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用于主动光学系统的开关电容微位移传感器研究
资料介绍
主动光学技术作为一种波面校正技术，可以解决天文望远镜中重力和温度等因素引起的变形，而子镜之间微小位移的精密测量则对主动光学系统的自动调节有着重要作用。为此，本文以主动光学系统为应用背景，研制了一种高精度的开关电容微位移传感器系统。
基于各类位移传感器的优劣势分析以及电容传感器的三大基本结构，本文采用了差动变面积式的极板结构，并同时设置参考传感器，在与测试传感器完全一致的驱动下利用差分消除非测量因素的影响;完成了基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)的驱动电路设计，包括驱动信号设计、基于CPLD的外围电路设计以及能够提高系统精度的驱动信号电平提升设计;基于开关电容技术和运算放大器式的电容检测方法，为极板间的待测电容设计了高精度的电容检测电路并使用TINA软件进行模拟仿真;完成了基于ADA2200芯片的同步解调设计，并结合正交解调技术解决了调制信号和参考信号相位不匹配的问题;完成了系统中的软件设计，包括基于CPLD的驱动信号产生以及基于单片机的解调芯片参数写入控制;实现了解调后模拟信号的AD转换，并将其处理结果通过串口输出至PC机;设计实验验证方案，并在以系统小型化为目标完成PCB设计后，对电路进行调试和修正。
本文所设计的开关电容微位移传感器具有体积小、重量轻、连续测量、测量范围宽等特点，可以实现电容极板之间相对位移的检测，且测量精度能够达到十微米量级。
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资料：bitboy
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