發(fā)布時(shí)間：2024-04-27 19:25

　　為了實(shí)現(xiàn)紙張快速、無(wú)損精確計(jì)數(shù),設(shè)計(jì)了一種基于電容傳感器的紙張計(jì)數(shù)儀。計(jì)數(shù)儀以STM32F103單片機(jī)為控制器,利用兩塊銅片構(gòu)成平行極板電容器,采用FDC2214芯片對(duì)微小電容響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)過(guò)已知數(shù)量的紙張對(duì)系統(tǒng)標(biāo)定后,即可完成未知數(shù)量紙張的精確檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)被測(cè)紙張數(shù)量在(1～120)張時(shí),該系統(tǒng)測(cè)量精度高,穩(wěn)定性較好,具有一定的實(shí)用價(jià)值,當(dāng)測(cè)量紙張數(shù)過(guò)大時(shí),系統(tǒng)準(zhǔn)確度變差,為紙張快速、無(wú)損檢測(cè)提供一種新的方法和技術(shù)支撐。

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【部分圖文】：

圖1紙張計(jì)數(shù)儀結(jié)構(gòu)示意圖

紙張計(jì)數(shù)儀總體結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要包含亞克力支架、電容傳感器、單片機(jī)、語(yǔ)音模塊等。電容傳感器下極板銅片固定在亞克力板上置于裝紙盒內(nèi),上極板銅片固定在活動(dòng)亞克力板上,活動(dòng)亞克力板厚5mm,測(cè)量時(shí)用于壓緊被測(cè)紙張。系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示,主要包括單片機(jī)控制模塊、電容傳感器、電源模塊、....

圖2紙張計(jì)數(shù)儀模塊結(jié)構(gòu)圖

測(cè)試時(shí)將已知張數(shù)n(n=1,2,3,…)的紙張,裝入亞克力盒內(nèi),蓋上上極板,使兩塊極板銅片構(gòu)成平行極板電容器,經(jīng)FDC2214電容傳感器芯片檢測(cè)后,利用I2C總線傳輸至STM32F103單片機(jī),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理,并將獲得的紙張標(biāo)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在W25Q128存儲(chǔ)模塊;標(biāo)定完成后,放....

圖3變極距式電容傳感器原理圖

由式(1)可知,傳感器輸出的電容值C0與極板之間的距離d有關(guān),而紙張數(shù)量n與極板距離呈正相關(guān),由此通過(guò)測(cè)量極板間電容值C0,可間接得到紙張數(shù)量n。1.2.2傳感芯片的選型及檢測(cè)原理分析

圖4電容傳感器原理圖

fSEΝSΟRx=12πL(C+C0)(2)FDC2214電容傳感器不直接輸出諧振頻率,而是輸出一組28位的數(shù)據(jù)DATAx用Dx表示,單片機(jī)通過(guò)I2C接口讀取該數(shù)據(jù),依據(jù)公式即可求出諧振頻率,如公式(3)所示:

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