5仿真实现 19

5.1 PROTEUS仿真软件与Keil软件的简介 19

5.2各功能的仿真调试及结果分析 20

结束语 23

参考文献 24

致谢 25

1引言

传统的电子测量仪器受到了时代的发展和微电子技术、计算机技术等现代科技发展所带来的性影响。通常的测试仪表和控制设备被较先进的智能仪表给代替了，传统仪器的功能性，准确性和自动化设置等方面产生了巨大变化，各类智能仪表的涌现，使得实验的科学性和应用工程的自动化水平获得了明显的改进。

引进电脑仪器，它可以解决的问题是多方面的，一般能达到如下一些特点：①自动快速检测参数；②自动校正各种类型的测量误差；③自动切换量程；④数字滤波功能；⑤控制和报警；⑥输出数据的形成；⑦自诊断功能；⑧断电保护功能。

本设计选用了电容式位移传感器，因为其精度高，体积小，价格低，环境适应性强，机电一体化等优势，使得它在工程领域被使用得越来越普遍了。在国内的项目是以电子数显卡尺的方式去应用的，这样可以很好地对位移进行检测。通过一个由电容式传感器和AT89S52单片机组成的智能检测系统，结合一个LCD显示器和一个PC上位机，就可以对结果进行实时仿真和智能控制了。

2 位移检测系统的原理

2.1传感器的选择及原理

2.1.1传感器的选择

位移包括线性位移和角位移。在工程中需要大量的位移检测，主要有如功率，速度，加速度，流量等参数。

位移是矢量，它不仅有大小，且还有方向。在实际测量中，应使两个方向一致，这样才会是比较满意的测量结果。如果两个方向上不重合，测量结果就会有较大的误差。

具体测量时，需要根据不同的测量对象，灵活地选择测量点、方向和系统。所述的位移测量系统是由位移传感器、单片机和显示器等元器件组成的。其中位移传感器的选择是否合适是本设计的关键。论文网

在本次毕业设计中采用的是容栅式电容位移传感器，其具有许多优点，如精度高，体积小，价格低，环境适应性强，机电一体化等。正是因为它的许多优点，使得它在很多领域都发挥了不可替代的作用。

2.1.2电容传感器的原理 

电容位移传感器用于动态响应和测量高精度的线性位移值。它的特点是适用于非接触测量、结构简单、动态响应速度快。而且因为有多极电容和平均效应，所以它的灵敏度高、抗干扰能力强以及它对栅极刻制和安装精度的要求不高。容栅式传感器通常不会做成平板式，由于它对移动极板的平行度要求极高，微微倾斜则会使极距发生变化，这样就会影响测量精度。一般情况下，容栅位移传感器会制成圆柱形电容式线位移传感器。其结构原理图如图2.1所示：

图2.1柱状圆容栅位移传感器结构原理图

由物理学得知，电容位移传感器它的两极板形状，尺寸，相互位置和电介质介电常数与其电容量有确定的函数关系。以平行板电容器作为例子，当不考虑边缘电场的影响的时候，电容值Ct=ε0εrS/d。其中Ct是两板之间的电容，F；ε0是真空介电常数为8.854×10-12F/m，空气的介电常数与真空近似；εr 是极板之间的介质的相对介电常数；S为极板的有效面积，m2；d为两板之间的间距，m。平行极板电容器如图2.2所示：