邊緣電場傳感器設(shè)計與參數(shù)估計算法的研究.pdf

1、邊緣電場(Fringing Electric Field，簡稱FEF)傳感器是基于電容邊緣效應(yīng)的傳感器，由于具有單邊穿透、信號強(qiáng)度可調(diào)以及層析成像等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制中產(chǎn)品性能，如厚度、損傷、含水量、多孔性、粘度、密度等非接觸測量。
　　本文介紹了邊緣電場傳感器有限元模型，并分析了傳感器性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，將傳感器二維、三維模型相結(jié)合，基于正交優(yōu)化設(shè)計和回歸分析選擇傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)，仿真結(jié)果表明，該方法確定的

2、結(jié)構(gòu)參數(shù)可以獲得較好的性能指標(biāo)。
　　根據(jù)優(yōu)化設(shè)計得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)研制了PCB型單波長和三波長FEF傳感器，并在基于LabView的測量系統(tǒng)上標(biāo)定。為了提高測量系統(tǒng)的精度，采用標(biāo)準(zhǔn)電容法對測量電路的反饋電容進(jìn)行校正。實驗結(jié)果表明，研制的傳感器測量重復(fù)性效果較好，三波長傳感器的通道之間無串?dāng)_。
　　研究了邊緣電場傳感器參數(shù)估計算法，分別針對單波長和三波長傳感器提出線性回歸和多元非線性回歸算法，建立了傳感器互導(dǎo)電容值與被測樣本介電