计及边缘效应的静电驱动微结构静电力计算

从计及边缘效应的二维平行板电容计算公式出发,应用虚位移原理给出相应的静电力计算公式,在此基础上导出了矩形、圆形平行板静电力计算式。通过与有限元计算结果对比,得到了不同计算公式的精度,其中应用复变函数方法得到的简化公式形式简单,精度高,能够满足工程计算要求。

基于平板结构的电容式粮食水分检测仪的设计

设计了一种用于快速检测、低能耗的电容式粮食水分检测仪。该检测仪结构简单,由1个电容传感器和检测电路两部分组成。电容传感器采用平行板电容器,配置边缘效应消除装置,消除边缘效应带来的附加电容的影响,提高检测精度;检测电路采用高精度电容数字转换芯片AD7745结合高速、低功耗、超强抗干扰的STC12 LE5201 AD单片机采集处理电容信号,外围电路简洁,应用灵活。通过实验数据分析,该电容式粮食水分检测仪可以满足粮食水分检测的需要。

考虑制作工艺和边缘效应的梳齿电容理论

为解决梳齿驱动器中理想计算模型误差较大的问题,利用平板电容理论及微积分方法,对制作工艺及边缘效应的影响进行了分析,并建立相应的计算模型.在此基础上,以加工完毕的梳齿驱动器为研究目标,得到其电容在理想条件下、考虑制造工艺误差及边缘效应条件下的计算结果分别为1.267 3 pF和1.440 3 pF.两者与利用高精度LCR测试仪测量所得电容1.517 2 pF之间的相对误差分别为16.47%和5.07%.实验结果表明,考虑制造工艺误差及边缘效应时计算结果的精度远远高于理想条件下计算结果的精度,证明了该理论模型的正确性.

非平行板电容器电容的边缘效应研究

本文利用保角变换将非平行板电容器变换为平行板电容器;再利用施瓦兹-克利斯多菲变换计算考虑边缘效应时电容器的电容.讨论了平板倾斜角和边缘效应对平板电容器电容的影响.

电容器边缘效应对介电常数测量的影响及修正

通过场的图形描绘法和实际测量,考虑平行板电容器边缘效应对电容测量值的影响并进行修正,从而获得对用交流电桥法测量纺织品等介质的介电常数的测量结果的修正。

计及边缘效应的平行板电容器的电容计算

本文采用保角变换的方法求解计及边缘效应的平行板电容器的电容，并通过数值计算作出了Ｃ０／Ｃ与ｈ／ｄ的关系曲线，从中可以清楚地看到计及边缘效应对平行板电容器电容的影响．

两种电容效应的六维力传感器结构设计及解耦

提出了一种新型电容式六维力传感器,理论分析垂直极板电容边缘效应原理和变极距型平行极板电容效应原理,设计了结合两种电容效应原理的新型电容式力传感器结构。进行静态标定实验获得实验数据,将获得的数据采用基于最小二乘法的线性解耦求得六维力传感器解耦矩阵。并根据求得的解耦矩阵对六维力传感器进行解耦计算,计算结果表明:传感器各维力/力矩F_(X)、F_(Y)、F_(Z)、M_(X)、M_(Y)、M_(Z)的Ⅰ类误差分别为0.19%、0.66%、0.10%、0.14%、0.39%、0.32%,Ⅱ类误差最大值为0.47%,即该传感器维间耦合小,可解耦。验证了该结构的可行性。

非理想边缘电容器电容的分析

电容器是广为应用的电子器件之一.由于电容器的边缘不规则和具有明显的边缘效应,使电容的标称值与其实际值不符,常会引起无法预料的电容击穿等线路故障.通过对两类具有非理想边缘的矩形平行板电容器电容的分析,得出了具有较明显边缘效应的电容器电容的半定量结果和两板不严格平行的电容器电容的定量结果,指出了在实际应用中应注意的有关问题.

埋线探测系统的微小电容检测电路设计

利用非平行板电容传感器的边缘效应,设计了浅层埋线探测系统中的微小电容检测电路,实现了准确探测埋线位置的目的。将交流电桥作为核心电路,实现了将动态微小电容量转换为放大直流电压量的功能;对电路进行仿真,得到了输入电容与输出电压两者之间的规律;在实验板上进行测试实验,并对实验数据进行了处理与分析。实验表明:设计的电路实际性能与理论仿真结论相一致,在频率为10 k Hz的正弦波作用下,该电路的电容检测灵敏度可达0. 1 V/p F,满足浅层埋线探测系统的灵敏度要求。

充电圆平行板电容器的电磁场分布

用Mathematica对充电圆平行板电容器的电磁场进行详细的数值研究;给出了电容器内外的电势、电场强度以及磁感应强度的空间分布;讨论了电场和磁场的边缘效应.

