齿盘差动电容电子水平仪的研究

论文摘要

本文通过对水平度传感器的系统分析以及对电容式传感器原理和小电容检测原理的研究,结合对后续信号处理系统的设计,给出了一套新型高分辨率数字电子水平仪的设计方案。论文介绍了电子水平仪前端传感器的设计,后端电路设计以及相关的理论分析等。论文对各类水平度传感器的优缺点进行详细的分析,设计了齿盘差动电容电子水平仪传感器;以及配套的小电容检测电路,加入了提高测量精度的滤波措施。论文详细说明了电路设计的方法及原理、电路实现的功能以及电路的抗干扰措施等;在软件设计部分,介绍了各个模块的工作流程以及实现的功能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 电子水平仪传感器的发展
• 1.1.1 电子水平仪传感器的研究历史
• 1.1.2 国内外电子水平仪研制生产现状
• 1.2 本课题的主要研究内容
• 第二章 齿盘电容电子水平仪的传感器设计
• 2.1 差动电容式传感器可行性分析
• 2.2 差动电容式传感器输出电容值的范围估计
• 2.3 齿盘差动电容传感器的设计
• 2.3.1 齿盘差动电容传感器结构
• 2.3.2 传感器的各参数确定
• 2.3.3 误差分析
• 第三章 小电容检测及信号处理电路设计
• 3.1 电路总体框架
• 3.2 电桥电路
• 3.3 振荡器电路
• 3.4 滤波放大电路
• 3.5 负9V电压产生电路
• 3.6 相敏检波电路
• 第四章 电子水平仪后端电路设计
• 4.1 MAX197与AT89C51电路区设计
• 4.1.1 MAX197与AT89C51电路区的功能
• 4.1.2 MAX197与AT89C51电路区电路设计
• 4.1.3 MAX197与AT89C51电路区布线布局特点
• 4.1.4 MAX197与AT89C51电路区的调试
• 4.2 S0403AA液晶驱动器与AT89C51电路区设计
• 4.2.1 S0403AA液晶驱动器与AT89C51电路区的功能
• 4.2.2 S0403AA液晶驱动器与AT89C51电路区电路设计
• 4.3 信号隔离电路区设计
• 4.3.1 线性光耦电路区设计
• 4.3.2 线性光耦LIA100的调试
• 4.4 滤波去噪电路区设计
• 第五章 电子水平仪后端软件设计
• 5.1 A/D转换子程序设计
• 5.1.1 MAX197服务程序流程
• 5.1.2 降低A/D采样数据误差的软件对策
• 5.2 LCD显示子程序设计
• 第六章 总结与展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况