一种新型的电容式角度位移测量仪

本文设计了一种新型的可以测量角度以及位移的变极板正对面积式的差动电容测量仪。其中电容部分是由四块内极板以及一块外极板按照一定的方式安装形成的。当测量仪进行角度位移测量时,待测物体带动外极板旋转平移,外极板与四块内极板所形成电容的电容值发生变化;之后利用差动电容测量电路对这一变化进行测量,进而得出测量电路输出与电容值变化的关系,从而得到角度和位移的变化量,实现角度和位移的测量。

介质阻挡放电等效电容的测量与分析

为深入理解放电机理并优化介质阻挡放电反应器设计,提高运行效率,介绍了通过Lissajous图形计算介质阻挡放电气隙等效电容Cg,电介质层等效电容Cd及负载电容的方法,通过实验研究了外加电压及气隙距离的变化对Cd、Cg和总电容C的影响。结果表明,给定介质厚度和电源频率时,随外加电压的增加,Cd逐渐增大,在相同的电压下,Cd随气隙距离的增加而减小;Cg随外加电压的增大而减小,在相同的电压下,Cg随气隙距离的增加也是减小的;C随外加电压先增大再减小,中间会达到一个最大值,相同电压下,随着气隙距离的增加,介质电容减小,而且,随着气隙距离加大,介质电容所能达到的峰值会减小。

基于扫频法配电网电容电流测量装置研制

准确测量配电网对地电容电流是确定消弧补偿及其容量的重要依据,为此研制了基于扫频法配电网电容电流测量装置,其工作原理是在消弧线圈电压互感器(TV)二次侧注入一方波变频电压,通过检测TV二次侧电流与所注入电压是否同相位来确定配电网对地电容与消弧线圈电感的并联谐振频率,进而求出对地电容电流。该装置由扫频信号发生源和控制器组成,其中扫频信号发生源是基于IGBT、直流侧电压为300 V的单相逆变器,用于向系统注入一方波变频电压;控制器采用混合信号片上系统(SoC)——C8051F 020单片机,用于产生递增变频控制信号,该控制信号经光耦隔离、放大电路驱动,以控制IGBT通断。利用EMTDC/PSCAD仿真和物理试验,对装置有效性进行验证,结果表明装置测量误差小于2%。

一种同轴高压电容分压器的设计

叙述了电容分压器的电路原理,分析并推导出同轴电容分压器的容值计算公式,给出了波形无畸变条件;在此基础上,设计出适用于强流电子束加速器的电容分压器,并应用于实验测试中。实验结果表明,设计的高压同轴电容分压器满足测量要求。

两相流检测ECT高速数据采集系统的研制

针对电容层析成像系统难以解决的提高数据采集速度与降低噪声之间的矛盾以及抗杂散电容干扰等问题 ,基于电荷放大原理 ,研制了一种高速电容数据采集电路 .与充放电及交流法原理电路相比 ,在一个测量周期内 ,只需一次充放电即可完成对电容的测量 ,不产生脉动噪声 ,故无需滤波器 ,易于数据采集速度的提高 .同时采用了并行测量方式、高速芯片和高速通讯等优化措施 .经测定对 12电极电容传感器的数据采集速度可达 6 0 0幅 /s.对杂散电容具有较强的抑制能力 ,系统灵敏度为 4 .8V/p F,可分辨的最小电容变化量为 0 .5 f F,满足工业实用化要求 .

线路零序参数带电测量电容分量补偿算法

鉴于输电线路参数的重要性和影响线路参数因素的复杂性,输电线路参数值均要求实际测量,尤其是零序参数。通过对输电线路分布特性的分析,获得了输电线路参数测量集中参数模型;基于增量法测量零序参数,提出一种通过输电线路电容电流分量来校正参数测量计算的改进算法,并推导出具体的补偿依据,在参数计算中引入了电流补偿度因子η及其表达式,理论分析可知该补偿算法可提高测量参数的精度。最后利用PSCAD对高压互感输电线路的零序参数测量进行了仿真计算和对比分析,验证了加入补偿算法和选取的补偿度对提高测量计算参数精度的有效性。

矩形电容层析成像传感器仿真模拟和实验测量

常规电容层析成像传感器为规则对称方形或圆形结构,其测量和成像算法已相对成熟。由于受循环流化床旋风分离器入口结构段的限制,上述传感器结构已不能应用在旋风分离器入口段的测量,因此为了研究大型化循环流化床多旋风分离器并联布置入口段固体颗粒浓度分布,提出和设计了一种矩形非常规电容传感器,该传感器为12电极结构,在每个入口段的短边布置2个电极,长边布置4个电极,成像敏感场仿真计算基于Ansoft-Maxwell软件。对此传感器进行了静态仿真模拟研究和静态实验测量,对不同激励电压和频率测量结果进行分析,并对测量结果进行误差分析,得到矩形不规则电容传感器最佳测量参数(激励电压和频率),并对循环流化床分离器入口段进行了动态测量。结果表明,这种矩形非常规电容传感器可以用于循环流化床冷态试验台的旋风分离器入口段的直接测量,测量结果对改进旋风分离器的布置方式有参考意义。

非闭合电极电容层析成像传感器在冻土测试中的应用

为了实现电容层析成像技术对冻土冻结冰峰面的在线、非侵入测试,研制出了满足冻土测试要求的非闭合电极电容层析成像传感器,并对该种传感器的电容分布特性进行了实测;确定出了适合冻土测试的的高、低介电常数的标定物质;搭建了冻土一维冻结实验系统。对含水量8%的湿土样冻结过程的冰峰面迁移进行了电容层析成像测试,并利用IMNSNOF图像重建算法重建出了冻结过程各时刻的冻结截面物质分布图像,由图像可确定出冻土中已冻土、未冻区以及冰峰面的位置。电容层析成像测试结果与温度测试结果相吻合。