极板间距对平行板电容边缘效应的影响研究

边缘效应是传统平行板电容传感器在应用中的主要问题。本文利用ANSYS有限元仿真软件分析平行板电容器的电磁场分布。研究发现,平行板电容传感器极板间距的减小能够降低边缘效应带来的影响。基于仿真分析结果,提出了消除边缘效应的设计方案建议。

极板厚度对电容边缘效应影响的理论和仿真分析

理论分析了极板厚度对电容边缘效应的影响,并利用ANSYS有限元仿真软件分析平行板电容器的电磁场分布。研究发现,理论分析和仿真结果非常吻合,边缘效应随着极板厚度的增大而增大。因此,在实际设计中,需要在工艺的可行性基础上,尽可能减小极板厚度,既可以节省材料又能减小边缘效应带来的影响。

平行板电容器边缘效应的研究

利用施瓦兹—克利斯多菲变换，得出平行板电容器的静电场中的电势，进而讨论了边缘处的电荷分布。

非平行板电容传感器的微小电容检测电路设计

为了满足对室内浅层埋线探测的需求,利用电容传感器的边缘效应,设计了非平行板电容传感器的微小电容检测电路。使用multisim软件对交流电桥和差分运放电路进行仿真;实验验证电路功能,并采用MATLAB软件拟合实验数据。实验表明,在频率为10 kHz的正弦波作用下,该电路的电容检测灵敏度可达0.1 V/pF,满足浅层埋线探测系统的灵敏度要求。

尺寸效应下平行板电容器的纸张计数装置

目前研发一种新型的、对纸张尺寸和材质无特殊要求的纸张计数装置对造纸业和印刷业有着重要的意义。考虑到平行板的尺寸效应,分别使用理论计算、有限元仿真和实验验证的方法,找出不同尺寸的平行板电容器的电容值随着纸张数量变化的规律。最后用STM32F103C8T6最小系统板作为控制中心,由平行板电容器、FDC2214电容传感器、人机交互系统构成一种纸张测量装置。该装置在用标准A4纸张校准后,在60张内计数的准确率高达100%。该装置还可以用于其他绝缘类纸张或布匹等的数量检测。

平行板电容器的尺寸效应

本文分别研究了平行圆形板和矩形板电容器的电容随其尺寸变化的规律.对于每种电容器,首先假设电荷在极板上均匀分布,由此能较简便地得出电容的近似值,然后用Ansoft软件作有限元仿真,得出更精确的数值.通过对比发现,用均匀带电近似得出的结果能够正确地反映电容随其尺寸变化的趋势,优于教科书中的平行板电容器公式;但其数值偏小,原因在于电荷在极板上并非严格地均匀分布,而是中间少、边缘多.

屏蔽条件下海水稳恒电场源边缘效应研究

针对海水中建立稳恒电场源时会出现电场边缘效应,使得稳恒电场源内部电场分布不均匀而无法确定其内部准确的电场强度,进而无法准确地对探测电极进行校验的问题,本文采用有限元法研究了在屏蔽外界干扰情况下海水中两个有限尺寸平行极板之间的电场边缘效应,分析了受电场边缘效应影响下极板间电场分布的规律,确定了适宜进行探测电极校验的电场区域。

基于平行板的低频电场标准装置

由于各厂家生产的探头参差不齐,不同探头的性能也不尽相同,电场标准装置的研制就显得尤为重要。为了满足低频高场强电场探头的校准要求,采用平行板法研制了一套低频电场标准装置。装置由两块边长1 m,板间距0.5 m的方形铝板组成。频率范围为DC~10 kHz,电场强度范围为0~3000 V/m。通过理论分析、软件仿真和测量实验,研究了边缘效应、极板材料、结构形状、工作频率等因素对平行板产生标准电场的影响,并进行了不确定度评定。提出了新的测量模型,并对极板电压、极板间距、平行板内场均匀性、探头夹具、探头对准、平行板有限尺寸和探头影响七个因素导致的不确定度分量分别进行了评定,得到扩展不确定度为U=6.8%(k=2)。结果表明,研制的电场标准装置能够满足低频电场探头的校准要求。

相干平行板电容器对外场的动态响应

基于介观体系动态响应的自洽理论,讨论了介观相干平行板电容器的电容.结果表明相干电容器的电容对外场频率有很强的依赖关系,并且是随频率变化的复变函数.该电容随频率的变化关系呈现出一个非常有意义的特性,即电容虚部曲线有一个较尖锐的峰,它正好与电容实部的极小位置相对应,而进一步研究发现它们与该电容体系中的类等离子体激发相联系.另外,也讨论了介观电容的尺寸效应,发现当极板间距很大时,电容值和宏观的几何电容结果趋于一致.

计及边缘效应的平行板电容器单位长度电容的计算

将保角变换法与格林函数法相结合,研究计及边缘效应的平行板电容器的电场,得到其电势和场强分布,利用软件MATLAB对场分布进行数值模拟,给出其单位长度电容量的计算公式,并与忽略边缘效应的电容量的计算公式进行比较,得到两计算公式产生的相对误差随其宽与板间距之比变化的函数关系。