電容層析成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1、電容層析成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)電容層析成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)電容層析成像技術(shù)概述 由傳感器獲得物體橫截面處的信息信息 ，然后由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)處理并將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量 ，以一定的格式格式送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)一定的圖像重建算法，重建出橫截面的圖像。 對(duì)電容層析成像系統(tǒng)而言，數(shù)據(jù)采集部分就是對(duì)傳感器的極板對(duì)傳感器的極板對(duì)間的電容的測(cè)量對(duì)間的電容的測(cè)量。傳感器的極板對(duì)間的電容屬于微小電容，微小電容的測(cè)量問(wèn)題微小電容的測(cè)量問(wèn)題是影響精度和重建圖像質(zhì)量的關(guān)鍵和難點(diǎn)。 電容層的數(shù)據(jù)采集的精度對(duì)于整個(gè)層析成像過(guò)程非常重要。微小電容的測(cè)量出現(xiàn)問(wèn)題：實(shí)時(shí)性要求高。實(shí)時(shí)性要求高。測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大。測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大。

2、需要具有很高的抗雜散電容干擾能力。需要具有很高的抗雜散電容干擾能力。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體框圖及工作原理圖片圖信號(hào)發(fā)生器 選用正弦（或余弦）發(fā)生器的原因： （1）正弦波失真??；（2）正弦波幅值穩(wěn)定；（3）正弦波頻率、幅值可調(diào)。 由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)激勵(lì)一端的極板，在極板的另一端會(huì)產(chǎn)生調(diào)制的信號(hào)。 一塊極板必須具有 3 種工作方式：激勵(lì)方式、檢測(cè)方式和接地方式 12電極為例電容電容/電壓（電壓（C/V）轉(zhuǎn)換、電壓放大電路）轉(zhuǎn)換、電壓放大電路 電容檢測(cè)電路(C/V 轉(zhuǎn)換)是 ECT 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心部分。主要是測(cè)量從檢測(cè)極板輸出的電容值，由于在 ECT 系統(tǒng)中，被測(cè)電容變化量很小，雜散電容很

3、大，因此在 C/V 轉(zhuǎn)換電路的性能要求較為苛刻。 C/V 轉(zhuǎn)換電路將傳感器的輸出轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，其轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換電路將傳感器的輸出轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，其轉(zhuǎn)換速度、穩(wěn)定性和精度等指穩(wěn)定性和精度等指標(biāo)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能好壞起著至關(guān)重要的作標(biāo)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能好壞起著至關(guān)重要的作用，是電容數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心部分。用，是電容數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心部分。相敏解調(diào)電路相敏解調(diào)電路 ECT 系統(tǒng)中 C/V 轉(zhuǎn)換電路輸出的交流電壓信號(hào)與噪聲干擾信號(hào)混雜在一起，難于測(cè)量，所以經(jīng)過(guò)相敏解調(diào)可以把噪聲從交流電壓信號(hào)在頻域上分離出來(lái)，以便于后續(xù)電路來(lái)消除噪聲，把有用的信號(hào)提取出來(lái)。 主要包括法器和低通濾波器兩部分 低通濾波器從乘

4、法器輸出信號(hào)中提取直流成分，該直流成分與低通濾波器從乘法器輸出信號(hào)中提取直流成分，該直流成分與輸入信號(hào)和參考信號(hào)的相位差成比例關(guān)系。輸入信號(hào)和參考信號(hào)的相位差成比例關(guān)系。 DSP（digital singnal processor）是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。 DSPRS232 串行口 將將DSP測(cè)量得到的數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)通過(guò) RS232 串行口傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算串行口傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)完成圖像重建任務(wù)機(jī)負(fù)責(zé)完成圖像重建任務(wù) 問(wèn)題 結(jié)構(gòu)圖中結(jié)構(gòu)圖中DSP的虛線部分的虛線部分 靜態(tài)電容是怎么回事靜態(tài)電容