纱条条干均匀度测试仪新型专用电容传感器的研究

摘要

目前各个国家及相关企业把条干均匀度仪当作纺织专用测试仪器中的制高点来争夺。一方面，彼此地竞争，促进了产品的技术进步及质量的提高。另一方面，技术封锁和保密也是空前的，极大地阻碍了条干测试技术、条干分析技术的研究与发展。所以研制全数字化纱条条干均匀度测试仪与研究平台，对于打破国外技术壁垒，提高我国条干测试技术、条干分析技术的研究来说意义重大。本课题作为研制全数字化纱条条干均匀度测试仪项目的子课题，为该仪器研制了一种新型专用电容传感器。　 国外新型条干仪专用传感器的技术封锁比较严密，而国内各厂家的传感器都还是仿制国外上世纪八十年代的产品，技术相对落后，检测电路所用到的元器件性能已经不能满足要求，并且这些元件大都已经停产，供货根本得不到保证。同时国内各厂商又不愿意投入力量开发新型专用传感器，在我国还属于空白。　　本课题针对以上情况，设计了一种条干仪专用新型电容传感器。在设计过程中，传感器技术、检测电路技术、电场理论、硬件技术都得到了很好的应用。课题研究了温湿度变化、边缘效应、绝缘材料的选择、制造工艺以及试样回潮率等因素对平行板电容器测试结果的影响，并且采用了相应的解决方案，取得了良好的效果。在检测电路设计过程中，采用了诸多新型元器件及电路，这些新型元器件的应用使作者设计的检测器在稳定性、精度和灵敏度上都比同类传感器有较大地提高。设计的各环节都有针对性地采用了抗干扰措施，这些措施的应用有效地抑制了诸如空间干扰、电源干扰以及元器件间的干扰等，使仪器的抗干扰能力得到进一步提高。　　最后作者通过实验将本课题的设计与国内现有仪器进行了性能对比，结果表明，作者设计的条干仪新型专用传感器的性能基本达到了设计的要求。表明采用的设计是合理的、可靠的。试验样机体现了测量精度高、灵敏度好、响应迅速、稳定性好、抗干扰能力强等特点，完全可以作为新型条干仪的专用传感器来使用。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2条干均匀度仪的国内外研究现状

1.3课题的意义及研究的内容

2检测器的总体设计

2.1测量方法的选择

2.1.1传感器类型的选择

2.1.2检测电路的选择

2.2总体设计思想小结

3电容传感器的研究与设计

3.1平行板电容传感器的原理

3.1.1平行板电容传感器的理论基础

3.1.2平行板电容传感器数学模型的建立

3.1.3平行板电容传感器的工作方式及其分析

3.2传感器的设计

3.3传感器结构稳定性研究

3.3.1平行板电容传感器的边缘效应研究

3.3.2温度变化对结构稳定性的影响研究

3.3.3结构设计中的绝缘措施研究

3.3.4试样材料及回潮率的影响研究

3.3.5电容极板制造工艺的影响研究

4检测电路的研究与设计

4.1电容传感器检测方案的选择

4.2检测电路的设计

4.2.1检测原理及设计要求

4.2.2高频振荡电路的设计

4.2.3电桥电路的设计

4.2.4相干检波电路的设计

4.2.5放大电路的设计

4.3保证性能的若干技术措施

4.3.1零点漂移问题及对策

4.3.2电路中的抗干扰设计及稳定性分析

5实验测量与数据分析

5.1实验设计与准备

5.1.1实验设计

5.1.2实验准备

5.1.3实验仪器简介

5.1.4实验环境的要求

5.2实验数据分析

5.2.1线性度分析

5.2.2精密度分析

5.2.3灵敏度分析

5.2.4稳定性分析

6结束语

6.1课题的成果

6.2课题的不足与探讨

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录

学位论文知识产权声明及学位论文独创性声明

致谢

附录