非闭合电极电容层析成像传感器的敏感场计算及仿真成像研究

本义提出了一种新型的非闭合电极电容传感器,以满足利用电容层析成像技术来测试冻土中水分迁移、物质组成及其动态变化特性的要求,对该电容传感器的敏感场进行了计算,并对其进行了成像仿真研究。结果表明,该种电容传感器可以实现测试区域内不同形状物体的测量及图像重建,其中Landweber成像算法对该传感器成像质量最好,从而为利用电容层析成像技术来进行冻土测试提供了实验基础。

压缩气体高压电容器电压系数测量方法

综述了压缩气体高压电容器电压系数测量的国内外研究状况。介绍了基于高压电容器电极结构、参数(如弹性模量)、安装精度等参数的测量估计其电压系数的间接测量法,分析了直接比较法、直流偏压法、双频法、倾斜法、冲击法等设计高压测试电路的方法,在实际工作电压下测试电压系数的直接测量法,其中重点解析了倾斜法。

电极表面粗糙度对检测电容的影响

平行板电容是大多数MEMS传感器件的核心检测结构。考虑随着检测电极间距的减小,电极表面粗糙度会对其空间电场分布产生影响,本文研究了电极表面粗糙度对检测电容性能的影响。建立了单粗糙电极的平行板电容器模型,并采用有限元法分析了表面粗糙度和边缘效应对静电场分布的影响;针对粗糙表面增大了电极存储电荷的能力,对粗糙表面的平行板电容器计算公式进行了修正。采用原子力显微镜对不同粗糙度的样本进行了表征,实验和仿真结果表明:减小两电极之间的距离,增大检测电极的表面粗糙度,可以显著增大检测电容。当检测电极的粗糙度从0.063 nm增加到60 nm时,平行板电容器电容值增大了9.0%。结论显示,增大MEMS电容器两电极的表面粗糙度,可以有效地增大MEMS器件的检测灵敏度。

脉冲电容器杂散参数测量研究

提出了全电信号测量法 ,通过测量分析脉冲电容器短路放电时的电容器两极电压、电流的相位幅值获得电流角频率ω、衰减系数δ ,进而获得脉冲电容器的杂散参数 ,包括等效串联电阻、电感值。与现有的几种测量方法比较 ,这种方法对外接短路电路几乎没有要求。测量误差取决于所用电流、电压传感器和瞬态记录仪的不确定度。

电容传感器的原理及应用

论述了在测量与长度有关的力学量所采用的各类电容传感器的工作原理和分析方法 ,介绍了他们在测量技术中的具体应用 。

基于最大熵电容成象图象重建算法的研究

针对电容层析成象图象重建算法存在的不足 ,充分考虑灵敏度和介质分布不均匀对图象重建质量的影响 ,利用信息熵的概念提出最大熵图象重建算法。实验表明 ,图象重建模型是可靠的 ,最大熵图象重建算法重建精度优于反投影算法 ,它具有简单快捷、实时性好等优点 。

混沌动力学在电容测量中的应用

本文通过控制有源积分三角波振荡器的逻辑部件和充放电关系,使其产生混沌振荡。在初值不变情况下, 利用混沌系统对参数的极度敏感特性,提出了一种非线性测量积分电容的方法。论证了这种混沌振子所产生的动力 系统是一种倒的锯齿映射,并给出了电容的计算公式,实验结果也证明了这种测量方法的有效性。

电容电感测试仪的设计

介绍了电容电感测试仪的测量原理和电路设计方法,采用STC89C51单片机作为计算核心,以LC三点式振荡电路作为测量电路,采用固定的电感和电容组成LC振荡电路。单片机负责控制频率的测量,并利用单片机设计频率计测量得到分频后的频率,运用谐振频率公式,间接得到待测的电容值或电感值。该方案进行电容和电感的测试,具有电路原理简单、体积较小的优点。

电容式混沌测量

该文提出一种用极不稳定的混沌系统进行测量的方法,利用混沌系统的参数敏感性,通过测量混沌轨道的改变来得到参数值,是一种新的测量原理。

RC电路时间常数的电压对称法快速测量

研究发现,在因果周期方波信号激励下,一阶动态电路的稳态响应是因果周期信号.设方波信号电压的最大值u0,电容电压的最大值uCmax和最小值uCmin满足关系u0-uCmax=uCmin.电容电压波形关于时间轴有特殊的对称性.利用RC电路稳态响应的电压对称性,可导出电路时间常数τ的快速测量方法和计算公式,为电容量测量提供可靠的快捷方法.

电容型设备相对比较法的带电测试

电容型设备带电测试比传统预防性试验更易受外部环境、运行状况、测量方式等因素影响,导致测量结果分散性大,难以准确反映设备绝缘状况。为此,本文介绍了一种测量两组电容型设备介损差值与电容量比值的相对比较法带电测试方法,通过参考设备和被试设备之间的对比测量,消除了外部环境、运行情况发生变化而导致的测量结果波动。正常设备与缺陷设备的现场测量结果表明该法的长期测量结果稳定,易消除外部因素对测量结果的影响。

高精度电容测微仪的自校正方法

本文详细叙述了一种电容测微仪的自校正方法 ,并就其工作原理进行了讨论。采用这种方法不需要其它高精度标准 ,仅利用两相同精度的电容传感器和自校正装置即可进行多次相互校准 ,最终得到各自准确度达到自身能力极限的校正结果。