 设计电容厚度传感器的极板； 3 设计电容传感器的转换电路； 4 电容厚度传感器的硬件调试； 5 撰写报告、完成答辩。 工 作 量 第 18-19 周（完成资料查阅、方案设计、电路仿真、硬件调试、测试及误差分 析等内容） 工 作 计 划 设计时间共 10 天。 第 1-2 天 资料查阅（图书馆及网络） ；理论工作原理学习。 第 3-4 天 设计方案制定。 第 5-6 天 电路仿真，各器件选型。 第 7-8 天 传感器硬件调试。 第 9-10 天 撰写报告，完成答辩。 参 考 资 料 张玉龙等。传感器电路设计手册。中国计量出版社。1

3、989 年 指导教师签字 基层教学单位主任签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年 月 日 共 页 第 页 摘要 共 页 第 页 第一章 绪论。 介绍测厚传感器检测技术的发展概况及本课题研究的背景、 目的和研究的主要内容。 第二章 电容传感器的结构设计。从电容传感器的基本工作原理出发，分 析其用于测厚方面的优缺点， 并结合有限元分析软件及电容精确计算公式对传 感器的边缘效应做深入研究，对传感器的结构进行优化设计，研制出具 有新型结构的电容传感器。 第三章 基于电容传感器的测厚系统电路设计。对测厚系统的整体设计方 案做详细阐述，分析电容传感器的等效电路，估算出合适

4、的工作频率范围，并 对检测电路的各组成部分分别进行说明和设计。 第四章 虚拟仪器技术在电容测厚系统中的应用。根据虚拟仪器技术的应 用及特点，选用LABVIEW 作为开发平台，在相应的硬件基础之上，完成数据采 集，虚拟仪器面板开发及用户应用程序的创建。 第五章 实验与结果分析。通过样机空载及云母纸测厚实验，得到样机各 项性能指标，并对测量误差进行分析。 第六章 全文总结及展望。对虚拟电容测厚系统的研制工作进行总结，针 对不足提出一些设想。 共 页 第 页 共 页 第 页 2 电容传感器的结构设计 2.1 电容传感器的工作原理及类型 电容传感器是将被测非电量的变化转换成电容量变化的一种传感器。 实际 上，它本身（或和被测物）就是一个具有可变参数的电容器。在大多数场合， 电容器由两平行极板以及中间的电介质组成， 当不考虑边缘效应时， 其电容量 为 （2-1） 式中，C：两极板间的电容（F）；