Ємнісний вимірювач швидкості зрушень

Abstract

Робота спрямована на отримання ступеня бакалавра за спеціальністю 152 “Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка”. Об’єктом дослідження є процеси вимірювання швидкості мікропереміщень (зрушень) у технічних та природних системах. Предметом дослідження є принципи побудови, математичне моделювання та практична реалізація ємнісного сенсора для вимірювання швидкості зрушень. Метою дипломної роботи є розробка ємнісного вимірювача, який здатен фіксувати зміну положення об’єкта з високою точністю, та побудова системи обробки сигналу і виводу інформації у зручній формі. Для досягнення мети були досліджені фізичні основи роботи ємнісних сенсорів, виконано розрахунок основних параметрів, змодельовано сенсорну схему, проведено аналіз точності та похибок, реалізовано підключення до мікроконтролера та розроблено базовий алгоритм зчитування і візуалізації даних. У результаті виконання дипломної роботи було створено макет ємнісного сенсора, визначено його технічні характеристики, обґрунтовано переваги використання в порівнянні з альтернативними підходами, а також розглянуто перспективи впровадження в сучасні системи моніторингу. Загальний обсяг роботи: 49сторінок, 2 рисунки, 14 таблиць,1 схема.

The work is aimed at obtaining a bachelor's degree in specialty 152 “Metrology and information and measuring technology”. Object of the study: the processes of measuring the velocity of microdisplacements (shifts) in technical and natural systems. Subject of the study: the principles of design, mathematical modeling, and practical implementation of a capacitive sensor for displacement velocity measurement. The purpose of the bachelor's thesis is to design and implement a capacitive displacement velocity sensor capable of detecting changes in position with high accuracy, and to build a signal processing and data visualization system. To achieve this purpose, the physical principles of capacitive sensors were studied, key parameters were calculated, the sensor model was simulated, the measurement accuracy and errors were analyzed, and a prototype with microcontroller integration and data acquisition software was developed. As a result of the thesis, a functional prototype of a capacitive sensor was created, its technical characteristics were defined, the advantages over alternative methods were justified, and the potential for integration into modern monitoring systems was evaluated. Total work`s volume: 49 pages, 2 figures, 11tables,1 scheme.