电容式边缘传感器的设计
2.2 信号发生电路
在实际中要产生严格的2列幅值相同,相位相反的当波信号是很困难的,以单片机为例,产生2列方波的时间延迟微秒量级,本设计使用单片机产生1列频率为720 Hz的方波,利用此方波信号驱动异或门电路,使之产生2列幅值为5 V、相位相反的方波信号。通过TTL到CMOS电路的转换,彻底实现产生2列幅值为0~5 V,相位严格相反的2列方波信号,并能够驱动后级CMOS电路。
2.3 测量电路
测量电路是电容式边缘传感器的核心部分,2列幅值相同,相位相反的方波信号通过两路待测电容,在节点处的输出电压信号可以判断2电容是否相等。
图4为检测电路电路图,V1和V2为幅值相同、相位相反的方波电压信号。通过判断G点的电压信号相位,来判断C1和C2是否相等。若C1> C2,则输出电压信号VG与V1相位相同;若C1=C2,G点无信号输出;若C1C2,输出电压信号VG与V1相位相反。本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/162235.htm
2.5 信号调理
由于传感器输出只有3种状态:C1>C2,C1=C2,C1C2,相位检测芯片的幅值和相位比较输出结果对应于这3种状态,通过信号调理,使其输出为数字处理器可以直接接收的0 V,3.6 V;0 V,0 V;3.6 V,0 V3种状态的信号,这3种状态在计算机等数字处理器中可认为01,00,10这3种状态。计算机可以通过判断这3种状态,来调整平板、镜片等位置微小变化。
3 初步实验结果
利用压电陶瓷微动台对该传感器线性度和分辨率进行测试,测试示意图如图8所示。计算机控制压电陶瓷驱动器使压电陶瓷产生形变,驱动微动台上两组电容的极板产生微小位移,间距发生变化导致电容大小发生改变,电容式边缘传感器检测电路检测到电容变化信号,通过信号调理直接给计算机等数字处理器。
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