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。     

电容式微加速度传感器转换电路的设计

电容式微加速度传感器是一种硅微结构加速度传感器，以“叉指”或者“三明治”等方式形成差动电容结构，惯性质量块敏感加速度并转换为电容动极板的位移，差动电容的变化通过激励信号进行调制，经过放大、解调和滤波等处理后，再反馈回电容器的极板上，使电容器动极板始终处于平衡位置；反馈信号同时作为输出，输出信号表征了输入加速度的大小。图1是转换电路的原理图。     

一种基于电容传感器的液体密度测量电路的设计

设计了一种基于电容传感器的液体密度测量电路,介绍了设计思想和各部分的工作原理,给出了总的测量电路图.利用本电路测量相对误差在0.5%以内,具有测量准确度高、测量速度快、数字显示直读、使用简单的特点.     

基于分布布拉格反射光纤激光器的高灵敏度微振动传感器

设计并验证了一种基于分布布拉格反射(DBR)光纤激光器的高灵敏度微振动传感器。该传感器结构采用常见的质量块弹簧系统,质量块由于重力作用对DBR激光器的谐振腔产生侧向压力。当测试平台发生振动时,谐振腔所受到的侧向压力发生变化,导致激光器输出的两正交偏振模式产生的拍频信号改变。通过高速光电探测器和多通道数据采集平台对拍频信号进行采集,使用LabVIEW编程对采集信号进行处理,实现了对振动加速度信号的实时监测。理论分析与实验结果表明,该传感器具有极高的加速度灵敏度,对于单位重力加速度g其灵敏度达吉赫兹量级,能检测到微弱的振动信号。相较于传统光纤振动传感器而言,该传感器将光谱分析转化为频谱分析,使信号的采集与解调更加简单,且获得了更高的灵敏度。进一步分析表明,此结构在微重力环境下进行测量也是可行的,因此,在航空飞行器关键部件的微振动测量中有较大的应用潜力。     

圆柱螺旋弹簧迟滞的检测和补偿

介绍一种利用微电容测量技术检测圆柱螺旋压缩弹簧迟滞和利用单片机技术对迟滞进行补偿的实验方法,该方法涉及螺旋机构、电子秤和拟合曲线的求法等.通过这一实验,能帮助学生理解真实材料在一定程度上存在迟滞现象,掌握变极距电容传感器的概念,提高知识的综合应用能力和设计动手能力.     

电容应变式压力传感器原理及检测电路设计

论述了电容应变式压力传感器的原理，给出了一种电容应变式压力传感器的电路，并分析了压力大小与电路输出电压之间的关系。     

静电电荷的测量

静电测量是生产、科研中的一个重要课题,静电学是电磁学中的一个重要部分。而在电磁学实验中一般没有静电测量的实验,因此我们试制了静电电荷测量仪,进行了摩擦带电的测量和空气中电荷密度的测定,效果良好。一、静电电荷测量仪静电电荷测量仪由(?)准电容和静电电压表组成,如图1所示。由于使用了静电电子管     

利用手机加速度传感器探究竖直方向弹簧振子运动

研究开发了基于手机加速度传感器的竖直方向弹簧振子实验.使手机随着弹簧振子上下振动,利用手机加速度传感器软件得到弹簧振子做简谐振动以及阻尼振动的加速度变化图像.通过分析简谐振动加速度变化图象得出弹簧劲度系数、重力加速度;通过分析阻尼振动加速度变化图像得出弹簧振子做阻尼振动的加速度方程.     

多段电容式锅炉液位测量系统设计

由于传统的锅炉汽包水位测量多采用差压式水位计、云母水位计等方法,测量过程中存在汽水分界面不明显,需要温度、压力补偿及投入麻烦等缺陷,为解决上述问题,提出了一种基于电容数字转换技术专用芯片Pcap01的智能多段式液位测量系统,并且应用HART通讯单元访问传感器的测量过程参数、设备组态、校准等信息。对多段电容式液位测量系统的总体方案、传感器设计、电容测量电路、HART通讯电路的设计进行了详细论述,同时设计了HART通讯软件和液位测量采集软件。对所设计的多段电容式锅炉液位测量系统经过试验表明,该液位计精度高、操作简单方便,解决了传统液位测量的缺陷,可以满足实际现场要求。     

基于差动电容传感器和89C51单片机的电子水平仪

针对原有的气泡式水平仪功能存在的不足进行了改进,改进后的仪器采用了变介质差动电容传感器,设计了电容传感器变换电路,将传感器电容的变化转换为信号频率的变化,用89C51单片机对信号进行处理和显示.实验结果表明,该方法制作的电子水平仪系统性能稳定,测量精度可达到0.01 mm/m.     

