虛擬儀器與電容實(shí)現(xiàn)水膜的自動(dòng)測量與控制

為了有效的在線測量水膜，本文采用低成本的非接觸式、高精度電容測微儀作為水膜厚度的傳感器件，采用虛擬儀器進(jìn)行測量狀態(tài)的分析，并根據(jù)測量結(jié)果給出控制信號(hào)。電容測微儀將水膜厚度變化信息轉(zhuǎn)換為－10V～＋10V的電壓變化，通過A/D采集卡（如ZTIC8310，ZTIC6319等）進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，虛擬儀器將實(shí)時(shí)采集的水膜電壓信息轉(zhuǎn)換為水膜的絕對厚度值，并實(shí)時(shí)顯示和保存，以供更深一步的分析。本測控系統(tǒng)準(zhǔn)確的測出運(yùn)動(dòng)水膜的厚度信息，精度0.01μ，解決了水膜測量的難題。采用高精度電容測微儀及虛擬儀器進(jìn)行測量方法成本低、使用方便，容易擴(kuò)展到其他測控領(lǐng)域。
虛擬儀器(Virtual Instrument)技術(shù)[1]是八十年代以來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及儀器儀表技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的新型測量與控制技術(shù)。在自動(dòng)化、測試儀器儀表行業(yè)中，虛擬儀器概念的出現(xiàn)，是對傳統(tǒng)儀器概念的重大突破。軟件就是儀器的口號(hào)，徹底打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義，用戶無法改變的模式。儀器的功能可隨用戶的要求更改，使得昂貴的儀器可以在普通的PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)。并且一臺(tái)PC可以實(shí)現(xiàn)多種儀器，從而降低了儀器費(fèi)用。
電容傳感器屬于非接觸相對線性測量[6]。在電容傳感器的測量范圍內(nèi)，線性度很好，可以進(jìn)行與距離相關(guān)的各種非接觸測量。線性度、分辨力和靈敏度是評價(jià)電容傳感器的重要性能參數(shù)，用戶尤其關(guān)心的是線性度的大小。圖1給出了電容測微儀的工作原理。