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位移测量作为工程测量领域中至关重要的研究课题,从古至今诞生了多种应对不同情况使用的测量器具。自近代以来,精密位移测量作为位移测量研究的一项分支,随着科学技术以及生产制造水平的提升得到了各国研究机构和设备生产公司的深度探究和密切关注。其中电容式传感器作为一种常用的微位移测量工具,凭借结构简单、精度高、灵敏度高和良好的动态性能等特点,在工业生产、航空航天和汽车制造等行业具有相当广泛的应用。但是电容式传感器在位移测量上也存在许多缺陷,如输出信号较小,容易受温度和寄生电容等因素的影响。智能传感器技术作为一种在传统传感器基础上进行信息处理的新兴技术,通过传感器与微机之间有效结合的方法,实现高精度的信息采集和多功能的信息处理。本文对电容式位移传感器测量系统进行研究分析,并搭建电容式位移传感器测量系统,利用智能传感器技术进行传感器优化,主要完成了以下研究内容:(1)电容传感器的原理研究,对变介质型、变面积型、变极距型进行分析比较,并考虑到实际应用,因此本课题选用了差动式变面积型电容式传感器测量位移。(2)环境因素以及各类附加电容导致电容式位移传感器产生误差,从选材上进行分析,选用温度系数低的铜以及镍铬合金;外部装置进行封装,减小湿度和电磁干扰的影响;提高了极板间初始电容量,减少边缘效应;并采用驱动屏蔽电缆技术减小寄生电容产生的误差。(3)为了进一步减少温度因素对电容式位移传感器的影响,必须对该传感器进行温度补偿,进行温度标定实验,并通过数据融合技术,对不同算法进行比较完成传感器的温度补偿,得到补偿后的位移与传感器输出电压的函数关系式,从该函数关系可知,降低了温度对传感器的影响。算法使用了多元回归方程法、传统BP神经网络和基于贝叶斯正则化L-M算法BP神经网络。其中基于贝叶斯正则化L-M算法BP神经网络的效果最佳,成功将温度灵敏度系数从3.811×10-2/?C优化到1.703×10-3/?C,温度附加误差从77.5%下降到6.81%。(4)以STM32单片机为核心,将函数关系式保存在单片机内,建立电容式位移传感器与单片机结合的智能传感器系统,功能是采集电容式位移传感器和温度传感器的信号,经过数据处理,将数据传输到LCD液晶显示屏显示,并具有无线传输功能。内部包含了直流稳压电源、信号采集模块、CAV414信号调理模块、报警模块、LCD1602显示模块、按键模块、nRF24L01无线传输模块和RS232串口通信模块。在硬件电路基础上,应用IAR EWARM,设计对应的软件程序,保证系统正常运行。最后通过具体调试,本测量系统能够有效完成电容式位移传感器测量系统的优化,并有一定距离的无线传输能力,运行稳定,在短距离位移的测量中有一定的应用价值。