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在家用电器,例如洗衣机、电冰箱等的控制开关中,常用的是机械开关。电容型接近开关比机械开关具有很大的优异性。电容型接近开关可实现非接触控制,可避免长期使用对开关产生的磨损。但是电容型接近开关电容变化量很小,需要精确检测电路进行测量。在国外,一些集成器件已经产生,如Cypress公司推出的基于PSoC的电容型触摸传感器等,虽然可实现非接触控制,但成本较高,不能满足实际应用的需要。 电容型接近开关是一种具有开关量输出的位置传感器,它的测量头通常是一个传感电容。当一个导体接近传感电容时,在传感电容与导体之间会产生一个耦合电容。在这里,手指就是这个导体。通常电容开关的形式是一边接地的电容,而导体的存在增加了开关到地之间的电容。 本课题研究的目的在于设计电容型接近开关,用简单电路替代昂贵的集成器件,实现对微小电容变化量的检测,以节约成本,并将该技术应用在电磁炉的开关控制中。 本文的研究内容主要包括以下几个方面: (1)选择电容型控制开关设计方案,研究了各种检测方法的特性,根据设计情况,选择运算法信号转换电路,并对电路作出改进。 (2)根据回转器电路原理,设计了稳定恒值的参考电容,解决了检测电路的稳定性和灵敏度的问题。 (3)设计了检测电路,解决了检测微小电容变化量的问题,实现了电容型控制开关的设计。 (4)对整体电路的稳定性和可靠性用Multisim进行仿真分析,解决了电路在实际应用中的问题。 (5)将电容型控制开关应用在电磁炉中,并对电磁炉功能实现的软件系统进行设计,完成了整个产品的开发设计。 本文通过仿真与实验来验证电容型接近开关的性能指标,并使电容型开关工作应用在电磁炉中,替换机械开关,达到良好控制效果,其研究成果具有一定的实际应用价值。