電容位移傳感器信號轉(zhuǎn)換及非線性校正技術(shù)研究.pdf

1、超精密電容位移監(jiān)測傳感器由于具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、位移分辨力高、動態(tài)響應(yīng)快、可實現(xiàn)非接觸式測量等優(yōu)點，近年來在超精密測量、納米技術(shù)、精密工程等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。電容位移傳感器中，傳感信號的高精度轉(zhuǎn)換及大量程范圍內(nèi)傳感特性的非線性校正是兩個技術(shù)難點和研究熱點。
　　本文對這兩項關(guān)鍵技術(shù)進行了深入系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　1．采用超外差變換信號調(diào)理方式對前振器調(diào)頻式信號轉(zhuǎn)換電路發(fā)出的調(diào)頻信號進行頻率檢測，將頻率的變化量精

2、確地轉(zhuǎn)換成電壓的變化量，便于信號的采集與數(shù)據(jù)處理。采用直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術(shù)設(shè)計了超外差電路中本振信號的發(fā)生單元，產(chǎn)生的本振信號具有極高的頻率穩(wěn)定性和幅值穩(wěn)定性；
　　2．采用大規(guī)模現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）為核心器件設(shè)計了基于曲線擬合法的傳感特性非線性校正電路，以國際通用的標(biāo)準(zhǔn)浮點格式IEEE754統(tǒng)一運算中的浮點數(shù)表示形式，以VHDL語言對算法進行了實現(xiàn)。采用流水線技術(shù)合理設(shè)計運算過程，有效地縮短數(shù)據(jù)處理的時間，最終