基于交流法电容检测的电容层析成像系统硬件设计任务书

 2021-10-15 08:10

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

ECT数据采集系统主要由电极开关阵列、电容检测电路、直流差分放大器、DAC、ADC、单片机系统、数据通信和电源等8个主要部分组成。(1)ECT数据采集系统通过电极开关阵列的切换完成一帧电容数据的检测。ECT传感器电极在数据采集过程中可以有3种工作状态:激励、检测和接地。(2)电容检测电路是ECT数据采集系统的核心部分,是影响电容数据采集精度和速度的关键环节。(3)差分放大电路将锁定放大器的输出和数/模转换器(DAC)反馈的静态电容相减,得到电容变化,再对微弱的电容变化作放大处理后输出至ADC。(4)数/模转换器DAC主要用于减去静态电容,使得电容变化量得到有效放大,方便数据采集并提高测量的分辨率。(5)模/数转换器ADC完成对差分放大器输出电压Vad的采样。(6)通信方式决定了数据采集系统的性能和结构,所以通信方式的选择相当重要,需要根据实际电容层析成像系统的要求合理选择。(7)至少有1/3的干扰与噪声是经过电源影响到测控电路的,除了采用线路滤波器、切断噪声变压器、稳压调节器外,还可采用电源滤波、分级退耦对电源进行净化处理。(8)ECT系统设计的采集和控制部分涉及的电路包括A/D转换器、D/A转换器、8255接口电路和数据通信等。

要求对各部分电路作出具体设计,给出各部分电路原理图。

2. 参考文献

[1] 陈岭丽,冯志华.检测技术和系统[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2] 高晋占.微弱信号检测[M].北京:清华大学出版社,2004.

[3] 李伯成.单片机及嵌入式系统[M].北京:清华大学出版社,2005.

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