混合集成光学加速度计的信号处理和总体灵敏度

混合集成光学加速度计是一种实用型的实时加速度传感器,在信号处理过程中采用了光相位调制和交流相位跟踪零差补偿技术（PTAC）.综合考虑光路和电路部分进行系统设计,以使系统总体灵敏度为4.7 V/g.实际测量时系统可以实时、线性地跟踪到加速度信号,并且系统的总体灵敏度可以达到4.59 V/g.混合集成光学加速度计已经达到了实用的要求.     

用智能手机传感器测量弹簧的劲度系数

本文提供了一个用智能手机做实验工具的例子, 实验中智能手机既做弹簧的振子, 也可测量弹簧的振 动周期, 用智能手机加速度传感器测量极短暂的振动周期, 从而提高了实验的测量精度, 降低了实验误差     

激光加速度传感器的理论研究

提出了一种新型加速度传感器的设计理论。该传感器设计以角锥棱镜作为惯性摆，利用光学干涉原理，可以实现对运动物体的二维加速度测量。对该传感器进行了系统的理论研究，给出了二维加速度激光传感器设计参量选取的一般规律，并给出了实验的初步结果。     

基于平行板电容器的材料表面形貌测量仪

利用平行板电容器的原理设计了材料表面形貌测量仪,将探针与电容器下极板固连,当探针在不平整的样品表面扫描时,两极板间距发生改变而引起电容变化.通过LabVIEW编程控制平移台蛇形移动,用平行板电容器厚度测试电路测量pF量级的电容改变值.两极板初始距离为50～200μm的工作范围内,测量误差稳定在2μm.通过实时捕捉探针的坐标和极板间距的变化量,该测量仪可以绘制出三维曲面图.     

眼镜、放大镜、显微镜、望远镜

提出了一种采用光学投影成像和自扫描光电二极管列阵(SSPA)传感器实现隐形眼镜曲率、光学中心厚度和直径测量的新方法,基于此方法设计成功了一种新型隐形眼镜投影测量仪。介绍了仪器的测量原理、仪器结构、光电二极管列阵信号采集以及单片机控制系统的硬件和软件设计。该测量仪测量镜片曲率半径的精度优于士0.1 mm,测量镜片光学中心厚度的     

大功率LED温度特性测量仪

用半导体加热/致冷芯片对LED恒温,用贴片式pt100作温度传感器,用具有人眼视觉特性的可见光亮度传感器组成光强探测器,研制了一种大功率LED温度特性测量仪.用该测量仪测量了1W白光LED在恒流和恒压驱动下光强、发光效率等参数的温度特性.实验表明,该测量仪恒温快,测量准确,成本低,操作便捷.     

迈克耳孙干涉仪的数字化设计

使用硅光电晶体三极管作为光干涉条纹传感器,采用变间隙动极板电容传感器代替传统微距测量的设计方案,利用单片机对干涉条纹进行计数并自动测量反射镜的微小位移,实现了迈克耳孙干涉仪的数字化测量.制作了检测系统及电路,完成系统的软件设计.He-Ne激光波长的测量实验结果表明,采用该方案能够缩短测量时间,提高测量精度.     

一种可自动切换量程的宽量程新型自动化电阻测量仪

设计了一种基于STC89C52单片机控制的宽量程电阻自动测量仪的系统组成结构和功能。该设计根据频率转换法利用NE555、待测电阻构成振荡电路、单片机作为信号处理芯片构成测量电路。该测量仪具有测量精度高、测量范围宽、性能可靠、操作简便、阻值读数直观等优点。     

示波谐振法测电容的研究

示波谐振法测量电容就是用示波器观察RLC串联电路的谐振现象来确定待测电容的值,是测量电容的一种简便方法.理论和实验研究表明,测量灵敏度对测量结果影响较大,电路中标准电感L和标准电阻R的取值对电路灵敏度有较大影响,而电路灵敏度引入的测量不确定度,对测量结果总不确定度影响较大.当L和R的取值使Q≥3时,电路灵敏度已足够高,一般已满足测量的要求.     

第35届全国中学生物理竞赛决赛实验试题评析

介绍了第35届全国中学生物理竞赛决赛实验试题的实验内容,并给出了试题解析以及竞赛成绩分析.试题1为测量光学玻璃材料的杨氏模量和折射率,可分为3部分:利用洛埃法测量半导体激光器的波长,利用单缝衍射法测定光学玻璃条的杨氏模量,测量厚光学玻璃片的折射率.试题2为测量电学黑盒子,给出其中元件连接的结构和元件性质,利用黑盒子的电路和电容率测量仪等,测量真空电容率和给定介质的相对电容率.实验试题设计性较强,成绩区分度较好.建议学生平时注重基本实验仪器的使用训练,掌握实验技巧,并加强物理基本原理的灵活应用.