基于复阻抗分离法的电容式水分测量系统研究

作     者：蔡志端 

作者单位：景德镇陶瓷学院 

学位级别：硕士

导师姓名：胡鸿豪

授予年度：2007年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：电容传感器 水分测量 复阻抗分离 LabVIEW 虚拟仪器 

摘      要：电容式传感器以其结构简单、灵敏度高、可非接触式测量、价格低廉等优点在水分测量中得到了广泛的应用。其工作原理主要是根据水的介电常数远大于被测物料的介电常数，当物料的含水量不同时会引起传感电容的较大变化，再用测量电路将电容的变化量转换成电信号，通过测量仪表将其转换成水分指示值。 然而，实际测量中电容传感器所形成的物理量不仅仅是电容参数，同时还存在电阻参数，这两个参数往往交织在一起，在高含水量环境下电阻参数对测量精度的影响很大，而用传统的测量方法却难以将两者分开，以至于仪器在许多环境下无法使用。特别是在陶瓷工业中，由于泥、浆料的水分含量高，并掺有添加剂，电容传感器中的电阻参数严重影响了测量结果。针对以上问题，本论文提出一种新的测量方法—数字式复阻抗分离法，即用数字信号处理的方法将传感器中的电容参数和电阻参数分离，提取与水分有关的电容参数，消除了电阻参数对测量精度的影响，这对于提高电容式水分测量仪的测量精度、扩大其应用范围，特别是推广到陶瓷工业中对泥、浆料水分的测量具有重要的意义。 虚拟仪器是现代计算机软件技术、通信技术和测量技术相结合的产物，它是测量仪器的发展方向，本论文选择当前最流行的虚拟仪器开发软件LabVIEW作为系统的开发平台，设计了基于复阻抗分离法的电容式水分测量系统。